列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)期末試題及參考答案

1、北京交通大學(xué)考試參考答案（ A 卷）課程名稱(chēng)： 列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng) 學(xué)年學(xué)期： 20132014學(xué)年第 1 學(xué)期課程編號(hào)： 50L274Q開(kāi)課學(xué)院：交通運(yùn)輸出題教師：課程組一、名詞解釋?zhuān)ü?3 小題，每題 3 分，共 9 分）1虛擬閉塞 : 是固定閉塞的一種特殊形式，以虛擬方式（設(shè)置通信模塊和定位信標(biāo)） 將區(qū)間劃分為若干個(gè)虛擬閉塞分區(qū)，并設(shè)置虛擬信號(hào)機(jī)進(jìn)行防護(hù)。2準(zhǔn)移動(dòng)閉塞 : 基于固定閉塞的目標(biāo)距離控制方式，保留固定閉塞分區(qū)，以前方列 車(chē)占用閉塞分區(qū)入口確定目標(biāo)點(diǎn)，通過(guò)地車(chē)信息傳輸系統(tǒng)向列車(chē)傳送目標(biāo)速度、目標(biāo) 距離等信息。這種閉塞方式稱(chēng)為準(zhǔn)移動(dòng)閉塞。3最限制速度 : 綜合考慮列車(chē)在區(qū)域各類(lèi)限制

2、速度得出的最低值（即最不利限制部分 或最嚴(yán)格限制速度），簡(jiǎn)稱(chēng)最限制速度。二、填空題（共 12題，每空 1 分，共 25分） 1列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)根據(jù)前方行車(chē)條件為每列車(chē)產(chǎn)生 行車(chē)許可 ，并通過(guò)地面信號(hào)和車(chē) 載信號(hào)的方式向司機(jī)提供安全運(yùn)行的憑證。 車(chē)載 設(shè)備實(shí)施速度監(jiān)控，當(dāng)列車(chē)速度超過(guò) 允許速度 時(shí)控制列車(chē)實(shí)施制動(dòng)，防止列車(chē)超速顛覆或與前方追尾，保證行車(chē)安全。2. 鐵路信號(hào)安全的廣義概念是指鐵路信號(hào)設(shè)備或系統(tǒng)具有維護(hù)鐵路列車(chē)（車(chē)列）安全 運(yùn)行的能力。狹義概念是指設(shè)備 （或系統(tǒng) ） 應(yīng)滿(mǎn)足 故障 -安全設(shè)計(jì)原則的要求，當(dāng)出現(xiàn)故 障或誤操作時(shí)，能遠(yuǎn)離 危及行車(chē)安全 的事故，或減少事故損失。3. 當(dāng)軌道

3、電路完整并空閑時(shí) , 軌道電路的工作狀態(tài)為 調(diào)整, 當(dāng)軌道電路區(qū)段有車(chē)占用時(shí) 軌道電路的工作狀態(tài)為 分路（開(kāi)路） 。4. 目標(biāo)距離控制方式根據(jù)列車(chē)制動(dòng)模型，直接由 目標(biāo)距離 、目標(biāo)速度、線(xiàn)路參數(shù)及 列 車(chē)制動(dòng)參數(shù) 等信息生成列車(chē)的速度距離模式曲線(xiàn)，并以此實(shí)時(shí)監(jiān)控列車(chē)和運(yùn)行速度 保證列車(chē)運(yùn)行安全。5. 列車(chē)安全位置是在高精度定位方法得出列車(chē)估計(jì)位置的基礎(chǔ)上增加一定的安全包絡(luò)得到，分 車(chē)頭（或列車(chē)前端） 和車(chē)尾安全位置兩部分。級(jí)列控系統(tǒng)基于 GSM-R實(shí)現(xiàn)車(chē) - 地信息雙向傳輸， RBC生成行車(chē)許可，軌道電路實(shí)現(xiàn) 列車(chē)占用檢查，應(yīng)答器提供列車(chē)定位基準(zhǔn)，并具備 CTCS-2（或 c-2 ）作為后備。

4、 7CTCS-1級(jí)列控系統(tǒng)用于 160km/h及以下的區(qū)段，由主體機(jī)車(chē)信號(hào) 加上安全型運(yùn)行監(jiān) 控記錄裝置組成。8在 CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)中， RBC根據(jù)從聯(lián)鎖系統(tǒng)獲得的 進(jìn)路 信息，從車(chē)載設(shè)備獲得的 列車(chē)位置 信息、以及接收到的股道占用、臨時(shí)限速等信息生成列車(chē)控制命令。9列控中心的主要功能有： 實(shí)現(xiàn)軌道電路 編碼，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)答器的實(shí)時(shí)報(bào)文編制和發(fā)送， 列車(chē)和區(qū)間運(yùn)行方向控制，對(duì)設(shè)置區(qū)間信號(hào)機(jī)的客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)，完成區(qū)間信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈控制等。10列控車(chē)載設(shè)備速度監(jiān)控曲線(xiàn)的構(gòu)成分成 頂棚速度監(jiān)控區(qū) 、目標(biāo)速度監(jiān)控區(qū)、安全 距離區(qū)。目標(biāo)速度監(jiān)控區(qū)根據(jù) 安全制動(dòng) 模型構(gòu)成目標(biāo)距離監(jiān)控曲線(xiàn)。11. 在我國(guó)典型的軌道

5、電路制式中，工頻交流連續(xù)式軌道電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、主要應(yīng)用于非電氣化區(qū)段車(chē)站 ；25Hz相敏軌道電路具有 頻率選擇 （相位敏感 ）特性，抗干擾性強(qiáng)，主 要用于電氣化區(qū)段的車(chē)站；12.為了保證車(chē)站列車(chē)和調(diào)車(chē)作業(yè)安全，必須使信號(hào)機(jī)、 軌道電路 和道岔三者之間保持 一定相互制約關(guān)系，這種關(guān)系稱(chēng)為 聯(lián)鎖 。三、判斷題 （共 6 小題，每題 1分，共 6 分） 對(duì)請(qǐng)?jiān)冢ǎ┲写?號(hào)；錯(cuò)請(qǐng)?jiān)冢ǎ┲写?號(hào)。1、速度距離模式曲線(xiàn)控制方式又分成分段曲線(xiàn)控制和目標(biāo)距離控制方式兩種。（）2、虛擬閉塞因不設(shè)置閉塞分區(qū)，兩列車(chē)追蹤時(shí)后行列車(chē)的追蹤目標(biāo)點(diǎn)就是前行列車(chē)的 安全后端。（ ）3、點(diǎn)式列控系統(tǒng)車(chē)載設(shè)備在速度防護(hù)中不采取連

6、續(xù)式速度監(jiān)控方式。（）4、點(diǎn)連式列控系統(tǒng)主要指運(yùn)用應(yīng)答器和無(wú)線(xiàn)通訊系統(tǒng)傳輸行車(chē)信息的列控系統(tǒng)。（）5、當(dāng)車(chē)載設(shè)備能接收到軌道電路信息， 而缺少應(yīng)答器提供的線(xiàn)路數(shù)據(jù)時(shí)， CTCS-2列控 車(chē)載設(shè)備工作于部分監(jiān)控模式下。（ ）6、CTCS-1級(jí)列控系統(tǒng)采用了階梯速度控制方式。（ ） 注：第四、第五題為開(kāi)卷，滿(mǎn)分 60 分。四、簡(jiǎn)答與論述題（共 4 小題，共 42分）1. 比較分析 CTCS-2與CTCS-3列控系統(tǒng)的地面設(shè)備構(gòu)成與功能方面的差異與相同點(diǎn) （12 分）答案：設(shè)備構(gòu)成方面的差異與相同點(diǎn)： CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)地面設(shè)備主要由車(chē)站列控中心、 軌道電路和應(yīng)答器構(gòu)成。 CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)

7、地面設(shè)備是在 CTCS-2級(jí)列控系統(tǒng)基礎(chǔ)上， 主要增加了無(wú)線(xiàn)閉塞中心 （RBC）、臨時(shí)限速服務(wù)器和 GSM-R通信接口設(shè)備。設(shè)備功能方面的差異與相同點(diǎn)： CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)的行車(chē)許可由地面設(shè)備 RBC生 成，行車(chē)命令由 GSM_R通信接口設(shè)備傳輸，軌道電路只實(shí)現(xiàn)列車(chē)占用檢查功能，應(yīng)答 器提供列車(chē)定位和等級(jí)轉(zhuǎn)換信息的功能。 與 CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)相比， CTCS-2列控系統(tǒng) 的地面設(shè)備軌道電路，除了實(shí)現(xiàn)列車(chē)占用檢查功能外，還需承擔(dān)向車(chē)載設(shè)備發(fā)送行車(chē) 許可信息的功能；地面設(shè)備應(yīng)答器，除了提供列車(chē)定位和等級(jí)轉(zhuǎn)換信息功能外，還需 承擔(dān)傳輸進(jìn)路狀態(tài)、臨時(shí)限速和線(xiàn)路參數(shù)等信息的功能。2. 從列車(chē)安

8、全間隔距離的構(gòu)成與計(jì)算的角度，比較分析不同類(lèi)型的速度控制（防護(hù)） 方式在運(yùn)輸效率方面的差別。（ 14 分）答案：（1）階梯速度控制（防護(hù)）方式和分段曲線(xiàn)控制（防護(hù)）方式的安全間隔距離構(gòu)成 基本相同,計(jì)算式為： S=（S1+S2+S3+S4）n ，其中：S1車(chē)載設(shè)備接收地面列控信號(hào)響應(yīng) 過(guò)程中列車(chē)走行距離； S2列車(chē)制動(dòng)設(shè)備響應(yīng)過(guò)程中列車(chē)走行距離； S3列車(chē)制動(dòng)距 離（性能最差列車(chē)的最大安全制動(dòng)距離： 含空走和有效走行）；S4安全防護(hù)距離 （過(guò) 走防護(hù)距離）； n列車(chē)從最高速度停車(chē)制動(dòng)所需階梯（分區(qū)數(shù)） 。（2）基于固定閉塞（準(zhǔn)移動(dòng)閉塞）的目標(biāo)距離控制（防護(hù)） 方式 的列車(chē)防護(hù)目標(biāo)距 離（小于安

9、全追蹤間隔距離）為： L=L0+Lz+L3，其中： L0列控設(shè)備反映時(shí)間內(nèi)走行 距離;Lz 每列車(chē)的實(shí)際最大安全制動(dòng)距離（列車(chē)性能好數(shù)值小，性能差數(shù)值大） ； L3列車(chē)過(guò)走防護(hù)距離。（3）基于移動(dòng)閉塞的目標(biāo)距離控制（防護(hù)） 方式 的安全追蹤間隔距離（等于列車(chē)防 護(hù)目標(biāo)距離）為： S=Sl +S2+S3+S4，其中： Sl車(chē)載設(shè)備接收地面列控信號(hào)反映時(shí)間距 離； S2 列車(chē)制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間距離； S3每列車(chē)的實(shí)際最大安全制動(dòng)距離； S4過(guò)走防 護(hù)距離。比較分析： 階梯速度控制（防護(hù)）和分段曲線(xiàn)控制（防護(hù)）方式是按照制動(dòng)性能最 差列車(chē)安全制動(dòng)距離要求，以一定的速度等級(jí)將軌道劃分成若干固定區(qū)段，所以對(duì)制

10、 動(dòng)性能好的列車(chē)其能力將不能得到充分發(fā)揮，而目標(biāo)距離控制（速度距離模式曲線(xiàn) 控制）則由于車(chē)載設(shè)備按本車(chē)實(shí)際性能實(shí)時(shí)計(jì)算控制模式曲線(xiàn)，可以列車(chē)實(shí)際性能自 行控制其追蹤間隔，使各個(gè) 列車(chē)的性能得以充分發(fā)揮。因此，目標(biāo)距離模式的運(yùn)輸效 率高于階梯速度方式和分段曲線(xiàn)控制方式。3. 簡(jiǎn)述 RBC生成行車(chē)許可的過(guò)程。（ 8 分）答案：（1）形成許可（ MA）定位： RBC通過(guò)列車(chē)位置報(bào)告從列車(chē)獲得當(dāng)前的列車(chē)位置，并且 在內(nèi)部拓?fù)鋱D上形成列車(chē)精確定位； （2）形成許可數(shù)據(jù)： RBC接收車(chē)站聯(lián)鎖和 TSRS（臨 時(shí)限速服務(wù)器）的進(jìn)路和臨時(shí)限速信息，并將其映射到內(nèi)部拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫(kù)；（ 3）確定許可范圍：RBC根據(jù)進(jìn)

11、路狀態(tài)將列車(chē)前方盡可能多的進(jìn)路分配給列車(chē)， 計(jì)算進(jìn)路長(zhǎng)度， 填 充行車(chē)許可；（ 4）形成許可信息： RBC根據(jù)進(jìn)路上的線(xiàn)路與設(shè)備特征，填充鏈接信息、 坡度曲線(xiàn)、靜態(tài)速度曲線(xiàn)、等級(jí)轉(zhuǎn)換、 RBC切換、臨時(shí)限速等信息，共同構(gòu)成行車(chē)許可 消息，發(fā)給車(chē)載設(shè)備。4. 以下兩題任選 1 題（8 分）a）說(shuō)明計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖機(jī)采用的主要冗余結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。b） 說(shuō)明分散自律 CTC的特點(diǎn)及與傳統(tǒng)調(diào)度集中系統(tǒng)有什么區(qū)別？a） 答案：計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖機(jī)使用較多的冗余方式主要有雙機(jī)熱備、三取二和二乘二取二 三種：（ 1）雙機(jī)熱備方式： 由兩臺(tái)計(jì)算機(jī)同時(shí)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，一臺(tái)為主機(jī)，另一臺(tái)為備 機(jī)。平時(shí)由主機(jī)工作，備機(jī)處于待機(jī)狀態(tài)，主

12、機(jī)執(zhí)行故障檢測(cè)、邏輯運(yùn)算和系統(tǒng)的輸 出。當(dāng)主機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，切換到備機(jī)工作。（ 2）三取二方式： 用三臺(tái)計(jì)算機(jī)組成聯(lián)鎖機(jī)，各臺(tái)計(jì)算機(jī)中同時(shí)執(zhí)行同樣的聯(lián)鎖 軟件，并對(duì)執(zhí)行結(jié)果進(jìn)行多數(shù)表決，即三臺(tái)計(jì)算機(jī)中只要任何兩臺(tái)計(jì)算機(jī)的運(yùn)行結(jié)果 一致，則認(rèn)為聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)的工作是正常的。（ 3）二乘二取二方式： 實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖功能的聯(lián)鎖機(jī)由四臺(tái)計(jì)算機(jī) A、A、B、B組成， 其中 A和 A相結(jié)合， B和 B相結(jié)合，構(gòu)成了兩套硬件相同的結(jié)構(gòu)。每套結(jié)構(gòu)中的兩 臺(tái)計(jì)算機(jī)分別執(zhí)行同樣的聯(lián)鎖軟件并對(duì)聯(lián)鎖運(yùn)算的結(jié)果相互進(jìn)行比較以完成故障檢測(cè) 任務(wù)。二乘二取二制式又被稱(chēng)為雙“系”熱備制式，其備用替換機(jī)理與雙機(jī)熱備系統(tǒng) 基本相同。b）答案：

13、分散自律 CTC的主要特點(diǎn) : （1） 分散自律調(diào)度集中系統(tǒng) CTC是采用智能化自律分散設(shè)計(jì) 原則，以運(yùn)行調(diào)整計(jì)劃控制為中心，兼顧列車(chē)與調(diào)車(chē)作業(yè)的高度自動(dòng)化調(diào)度指揮系統(tǒng)。（2） 分散自律調(diào)度集中系統(tǒng) CTC具備調(diào)車(chē)進(jìn)路遠(yuǎn)程控制和智能化控制的功能， 有效地解 決了車(chē)站與調(diào)度中心頻繁交換控制權(quán)進(jìn)行調(diào)車(chē)控制的問(wèn)題，非常適合我國(guó)鐵路列車(chē)混 跑、調(diào)車(chē)作業(yè)量大的運(yùn)輸特點(diǎn)。與傳統(tǒng)調(diào)度集中系統(tǒng)的主要區(qū)別： 傳統(tǒng)調(diào)度集中系統(tǒng)是在調(diào)度中心集中對(duì)所轄車(chē)站 的進(jìn)路進(jìn)行控制 , 進(jìn)路操作命令是在調(diào)度中心生成并經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)下達(dá)給車(chē)站， 再由聯(lián) 鎖機(jī)執(zhí)行。而分散自律 CTC則是將過(guò)去由調(diào)度中心集中控制所有車(chē)站的列車(chē)作業(yè)方式

14、 改為由各個(gè)車(chē)站設(shè)備獨(dú)立控制各自的列車(chē)和調(diào)車(chē)作業(yè) , 將調(diào)度中心的相當(dāng)權(quán)限下放給 了車(chē)站和現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員，并依據(jù)各站的特點(diǎn)，自動(dòng)協(xié)調(diào)列車(chē)作業(yè)和調(diào)車(chē)作業(yè)的矛盾， 自動(dòng)控制列車(chē)進(jìn)路和調(diào)車(chē)進(jìn)路。五理解分析應(yīng)用題（共 2 小題，共 18 分）1、在某 C2系統(tǒng)線(xiàn)路上 , 下行方向區(qū)間和車(chē)站的信號(hào)布置圖及列車(chē)位置如下圖所示， 車(chē) 站側(cè)向道岔均為 12號(hào)，車(chē)站采用下行 3 股道側(cè)向接車(chē)，以及下行 3 股道側(cè)向引導(dǎo)發(fā)車(chē)， 當(dāng)進(jìn)路辦理完畢信號(hào)開(kāi)放后，在圖上標(biāo)出各軌道電路的信息碼以及各信號(hào)機(jī)的顯示狀 態(tài)。（10 分） 答案：HU，L2，L， LU，U，HU，UU，HB，HB，B，U，HU，L52、下圖為 CTCS列控系統(tǒng)的速度監(jiān)控基本原理圖。試運(yùn)用自動(dòng)控制系統(tǒng)的反饋控制原 理，論述 CTCS列控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)速度監(jiān)控的基本原理。（ 8 分） 答案（下列兩個(gè)答案都對(duì)）：答案 1：速度監(jiān)控基本原理：外環(huán)針對(duì)列車(chē)運(yùn)行前方不同位置目標(biāo)（列車(chē)、線(xiàn)路、 車(chē)站或區(qū)間信號(hào)點(diǎn)、其他限速點(diǎn)等）的應(yīng)答信息，進(jìn)行相對(duì)位置監(jiān)督校核并獲取授權(quán) 允許目標(biāo)速度，內(nèi)環(huán)（司機(jī)或車(chē)載設(shè)備）將本列車(chē)當(dāng)前實(shí)際運(yùn)行測(cè)量速度與允許目標(biāo) 速度比較計(jì)算，實(shí)施速度控制（如大于實(shí)施制動(dòng)控制 - 常用或緊急制動(dòng)、小于實(shí)施牽引 控制），不斷循環(huán)該反饋控制過(guò)程，直至滿(mǎn)足