列车运行控制复习提纲
第一章 列车运行控制基础
第一节 列车运行控制系统概述
列车控制系统就是对列车运行全过程或一部分作业实现调度指挥、防护与控制的系统。其特征：调度指挥系统按照运行图计划发出列车运行指令，列车通过车站和线路设备获取地面行车信息和命令，车载设备控制列车运行。
列车运行自动控制系统ATC包括三个子系统 列车自动监控系统ATS
列车超速防护系统ATP 列车自动驾驶系统ATO
我国铁路列车运行自动控制系统(CTCS)的高端技术平台，主要内容包括
1） 以调度指挥系统TDCS和调度集中系统CTC为核心，构建调度指挥中心平台 2） 以车站列控中心、联锁系统和区间信号设备为核心，构建区域控制中心平台 3） 以列车速度防护和控制为核心，构建车载列车防护与控制平台
4） 以铁路综合数字移动通信GSM-R为传输平台，构建基于通信的列控系统CBTC 第二节 闭塞技术基础
闭塞线路可以是两站之间的整个区间线路，称为闭塞区间，也可以是区间中的一段线路，称为闭塞分区。
闭塞技术：为了保证列车运行安全，行车组织中，必须控制列车运行间隔的一种保障列车在区间行车安全的技术
空间间隔法：把铁路线路划分为若干个区段（区间或闭塞分区），在每个区段内同时只准许一列列车运行，是前行列车和追踪列车之间必须保持一定距离的行车方法。 若某列车取得一个闭塞线路的行车许可凭证时，必须满足以下条件 1． 该闭塞分区空闲
2． 该闭塞分区未向其他列车授予行车许可凭证
3． 该闭塞分区的其他防护条件均满足
当列车取得某闭塞分区的线路行车凭证，该闭塞线路表现特征为：
防护该闭塞分区的信号机处于开放状态。闭塞的防护逻辑特征为允许 该闭塞分区禁止向其他列车授予行车许可凭证
站间闭塞:就是以一个站间作为列车追踪运行空间间隔，两站之间的区间设置一个闭塞单位，称为闭塞区间，闭塞区间内只能运行一列列车，其列车的空间间隔为一个站间。 1． 半自动站间闭塞 半自动站间闭塞是人工办理闭塞手续，列车凭信号显示发车后，出站信号机自动关闭的闭塞方法。
半自动站间闭塞的特征为： 1． 站间只准许走行一列列车 2． 人工办理闭塞手续
3． 人工确认列车完整到达和人工恢复闭塞 自动站间闭塞
自动站间闭塞是在有区间占用检查的条件下，自动办理闭塞手续，列车凭信号显示发车后，出站信号机自动关闭的闭塞方法。其特征为：
1） 有区间占用监测设备 2） 站间只准走行一列列车
3） 办理发车进路时自动办理闭塞手续
4） 自动确认列车到达和自动恢复闭塞
自动闭塞
自动闭塞是将站间区间划分成若干闭塞分区，以闭塞分区作为列车追踪运行空间间隔，根据列车运行及有关闭塞分区状态，自动变换信号显示和发送列车移动授权信息，列车凭地面或车载信号行车的闭塞方法。
自动闭塞的特征为：
1） 把站间划分为若干闭塞分区，有分区占用检查设备，列车可以凭通过信号机的显2） 3）
示行车，也可凭机车信号或列车运行控制的车载信号行车；
站间能实现列车追踪
办理发车进路时自动办理闭塞手续，自动变换信号显示和自动恢复闭塞
自动闭塞可分为四类：固定闭塞、准移动闭塞、虚拟闭塞和移动闭塞
1） 固定闭塞：固定闭塞是根据列车运行及有关闭塞分区状态自动变换信号显示，而司
机凭信号行车的闭塞方法。固定闭塞将一个站间划分为若干个闭塞分区，运行列车间的空间间隔为几个闭塞分区，其数量依划分的速度级别而定。固定闭塞条件下的列车运行控制系统采取分级速度控制模式，把速度分级，每两个速度等级间存在一个速差，其对应的信号显示就表达了这个速差意义，所以可以称为速差信号显示。 2） 准移动闭塞：准移动闭塞是在装备车载防护设备的前提下采用的一种闭塞方法。准
移动闭塞仍采用闭塞分区，闭塞分区可采用轨道电路来划分，它具有列车定位和轨道占用监测功能。准移动闭塞的列控系统采用目标距离控制模式（又称为连续式一
次速度控制）。目标距离控制模式是根据目标距离、目标速度及列车本身的性能确定列车制动曲线，采用一次性制动方式。其对应的信号显示制式可以称为速度式信号显示。
3） 虚拟闭塞：虚拟闭塞是准移动闭塞的一种特殊方式，它不设轨道占用检查设备和轨
旁信号机，采用无线通信方式来实现列车定位和轨道占用监测的功能，闭塞分区和轨旁信号机以计算机技术虚拟设定的，仅在逻辑上存在有闭塞分区和信号机的概念。 4） 移动闭塞：移动闭塞也是在配备列控系统的前提下采用的一种闭塞技术。移动闭塞的追踪目标点是前行列车的尾部，当然会留有一定的安全距离，目标点与前行列车
的走行和速度有关，是随时变化的。移动闭塞条件下的列控系统也采取目标距离控制模式。后行列车从最高速开始制动的起模点是根据目标距离、目标速度及列车本身的性能计算决定的。 第五章 铁路列车运行控制系统 第一节 欧洲铁路列控系统ETCS
ETCS基本原理
ETCS采用目标距离控制方式，地面向列车发送的不再是固定闭塞下目标速度信息或轨道空闲信息（国内俗称机车信号）取而代之的是运行许可。
ETCS以车载设备为核心，以应答器作为列车定位修正基准，以应答器、环线及无线GSM-R作为车地信息传输的通道。
ETCS系统应用等级分为5个应用等级，高等级可向下兼容。 ETCS0(0+)级
ETCS0级：装备了ETCS设备的列车可以在没有安装ETCS地面设备的线路或尚不具备ETCS运营条件的线路上运行。ETCS车载设备只显示列车速度，并监督列车不超过列车的最大设计速度和线路的最大允许速度。车在设备不提供机车信号功能，司机凭地面信号行车。
ETCS-0+级：通过加装STM，装备了ETCS车载设备的列车可以在装备本国信号系统地面设备的线路上运行。ETCS车载设备提供通用机车信号功能。
ETCS-1级：采用欧洲点式应答器或采用点式应答器+欧洲环线两种方式构成。基于点式传输的控制系统，在既有信号系统上叠加使用。轨道电路完成列车占用和列车完整性监测。
ETCS-2级:采用欧洲点式应答器+欧洲无线构成。基于无线传输的列车控制系统，在既有信号系统上叠加使用。无线闭塞中心根据地面信号系统的情况确定每列列车的移动授权通过欧洲无线GSM-R传给列车。欧洲应答器信息作为列车定位的基准。列车占用监测和列车完整性检查由轨道电路完成。ETCS-2级可以取消地面信号机，司机凭车载信号行车。
ETCS-3级：采用点式应答器+欧洲无线+无线列车监测构成。取消了传统的地面信号系统，列车定位和列车完整性检查由地面无线闭塞中心RBC和列车完整性验证系统共同完成。RBC在其管辖的区域内跟踪每列列车的位置，根据各列车发回的信息进行进路的锁闭或解锁，并确定每列列车的移动授权。
车载设备
ETCS车载系统由3取2或2×2取2安全计算机、人机接口单元、测速测距模块、无线GSM-R通信模块、轨道电路连续信息接收模块、点式传输信息接收模块、兼容既有提速系统的STM模块、驾驶记录器、列车接口、专用控制开关和按钮、连续式和点式信息传感器、速度传感器、运行记录器等组成。
第二节 中国铁路列控系统CTCS
CTCS有两个子系统，即车载子系统和地面子系统 地面子系统可由以下部分组成：调度集中系统CTC，应答器、轨道电路、无线通信网络、列车控制中心（TCC）、无线闭塞中心（RBC）。其中GSM-R不属于CTCS设备，但是CTCS得重要组成部分。
CTC调度集中系统设于调度指挥中心，实现了行车指挥自动化，实现了对调度中心管辖区段内的车站信号、道岔等设备和进路集中控制。
车站列控中心是基于安全计算机的控制系统，他根据地面子系统或来自外部地面系统的信息，如轨道占用信息、联锁状态等产生列车行车许可命令，并通过车地信息传输系统传输给车载子系统，保证列车控制中心管内列车的运行安全。
车站无线闭塞中心（RBC）根据列车数据、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、临时限速等信息传输给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。
车站联锁设备保障车站列车运行安全，以及提高车站通过能力 轨道电路具有轨道占用检查、沿轨道连续传送地车信息功能 应答器向车载子系统发送报文信息的传输设备，既可以传送固定信息，也可连接轨旁设备单元传送可变信息。
无线通信网络用于车载子系统和车站无线闭塞中心进行双向信息传输的车地通信传输平台
车载子系统
车载子系统由以下部分组成：车载ATP、GSM-R无线通信模块、测速测距单元、应答器接收模块、轨道电路接收模块、列车运行监控记录装置、司法记录器。
车载ATP是基于安全计算机的控制系统，通过与地面子系统交换信息来控制列车运行 GSM-R无线通信模块用于车载子系统和列车控制中心进行双向信息交换。
测速测距模块一般采用多普勒雷达和车轮传感器来实现列车的测速和测距，所得到的距离和速度信息送给ATP和LKJ，用于防护列车运行。车载列控设备利用多普勒雷达和车轮传感器的数据配合，可识别列车发生的空转和滑行现象。
应答器接收模块用于接收地面应答器传输的信息，并通过解码后传送给车载ATP。 轨道电路接收模块用于接收地面轨道电路传输的信息，并通过调解后传送给车载ATP
和LKJ。
机车运行监控记录装置LKJ具有速度防护功能，装备于C0/1/2级的列车上。在C0/1的线路上由LKJ防护列车运行；在C2级的线路上由ATP防护列车运行。
司法记录器将RBC所有状态以及列车报告的数据和状态均记录下来，以备分析检查。 DMI和MMI分别是ATP和LKJ2000的人机交互界面，为列车运行提供数据以及图形显示，同时为机车乘务员提供数据输入功能。 列控系统的主要功能
1、 列控系统的车载信号是列车运行的凭证
2、 按列车安全制动距离自动调整列车运行追踪间隔
3、 防止列车运行速度超过线路允许速度、道岔侧向规定速度以及列车构造速度，
保证列车行车安全，超速时由列控设备自动实行减速或制动停车。 4、 防止列车冒进关闭的禁止信号机
5、 监督列车以低于30km/h的速度进行出入库作业
6、 与机车自身速度控制系统结合，实现对列车减速、缓解、加速的自动控制 7、 与列车调度系统结合，实现对列车的简单自动驾驶
8、 由车载测速单元获取列车走行速度和列车的位置。没通过一个轨道区段分界点或应答器时，列车的测距系统将校正一次，以提高目标距离的精度
9、 根据接收地面中心信息以及车载设备实时处理，车载设备应连续向司机显示以
下行车内容:目标速度，目标距离，允许速度、实际速度
10、 还有下列其他辅助报警显示：超速、制动、缓解、故障。
CTCS应用等级
CTCS-0:作为适用我国既有线铁路160km/h及以下的区段的应用等级，主要是为了兼容既有铁路信号制式。C0车地通信采用国产轨道电路，车载设备为通用机车信号+普通型列车运行监控记录装置，按照固定闭塞进行设计。
C1级：也是面向中国既有铁路160以下的区段，车地通信采用ZPW2000轨道电路，车载设备由主体机车信号+加强型运行监控装置组成。C1级按照固定闭塞进行设计，是在既有设备基础上强化改造，达到机车信号主体化要求，增加点式设备，实现列车运行安全监控功能。
C2级：是基于轨道电路信息和应答器信息的列车运行控制系统，适用于提速线路和高速客运专线。地面采用ZPW-2000型轨道电路和点式应答器信息设备完成车地通信，车载设备由ATP+LKJ2000组成，采用准移动闭塞，地面可不设通过信号机，机车乘务员凭车载信号行车。
C3级：面向提速干线和高速客运专线或特殊线路，是基于无线通信传输信息并采用轨道电路等方式检查列车占用的列车运行控制系统。采用准移动闭塞；地面可不设通过信号机，机车乘务人员凭车载信号行车。
C4级：面向高速客运专线或特殊线路，是完全基于无线通信的列车运行控制系统。C4级采用虚拟闭塞或移动闭塞，由地面无线闭塞中心和车载验证设备完成列车占用监测和完整性检查，点式信息设备提供列车用于测距修正的定位基准信息，C4级地面不设轨道电路和通过信号机，机车乘务员凭车载信号行车。
CTCS应用等级划分有以下两个特点
1． 各应用等级均采用目标距离控制模式，采用连续一次制动方式
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
路数据的来源。C0/1采用将线路数据存储在车载数据库，列车根据当前的位置来提取数据的方式；C2采用点式信息设备传输线路数据的方式，增加了线路数据的实时
性；C3/4采用无线通信GSM-R，实时、双向信息传输。
级间转换：
CTCS级间转换分别设置具有预告、执行、检查功能的固定信息应答器。级间转换的预告点与执行点设置间距。列车越过预告点，ATP车载设备进行提示，经过执行点且自动实现级间转换。
在级间转换时，控车权的交接以ATP车载设备为主，保证控车权可靠性平稳性交接 级间转换时若已触发制动，则应保持制动作用完成，停车或发出缓解指令后，由手动或自动转换。
既有铁路列车运行控制系统 C0级列控系统
C0级列控系统是我国铁路既有线采用的装备，其地面设备主要指国产闭塞系统：车载设备由目前使用的通用式机车信号和运行监控记录装置构成。
由调度集中系统或由车站自律分机下达的行车指挥命令，送至车站联锁系统或区间闭塞系统；区间轨道电路或站内电码化轨道电路将线路信息经各种传感器或感应器送至车载设备；车载设备将收到的线路信息进行分析处理，给出各种显示以提示司机进行操作，或者直接输出制动缓解，实现对列车运行的自动控制。
C0级列控系统的控制模式也是目标距离模式，它在既有地面信号设备的基础上，采用大存储的方式把线路数据全部贮存在车载设备中，靠逻辑推断地址调取所需的线路数据，结合列车性能计算给出目标距离制动曲线。
1 机车信号：主要用来复示地面信号的显示，改善司机的瞭望条件
2 列车运行监控记录装置：是一种记录列车运行状况及司机操作过程的设备，同时兼有非安全性的防止列车超速和防止冒进禁止信号的功能。
C1级列控系统
C1级列控系统车载设备由主体机车信号+加强型运行监控装置组成，面向160km/h及以下区段，是在既有设备基础上的强化改造，达到机车信号主体化要求，增加点式设备，
实现列车运行安全监控功能。
C1级的列控模式为目标距离模式，在车站附近增加点式信息设备，传输速度控制信息，采取大存储的方式把线路数据全部储存在车载设备中，考逻辑推断地址调取所需的线路数据，结合列车性能计算给出目标距离制动曲线。
地面设备由ZPW-2000系列轨道电路、车站电码化、车站计算机联锁等组成。轨道电路电码化传输连续的列控信息
轨道电路采用ZPW-2000系列轨道电路，完成列车占用监测及列车完整性检查，连续向列车发送速度控制信息
点式设备设于车站进站口，当列车通过应答器进站停车时，点式设备向列车提供地面轨道电路载频信息以及接车进路区域临时限速值。
C1自动闭塞系统
Zpw-2000轨道电路：引进法国的UM71移频自动闭塞设备，并在此基础上结合我国国情研制了ZPW-2000移频自动闭塞设备。ZPW-2000载频分为四种：1700；2000；2300；2600
UM71低频调制信号从10.3至29按1.1递增共18种；调谐长度26m 加强型列车运行监控记录装置LKJ-2000
列车运行监控记录装置简称监控装置，是我国铁路研制的以保障列车运行安全为主要目的列车速度监控系统，该装置实现了安全速度控制的同时，采集记录与列车安全运行有关的各种机车运行状态信息，促进了机车运行的管理的自动化。采用了双机冗余技术（即主备技术）
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