高速铁路列车运行控制系统
世界 各国 高速铁路 采用的行车控制系统简介
四.高速铁路采用的列车控制系统（法国） 高速铁路采用的列车控制系统（法国）
UM系列轨道电路 UM系列轨道电路
UM71轨道电路根据列车占用情况和线路条件，确定线路的最大允 许速度、临时限速、线路坡度等参数，计算出目标点、目标速度 和坡度，将这些结果编成一个27bits的信息码。 信息码组成如下所示： ① 铁路网编码： 3 bits； ② 目标速度： 8 bits； ③ 目标距离： 6 bits； ④ 线路坡度： 4 bits； ⑤ 编码检测： 6 bits。
四.高速铁路采用的列车控制系统（日本） 高速铁路采用的列车控制系统（日本）
数字ATC系统 数字ATC系统 ATC
采用速度-目标距离控制模式，系统结构为： 地面采用自然衰耗式有绝缘轨道电路： ① 载频：上行采用515、525、535、615、625、635 Hz 下行采用565、575、585、665、675、685 Hz， ② 调制方式采用MSK制式， ③ ATC报文信息量：75 bits（8+58+9）； ④ 向列车传送轨道电路、空闲区间、临时限速等信息； 车载设备采用三重系表决车载计算机： ① 存储线路信息， ② 接收地面传输的有关信息， ③ 计算并生成速度控制曲线； ④ 速度控制曲线与列车速度比较，对超速列车实行自动控制。 数字ATC系统，已于2002年12月东北新干线的盛岗--八户线中采用。
列车运行控制系统在道旁设有控制中心，间隔约15～20公里。
四.高速铁路采用的列车控制系统
车载设备
主要由天线、信号接收单元、制动控制单元、司机控制台显示器、 速度传感器等组成。车载设备根据接收到的地面信息、列车特性，计算 列车制动模式曲线，控制列车运行状态。
司机显示器 信号接收机
制动控制单元
高速铁路系统中的列车运行控制方法
高速铁路系统中的列车运行控制方法1. 引言高速铁路系统作为一种高效、快速、安全的交通工具，在现代社会发挥着重要作用。
而要确保高速铁路系统的安全可靠运行，列车运行控制方法是至关重要的一环。
本文将从以下几个方面介绍高速铁路系统中的列车运行控制方法。
2. 列车运行控制系统概述列车运行控制系统是高速铁路系统中的核心技术之一。
它通过对列车的速度、间隔、运行路径等进行有效控制，确保列车在预定的时间内安全到达目的地。
主要包括列车调度系统、信号控制系统和列车运行监控系统三个子系统。
3. 列车调度系统列车调度系统负责根据列车的时刻表、运行班次等情况，对列车的运行进行计划和调度。
通过优化调度算法，可以实现列车的高效运行，提高线路的运输能力。
常用的列车调度方法包括列车优先级排序、列车路径选择等。
4. 信号控制系统信号控制系统是指通过信号灯、信号电源等设备对列车运行进行控制的系统。
它通过向列车发出不同的信号，告知列车运行状态和速度限制。
常见的信号控制方法包括绝对防护系统和无线电列车运行控制系统等。
5. 列车运行监控系统列车运行监控系统用于监测列车的运行情况，及时发现和处理各种异常情况。
它通过安装在列车上的传感器、摄像头等设备，对列车的位置、速度、加速度等参数进行实时监测。
同时，该系统还可以及时向操作员发送警报信息，以确保列车的安全运行。
6. 列车运行控制方法的发展趋势随着科技的不断发展，列车运行控制方法也在不断革新和改进。
目前，一些先进的列车运行控制系统已经采用了人工智能、大数据分析等技术，实现了更加智能化和自动化的运行控制。
未来，随着5G技术的广泛应用，列车运行控制系统的实时性和精准性将进一步提升。
7. 国内外高速铁路系统中的列车运行控制方法比较国内外在列车运行控制方法方面的研究与应用存在一定差距。
国外多数高速铁路系统中已经采用了先进的列车运行控制方法，如欧洲的ETCS系统、日本的ATC系统等。
而我国目前正在研发和应用的CRSC系统虽然与国际先进水平仍有一定距离，但也在逐步向智能化和自动化方向发展。
高速铁路列车运行控制系统
列车运行控制系统
1.1 机车信号
1.机车信号控制系统的类型
机车信号控制系统可以看作一种单方向的远程控制设备，只能从地面 向机车传递命令。机车信号控制系统按从地面向机车传递命令方式可分为 点式和连续式两种。
（1）点式机车信号控制系统。点式机车信号控制系统是指在线路上的 某些固定点设置地面设备向机车上传递信息的系统。其特点是设备简单、 造价低、地面设备不消耗电能。
1.2 列车运行监控装置
LKJ2000型列车运行监控装置的功能如下：
（2）记录功能
（3）显示及语音提示功能
对运行参数、事 故状态、插件故 障等进行记录。
对列车运行的实际速度及目标速度、 距前方信号机距离及前方信号机种 类、运行线路状况等参数进行显示。
（4）地面分析功能
将车载记录的列车运行数据经过翻译和整理，以直观的全程记录、 运行曲线、各种报表等形式再现列车运行全过程，为机务的现代 化管理及事故分析提供强有力的工具。
列车运行控制系统
1.3 CTCS 2级列车运行控制系统
图6-7 CTCS 2级列车运行控制系统的结构
列车运行控制系统
1.3 CTCS 2级列车运行控制系统
1.地面设备
轨道电路
列控中心 train control centre，TCC
地面设 备
应答器
车站联锁
列车运行控制系统
1.3 CTCS 2级列车运行控制系统
列车运行控制系统
1.2 列车运行监控装置
LKJ2000型列车运行监控装置的功能如下：
（1）监控功能 ①防止列车越过关闭的地面信号机。 ②防止列车超过线路（或道岔）允许速度及机车、 车辆允许的构造速度。 ③防止机车以高于规定的限制速度进行调车作业。 ④在列车停车情况下，防止列车溜逸。
高速铁路列车运行控制系统的设计与实现
高速铁路列车运行控制系统的设计与实现高速铁路列车运行控制系统是现代铁路运输领域的关键技术之一，它能够确保列车在高速运行过程中的安全、稳定和高效。
本文将重点讨论高速铁路列车运行控制系统的设计原理、实现技术和应用前景。
一、设计原理1. 列车运行控制策略：高速铁路列车运行控制系统采用多种策略进行列车运行管理，包括列车间的安全距离控制、列车速度的调整和列车进入和离开站台的控制等。
系统将根据列车当前位置、车辆状态和路线情况，制定合理的运行方案，实现列车的高效运行。
2. 信号与通信系统：高速列车运行控制系统通过信号与通信系统实现列车和设备之间的信息交换。
这些系统包括列车位置检测、车载通信设备、轨道电子设备和监控系统等。
通过这些设备的运作，可以获取列车的运行状态和位置信息，并及时将这些信息传输到控制中心。
3. 级联控制与安全保障：为确保高速列车运行的安全性，列车运行控制系统采用级联控制模式。
这种模式将列车划分为几个运行层次，每个层次都具有不同的控制权和责任。
在运行过程中，控制中心通过与列车的信息交换，不断调整列车的运行速度和位置，以确保列车的安全。
二、实现技术1. 车载自动驾驶技术：高速列车运行控制系统需要通过车载自动驾驶技术实现列车的自动控制和操纵。
这种技术使用现代信号处理、数据采集和控制算法，将列车的驾驶过程自动化，并基于预设的运行策略进行控制。
2. 列车位置检测技术：高速列车运行控制系统需要实时获取列车的位置信息，以确保列车的安全和稳定。
目前常用的列车位置检测技术包括GPS定位、惯性导航系统和轨道电子设备等。
这些技术不仅可以准确地确定列车的位置，还可以提供列车的速度、加速度和姿态信息。
3. 高速列车通信系统：为实现列车与控制中心之间的信息交换，高速列车运行控制系统需要利用高速列车通信系统。
这种系统通常包括车载通信设备、地面通信设备和无线信号传输技术。
通过这些设备的配合，可以实现列车与控制中心之间的实时数据传输和指令下达。
列车运行控制系统的五个级别
列车运行控制系统的五个级别一、列车运行控制系统的五个级别列车运行控制系统是保障列车安全运行的重要设备，它通过控制列车的速度、位置和运行模式，确保列车在轨道上的稳定运行。
根据功能和安全性等方面的不同，列车运行控制系统可以分为五个级别，分别是ATC、ATO、CBTC、CTBC和ETCS。
二、ATC（Automatic Train Control）级别ATC是列车运行控制系统的最基本级别，它主要通过信号系统和车载设备实现对列车的自动控制。
在ATC级别下，列车通过接收信号系统发出的信息，控制列车的速度和位置，以确保列车在规定的区间内安全运行。
ATC级别适用于高速铁路等需要保证列车安全运行的场所。
三、ATO（Automatic Train Operation）级别ATO是在ATC基础上进一步发展的列车运行控制系统级别。
ATO级别在保证列车安全运行的基础上，更加注重列车的运行效率和准点性。
相比于ATC级别，ATO级别的列车运行更加自动化，列车的运行速度和位置更加精确可控。
ATO级别适用于城市轨道交通等高密度、高频率的线路。
四、CBTC（Communications-Based Train Control）级别CBTC是一种基于通信技术的列车运行控制系统级别，它通过车载设备和地面设备之间的通信，实现对列车的精确控制。
CBTC级别不仅可以控制列车的速度和位置，还可以实现列车的精确停站、车辆调度和列车间的安全距离控制等功能。
CBTC级别适用于复杂的轨道交通系统，如地铁、轻轨等。
五、CTBC（Communication-Based Train Control）级别CTBC是一种基于通信技术的列车运行控制系统级别，它在CBTC的基础上进一步发展，主要用于高速铁路系统。
CTBC级别通过车载设备和地面设备之间的通信，实现列车的精确控制和列车间的安全距离控制。
CTBC级别的列车运行更加高效、精确和安全，适用于高速铁路等需要高速、高频的线路。
2024版CTCS列车运行控制系统ppt课件
2024/1/24
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案例分析：某高铁线路运行控制实践
线路概况
介绍某高铁线路的基本情况，包括线路长度、 设计速度、车站数量等。
控制策略应用
阐述在该高铁线路上应用的列车运行控制策略，包括 基于速度曲线的控制、基于时间间隔的控制和节能优 化控制等。
实施效果评估
对该高铁线路应用上述控制策略后的实际效果 进行评估，包括运行安全性、准点率、能耗降 低等方面的指标。
时间间隔的动态调整
根据线路条件和列车运行状况，对时间间隔进行动态调整，以适 应不同运行场景和需求。
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节能优化控制策略
牵引力优化
在保证列车安全、准点运行的前提下，通过优化牵引 力控制策略，降低列车运行能耗。
制动力回收
利用列车制动时产生的能量进行回收再利用，提高能 源利用效率。
空调系统节能控制
根据车厢内外温度和乘客舒适度需求，对空调系统进 行节能控制，减少不必要的能源消耗。
ATC
实现列车自动控制，包括速度控 制、定位、车门控制等。
ATP
确保列车运行安全，防止超速、 碰撞等危险情况。 2024/1/24
ATO
实现列车自动驾驶，减轻驾驶员 负担，提高运行效率。
ATS
监控列车运行状态，提供实时数 据和故障诊断。
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系统架构设计与实现
系统架构设计
01
02
采用分布式架构，实现模块化、可扩展性。
2024/1/24
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车载设备与系统架构
2024/1/24
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车载设备组成及功能
车载设备主要组成
列车自动控制系统（ATC）
列车自动防护系统（ATP）
2024/1/24
高速铁路列车运行控制系统的设计与实现
高速铁路列车运行控制系统的设计与实现高速铁路已经成为人们出行重要的交通方式，其速度快、效率高、安全可靠，不仅缩小了国家各地之间的时空距离，更为国民出行提供了便捷的选择。
然而在许多列车追求速度的同时，安全问题也是至关重要的。
此时运行控制系统便能够提升列车行驶的安全效率和运行稳定性，实现高效高质量的运行。
一、控制系统应用作为一个运行控制系统，它包含列车、线路、信号以及调度系统等众多方面的因素。
其重要作用是控制列车行驶速度、位置以及进行线路及信号的监控和修改操作。
因此，控制系统能够有效的保证列车行驶中的安全性和可靠性。
二、控制系统设计运行控制系统通常是由调度控制中心、列车控制器和信号系统等部分构成的。
其中调度控制中心可以发出命令和指令，控制列车的发车时间以及行驶速度，整个运行系统安排及协调安全问题细节。
列车控制器则是实现针对车辆行驶的许多控制，如设置车速、换道、刹车等。
信号系统负责控制列车行驶的方向和速度，以及向列车发送列车运行的相关信息等。
三、控制系统的实现为了实现运行控制系统，控制系统需要完成以下五个基本目标:- 将列车带到指定的目的地。
- 通过信号控制列车，并确保它们能够在轨道上行驶。
- 推荐最佳安全速度，以确保列车在途中遵守交通法规，并与其他车辆协调安全行驶。
- 如果列车选定的目的地发生变化，则需要重新计算行驶路线。
- 较旧的列车系统可能需要通过更新硬件、软件和通信技术等方面来适应新的技术变化。
四、控制系统的局限性运行控制系统也存在一些局限性，最主要的限制是控制系统的依赖性。
此时，当系统出现故障或操作员出现错误，其可能会导致重大事故的发生。
其次，处理能力也需要优化。
因此，硬件及支持的软件能力的提升将会使控制系统的能力得到大幅提升。
总体来说，运行控制系统应该一直致力于提高其人为因素错过的能力，增加积极修复和自动检查，以减轻控制员的负担，确保列车运营的安全和可靠性。
高速铁路信号系统-第三章 列车运行控制系统
3.2 ATP概述
点连式 ATP
点连式 ATP 是利用轨道电路传输连续信息，应答器传输点式信息的列控系统。
3.2 ATP概述
连续式ATP
（3）无线方式。 无线方式指利用无线通信的方式传输信息。地面编码器生成编码信息，通过轨道天 线向车上发送。信号显示控制接口负责检测要发送的信号显示，并从已编程的数据中 选出有用数据传送至编码器，同时选出与限制速度、坡度、距离等相关的轨道数据。 编码器用高安全度的代码将这些数据编码，经过载波调制，馈送至轨道天线向机车发 送。车上接收设备接收限制速度、坡度、距离等数据后，由车载计算机计算出目标速 度，并对机车进行监控。
3.2 ATP概述
1. ATP的基本概念 2. ATP分类 3. 分级制动和一级制动 4. 制动优先方式 5. 测速和测距 6. 紧急制动和常用制动
3.2 ATP概述
3.2.1 ATP的基本概念 ATP 的核心是铁路信号速度化，要求信号信息具备明确的速度含义，并根据这些信 息对列车运行速度进行实时的连续监控。地面列控信息主要根据进路、线路条件以 及前后列车的运行位置，在分级速度控制时，产生不同的出口速度信息；在采用速 度-距离模式曲线控制时，产生目标距离、目标速度等信息。 ATP车载设备依据接收到的信息，根据列车构造速度、制动性能计算出控制曲线， 对列车是否遵守信号（速度）指令进行实际运行速度的监控。当列车的实际运行速 度接近、超过允许速度曲线时，ATP车载设备就会报警、卸载、制动，起到防止“两 冒一超”的安全作用。
3.2 ATP概述
3.2.1 ATP的基本概念
我国铁路列车提速后，列车制动距离增加，信号显示距离不足，现行信号显示制式 和列车速度控制方式难以满足行车安全的要求。列车运行速度超过 160 km/h 时， 司机难以辨认地面信号，以司机为主的列车控制系统难以保证列车的安全运行，为 此必须发展 ATP 系统。ATP 的主要功能有：停车点防护、超速防护、列车间隔控 制（移动闭塞时）、测速测距、车门控制等。
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高速铁路列车运行控制系统
----轨道电路
李波
一CTCS勺体系结构
CTC分为CTCS至CTCS五级，按铁路运输管理层、网络传输层、地面
设备层和车载设备层配置，如图1所示。
铁路运输管理层
网络传输层
二CTCS系统
CTCS-级列控系统是基于轨道电路加点式应答器传输列车运行许可
信息并采用目标距离模式监控列车安全运行的列车运行控制系统，包
括车载设备和地面设备。
1地面子系统
（1）列控中心：根据列车占用情况及进路状态计算行车许可及静态列车速度曲线并传送给列车。
（2）轨道电路：完成列车占用检测及列车完整性检查，连续向列车传送控制信息。
车站与区间采用同制式的轨道电路。
（3）点式信息设备：用于向车载设备传输定位信息，选路参数，线路参数，限速和停车信息等。
2车载子系统
车载ATP设备包括：安全计算机、STM BTM DMI记录单元，机车接口单元，测速单元，LKJ监控装置。
三轨道电路
轨道电路提供的信息包括：行车许可，空闲闭塞分区数量，道岔限速等。
1车站采用ZPW-200系列电码化，为列车提供运行前方闭塞分区空闲数，道岔侧向进路等信息。
2车站相邻股道电码化应采用不同载频，列控车载设备根据进站信号机处应答器的轨道信息报文对接收轨道电路信息载频进行锁定接收。
3车站电码化轨道同一载频区段轨道电路最小长度，应满足列车以最高运行速度时车载轨道电路信息接收器（STM可正常接收信息。
4轨道电路采用标准载频为1700HZ、2000HZ、2300HZ、2600HZ低频信息按表进行。
5轨道电路信息满足最高250Km/h速度列车安全运行的要求，基本码
序为：
1）停车:L5- L4- L3- L25- L- LU- U- HU
L5- L4- L3- L2- L- LU- LU2-U-HU 2）侧线接车（默认速度45km/h）
L5- L4- L3- L2- L- LU-U2-UU
L5- L4- L3- L2- L- LU- LU2-U2-UU
3）侧线接车（默认速度80km/h）
L5- L4- L3- L2- L- LU- U2S-UUS
L5- L4- L3- L2- L- LU- LU2-U2S-UUS
6 轨道电路信息定义
1）L6码（预留）：表示运行前方8个及以上闭塞分区空闲。
2）L5码：表示运行前方7个及以上闭塞分区空闲。
3）L4码：表示运行前方6个及以上闭塞分区空闲。
4）L3码：表示运行前方5个及以上闭塞分区空闲。
5）L2码：表示运行前方4个及以上闭塞分区空闲。
6）L码：表示运行前方3个及以上闭塞分区空闲。
四轨道电路设备安装
1 电气绝缘节处设备布置
调谐匹配单元（ZPW.PT设于调谐区两端，空心线圈设于调谐区中间，其调谐区长度为：路基和隧道地段为29+0.30 m,空芯线圈安装点至两端调谐匹配单元安装点为14.5+0.15m；桥梁地段为32+0.3 m,空芯线圈安装点至两端调谐匹配单元安装点为16+0.15m。
2 进、出站口处设备布置，如图所示。
调谐匹配单元（ZPW.PT）机械绝缘空芯线圈（ZPW.XKJ，设于机
3站内道岔区段和机械绝缘节分割的侧线股道设备布置，如图所示。
扼流变压器靠近绝缘节安装，站内匹配变压器(ZPW.BPLN 设于扼流
路基地段连接线长度为2200mm 4根，3900mm 2根；7200mm 2艮; 5站内轨道电路区段的补偿电容设置 (1)设置原则
(2)补偿电容安装
补偿电容应采用全密封式电容，容量为 25
1） 普通轨枕地段的电容，应安装在电容防护轨枕内，电容防护盖齐
械绝缘处扼流变压器外方，扼流变压器靠近绝缘节安装
4
——颐咖屮
补偿电容数量 n =四舍五入
间距
轨道电路区段长度
n
(轨道电路区段长度
100
L
，m
变压器外方，如图所
4钢轨引接线长度
全。
电容引接线
敷设在防护枕内，两端用线卡固定在钢轨上。
宽轨枕地段的电容，应
固定在轨枕两轨枕之间
的“V槽内。
2）无砟区段（整体道床）补偿电容安装在线路外侧时，并符合下列要求：
a补偿电容应采用全密封方式，补偿电容连接线长度分别为1170mm 和2950mm外套①16 （外径为26）的钢丝编织软管进行防护。
b在有支承平台时，采用Q型卡具将补偿电容固定在轨枕板外侧下层
支承台平面上，固定螺栓可采用M8X 100膨胀螺栓。
轨枕板上补偿电容连接线应采用Q型卡具固定在整体道床板面或v型槽内，固定螺栓必须采用M8X70化学锚栓。
有支承平台时电容安装如图
甥化学业能
[0 6. 2. 6-2 有史小T仃时.补偿葩容空装侧视闍
3）无砟区段（整体道床）补偿电容安装在线路中间时，补偿电容应采用三点固定方式，一点在中间固定电容部分，另外两点固定在引接线部分。
线路中间补偿电容安装如图所示。