西南交通大学《列车运行控制》期末重点笔记整理

中国列控系统标准CTCS（0/1/2/3/4）-概念、分级、特点、级间关系

CTCS是在欧洲列车运行控制系统（ETCS）基础上根据中国国情设计的，是指导从低速的既有线一直到高速铁路的列车信号与控制系统的技术标准。分为五级：0级、1级、2级、3级、4级。

CTCS0级-技术特点：

–核心设备是通用机车信号系统+列车运行监控装置LKJ；车地通信主要为轨道电路；

–机车信号不能作为行车凭证，只起监督作用；

–线路数据预先储存在列车运行监控装置里；

–采用四显示固定自动闭塞；

–采用目标距离分级制动模式；

●适用范围：既有干线，速度不超160km/h

CTCS1级-技术特点：

–核心设备为加强型机车信号系统+安全型列车运行监控记录装置；车地通信采用轨道电路，点式设备做补充；

–机车信号是行车凭证，可以控制列车；

–线路预先储存在列车运行监控装置；

–采用四显示固定自动闭塞；

–采用目标距离分级制动模式；

●适用范围：既有干线，速度不超160km/h

CTCS2级-技术特点：

–采用车载ATP，轨道电路+点式设备进行车地通信的标准列控系统；

–轨道电路用于列车占用监测和控制信息传递，点式设备用于列车定位和补充控制信息；

–采用准移动闭塞，可取消地面信号机；

–采用目标距离一次制动模式；

适用范围：提速干线和高速新线，速度250km/h以下

CTCS3级-技术特点：

–车地通信采用GSM-R无线通信+轨道电路+点式设备，双向高速实时；

–轨道电路检查列车占用，点式设备用于列车定位；GSM-R实现双向车地通信，高速运行控制；

–采用准移动闭塞；

–采用目标距离一次制动模式

●适用范围：用于250km/h以上客运专线

CTCS4级-技术特点：

–车地通信依靠无线通信，点式设备做补充；

–车载设备和无线通信（无线闭塞中心）一起检测列车定位和轨道占用；点式设备用于定位修正；

–采用移动闭塞或准移动闭塞（虚拟闭塞）；

–采用目标距离一次制动模式

应用范围：用于高速、高密度铁路,大于250km/h。

●（3）CTCS系统特点

①各应用等级均采用目标距离控制模式，采取连续一次制动方式。

②各应用等级是根据设备配置来划分的，其主要差别在于地对车信息传输的方式和线路数

（4）CTCS级间关系

①符合CTCS规范的列车超速防护系统应能满足一套车载设备全程控制的运用要求

②系统车载设备向下兼容

③系统级间转换应自动完成

④系统地面，车载配置如具备条件，在系统故障的条件下应允许降级使用

⑤系统级间转换应不影响列车正常运行

ZPW2000A轨道电路参数、技术特点、构造特点、与UM71对比异同

ZPW-2000A无绝缘轨道电路采用四种标准载频1700Hz、2000Hz、2300Hz、2600Hz。频偏11Hz 2、ZPW-2000A型无绝缘轨道电路技术特点

1）充分肯定、保持法国UM71无绝缘轨道电路整体结构上的优势。

2）解决了调谐区断轨检查问题，实现轨道电路全程断轨检查。

3）减少了调谐区分路死区段。<5m

4）实现了对调谐单元断线故障的检查。

5）通过系统参数优化，提高了轨道电路传输长度。（达到1500m ）

6）实现了机械绝缘节轨道电路与电气绝缘节轨道电路等长度的传输。

3、ZPW-2000A轨道电路构造特点

1）调谐区内增加小轨道电路

2）小轨道电路属于主轨道电路的延续，担负全程断轨检查任务。

3）发送器和接收器都是冗余设计

4）机械绝缘节和电气绝缘节特性相同，同时采用。

ZPW-2000A相比UM71优势

1）无论电气绝缘节还是机械绝缘节，ZPW2000A较UM71长得多的的传输距离；

2）减少了分路死区，解决了全程断轨检查，提高了安全性；

3）降低了造价。

ATP概念、构成、功能、分类（点式ATP构成、连续式ATP的形式、两种ATP的比较）、速度（制动）控制模式（分类、分级控制模式、一级控制模式（概念、特点））

概念：ATP是实时控制列车安全运行的自动防护系统。当列车运行速度超过最大允许速度，系统车载设备将自动实施不同等级制动，迫使列车降速或停车，保证列车运行安全。

ATP系统构成

（1）地面设备

轨道电路（或计轴设备）、轨间电缆（部分系统采用）、点式设备（应答器）、地面控制中心（计算机等）等

（2）车载设备

车地信息传感器、测速系统、车载计算机、速度比较系统、制动控制系统等

ATP的功能

停车点防护(目标防护）

超速防护

列车间隔控制(移动闭塞时)

测速测距

车门控制

ATP分类：点式和连续式ATP

点式ATP：系统由车载设备和地面设备组成。

连续式信息传输传输方式包括轨道电路、轨间电缆和无线通信等。

列车制动控制模式分为分级制动模式和一级制动模式两种。

分级制动模式是根据当前列车与前行列车的运行距离、列车速度、制动能力、线路参数等计算出前后列车间所有闭塞分区的限制速度，控制列车在每个闭塞分区按照限速分级运行的列车控制模式。

一级制动模式：根据距前方停车点的距离，通过目标距离、列车参数和线路参数计算出列车制动模式曲线，控制列车按制动模式曲线运行的控制模式。

一级制动模式特点：

1）不再对每一个闭塞分区规定一个目标速度，而是向列车传送目标速度、目标距离信息；2）需要列车至目标点连续距离内的线路参数、距离、运行速度等即时信息，数据传输量较大；

3）实行一次制动控制方式，无需安全隔离分区。列车追踪间隔不受不同制动性能列车影响，减小了追踪间隔。

4）制动曲线平滑，制动控制波动小，舒适度高。

应答器概念、分类；应答器功能；应答器设置原则；

应答器概念

应答器：是一种可以发送数据报文的高速数据传输设备。用于在规定地点实现车地间数据交换，为列车运行提供所需信息，确保列车运行安全。

点式应答器-无源应答器

固定（无源）应答器设于各闭塞分区入口处。如：车站进站信号机、出站信号机及区间信号点，用于向车载设备传输定位信息、进路参数、线路参数、限速和停车信息等；

点式应答器-有源应答器

可变（有源）应答器设于进站口或出站端，当列车通过该应答器进站停车时，应答器向列车提供地面应答器编号、至进站点的链接信息、接车进路线路参数（包括：目标距离、线路坡度、线路限速、信号机类型和轨道电路载频等信息）以及接车进路区域临时限速值。

应答器设置原则

a.用于识别运行方向的应答器组至少包括2个应答器；其它条件可以1个；

b.区间应答器设置在闭塞分区入口；

C.区间设置应答器组，最大间隔3个轨道电路区段（4000m以内）；提供正向运行线路参数，反向运行联接信息；

d.进出站端处设置1个有源应答器和1个无源应答器组成应答器组，提供进路参数、限速、调车危险等信息。

e.CTCS2与CTCS0/1级分界处设置级间转换应答器

f.根据需要，区间、车站设置特殊用途应答器。

CTCS2概述（基本构成、原理、轨道电路、应答器设置）、构成（地面设备、车载设备）、CTCS2特点；

CTCS-2级列控系统包括列车车载设备和列控地面设备两部分，列控地面设备包括轨旁设备和室内设备两部分。

轨道电路采用ZPW-2000系列轨道电路，完成列车占用检测及列车完整性检查，连续向列车传送允许移动控制信息

地面设备主要由列控中心、轨道电路、应答器、轨旁电子单元等构成。

车载设备主要由车载安全计算机、轨道信息接收单元（STM）、应答器信息接收单元（BTM）、制动接口单元、记录单元、人机界面（DMI）、速度传感器、轨道信息接收天线、应答器信息接收天线等组成。

系统特点

1）基于轨道电路和应答器实现车地通信；

2）采用目标距离控制模式，连续一次制动。

3）兼容CTCS1级线路（提速线路）信号系统。

4）采用ZPW2000A无绝缘节轨道电路和欧标应答器。

CTCS2功能、速度控制相关概念（允许速度、目标速度、目标距离、目标距离模式曲线）、列控中心作用；CTCS2的工作模式（重点待机、完全监控模式概念，了解其它模式）

基本功能

1）安全防护功能，不干扰机车乘务员正常驾驶的前提下有效地保证列车运行安全；

2）在任何情况下防止列车无行车许可运行

3）防止列车超速运行

4）车尾限速保持功能；

5）测速测距功能，能修正车轮打滑和空转的影响，具有轮径修正能力；

6）人机界面的功能

目标距离模式曲线：根据目标距离、目标速度及列车本身的性能，计算出的连续一次制动模式的列车制动曲线。

列控中心的作用

列控中心的硬件设备结构与车站计算机联锁系统类似，根据列车占用情况及进路状态，通过轨道电路及有源应答器向列车发出控制命令，包括行车许可，进路限速。

CTCS2的工作模式：

完全监控模式、部分监控模式、目视行车模式、调车模式、隔离模式、待机模式

1）待机模式

ATP上电时，直接进入该模式。在该模式下，设备只进行各种信息的采集，包括轨道电路信息的接收、应答器信息接收，不产生控制输出，列车运行不受ATP设备的监控。同时无条件输出制动。

2）完全监控模式FS

当车载设备具备列控所需的全部基本数据（轨道电路信息、应答器信息、列车数据）时，列控车载设备生成目标距离模式曲线，并能通过DMI显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离等，控制列车安全运行。

CTCS2-200H概述、工作模式、ATP系统构成（车载、地面）级间转换原理

CTCS2－200H型车载列控系统，是在日本数字ATC系统的基础之上，根据我国CTCS技术标准的要求，引进开发的新一代列车控制系统。

工作模式：待机模式、完全监控模式、部分监控模式、目视行车模式、调车监控模式、隔离模式

完全监控模式FS

当车载设备具备列控所需的全部基本数据（轨道电路信息、应答器信息、列车数据）时，进入FS。

列控车载设备生成目标距离模式曲线，并能通过DMI显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离等，控制列车安全运行。

FS分为两种情况：正向运行完全监控模式，反向运行完全监控模式。

部分监控模式（PS）

由于线路数据缺失，或引导接车时，车载设备无法按照完全监控模式运行，按照PS模式控车运行。

包括侧线发车时的部分监控模式（无股道线路数据）、引导接车部分监控模式、应答器信息缺失时的部分监控模式。

1）地面设备

由车站列控中心，地面电子单元（LEU）、点式应答器、ZPW-2000A（UM）系列轨道电路、车站闭环电码化、车站计算机联锁等组成。

2）车载设备

由车载安全计算机、轨道信息接收单元（STM）、应答器信息接收单元（BTM）、制动接口单元、记录单元、人机界面（DMI）、速度传感器、BTM天线、STM天线等组成。

切换原理：

级间切换应答器分为切换预告应答器和切换执行应答器，列车经过切换预告应答器时，会收到级间切换预告信息，提示司机准备切换；当列车经过切换执行应答器后，开始执行切换动作。

CTCS2-200C概述、ATP系统构成（车载、地面）

概述

CTCS2-200C是从法国（CSEE公司）引进，基于CTCS2级列控系统标准的超速防护系统。

（1）地面设备

包括列控中心、轨道电路、点式设备、列控中心等。

(2)车载设备

包括安全计算机、连续信息接收单元、点式信息接收单元、列车接口单元、记录单元、速度传感器（测速测距单元）、轨道信息接收天线、应答器信息接收天线、人机界面等。

CTCS3概念、基本原则、系统结构（各类组成部分及作用）、系统优点、基本功能、控制模式

在CTCS-2级列控系统的基础上，地面增加RBC设备，车载设备增加GSM-R无线电台和信息接收模块，实现基于GSM-R无线双向信息传输，构成CTCS-3级列控系统。

主要技术原则

1．满足运营速度350km／h、最小追踪间隔3min的要求。

2．满足正向按自动闭塞追踪运行，反向按自动站间闭塞运行的要求。

3．满足跨线运行的运营要求。

4．车载设备采用目标距离连续速度控制模式、设备制动优先的方式监控列车安全运行。5．CTCS-2级作为CTCS-3级的后备系统，无线闭塞中心(RBC)或无线通信故障时，CTCS-2级列控系统控制列车运行。

6．全线RBC设备集中设置。

7．GSM-R无线通信覆盖包括大站在内的全线所有车站。

8．动车段及联络线均安装CTCS-2级列控系统地面设备。

9．300km／h及以上动车组不装设列车运行监控装置(LKJ)。

10．在300km／h及以上线路，CTCS-3级列控系统车载设备速度容限规定为超速2km／h报警、超速5km／h触发常用制动、超速15km／h触发紧急制动。

11．RBC向装备CTCS-3级车载设备的列车，应答器向装备CTCS-2级车载设备的列车分别发送分相区信息，实现自动过分相。

CTCS-3级列控系统包括地面设备和车载设备两部分。

地面设备由无线闭塞中心(RBC)、车站列控中心(TCC)、ZPW-2000(UM系列)轨道电路、应答器及轨旁电子单元(LEU)、GSM-R无线通信设备等组成。

车载设备由车载安全计算机(VC)、GSM-R无线通信单元(RTU)、轨道电路信息接收单元(TCR)、应答器信息传输模块(BTM)、记录单元(JRU／DRU)、人机界面(DMI)、列车接口单元(TIU)等组成。

RBC根据轨道电路、联锁进路等信息生成行车许可，并通过GSM-R无线通信系统将行车许可、线路参数、临时限速传输给CTCS-3级车载设备；同时通过GSM-R无线通信系统接收车载设备发送的位置和列车数据等信息。

车站列控中心（TCC）接收轨道电路的信息，并通过联锁系统传送给RBC；同时，TCC具有轨道电路编码、应答器报文储存和调用、站间安全信息传输、临时限速功能，满足后备系统需要。

应答器向车载设备传输定位和等级转换等信息；同时，向车载设备传送线路参数和临时限速等信息，满足后备系统需要。

车载安全计算机（VC）根据地面设备提供的行车许可、线路参数、临时限速等信息和动车组参数，产生目标距离连续速度控制模式曲线，监控列车安全运行。

C3的基本功能：1、自检功能2、数据的输入和存储3、界面显示4、信息接收及发送5、静态曲线比较6、动态曲线计算7、列车定位8、速度的测量及显示9、行车许可和限速命令显示10、行车许可和限制速度的监督11、司机操作的监督12、溜逸防护13、信息记录14、自动过分相15、站名和公里标显示16、在非C2级/C3级区段运行功能17、特殊行车功能18、其他防护功能

C3、C2通用的模式有完全监控模式、目视行车模式、引导模式、调车模式、隔离模式、待机模式。仅适用CTCS-3级的模式为休眠模式；仅适用CTCS-2级的模式有部分监控模式和机车信号模式。

LKJ2000的概念、构成、特点数据记录类型

列车运行监控记录装置简称监控装置（LKJ），是中国自主研发的列车速度控制和运行过程记录的信号设备。

LKJ2000型列车运行监控记录装置主要由主机、显示器、事故状态记录器、速度传感器、压力传感器以及双针速度表等组成。

系统的特点

1 .车载存储线路参数

2.采用连续平滑速度模式曲线控制

3.实时计算取得速度控制值

4.软硬件全路统一

5.采用主从机热备冗余技术

6.提高安全性设计

7.采用图形化屏幕显示器

分散自律调度集中基本概念和功能

分散自律调度集中是控制中心对调度区段的信号设备进行集中控制，对列车运行进行直接指

挥、管理的综合信号系统。功能：

1、行车调度功能

2、分散自律调度集中系统的控制模式

3、列车计划和列车进路控制功能

4、调车计划和调车进路控制功能

5、CTC显示及控制功能

6、综合维修管理

7、系统维护监视

列控系统的功能：

1、实现车地通信和控制命令的传输

2、调整和控制列车运行间隔

3、防止列车超速

4、辅助自动驾驶

5、监督和记录列车状态，司机操纵过程

准移动闭塞：

采用目标距离控制模式的ATP系统，如果追踪目标点是前行列车所占闭塞分区的始端，在前行列车没有走出闭塞分区之前，追踪目标点不会变化。这一闭塞方式不同于移动闭塞，被称之为准移动闭塞。

移动闭塞：

采用目标距离控制模式的ATP系统，如果追踪目标点是前行列车，追踪目标点会随着前行列车移动而移动，故称之为移动闭塞。