列控ATP系統(tǒng)原理講座課件

1、列車運(yùn)行控制系統(tǒng)200km/h動車組2022/9/131第7章 列車運(yùn)行控制系統(tǒng)（司機(jī)版） 鐵路信號系統(tǒng)是鐵路運(yùn)輸?shù)幕A(chǔ)設(shè)施，是保證列車運(yùn)行安全、提高運(yùn)輸效率和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)鐵路統(tǒng)一指揮調(diào)度的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備，也是鐵路信息化技術(shù)的重要技術(shù)領(lǐng)域。2022/9/132現(xiàn)代信息類技術(shù)的迅速發(fā)展。對鐵路信號、通信產(chǎn)品和服務(wù)產(chǎn)生了重要影響。鐵路通信和信號技術(shù)，以及現(xiàn)代鐵路信息化系統(tǒng)之間的關(guān)系和作用變得密不可分。車站、區(qū)間和列車控制的一體化，鐵路通信信號技術(shù)的相互融合，以及行車調(diào)度指揮自動化等技術(shù)，沖破了功能單一、控制分散、通信信號相對獨(dú)立的傳統(tǒng)技術(shù)理念，推動了鐵路通信信號技術(shù)向數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和一體化的方

2、向發(fā)展。2022/9/133在列車運(yùn)行控制技術(shù)方面，計算機(jī)、通信、控制技術(shù)與信號技術(shù)集成為一個自動化水平很高的列車運(yùn)行自動控制系統(tǒng)（簡稱列控系統(tǒng)）。列控系統(tǒng)不僅在行車安全方面提供了根本保障，而且在行車自動化控制、運(yùn)營效率的提高及管理自動化等方面，提供了完善的功能，并向著運(yùn)輸綜合自動化的方向發(fā)展。列控系統(tǒng)技術(shù)是現(xiàn)代化鐵路的重要標(biāo)志之一。 2022/9/134隨著列車速度的提高，列車的運(yùn)行安全除了以進(jìn)路保證外，還必須以專用的安全設(shè)備，監(jiān)督、強(qiáng)迫列車(司機(jī))執(zhí)行。這些安全設(shè)備從初級的列車自動停車裝置、自動告警裝置、列車速度自動監(jiān)督系統(tǒng)(或列車速度自動檢查裝置)發(fā)展到列車速度自動控制系統(tǒng)。2022/9

3、/135 列車運(yùn)行自動控制系統(tǒng)(ATC)般指系統(tǒng)設(shè)備（包括地面設(shè)備和車載設(shè)備），主要包括： 1以調(diào)度集中系統(tǒng)CTC為核心，綜合集成為調(diào)度指揮控制中心。2022/9/1362以車站計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)為核心，綜合集成為車站控制中心。3以列車速度防護(hù)與控制為核心，綜合集成為列車（車載）運(yùn)行控制系統(tǒng)。4、以移動通信（GSM-R）平臺，構(gòu)建通信信號一體化的總成系統(tǒng)（例如CTCS）。2022/9/137第一節(jié) 列控ATP系統(tǒng)技術(shù)原理一 列控ATP系統(tǒng)的組成與功能 列控ATP是列車超速防護(hù)和機(jī)車信號系統(tǒng)的一體化系統(tǒng)。列控ATP系統(tǒng)主要由車載設(shè)備及地面設(shè)備兩大部分組成，地面設(shè)備與車載設(shè)備一起才能完成列車運(yùn)行控制的

4、功能。 圖7.1.1是列車運(yùn)行控制系統(tǒng)地面設(shè)備原理框圖。2022/9/1310圖7.1.1 列車運(yùn)行控制系統(tǒng)地面設(shè)備原理框圖2022/9/1311地面控制中心通過電纜與鐵路線上的軌道電路、信號機(jī)、應(yīng)答器等設(shè)備相連。主要完成列車位置檢測、形成速度信號及目的距離等信號，并將此信號傳遞給列車，車載設(shè)備將按照速度信號控制列車制動。列控ATP系統(tǒng)車載設(shè)備原理框圖見圖7.1.2。2022/9/1312列控ATP系統(tǒng)主要功能是：1防止列車冒進(jìn)關(guān)閉的信號機(jī)； 2防止列車錯誤出發(fā)；3防止列車退行；4防止列車超速通過道岔；2022/9/1316列控ATP系統(tǒng)主要功能（續(xù)） 5防止列車超過線路允許的最大速度； 6監(jiān)

5、督列車通過臨時限速區(qū)段； 7在出入庫無信號區(qū)段限制列車速度。2022/9/1317列控ATP的監(jiān)視功能 為保證列車運(yùn)行控制系統(tǒng)不間斷地工作和加強(qiáng)設(shè)備的維修與管理，在列車運(yùn)行控制系統(tǒng)的地面和車上都安裝有監(jiān)視設(shè)備。2022/9/1318列控ATP的監(jiān)視功能地面監(jiān)視系統(tǒng)可以檢測信號機(jī)、軌道電路、地面控制中心的接收和發(fā)送設(shè)備等。檢測結(jié)果可以在維修工區(qū)顯示及儲存，也可以通過通信網(wǎng)送往維修基地和調(diào)度中心。設(shè)備異常前數(shù)小時內(nèi)信號設(shè)備動作情況可以保存下來，供故障分析用。2022/9/1319二列控ATP系統(tǒng)技術(shù)原理 國外鐵路采用的列控系統(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

6、TVM430系統(tǒng)德國及西班牙鐵路采用的LZB系統(tǒng)瑞典鐵路的EBICA900系統(tǒng)等。 各國的列車自動控制系統(tǒng)都具有自己的特點(diǎn)，有不同的技術(shù)條件和適應(yīng)范圍。2022/9/13211列控ATP系統(tǒng)技術(shù)的分類(1)按照地面向機(jī)車傳送信號的連續(xù)性來分類，分為兩種類型：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)。2022/9/1322連續(xù)式列控系統(tǒng)連續(xù)式列控系統(tǒng)的車載設(shè)備可連續(xù)接收到地面列控設(shè)備的車-地通信信息，是列控技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展的主流。采用連續(xù)式列車速度控制的日本新干線列車追蹤間隔為5 min法國TGV北部線區(qū)間能力甚至達(dá)到3 min

7、連續(xù)式列控系統(tǒng)可細(xì)分為階梯速度控制方式和曲線速度控制方式。2022/9/1323點(diǎn)式列控系統(tǒng) 點(diǎn)式列控系統(tǒng)接收地面信息不連續(xù)，但對列車運(yùn)行與司機(jī)操縱的監(jiān)督并不間斷，因此也有很好的安全防護(hù)效能。2022/9/1324（2）按照列車速度防護(hù)方式 按照列車速度防護(hù)方式，分為兩種類型：階梯控制方式出口速度檢查方式 如：法國TVM300系統(tǒng)入口速度檢查方式 如：日本新干線傳統(tǒng)ATC系統(tǒng)2022/9/1325曲線控制方式分級曲線模式 如：法國TVM430系統(tǒng)、速度-距離模式 如：德國LZB系統(tǒng)，日本新干線數(shù)字ATC系統(tǒng)2022/9/1326（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

8、本新干線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)2022/9/13272階梯控制方式技術(shù)原理每個閉塞分區(qū)設(shè)計為一個目標(biāo)速度。在一個閉塞分區(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。2022/9/1328階梯控制方式 階梯控制方式可不需要距離信息，只要在停車信號與最高速度間增加若干中間速度信號，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入口速度檢查兩種方式。2022/9/1329（1）出口速度檢查控制方式法國TGV300系統(tǒng)采用了這種方式，該方式要求列

9、車在閉塞分區(qū)內(nèi)將列車速度降低到目標(biāo)速度，設(shè)備在閉塞分區(qū)出口進(jìn)行檢查。如果列車實(shí)際速度未達(dá)到目標(biāo)速度以下則設(shè)備自動進(jìn)行制動。階梯控制出口速度檢查方式示意圖見圖7-1-3。2022/9/1330圖7-1-3階梯控制出口速度檢查方式示意圖2022/9/1331 TVM300系統(tǒng)是其早期產(chǎn)品，系統(tǒng)構(gòu)成簡單，由于受當(dāng)時技術(shù)條件限制，地對車信息傳輸容量僅有18個，因此它的速度監(jiān)控是階梯式的(見圖4 1)，它只檢查列車進(jìn)入軌道區(qū)段的出口速度，不檢查入口速度，因此為保證安全，它需要有一個保護(hù)區(qū)段，這對線路的通過能力有一定的影響，同時這種階梯監(jiān)控分段制動的方式也不符合一般列車的連續(xù)制動模式。 TVM300系統(tǒng)的

10、速度監(jiān)督模式曲線如圖7-1-4所示。2022/9/1332圖7-1-4法國TVM300系統(tǒng)階梯控制出口速度檢查方式示意圖2022/9/1333 TVM300車載設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖7-1-5所示。2022/9/1334 TVM300車載設(shè)備主要包括連續(xù)式信號傳感器及接收機(jī)、點(diǎn)式信息傳感器及接收機(jī)、速度傳感器及處理單元及速度顯示器、音響報警器、制動閥轉(zhuǎn)換開關(guān)、輔助表示燈等。2022/9/1335 連續(xù)式機(jī)車信號接收機(jī)接收地面連續(xù)信息，通過處理給出目標(biāo)速度和監(jiān)督速度，同時把來自測速單元的列車實(shí)際速度和監(jiān)督速度進(jìn)行比較，如果列車實(shí)際速度超過監(jiān)督速度，則控制列車實(shí)施制動。連續(xù)式機(jī)車信號是車載設(shè)備的核心，采

11、用了主備方式的雙重結(jié)構(gòu)。2022/9/1336連續(xù)式機(jī)車信號的接收其主備兩套設(shè)備完全相同，從感應(yīng)器、接收機(jī)到顯示器都是分開的，兩套同時工作接收地面信息。兩套設(shè)備正常工作時，主備兩機(jī)的速度控制繼電器以并聯(lián)方式控制制動繼電器使之得電，主顯示器和主機(jī)接通工作，各顯示器備機(jī)電路斷開備用，報警電路只接入主機(jī)，當(dāng)主機(jī)或備機(jī)發(fā)生故障時，不會導(dǎo)致制動繼電器失電而自動停車。 2022/9/1337這種概率很小，當(dāng)主機(jī)發(fā)生故障時，通過自動轉(zhuǎn)換電路，把備顯示器接人備機(jī)，報警電路也由主機(jī)轉(zhuǎn)到備機(jī)；如果備機(jī)故障，主機(jī)原來的工作狀態(tài)，主備機(jī)均有故障報警；僅主顯示器故障時，自動轉(zhuǎn)換電路還在工作，由司機(jī)用轉(zhuǎn)換開關(guān)手動接通輔助

12、顯示器。2022/9/1338 測速設(shè)備由測速電機(jī)和測速單元組成，只采用一個測速電機(jī)，但是測速單元為兩路，只選擇一路輸出至機(jī)車信號接收器。設(shè)有兩路檢查工作情況的電路，如果測速電路故障，兩路速度相差很大，則發(fā)出燈光報警，司機(jī)通過開關(guān)選擇速度較高一路作為安全輸出。2022/9/1339法國TGV地面信號傳輸設(shè)備為UM71(或UM2000)型軌道電路。地面不設(shè)信號機(jī)，只在閉塞分區(qū)分界點(diǎn)處設(shè)停車標(biāo)。司機(jī)駕駛列車完全根據(jù)機(jī)車信號的速度顯示，視機(jī)車信號為主體信號。2022/9/1340TVM300每一個閉塞分區(qū)內(nèi)只按照一個允許速度進(jìn)行控制。列車的允許速度為本區(qū)段的人口速度，即上一區(qū)段的目標(biāo)速度。機(jī)車信號顯

13、示器給出的是目標(biāo)速度，要求列車在區(qū)段的出口處必須保持或降低到此速度。如果司機(jī)按照機(jī)車顯示給出的目標(biāo)速度運(yùn)行，速度監(jiān)督設(shè)備不干預(yù)司機(jī)操作。當(dāng)列車速度超過規(guī)定的允許速度時，速度監(jiān)督設(shè)備則自動實(shí)施制動。2022/9/1341 TVM300型設(shè)備包括連續(xù)式機(jī)車信號、點(diǎn)式信息接收設(shè)備以及列車速度監(jiān)督設(shè)備。速度監(jiān)督設(shè)備分為兩部分，一部分是測速單元，另一部分為列車制動控制電路。 TVM300型車上設(shè)備與UM71軌道電路、地面點(diǎn)式環(huán)線系統(tǒng)構(gòu)成完整的列車運(yùn)行間隔調(diào)整系統(tǒng)，對高速列車運(yùn)行進(jìn)行安全防護(hù)。 2022/9/1342地面發(fā)送設(shè)備具有18個低頻信號(TBF)。法國TGV實(shí)際只使用了14個TBF信號。此外地面

14、還配有環(huán)線點(diǎn)式發(fā)送設(shè)備，具有14個單頻信號，向機(jī)車傳遞“列車進(jìn)入上行線”、“列車進(jìn)入下行線”、“絕對停車”、“駛出TVM300控制區(qū)段”等信息。 2022/9/1343 為發(fā)揮乘務(wù)員責(zé)任感及駕駛技巧，法國鐵路采用了人控為主，設(shè)備起監(jiān)督作用的控制方式。 2022/9/1344出口速度檢查方式由于要在列車到達(dá)停車信號處(目標(biāo)速度為零)才檢查列車速度是否為零，如果列車速度不是零，設(shè)備才進(jìn)行制動。由于制動后列車要走行一段距離才能停車，因此停車信號后方要有一段安全防護(hù)區(qū)。2022/9/1345（2）入口速度檢查控制方式日本新干線傳統(tǒng)ATC系統(tǒng)采用這種方式，新干線采用速度分級，入口制動，自動緩解的控制方式

15、。該方式要求列車在閉塞分區(qū)入口處接收到目標(biāo)速度信號后立即以此速度進(jìn)行檢查，一旦列車超速，則進(jìn)行制動使列車速度降低到目標(biāo)速度以下。2022/9/1346新干線ATC列車檢測采用了有絕緣音頻軌道電路。新干線ATC車載設(shè)備與我國普通機(jī)車信號不同，它不向司機(jī)預(yù)告前方地面信號的燈光顯示而是給出列車所在區(qū)間列車的目標(biāo)速度。2022/9/1347采用ATC設(shè)備后，司機(jī)按照機(jī)車上的ATC速度信號行車，普通自動閉塞采用的地面信機(jī)就不設(shè)了。列車經(jīng)過的正線、到發(fā)線、咽喉區(qū)都發(fā)送相應(yīng)的速度信號。司機(jī)按照機(jī)車上的速度信號進(jìn)出車站。2022/9/1348階梯控制入口速度檢查方式示意圖見圖7-1-6。2022/9/1349

16、列車在閉塞分區(qū)入口處接收到目標(biāo)速度信息后立即以此速度進(jìn)行檢查，一旦列車超速，則進(jìn)行制動時列車速度降低到目標(biāo)速度以下。2022/9/1350（a）新干線區(qū)間速度控制方式2022/9/1351（b）新干線進(jìn)站停車速度控制方式 2022/9/1352這種方式在遇上前方停車信號時，列車在閉塞分區(qū)人口處立即制動，對許多列車來說會過早地停車。2022/9/1353日本新干線采用了停車信號前再裝P點(diǎn)的方式，軌道電路發(fā)送30信號，只在列車收到30信號且又經(jīng)過P點(diǎn)時車上才會形成停車信號。當(dāng)軌道電路發(fā)送30信號時，經(jīng)過P點(diǎn)后變?yōu)?1停車信號。2022/9/1354在車站到發(fā)線停止標(biāo)志和警沖標(biāo)之間設(shè)有環(huán)線可以發(fā)送0

17、3停車信號，列車收到03信號后非常制動。在新干線03區(qū)段內(nèi)又加裝了點(diǎn)式冒進(jìn)檢測裝置，當(dāng)列車冒進(jìn)后關(guān)閉全站信號，軌道電路發(fā)送02E信號使列車制動以防止發(fā)生側(cè)面沖突重大事故。2022/9/1355分級速度制動方式的缺陷： 制動距離的確定。由于線路上運(yùn)行的各種列車制動性能各異，為了確保安全，系統(tǒng)只能按制動性能最差的列車性能來確定制動距離，這對于制動性能好的列車來說是個損失，影響進(jìn)步提高運(yùn)行密度。2022/9/1356 ATP制動控制只進(jìn)行制動和緩解兩種操作，不調(diào)整制動力大小，因此列車減速度變化大，旅行舒適度差。2022/9/1357采用多段制動方式時，每個閉塞分區(qū)都要考慮列車從人口速度降低到出口速度

18、減速制動距離，列車實(shí)際的減速過程要包括列車在信號設(shè)備動作時間及制動空走時間中走行的距離，此外還要在防護(hù)點(diǎn)之前留有一定安全距離。如果列車從200 kmh分三段降到速度0，則存在3個空走距離和3個安全距離。如果只用一次制動的話，則只需要一個空走距離和一個安全距離。分段制動方式增加了列車追蹤間隔。 2022/9/1358分段制動方式和一次制動方式示意圖見圖7-1-82022/9/13593曲線控制方式（1）分級曲線控制方式法國TVM430系統(tǒng)采用了這種方式，該方式要求每個閉塞分區(qū)入口速度(上一個閉塞分區(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

19、階梯控制方式一樣，每一個閉塞分區(qū)只給定一個目標(biāo)速度?？刂魄€把閉塞分區(qū)允許速度的變化連續(xù)起來。 2022/9/1360地面設(shè)備傳送給車載設(shè)備的信息是下一個閉塞分區(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)是分級連續(xù)制動模式曲線(即以分級小曲線的變換點(diǎn)連成的準(zhǔn)一次制動模式曲線)。TVM430是TVM300的換代產(chǎn)品，地面采用UM2000型軌道電路2022/9/1361TVM430每一個閉塞分區(qū)給定一個目標(biāo)速度，但用曲線代替原來的階梯控制線。列車速度超過限速曲線時，列控設(shè)備實(shí)施制動。為防止冒進(jìn)信號發(fā)生追尾,仍設(shè)有保護(hù)區(qū)段。TVM430的允許速度不是固定為該區(qū)段的人口

20、速度(上一區(qū)段的出口速度)，而是隨著列車的移動而變化，在出口處達(dá)到目標(biāo)速度。因此超速制動的時機(jī)要早一些，有利于縮短列車追蹤間隔。 2022/9/1362此外，TVM430還增加了下一個閉塞分區(qū)的速度預(yù)告，如果下一個閉塞分區(qū)要求減速則速度顯示閃動，提醒司機(jī)注意。如果速度顯示穩(wěn)定則表示下一個閉塞分區(qū)不減速。 2022/9/1363法國TVM430速度曲線控制方式見圖7-1-9中曲線。2022/9/1364在曲線控制方式下，列車在一個閉塞分區(qū)中運(yùn)行時,列控設(shè)備判定列車超速的目標(biāo)速度不再是一個常數(shù)，而是隨著列車行駛不斷變化，即是距離的函數(shù)。因此列控設(shè)備除了需要接收目標(biāo)速度信息外，還要接收到閉塞分區(qū)長度

21、及換算坡度的信息。TVM430系統(tǒng)的軌道電路可以傳遞27 bit信息，其中目標(biāo)速度信息6bit，距離信息8bit，坡度信息4bit。2022/9/1365 法國TGV區(qū)段允許雙線雙方向運(yùn)行，反向運(yùn)行按單線自動閉塞方式處理。TGV區(qū)段每隔2530 km設(shè)有區(qū)間渡線，用于特殊情況下組織反方向運(yùn)行。2022/9/1366圖7-1-10是渡線道岔反位時允許列車以低于160 kmh的速度進(jìn)入鄰線的速度控制方式。渡線區(qū)前方設(shè)絕對停車標(biāo)和絕對停車的點(diǎn)式環(huán)線。列車通過渡線后，如果前方區(qū)間空閑則列車可以提高速度運(yùn)行。2022/9/1367圖7-1-10 列車越渡線時的列車控制2022/9/1368 法國TGV線

22、與普通線連接處設(shè)有地面信號機(jī)和TGV標(biāo)志牌，過分界的速度為160kmh。 2022/9/1369圖7-1-11是列車由普通線進(jìn)入TGV的控車方式。2022/9/1370圖7-1-12是列車由TGV線進(jìn)入普通線的控車方式2022/9/1371 法國TVM列控系統(tǒng)與日本新干線ATC系統(tǒng)比較有下面幾個特點(diǎn)： 采用電氣諧振式無絕緣軌道電路代替使用機(jī)械絕緣的軌道電路，既有利于無縫線路的敷設(shè)又有利于牽引電流平衡回流。 采用1.72.6kHz載頻，F(xiàn)SK(頻移鍵控)或FM(調(diào)頻)調(diào)制方式。用增大發(fā)送功率和提高接收端電平的方法改善抗干擾能力。2022/9/1372 TVM300有18種TBF，可以有18種速度

23、信號，實(shí)際使用14種。TVM430使用了報文方式，共有21bit，其中速度編碼為8位，共有256種速度信號。 日本新干線采用雙頻組合方式，理論上可組成36種速度信號，實(shí)際上使用了8種。2022/9/1373 法國采用“人控優(yōu)先”的控制原則。列車正常運(yùn)行由司機(jī)駕駛，只有在司機(jī)失誤并可能出現(xiàn)危險的情況下列控設(shè)備才強(qiáng)迫列車制動。法國鐵路認(rèn)為這種人機(jī)關(guān)系有利于發(fā)揮司機(jī)的技術(shù)能力，加強(qiáng)其責(zé)任感。 日本新干線ATC系統(tǒng)采用“設(shè)備優(yōu)先”的控制原則。列車減速一般由設(shè)備完成，當(dāng)列車速度減到30 kmh以下需要在車站停車時才由司機(jī)操縱以保證列車停在正確位置。2022/9/1374 法國列控設(shè)備制動后，當(dāng)列車速度低

24、于目標(biāo)速度后只給出允許緩解的表示，由司機(jī)進(jìn)行緩解操作。 日本新干線ATC當(dāng)列車速度低于目標(biāo)速度后自動緩解，這種方式要求列車制動系統(tǒng)連續(xù)多次制動后制動力不衰竭。2022/9/1375 法國TGV線站間距長，每隔2530km設(shè)置了區(qū)間渡線。法國列控系統(tǒng)具有完善的區(qū)間渡線安全防護(hù)功能，在特殊情況下允許列車像單線自動閉塞那樣組織反向行車。2022/9/1376 法國TGV列控系統(tǒng)利用軌道內(nèi)敷設(shè)的環(huán)線發(fā)送點(diǎn)式信號。TVM300系統(tǒng)采用模擬環(huán)線信號共有14個點(diǎn)式信息。TVM430系統(tǒng)采用PSK(相移鍵控)數(shù)字環(huán)線信號。日本新干線點(diǎn)式信號為變頻方式，信息量較少。2022/9/1377 法國高速鐵路采用“人控

25、優(yōu)先”的設(shè)計原則，系統(tǒng)采用雙重冗余方式，比日本新干線的三重冗余所用設(shè)備少，造價也較低。2022/9/1378（2）速度-距離模式曲線控制方式速度-距離模式曲線控制實(shí)現(xiàn)了一次制動方式，ATC系統(tǒng)的車載設(shè)備為智能型設(shè)備，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，縮短了運(yùn)行間隔，提高了運(yùn)輸效率，增加了旅行舒適度。 2022/9/1379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、限速條件等動態(tài)數(shù)據(jù)，以及線路條件等固定數(shù)據(jù)，數(shù)字ATC的地面設(shè)備以數(shù)據(jù)編碼向列車傳送信息，信息量明顯增加，可靠性高。 2022/9/1380德國LZB系統(tǒng)和日本數(shù)字ATC系

26、統(tǒng)采用這種控制方式，速度-距離模式曲線控制不再對每一個閉塞分區(qū)規(guī)定一個目標(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，它可以包括多個閉塞分區(qū)的長度)的信息。列車實(shí)行一次制動控制方式。列車追蹤間隔可以根據(jù)列車制動性能、車速、線路條件調(diào)整，可以提高混跑線路的通過能力。 2022/9/1381列車實(shí)行一次制動控制方式。列車追蹤間隔可以根據(jù)列車制動性能、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。 2022/9/1382德國連續(xù)式列車自動控制系統(tǒng)LZB是由軌旁設(shè)備LZB L72和

27、車載設(shè)備LZB 80構(gòu)成。所有固定數(shù)據(jù)如線路地理參數(shù)、局部的固定限速等都貯存在LZB中心。聯(lián)鎖系統(tǒng)向控制中心傳送信息顯示、道岔設(shè)置及其他數(shù)據(jù)的同時，系統(tǒng)范圍內(nèi)的列車也向控制中心傳送它們的特殊數(shù)據(jù)，如列車長度、列車位置、實(shí)際速度等等。區(qū)間列車占用情況檢查是通過區(qū)間軌道電路或計軸設(shè)備等完成的。根據(jù)上述數(shù)據(jù)，控制中心確定每列列車的最大標(biāo)稱速度，指揮列車運(yùn)行2022/9/1383德國LZB系統(tǒng)列車速度距離方式示意圖見圖7-1-13（a）（b）。 （a）德國LZB系統(tǒng)列車速度距離方式示意圖2022/9/1384（b）德國LZB列車速度-距離控制曲線圖2022/9/1385 圖7-1-13（b）中的曲線1

28、為常規(guī)最大制動，曲線2為常規(guī)最小制動。在LZB系統(tǒng)中，地面和車上的信息是通過感應(yīng)環(huán)線相互傳送的。每個LZB地面控制中心最長可以控制12.7 km的環(huán)線，每個短回線發(fā)送接收單元的環(huán)線長度為左右各300 m，環(huán)線每100m交叉換位一次，以對電氣進(jìn)行補(bǔ)償，同時也用于確定列車的實(shí)際位置。2022/9/1386 地面設(shè)備由控制中心和環(huán)線系統(tǒng)構(gòu)成?？刂浦行呐c調(diào)度中心、微機(jī)聯(lián)鎖、相鄰控制中心交換數(shù)據(jù)，并通過環(huán)線和列車交換數(shù)據(jù)，控制每一列車運(yùn)行。LZB地面設(shè)備配置如圖7-1-14所示。2022/9/1387圖7-1-14 LZB系統(tǒng)地面設(shè)備框圖2022/9/1388 日本新干線ATC系統(tǒng)已投入使用30多年，系

29、統(tǒng)基本控制方式幾乎沒有變化。近年來為進(jìn)一步提高高速列車速度和行車密度，采用最新計算機(jī)技術(shù)和數(shù)字技術(shù)對現(xiàn)行的ATC系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，增加了車-地通信數(shù)據(jù)，到1993年3月，山陽新干線(新神戶至博多)全線都更換成為這種新的數(shù)字ATC系統(tǒng)。 2022/9/1389其制動曲線如圖7-1-15（a）（b）所示。 （a）日本新干線數(shù)字ATC系統(tǒng)制動曲線2022/9/1390（b）日本新干線數(shù)字ATC與傳統(tǒng)ATC制動曲線比較2022/9/1391 根據(jù)增加的數(shù)據(jù)和車上線路數(shù)據(jù)結(jié)合起來，列車就可以知道自己現(xiàn)在處于什么位置、據(jù)前方停車點(diǎn)(或限速點(diǎn))還有多少距離，列車根據(jù)這些數(shù)據(jù)，結(jié)合本身的牽引及制動性能，計算出最

30、高允許速度，控制列車在允許速度以下運(yùn)行。這種方式只是再增加數(shù)字信息發(fā)送設(shè)備，地面接收設(shè)備和原有車上設(shè)備可保持不變，新的車上設(shè)備可以接收數(shù)字信息，實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)行。2022/9/1392 日本數(shù)字ATC系統(tǒng)采用這種方式有以下優(yōu)點(diǎn)： 由于根據(jù)數(shù)字信息可以知道距停車點(diǎn)的距離，所以，可以實(shí)現(xiàn)車上智能化，不同性能的列車可以根據(jù)自己的制動性能進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)不同速度、不同性能的列車混跑；列車能夠?qū)崿F(xiàn)一次模式曲線制動控制，常用制動分為最大常用制動和一般常用制動，提高了乘坐舒適度，縮短運(yùn)行間隔。2022/9/13934點(diǎn)式列控ATP系統(tǒng)技術(shù)原理點(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，這里只介紹速度曲線控制類型

31、。點(diǎn)式列控系統(tǒng)造價低、維修工作少。2022/9/1394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)式列車自動防護(hù)系統(tǒng)。根據(jù)運(yùn)營要求形成EBICAB700、800和900系列。EBICAB900系統(tǒng)是適用于高速鐵路的ATP系統(tǒng)。它可以監(jiān)督列車運(yùn)行情況和司機(jī)的操作，向司機(jī)提供有關(guān)的信號信息，幫助司機(jī)以最安全、最有效的方式駕駛列車。2022/9/1395 EBICAB900系統(tǒng)對目標(biāo)速度監(jiān)督采用模式曲線方式。系統(tǒng)考慮距離、速度、制動能力和坡道參數(shù)，通過計算在距離速度坐標(biāo)平面得到一組檢查曲線，該組曲線匯集到給定的目標(biāo)點(diǎn)上。目標(biāo)速度監(jiān)督方式如圖7-1-16所示。2022/9/1396圖7-1-1

32、6 瑞典EBICAB9000列車目標(biāo)速度監(jiān)督方式2022/9/1397 從圖7-1-13可以看出檢查曲線組把速度距離平面分成若干個區(qū)域，記為AF。 A區(qū)在通過應(yīng)答器開始，在顯示器上顯示目標(biāo)速度并鳴笛05 s。 B區(qū)在ATP制動曲線之前8 s開始，進(jìn)入此區(qū)顯示器閃光(120次min)并鳴笛。 C區(qū)在ATP制動前3 s開始，如果司機(jī)仍未制動則鳴笛2次。2022/9/1398 D區(qū)在ATP制動曲線處開始，此時系統(tǒng)進(jìn)行制動，“ATP制動”燈點(diǎn)亮。 E區(qū)在常用全制動曲線處開始，在此區(qū)將進(jìn)行最大常用制動。 F區(qū)在緊急制動曲線處開始，在此區(qū)將進(jìn)行緊急制動。2022/9/1399這種制式不需要像入口階梯控制那

33、樣要在停車信號前設(shè)置P點(diǎn)，也可以不設(shè)置出口階梯控制所必需的保護(hù)區(qū)段。2022/9/13100 點(diǎn)式系統(tǒng)的主要弱點(diǎn)是信號追蹤性不佳。它只能在指定的信號點(diǎn)接收信息，如果列車經(jīng)過某信號點(diǎn)之后，先行列車位置移動，地面信號發(fā)生了變化，車上控制系統(tǒng)不能立即知道，而必須等列車到達(dá)下一個信號點(diǎn)才能接收到。因此，點(diǎn)式列控系統(tǒng)限制了列車追蹤間隔的進(jìn)一步減少。2022/9/131015優(yōu)先控制方式（2）人控優(yōu)先方式 人控優(yōu)先的方式只有在列車速度超過安全運(yùn)行所允許的速度，設(shè)備才進(jìn)行懲罰性的強(qiáng)迫 制動。列車正常運(yùn)行時設(shè)備不干預(yù)司機(jī)操作。人控優(yōu)先的系統(tǒng)有助于加強(qiáng)司機(jī)的責(zé)任感，發(fā) 揮其駕駛技巧。2022/9/13102三秦

34、沈客運(yùn)專線列控ATP系統(tǒng)實(shí)例 秦沈客運(yùn)專線引進(jìn)了法國的UT系統(tǒng)。法國高速鐵路TGV區(qū)段均采用帶速度監(jiān)督的TVM 300型或TVM430型機(jī)車信號，地面信息傳輸采用UM系列無絕緣軌道電路。簡稱UT系統(tǒng)。機(jī)車信號帶有列車速度監(jiān)督是法國UT系統(tǒng)的一個特點(diǎn)，它是保證行車安全、防止列車超速運(yùn)行的有效手段。 2022/9/13103UT系統(tǒng)對速度的控制是采用分段(每個軌道區(qū)段)制動的列控模式，司機(jī)按照每一個軌道電路地面信息給出的速度值運(yùn)行時，速度監(jiān)督設(shè)備將不干預(yù)司機(jī)正常操作，當(dāng)司機(jī)違章操作或列車速度超過規(guī)定的允許速度時，速度監(jiān)督設(shè)備就將自動實(shí)施制動。 2022/9/13104 法國第三條北方線高速鐵路，列

35、車運(yùn)行速度已達(dá)320kmh，為此法國有關(guān)公司對原由模擬電路構(gòu)成的UT系統(tǒng)進(jìn)行了全數(shù)字化的改造，現(xiàn)已投入使用的有TVM400系列產(chǎn)品，其中TVM430系統(tǒng)是我國最熟悉的。 2022/9/13105TVM400系列采用了數(shù)字電路技術(shù)使設(shè)備結(jié)構(gòu)小型化、模塊化，采用數(shù)字通信技術(shù)使車地間的信息傳輸數(shù)字編碼化，從而使車地間的信息傳輸量有較大增加，這些信息除原有用于列車間隔的速度等級外，還可滿足線路坡道、距離等不同線路數(shù)據(jù)的要求，因此其速度監(jiān)督由過去的階梯控制方式改為分級連續(xù)模式曲線控制方式，原TVM300系統(tǒng)的保護(hù)區(qū)段可以取消，其線路通過能力有所提高， 2022/9/13106同時，其控制曲線已接近連續(xù)控

36、制模式。由于TVM430仍然是按速度等級分段制動，其列車追蹤間隔主要與閉塞分區(qū)的劃分和車速有關(guān)，而一般閉塞分區(qū)長度的確定是以線路上最壞性能的列車為依據(jù)，因此它一般適用于像法國高速線路上運(yùn)行的列車性能基本一致的情況，而對于實(shí)行列車性能差別較大的高中速混合運(yùn)行的線路，采用這種模式能力是要受到較大影響的。 2022/9/13107 TVM430系統(tǒng)通常與SEI列控聯(lián)鎖一體化地面系統(tǒng)配套應(yīng)用，在法國地中海線、海峽-倫敦線，我國的秦沈客運(yùn)專線采用了此系統(tǒng)。2022/9/13108 1SEITVM430系統(tǒng)主要功能 (1)SEI為TVM430系統(tǒng)的車站區(qū)間一體化設(shè)備，即區(qū)間地面設(shè)備與車站聯(lián)鎖集成為一體化。

37、SEI可根據(jù)列車運(yùn)行的位置，前后列車之間的運(yùn)行間隔、固定限速和臨時限速等條件，產(chǎn)生列控車載系統(tǒng)所需要的全部地面信息，包括列車的目標(biāo)速度、目標(biāo)距離、線路的長度和坡度等，應(yīng)能實(shí)現(xiàn)設(shè)置和向車載設(shè)備提供全區(qū)間限速和臨時限速功能，并將這些信息通過軌道電路發(fā)送給車載設(shè)備。2022/9/13109(2)TVM430系統(tǒng)車載設(shè)備接收地面?zhèn)鬏攣淼男畔ⅲ鶕?jù)預(yù)先輸入的列車參數(shù)(牽引總重、牽引輛數(shù)、制動率、列車換長等)實(shí)時計算列車當(dāng)前運(yùn)行的允許速度，生成分級連續(xù)速度一距離控制曲線，同時列控車載設(shè)備實(shí)時檢測列車當(dāng)前運(yùn)行速度，司機(jī)可根據(jù)顯示器上的允許速度、目標(biāo)距離和實(shí)際速度駕駛列車運(yùn)行。 2022/9/13110當(dāng)列車

38、的實(shí)際速度超過允許速度，列控車載設(shè)備自動控制制動裝置，使列車制動減速，保證列車在停車點(diǎn)前停車，或在限速點(diǎn)前速度降低到限速值以下。與列車牽引和制動系統(tǒng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對列車減速的自動控制和緩解的人工控制。 2022/9/13111 2SEI系統(tǒng)設(shè)備 (1)SEI系統(tǒng)主要特點(diǎn) 軌道電路數(shù)字化。SEI系統(tǒng)采用UM2000軌道電路，實(shí)現(xiàn)了27ht數(shù)字編碼，可以滿足基于軌道電路進(jìn)行大量安全信息連續(xù)傳輸?shù)囊蟆?022/9/13112列控聯(lián)鎖一體化。SEI設(shè)備將車站聯(lián)鎖設(shè)備與區(qū)間的列控設(shè)備合二為一，列控、聯(lián)鎖接口由內(nèi)部通信實(shí)現(xiàn)，二者結(jié)合緊密，信息傳輸延遲小，提高了系統(tǒng)設(shè)備的可用性和可靠性，符合信號系統(tǒng)發(fā)展方向。 2022/9/13113站內(nèi)、區(qū)間軌道電路同一制式。SEI系統(tǒng)站內(nèi)及區(qū)間均采用UM2000軌道電路，即站內(nèi)、區(qū)間一體化，真正實(shí)現(xiàn)了站內(nèi)列控信息無盲區(qū)，且易于實(shí)現(xiàn)站內(nèi)發(fā)送、接收設(shè)備的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)反方向追蹤運(yùn)行。 2022/9/13114建立基于光纖安全信息傳輸?shù)牧锌刂行?，?shí)現(xiàn)設(shè)備集中控制。S