01列車運(yùn)行控制系統(tǒng)概述

1、第01講 列車運(yùn)行控制系統(tǒng)概述一、列車運(yùn)行控制系統(tǒng)定義由列控中心、閉塞設(shè)備、地面信號(hào)設(shè)備、地車信息傳輸設(shè)備、車載速度控制設(shè)備構(gòu)成的用于控制列車運(yùn)行速度保證行車安全和提高運(yùn)輸能力的控制系統(tǒng)。二、功能：1、線路的空閑狀態(tài)檢測；2、列車完整性檢測 3、列車運(yùn)行授權(quán)；4、指示列車安全運(yùn)行速度；5、監(jiān)控列車安全運(yùn)行三、發(fā)展歷程隨著鐵路運(yùn)輸?shù)娜蝿?wù)越來越重，列車運(yùn)行速度越來越高，保證運(yùn)輸安全的問題也越來越突出。完全靠人工瞭望、人工駕駛列車已經(jīng)不能保證行車安全了，即使裝備了機(jī)車信號(hào)和自動(dòng)停車裝置，也只能在列車一般速度運(yùn)行條件下保證安全無法實(shí)現(xiàn)高速列車的安全保證，因?yàn)樗鼈儾荒芡瓿煞乐钩傩熊嚭兔斑M(jìn)信號(hào)的現(xiàn)象。因

2、此，需要研究列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)列車間隔和速度的自動(dòng)控制，進(jìn)一步提高運(yùn)輸效率，保證行車安全。要實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，不是簡單的設(shè)備改進(jìn)可以完成的，需要解決許多關(guān)鍵技術(shù)問題，例如：車地之間大容量、實(shí)時(shí)、可靠信息傳輸，列車定位，列車精確、安全控制等。需要車載設(shè)備、軌旁設(shè)備、車站控制、調(diào)度指揮、通信傳輸?shù)认到y(tǒng)良好的配合才能實(shí)現(xiàn)，如果把前面討論的系統(tǒng)稱為傳統(tǒng)鐵路信號(hào)系統(tǒng)，那么，以現(xiàn)代列車運(yùn)行控制技術(shù)為核心的信號(hào)系統(tǒng)可以稱為現(xiàn)代鐵路信號(hào)系統(tǒng)?，F(xiàn)代信息技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)鐵路信號(hào)技術(shù)產(chǎn)生了重要影響，為形成現(xiàn)代鐵路信號(hào)系統(tǒng)提供了條件。列車運(yùn)行自動(dòng)控制系統(tǒng)（簡稱列控系統(tǒng)）是計(jì)算機(jī)、通信、控制等信息技術(shù)與信號(hào)技術(shù)的一

3、個(gè)高水平集成與融合的產(chǎn)物。四、列控系統(tǒng)分類西方發(fā)達(dá)國家在列控系統(tǒng)研究方面已有較長發(fā)展歷史，比較成功的列控系統(tǒng)主要有：日本新干線ATC系統(tǒng)，法國TGV鐵路和韓國高速鐵路的TVM300及TVM430系統(tǒng)，德國及西班牙鐵路采用的LZB系統(tǒng)，及瑞典鐵路的EBICA900系統(tǒng)等。（1）按照地車信息傳輸方式分類：連續(xù)式列控系統(tǒng)，如：德國LZB系統(tǒng)、法國TVM系統(tǒng)、日本數(shù)字ATC系統(tǒng)。點(diǎn)式列控系統(tǒng)，如：瑞典EBICAB系統(tǒng)。點(diǎn)一連式列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，如：CTCS2級(jí)， （2）控制模式分，分為兩種類型：階梯控制方式速度距離模式曲線控制方式（3）按照人機(jī)關(guān)系來分類，分為兩種類型：設(shè)備優(yōu)先控制的方式。如：日本新干

4、線ATC系統(tǒng)。司機(jī)優(yōu)先控制方式，如：法國TVM300430系統(tǒng)、德國LZB系統(tǒng)（4）按照閉塞方式：固定閉塞、移動(dòng)閉塞（5）按照功能、人機(jī)分工和自動(dòng)化程度分：列車自動(dòng)停車（Automatic Train Stop 簡稱ATS）系統(tǒng)；列車超速防護(hù)（Automatic Train Protection 簡稱 ATP）系統(tǒng)；列車自動(dòng)控制（Automatic Train Control 簡稱ATC）系統(tǒng)；列車自動(dòng)運(yùn)行（Automatic Train Operation 簡稱ATO）系統(tǒng)。五、列控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)、列車測速與列車定位要實(shí)現(xiàn)列車間隔與速度的安全控制，首先要及時(shí)獲取列車運(yùn)行的速度與列車目前的位置

5、，因此列車的測速與定位是列控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，測速和定位的精度從根本上制約著列車運(yùn)行自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制精度，測速測距的精度太低，不僅會(huì)增加行車的不安全因素，而且會(huì)造成系統(tǒng)預(yù)留的安全防護(hù)距離過大，從而影響運(yùn)輸效率。、地車信息傳輸技術(shù)對(duì)高速行駛列車的控制，車載列控設(shè)備需要獲得從地面控制中心發(fā)送的行車控制命令、前方列車的位置、速度、前方線路條件等信息，這些信息都是從地面發(fā)送到列車上，因此，地-車信息傳輸通道是列車運(yùn)行自動(dòng)控制系統(tǒng)的重要組成部分，沒有良好的地-車信息傳輸通道，自動(dòng)控制列車是不可能的。地車信息傳輸?shù)姆诸惲?、列車速度控制模式一）階梯控制方式技術(shù)每個(gè)閉塞分區(qū)設(shè)計(jì)為一個(gè)目標(biāo)速度。在一個(gè)閉塞分

6、區(qū)中無論列車在何處都只按照固定的速度判定列車是否超速。 階梯控制方式可不需要距離信息，只要在停車信號(hào)與最高速度間增加若干中間速度信號(hào)，即可實(shí)現(xiàn)階梯控制方式。因此軌道信息量較少，設(shè)備相對(duì)比較簡單，這種傳統(tǒng)的控制方式是目前高速鐵路最普遍采用的控制方式。階梯控制又分為出口速度檢查和人口速度檢查兩種方式。一）分級(jí)曲線控制方式：該方式要求每個(gè)閉塞分區(qū)入口速度(上一個(gè)閉塞分區(qū)的目標(biāo)速度)和出口速度(本閉塞分區(qū)目標(biāo)速度)用曲線連接起來，形成一段連續(xù)的控制曲線，曲線控制方式和階梯控制方式一樣，每一個(gè)閉塞分區(qū)只給定一個(gè)目標(biāo)速度?？刂魄€把閉塞分區(qū)允許速度的變化連續(xù)起來。地面設(shè)備傳送給車載設(shè)備的信息是下一個(gè)閉塞分

7、區(qū)的速度、距離和線路條件數(shù)據(jù)，沒有提供至目標(biāo)點(diǎn)的全部數(shù)據(jù)，所以系統(tǒng)生成的數(shù)據(jù)是分級(jí)連續(xù)制動(dòng)模式曲線(即以分級(jí)小曲線的變換點(diǎn)連成的準(zhǔn)一次制動(dòng)模式曲線)。法國TVM430系統(tǒng)采用了這種方式，TVM430是TVM300的換代產(chǎn)品，地面采用UM2000型軌道電路二）速度-距離模式曲線控制方式速度-距離模式曲線控制是次制動(dòng)方式，它根據(jù)目標(biāo)速度、目標(biāo)距離、線路條件、列車性能生成的目標(biāo)-距離模式曲線進(jìn)行連續(xù)制動(dòng)，縮短了運(yùn)行間隔，提高了運(yùn)輸效率，增加了旅行舒適度。為了實(shí)現(xiàn)這一方式，地面設(shè)備必須向列車發(fā)送前方列車的位置、限速條件等動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，以及線路條件等固定數(shù)據(jù)。速度-距離模式曲線控制不再對(duì)每一個(gè)閉塞分區(qū)規(guī)定一

8、個(gè)目標(biāo)速度，而是向列車傳送目標(biāo)速度、列車距目標(biāo)的距離(和TVM430不一樣，它可以包括多個(gè)閉塞分區(qū)的長度)的信息。列車實(shí)行一次制動(dòng)控制方式。列車追蹤間隔可以根據(jù)列車制動(dòng)性能、車速、線路條件調(diào)整，可以提高混跑線路的通過能力。這種方式稱為目標(biāo)速度目標(biāo)距離方式(DISTANCE TO GO)，是一種更理想的運(yùn)行控制模式。七、幾種列控系統(tǒng)舉例1.點(diǎn)式列控系統(tǒng)瑞典鐵路采用的列車速度控制系統(tǒng)是ABB公司生產(chǎn)的點(diǎn)式列車自動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)完全依靠地面應(yīng)答器給列車傳輸目標(biāo)點(diǎn)的距離、目標(biāo)速度、線路坡度等信息，車載中央控制單元根據(jù)地面應(yīng)答器傳至車上的信息（目標(biāo)點(diǎn)的距離、目標(biāo)速度、線路坡度等）以及列車的制動(dòng)率，計(jì)算出兩個(gè)信號(hào)機(jī)之間的速度控制曲線，并根據(jù)速度曲線對(duì)列車實(shí)施控制。圖8-16 點(diǎn)式列車運(yùn)行自動(dòng)控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖點(diǎn)式列車運(yùn)行自動(dòng)控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)如圖8-16，系統(tǒng)組成包括：地面應(yīng)答器、軌旁電子單元（LEU）和車載設(shè)備。地面應(yīng)答器EUROBALISE：與地面信號(hào)機(jī)設(shè)備相連，存放向列車傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，地-車傳輸采用FSK方式軌旁電子單元（LEU）：LEU是地面應(yīng)答器與信號(hào)機(jī)的接口，將不同的信號(hào)轉(zhuǎn)換為約定的數(shù)碼。車載設(shè)備：車載應(yīng)答器，測速傳感器，車載安全型計(jì)算機(jī)，點(diǎn)式列控系統(tǒng)從原理上可實(shí)現(xiàn)階梯控制和曲線控制。2.軌道環(huán)線連續(xù)式列車運(yùn)行自動(dòng)控制系統(tǒng)1965 年開始，德國西門子公司開發(fā)了世界上首次