01-列车运行控制系统概述

一、列车运行控制系统定义

由列控中心、闭塞设备、地面信号设备、地车信息传输设备、车载速度控制设备构成的用于控制列车运行速度保证行车安全和提高运输能力的控制系统。

二、功能：

1、线路的空闲状态检测； 2、列车完整性检测 3、列车运行授权；

4、指示列车安全运行速度； 5、监控列车安全运行 三、发展历程

随着铁路运输的任务越来越重，列车运行速度越来越高，保证运输安全的问题也越来越突出。完全靠人工瞭望、人工驾驶列车已经不能保证行车安全了，即使装备了机车信号和自动停车装置，也只能在列车一般速度运行条件下保证安全无法实现高速列车的安全保证，因为它们不能完成防止超速行车和冒进信号的现象。因此，需要研究列车运行控制系统，实现对列车间隔和速度的自动控制，进一步提高运输效率，保证行车安全。

要实现上述目标，不是简单的设备改进可以完成的，需要解决许多关键技术问题，例如：车－地之间大容量、实时、可靠信息传输，列车定位，列车精确、安全控制等。需要车载设备、轨旁设备、车站控制、调度指挥、通信传输等系统良好的配合才能实现，如果把前面讨论的系统称为传统铁路信号系统，那么，以现代列车运行控制技术为核心的信号系统可以称为现代铁路信号系统。

现代信息技术的迅速发展，对铁路信号技术产生了重要影响，为形成现代铁路信号系统提供了条件。列车运行自动控制系统（简称列控系统）是计算机、通信、控制等信息技术与信号技术的一个高水平集成与融合的产物。

四、列控系统分类

西方发达国家在列控系统研究方面已有较长发展历史，比较成功的列控系统主要有：日本新干线ATC系统，法国TGV铁路和韩国高速铁路的TVM300及TVM430系统，德国及西班牙铁路采用的LZB系统，及瑞典铁路的EBICA900系统等。 （1）按照地车信息传输方式分类：

①连续式列控系统，如：德国LZB系统、法国TVM系统、日本数字ATC系统。 ②点式列控系统，如：瑞典EBICAB系统。

③点一连式列车运行控制系统，如：CTCS2级， （2）控制模式分，分为两种类型：

①阶梯控制方式

②速度—距离模式曲线控制方式

（3）按照人机关系来分类，分为两种类型：

①设备优先控制的方式。如：日本新干线ATC系统。

②司机优先控制方式，如：法国TVM300／430系统、德国LZB系统

（4）按照闭塞方式：固定闭塞、移动闭塞 （5）按照功能、人机分工和自动化程度分：

列车自动停车（Automatic Train Stop 简称ATS）系统；列车超速防护（Automatic Train Protection 简称 ATP）系统；列车自动控制（Automatic Train Control 简称ATC）系统；列车自动运行（Automatic Train Operation 简称ATO）系统。

五、列控系统的关键技术 Ⅰ、列车测速与列车定位

要实现列车间隔与速度的安全控制，首先要及时获取列车运行的速度与列车目前的位置，因此列车的测速与定位是列控系统的关键技术之一，测速和定位的精度从根本上制约着列车运行自动控制系统的控制精度，测速测距的精度太低，不仅会增加行车的不安全因素，而且会造成系统预留的安全防护距离过大，从而影响运输效率。

Ⅱ、地—车信息传输技术

对高速行驶列车的控制，车载列控设备需要获得从地面控制中心发送的行车控制命令、前方列车的位置、速度、前方线路条件等信息，这些信息都是从地面发送到列车上，因此，地-车信息传输通道是列车运行自动控制系统的重要组成部分，没有良好的地-车信息传输通道，自动控制列车是不可能的。 地车信息传输的分类

六、列车速度控制模式 一）阶梯控制方式技术

每个闭塞分区设计为一个目标速度。在一个闭塞分区中无论列车在何处都只按照固定的速度判定列车是否超速。

阶梯控制方式可不需要距离信息，只要在停车信号与最高速度间增加若干中间速度信号，即可实现阶梯控制方式。因此轨道信息量较少，设备相对比较简单，这种传统的控制方式是目前高速铁路最普遍采用的控制方式。

阶梯控制又分为出口速度检查和人口速度检查两种方式。 一）分级曲线控制方式：该方式要求每个闭塞分区入口速度(上一个闭塞分区的目标速度)和出口速度(本闭塞分区目标速度)用曲线连接起来，形成一段连续的控制曲线，曲线控制方式和阶梯控制方式一样，每一个闭塞分区只给定一个目标速度。控制曲线把闭塞分区允许速度的变化连续起来。地面设备传送给车载设备的信息是下一个闭塞分区的速度、距离和线路条件数据，没有提供至目标点的全部数据，所以系统生成的数据是分级连续制动模式曲线(即以分级小曲线的变换点连成的准一次制动模式曲线)。法国TVM430系统采用了这种方式，TVM430是TVM300的换代产品，地面采用UM2000型轨道电路

二）速度-距离模式曲线控制方式

速度-距离模式曲线控制是—次制动方式，它根据目标速度、目标距离、线路条件、列车性能生成的目标-距离模式曲线进行连续制动，缩短了运行间隔，提高了运输效率，增加了旅行舒适度。为了实现这一方式，地面设备必须向列车发送前方列车的位置、限速条件等动态数据，以及线路条件等固定数据。

速度-距离模式曲线控制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、列车距目标的距离(和TVM430不一样，它可以包括多个闭塞分区的长度)的信息。列车实行一次制动控制方式。列车追踪间隔可以根据列车制动性能、车速、线路条件调整，可以提高混跑线路的通过能力。这种方式称为目标速度——目标距离

方式(DISTANCE TO GO)，是一种更理想的运行控制模式。

七、几种列控系统举例 1.点式列控系统

瑞典铁路采用的列车速度控制系统是ABB公司生产的点式列车自动防护系统。这个系统完全依靠地面应答器给列车传输目标点的距离、目标速度、线路坡度等信息，车载中央控制单元根据地面应答器传至车上的信息（目标点的距离、目标速度、线路坡度等）以及列车的制动率，计算出两个信号机之间的速度控制曲线，并根据速度曲线对列车实施控制。

中央处理单元 速度传感器天线车载设备

地面设备 应答器

LEU

信号机或联锁设备

图 8-16 点式列车运行自动控制系统基本结构图

点式列车运行自动控制系统基本结构如图8-16，系统组成包括：地面应答器、轨旁电子单元（LEU）和车载设备。

地面应答器EUROBALISE：与地面信号机设备相连，存放向列车传输的数据，地-车传输采用FSK方式

轨旁电子单元（LEU）：LEU是地面应答器与信号机的接口，将不同的信号转换为约定的数码。

车载设备：车载应答器，测速传感器，车载安全型计算机， 点式列控系统从原理上可实现阶梯控制和曲线控制。 2.轨道环线连续式列车运行自动控制系统

1965 年开始，德国西门子公司开发了世界上首次实现连续速度控制模式的列车运行控制自动系统（LZB 系统），该系统利用轨道电缆作为车—地间双向信息传输的通道，利用轨道电路来检查列车占用。1965 年在慕尼黑—奥斯堡间首次运用，现在德国已装备了 2 000 km 铁路线，1992 年开通了西班牙马德里至塞维利亚 471 km 高速线。