城市軌道交通通信系統(tǒng)-列車運行控制

列車運行控制

原理與技術(shù)應(yīng)用國外高速列車運行控制系統(tǒng)1列車運行控制系統(tǒng)原理2列車運行控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用3主要內(nèi)容１.１國外列車運行控制系統(tǒng)總述１.２國外列車運行控制系統(tǒng)舉例１.２.１日本的數(shù)字ATＣ系統(tǒng)１.２.２德國的LZB列車控制系統(tǒng)１.２.３法國的U/T系統(tǒng)１.２.４歐洲ETCS

國外高速列車運行控制系統(tǒng)列控系統(tǒng)的概念：列車運行控制系統(tǒng)主要是以技術(shù)手段對列車運行方向、運行間隔和運行速度進行控制，使列車能夠安全運行且提高運行效率，列車運行控制系統(tǒng)地面設(shè)備和車站聯(lián)鎖設(shè)備主要實現(xiàn)聯(lián)鎖控制功能，并生成列車控制所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過車—地信息傳輸通道將地面控制信息傳送給列車，經(jīng)列車運行控制車載設(shè)備進行處理后，生成列車速度控制曲線，監(jiān)督控制列車安全、高速運行，簡稱列控系統(tǒng)。國外高速列車運行控制系統(tǒng)１.１國外列車運行控制系統(tǒng)總述國外鐵路列車運行控制系統(tǒng)的研究和使用起步較早，歐洲有七大鐵路信號公司，如法國的Alstom（阿爾斯通）公司、瑞典的Adtranz公司、德國的Siemens（西門子）公司、法國的Alcatel（阿爾卡特）公司、意大利的Ansaldo（安薩爾多）公司（含法國CSEE公司）、英國WestingHouse（西屋），各國鐵路列車運行控制系統(tǒng)也不盡，各公司研制生產(chǎn)的列車運行控制系統(tǒng)（ATP/ATC）有10余種，如德國的LZB系列和FZB系列、法國的TVM系列等。國外高速列車運行控制系統(tǒng)國外高速列車運行控制系統(tǒng)分類

國外高速列車運行控制系統(tǒng)工作原理

數(shù)字ATＣ是基于以下兩點點考慮：（1）有效地利用鋼軌（2）實現(xiàn)車載設(shè)備智能化（重點是列車控制）設(shè)備智能化：由于是采用軌道電路來檢查列車占用狀態(tài)和由地面向車上傳送信息，因而以往ATC的安全性能得以繼承。此外，由于傳送的是數(shù)字編碼,車上能夠接收比以往的ATC更多的信息（至前方列車的距離等）。車上還存儲有線路的坡度、車輛的制動性能等數(shù)據(jù)，因而能按列車性能各自實施最佳制動控制。國外高速列車運行控制系統(tǒng)１.２.１日本的數(shù)字ATＣ系統(tǒng)地面?zhèn)鹊牧熊囄恢脵z測是按軌道電路為單位進行的。在車上則是按照數(shù)據(jù)中所包含的軌道電路固有編號（軌道電路ID）,以區(qū)域為單位檢測列車所在位置,至于列車駛?cè)胲壍离娐穬?nèi)的距離是通過計算車輪轉(zhuǎn)數(shù)獲得.這樣在全線路實現(xiàn)對列車位置的連續(xù)檢測。地面向車上傳送以下信息：軌道電路編號、至先行列車的區(qū)間空閑數(shù)、到站或出發(fā)股道、臨時限速、其它信息。這些ATC數(shù)據(jù)加上標(biāo)志位和校核位,每幀長約50bit。國外高速列車運行控制系統(tǒng)圖１的地面設(shè)備是按集中方式設(shè)置的,每隔幾十公里設(shè)1個機械室。這種配置方式增加了電纜鋪設(shè)費用?，F(xiàn)在還正在積極研究按每個軌道電路單元配置ATP發(fā)送、接收設(shè)備的分散型設(shè)備配置方案。

國外高速列車運行控制系統(tǒng)有列車占用的軌道電路后的第一個區(qū)間的區(qū)間空閑數(shù)為0，其后的區(qū)間的空閑區(qū)間數(shù)依次加1，車載設(shè)備存儲了每個軌道電路的始、終點里程標(biāo)、限制曲線、坡度等的線路數(shù)據(jù)。按照ATC信號傳送來的軌道電路編號和空閑區(qū)間數(shù),求出本列車至停車位置或限速位置的距離,再加上線路坡度、制動性能等數(shù)據(jù),產(chǎn)生制動曲線,并顯示在司機室內(nèi)。列車速度接近制動曲線時,車上發(fā)出報警。列車速度超過制動曲線,列車產(chǎn)生制動,當(dāng)列速度低于某值時,轉(zhuǎn)為弱制動,以便列車速度保持在制動曲線附近。制動控制設(shè)備是確保安全的設(shè)備,無需象ATO那樣進行精密的速度控制。因此,該系統(tǒng)的制動分為弱常用制動、強常用制動和緊急制動3種。若因減速度不足等某些原因致使列車速度大大越過制動曲線時,實施緊急制動。一旦緊急制動動作,直到列車停車后制動才能緩解。國外高速列車運行控制系統(tǒng)LZB系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理：

LZB系統(tǒng)組成：地面控制中心、傳輸設(shè)備、軌道電路和機車裝置。１、地面控制中心采用16位三重系計算機,儲存線路參數(shù)等固定信息以及區(qū)間允許最高速度、限速區(qū)段等數(shù)據(jù)。

2、軌道電纜鋪設(shè)在軌道上,實現(xiàn)地2車雙向通信,地面向機車發(fā)送呼叫的電碼長8315位,載頻36kHz,傳輸速率為1200bits;電纜每100m(或50m)交叉1次,交叉點形成零電平用于列車定位。

3、機車裝置向地面發(fā)送載頻為56kHz的電碼,速率600bits,碼長41位。

國外高速列車運行控制系統(tǒng)１.２.２德國的LZB列車控制系統(tǒng)

4、列車占用檢查采用FTGS/FTGL兩種音頻軌道電路,其頻率范圍為:

FTGS917型915～1615kHz,用于車站

FTGS46型4175～6125kHz,用于車站

FTGL48型4175～8125kHz,分4個頻率用于區(qū)間

5、地面控制中心管理的列車向中心報告運行位置及列車有關(guān)數(shù)據(jù);控制中心根據(jù)線路和列車數(shù)據(jù),計算出各列車相應(yīng)的目的速度和目的距離,發(fā)送給LZB車載設(shè)備。國外高速列車運行控制系統(tǒng)法國高速鐵路采用的TVM列車運行控制系統(tǒng),以固定閉塞分區(qū)為基礎(chǔ),為分級速度列車運行控制系統(tǒng)設(shè)備,由地面設(shè)備及車載設(shè)備兩部分組成。地面設(shè)備由UM系列軌道電路、列車運行控制中心和維護系統(tǒng)三大部分構(gòu)成。車載設(shè)備：

1、TVM系統(tǒng)車載設(shè)備由雙重結(jié)構(gòu)組成安全型計算機。接收地面?zhèn)鬏數(shù)挠嘘P(guān)信息

2、計算并生成速度控制曲線

3、速度控制曲線與列車速度比較,對超速列車實行制動國外高速列車運行控制系統(tǒng)１.２.３法國的U/T系統(tǒng)地面設(shè)備：法國高速鐵路目前主要采用UM系列軌道電路,UM2000軌道電路根據(jù)列車占用情況和線路條件,確定線路的最大允許速度、臨時限速、線路坡度等參數(shù),計算出目標(biāo)點、目標(biāo)速度和坡度,將這些結(jié)果編成一個27bits的信息碼。①軌道電路載頻1700、2300Hz和2000、2600Hz。②閉塞分區(qū)長度2100、2000、1500m。③低頻組合信息量221。④列車運行控制中心對軌道電路參數(shù)計算,形成線路參數(shù)、前方目標(biāo)距離、允許行車速度等不同信息,經(jīng)調(diào)制及鋼軌連續(xù)傳輸,發(fā)送給列車。⑤維護系統(tǒng)對地面設(shè)備實行遠程診斷與監(jiān)測管理。國外高速列車運行控制系統(tǒng)歐盟各國為解決跨國運行列車控制系統(tǒng)的兼容性,聯(lián)合制定了歐洲列車控制系統(tǒng)ETCS技術(shù)規(guī)范,劃分為5個應(yīng)用等級。國外高速列車運行控制系統(tǒng)１.２.４歐洲ETCSETCS的系統(tǒng)特點及結(jié)構(gòu)如下：

國外高速列車運行控制系統(tǒng)國外采用ＥＴＣＳ情況：國外高速列車運行控制系統(tǒng)列車運行控制

原理與技術(shù)應(yīng)用國外高速列車運行控制系統(tǒng)1列車運行控制系統(tǒng)原理2列車運行控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用3主要內(nèi)容２.１列車運行系統(tǒng)概述２.２列控系統(tǒng)基本原理２.２.１列控系統(tǒng)的構(gòu)成２.２.２列控系統(tǒng)信息傳遞２.２.３速度監(jiān)督原理２.２.４測速方法列車運行控制系統(tǒng)原理高速鐵路采用列控系統(tǒng)的必要性隨著列車速度的提高，為了保證行車安全，高速鐵路必須以機車信號作為行車的憑證，司機可以正確的識別信號，正確地理解信號，然后還要及時正確地執(zhí)行。列控系統(tǒng)的現(xiàn)狀目前投入使用的列控系統(tǒng)主要包括有：TVM430和TVM300、日本鐵路ATC和數(shù)字ATC、德國LZB80、歐洲ETCS等系統(tǒng)設(shè)備?？刂葡到y(tǒng)的重要性與發(fā)展方向列車的開環(huán)控制變?yōu)殚]環(huán)控制、實現(xiàn)了以車載設(shè)備為主的行車方式、通信信號一體化是現(xiàn)代鐵路的重要發(fā)展趨勢、故障安全作為最重要的技術(shù)條件。列車運行控制系統(tǒng)原理２.１列車運行系統(tǒng)概述列控系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成示意圖列車運行控制系統(tǒng)原理２.２.１列控系統(tǒng)的構(gòu)成列控系統(tǒng)通常是由地面控制中心或無線閉塞中心、軌道電路、地面點式信號設(shè)備、車地傳輸設(shè)備和車載速度控制設(shè)備構(gòu)成，用于控制列車運行速度保證行車安全和提高運輸能力的控制系統(tǒng)地面設(shè)備功能：１、檢測列車的位置２、根據(jù)前行列車的位置和進路的情況確定列車的限制速度３、向列車傳遞限制速度信息、線路信息車載設(shè)備功能：１、接收限制速度信息并顯示２、對列車運行的速度進行監(jiān)督，超過限制速度自動減速，以保證列車在限速點前速度降到限速值下列車運行控制系統(tǒng)原理地面控制中心：是列車運行控制系統(tǒng)的核心，列控中心根據(jù)列車的運行位置，前后列車之間的運行間隔距離產(chǎn)生列控系統(tǒng)所需要的地面信息，包括列車的目標(biāo)速度、列車到目標(biāo)點的距離、線路的坡度和系列的準(zhǔn)許速度等地面信息傳輸通道根據(jù)列控中心的信息進行編碼，并通過地面?zhèn)鬏斖ǖ腊l(fā)送給機車上的車載設(shè)備。列控車載設(shè)備：它接收點式、軌道或無線傳輸?shù)男畔?，根?jù)預(yù)先輸入的列車參數(shù)（總重量、制動力、換長）實時計算列車當(dāng)前運行允許速度，生成速度控制曲線，在司機顯示器顯示，列控車載設(shè)備實時檢測列車當(dāng)前運行速度并在司機室顯示器顯示，司機根據(jù)顯示器上的目標(biāo)速度、目標(biāo)距離、允許速度和實際速度控制列車運行。當(dāng)列車的實際速度超過允許速度，列控車載設(shè)備自動控制制動裝置，列車制動減速，保證列車在停車點前停車或者在限速點前速度降到限速值以下。列車運行控制系統(tǒng)原理列控系統(tǒng)車地間傳輸媒介主要包括：軌道電路無線傳輸點式設(shè)備

列車運行控制系統(tǒng)原理２.２.２列控系統(tǒng)信息傳遞方式點式設(shè)備主要包括點式應(yīng)答器和點式環(huán)線兩種在歐洲ETCS1級標(biāo)準(zhǔn)中利用點式設(shè)備提供全部空車信息，在歐洲ETCS2級標(biāo)準(zhǔn)中主要提供列控系統(tǒng)的輔助信息，如里程標(biāo)、線路數(shù)據(jù)、切換點等。在CTCS2、CTCS3標(biāo)準(zhǔn)中，由應(yīng)答器向車載設(shè)備傳輸定位信息、進路參數(shù)、線路參數(shù)、限速信息等。點式傳遞方式是在地面某些固定點，如閉塞分界點處，從地面向車上傳遞信息，這種制式傳遞信息的量很大。缺點：機車只有通過地面應(yīng)答器點處才能得到列車運行前方的信息，這一信息將一直保持到下一個地面點。后續(xù)列車接收到的地面信息不能隨著前行列車的位置及時改變。列車運行控制系統(tǒng)原理點式應(yīng)答器

應(yīng)答器的地面設(shè)備包括：無源應(yīng)答器、有源應(yīng)答器和地面電子單元LEU。結(jié)構(gòu)如下：列車運行控制系統(tǒng)原理點式應(yīng)答器無源應(yīng)答器：它不與任何設(shè)備相連，所存放的數(shù)據(jù)往往是預(yù)先固定的。通常向列控車載設(shè)備提供的信息包括線路速度、坡度、軌道電路參數(shù)、信號點類型等。有源應(yīng)答器：它通過與LEU的連接，即可以發(fā)送實時變化的信息，也可發(fā)送固定的信息，這些信息包括：進站和出站口的臨時限速，進路坡度、軌道電路參數(shù)、信號點類型等。信心傳輸?shù)倪^程：應(yīng)答器內(nèi)部寄存器按照協(xié)議以數(shù)碼形式存放實現(xiàn)列車速度監(jiān)控及其他行車功能必要的數(shù)據(jù)。當(dāng)列車駛過地面應(yīng)答器，且車載應(yīng)答器天線與地面應(yīng)答器對準(zhǔn)時，車載應(yīng)答器首先應(yīng)以一定的頻率，通過電磁感應(yīng)方式將能量傳遞給地面應(yīng)答器，地面應(yīng)答器的內(nèi)部電路在接受到來自車上的能量（27.095Hz）后即開始工作，將所存儲的數(shù)據(jù)以某種調(diào)制方式（移頻鍵控FSK）仍通過電磁感應(yīng)傳至車山。列車運行控制系統(tǒng)原理點式接收器為連續(xù)式機車信號的輔助設(shè)備，其用途：

1、為連續(xù)式機車信號的自動接通及接收上、下行載頻的自動轉(zhuǎn)換；

2、連續(xù)式機車信號的自動切換；

3、設(shè)置限速點；

4、設(shè)置絕緣停車點。結(jié)構(gòu)如下：

列車運行控制系統(tǒng)原理點式環(huán)線軌道電路列控系統(tǒng)信息基于軌道電路傳輸是傳統(tǒng)方式。CTCS2標(biāo)準(zhǔn)、U/T系統(tǒng)、日本ATC系統(tǒng)等均采用軌道線路。利用軌道電路，通過機車上安裝傳感器可以連續(xù)地接收到地面?zhèn)鬟f的信息，接收的信息可以隨前行列車位置的變化而變化。連續(xù)式列車運行控制系統(tǒng)的工作原理：由軌道電路或軌間環(huán)線向車載設(shè)備連續(xù)傳遞限速信息，車載連續(xù)信息接收模塊接收該信息并解調(diào)傳遞給安全計算機；同時安全計算機根據(jù)測速測距提供的列車實際運行速度信息和定位信息，生成制動模式曲線，來監(jiān)督列車的運行。根據(jù)地對車提供的信息不同和車載設(shè)備的不同工作模式，列控系統(tǒng)對列車運行速度的控制模式又可分為速度模式和目標(biāo)距離速度控制模式。列車運行控制系統(tǒng)原理軌道電路分類模擬軌道電路ZPW-2000A（UM）車載設(shè)備中的軌道電路信息接收模塊用于接收軌道電路信息，采用冗余結(jié)構(gòu)，STM具有同時接收不同載頻的功能，可根據(jù)應(yīng)答器信息或司機操作鎖定上下行或單載頻。STM將接收的載頻、解調(diào)后的信息發(fā)送給安全計算機（VC）。數(shù)字編碼軌道電路目前國內(nèi)使用的數(shù)字編碼軌道電路有法國的UM2000，城市軌道交通中還采用了聯(lián)合道岔和信號公司（USS）的AF900/902/904數(shù)字編碼軌道電路和西門子公司的FTGS（數(shù)字頻率軌道電路）。列車運行控制系統(tǒng)原理AF902/904系統(tǒng)由軌旁設(shè)備和信號設(shè)備室內(nèi)的處理設(shè)備構(gòu)成。軌旁設(shè)備由軌道耦合單元、導(dǎo)接線和軌道一線構(gòu)成，室外的處理設(shè)備構(gòu)成如圖所示：列車運行控制系統(tǒng)原理AF902/904數(shù)字編碼軌道電路室內(nèi)的處理設(shè)備構(gòu)成如下圖所示：列車運行控制系統(tǒng)原理系統(tǒng)工作原理：系統(tǒng)工作AF902/904軌道耦合單元將軌道信號和組匣上的發(fā)送和接收單元連接起來。并提供了軌道電路載頻的調(diào)諧功能。耦合單元內(nèi)部包括兩個完全獨立和隔離的耦合電路，每一個電路包括自己的變壓器和跳線可調(diào)的電容組，用于實現(xiàn)和軌道一線相匹配的頻率調(diào)諧。當(dāng)一列車分路了軌道電路，軌面?zhèn)魉偷男盘柋蛔钄嗔?。這個狀態(tài)通過AF902/904區(qū)段報告給相應(yīng)的聯(lián)鎖MICORLOLII系統(tǒng)。當(dāng)該列車同時又進入相鄰軌道電路，則兩段電路均被視為占用。當(dāng)列車出清軌道電路區(qū)段時，接收的信號門限被恢復(fù)，AF902/904系統(tǒng)會做出相應(yīng)的反應(yīng)。車載ATP設(shè)備通過感應(yīng)器接收和解碼該數(shù)據(jù)幀，完成列車控制功能。與軌道邏輯處理器（軌道MICROLOKII）的接口是一個雙向的串行數(shù)據(jù)鏈路，與列車之間的通信接口是一個單向的鏈路，只有列車接收的功能。列車運行控制系統(tǒng)原理列車的車載ATC系統(tǒng)會適時將車載的濾波器轉(zhuǎn)換到正確的頻率范圍上，從而實現(xiàn)列車只接收正確載頻的數(shù)據(jù)幀一量接收到下一軌道電路區(qū)段載頻的通知，相應(yīng)的濾波器被以電路選擇方式實現(xiàn)以準(zhǔn)備好對即將進入?yún)^(qū)段的采用預(yù)定8種載頻之一進行調(diào)制的安全數(shù)據(jù)幀的接收和譯碼。正線軌道電路的布置如圖所示，軌道電路機車信號載頻應(yīng)用中顯示的兩套分別由三種載頻循環(huán)使用的規(guī)則。列車運行控制系統(tǒng)原理FTGS是遙供音頻無絕緣軌道電路（F-遠程供電、G－軌道電路、T－音頻、S－西門子公司）以電氣絕緣節(jié)為界劃分區(qū)段，采用FSK－移頻鍵控調(diào)制模式。FTGS按以下順序進行空閑檢測：

a、幅值計算，檢測接收回來的電壓

b、調(diào)制檢測，檢測接收回來的電壓的中心頻率是否正確

c、編碼檢測，檢測接收回來的電壓所帶的位模式是否正確。列車運行控制系統(tǒng)原理FTGS數(shù)字頻率軌道電路結(jié)構(gòu)如下（下一頁ＰＰＴ上）軌旁盒：是連接電氣與室內(nèi)設(shè)備的中間設(shè)備，是軌道電路室外的發(fā)送、接收設(shè)備。每個軌旁盒有一根電纜與室內(nèi)設(shè)備連接，有四根電纜與電氣節(jié)相連，另有一個地線。軌旁盒一般可以分為左右兩部分，對稱結(jié)構(gòu)布置。每部分都由一個調(diào)諧單元（S棒和調(diào)整短路棒使用的調(diào)諧單元型號不同）和一個轉(zhuǎn)換單元組合成；一部分作為一個區(qū)段的發(fā)送端時，則另一部分作為相鄰一個區(qū)段的接收端。每一部分的調(diào)諧單元接電氣節(jié)，轉(zhuǎn)換單元接室內(nèi)設(shè)備。列車運行控制系統(tǒng)原理FTGS標(biāo)準(zhǔn)型軌道電路結(jié)構(gòu)及工作原理方向轉(zhuǎn)換板：標(biāo)準(zhǔn)區(qū)段和道岔區(qū)段，由LZB根據(jù)進路的方向直接控制方向轉(zhuǎn)換板上的繼電器來轉(zhuǎn)換方向；中間饋電式區(qū)段LZB提供進路的方向信息給中間饋電轉(zhuǎn)換板，再由中間饋電轉(zhuǎn)換板根據(jù)區(qū)段占用情況和進路方向，控制方向轉(zhuǎn)換方向，實現(xiàn)發(fā)送端電纜與接收端電纜之間的轉(zhuǎn)換，使軌道電路的發(fā)送方向始終迎著列車的運行方向。在板上可以調(diào)整個方向各接收端的接收電壓。列車運行控制系統(tǒng)原理放大濾波板：

放大濾波板把發(fā)生器發(fā)來的調(diào)制音頻電壓提升到所需要的電平，并通過帶通濾波器送到軌道饋入點，每種頻率都有自己專用的放大濾波板。放大濾波板上的放大器設(shè)計為帶變壓器退耦的推挽放大器，由發(fā)送板的輸出信號（方波）驅(qū)動，輸出經(jīng)放大后的信號（方波）。方波被饋送到發(fā)送濾波器，變成正弦波經(jīng)電纜匹配電阻輸送到方向轉(zhuǎn)換板。列車運行控制系統(tǒng)原理發(fā)送濾波器輸入的信息：

FSK信號：由發(fā)送板送入，經(jīng)調(diào)制的FSK方波信號。發(fā)送濾波器輸出的信息：

FSK正弦波信號：經(jīng)過電橋，送入方向轉(zhuǎn)換板，此信號是已經(jīng)放大和濾去高次諧波的相應(yīng)頻率的正弦波。列車運行控制系統(tǒng)原理發(fā)送板：發(fā)送板由一個帶調(diào)制器的石英晶體振蕩器（晶振，頻率為16.336MHz）組成，通過一個可變頻的數(shù)字分頻產(chǎn)生9.5kHz到16.5kHz音頻電壓。發(fā)送板上另一個插塞-位模式插塞，與另一個存儲芯片相連，提取出位模式編碼的“并行”編碼，然后轉(zhuǎn)為“串行”編碼，用此串行位模式編碼對軌道電路音頻電壓進行調(diào)制，產(chǎn)生移頻鍵控信號“FSK“，并送至廣大濾波板輸入端。在串行位模式編碼進行調(diào)制前要經(jīng)過一個選擇開關(guān)，此開關(guān)是由報文轉(zhuǎn)換板控制，當(dāng)軌道“空閑”時，開關(guān)接通位模式編碼，向廣大濾波板輸出調(diào)制后位模式；當(dāng)軌道“占用”時，由報文轉(zhuǎn)換板提供一個觸發(fā)脈沖，轉(zhuǎn)換器截止了位模式的輸出，切換為輸出ATP報文。ATP報文同樣會對軌道電路音頻電壓進行頻率調(diào)制，再輸出。列車運行控制系統(tǒng)原理接收1板

接收1板用來檢測軌道電路頻率及電壓幅值，把從軌道上接收回來的信號分為兩個通道，分別進行頻率及電壓幅值的檢測。在軌道空閑時送一個14.8V控制電壓給接收2板，同時把經(jīng)廣大和調(diào)頻的振蕩信號送給解調(diào)器；當(dāng)軌道占用時送一個“占用”信息給報文轉(zhuǎn)換板。該板對應(yīng)于每一個運行方向以及軌道電路的長度和電氣節(jié)的類型設(shè)定了響應(yīng)值，使得對應(yīng)每一個頻率有相應(yīng)的接收1板。列車運行控制系統(tǒng)原理接收2板

接收2板設(shè)計為雙通道，它將接收1板的輸出信號，發(fā)送板的時鐘信號和解調(diào)板進行位模式檢查后產(chǎn)生的TTL電平進行動態(tài)“與”運算，并提供穩(wěn)定的電壓驅(qū)動輸出到繼電器板。同時有時鐘脈沖放大器放大脈沖信號提供給與門進行運算。解調(diào)板

解調(diào)板設(shè)計為雙通道，用于檢測接收到音頻信號的頻率及解調(diào)出位模式編碼。它由接收1板靶，當(dāng)軌道電路被占用時，解調(diào)器的驅(qū)動被切斷；當(dāng)軌道空閑時，解調(diào)板將接收到的位模式與內(nèi)部參考位模式（由代碼插件決定）進行比較，一致時，輸出低電平給接收2板。列車運行控制系統(tǒng)原理繼電器板繼電器板為雙通道，每個通道有一個K50型緩吸緩放繼電器，兩通道是一樣的，聯(lián)鎖實時檢查開關(guān)狀態(tài)，兩組繼電器的開關(guān)狀態(tài)需要一致。觀察上繼電器接點的或落下，可判斷相應(yīng)軌道電路牌空閑或占用狀態(tài)。它發(fā)送“軌道占用”或“空閑”信號到聯(lián)鎖，根據(jù)具體的項目發(fā)送給LZB。報文轉(zhuǎn)換板報文轉(zhuǎn)換板完成FTGS的位模式和ATP報文之間的轉(zhuǎn)換，列車占用軌道區(qū)段時，發(fā)送ATP報文，并使發(fā)送方向迎著列車方向；由于LZB系統(tǒng)要利用FTGS軌道電路發(fā)送ATP報文給列車，在有列車占用軌道區(qū)段時，F(xiàn)TGS的拉模式無效，同時，ATP報文被激活；發(fā)送板執(zhí)行一個報文轉(zhuǎn)換信號進行開關(guān)切換，再通過一個光耦合器，ATP報文就從報文轉(zhuǎn)換板傳送到發(fā)送板。列車運行控制系統(tǒng)原理無線傳輸?shù)姆绞娇梢苑譃橐幌聝深悾夯冢茫拢裕玫牧锌叵到y(tǒng)、基于ＧＳＭ－Ｒ的列控系統(tǒng)基于ＣＢＴＣ的列控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如下：

列車運行控制系統(tǒng)原理無線傳輸列車運行控制系統(tǒng)原理GSM－R移動通信原理GSM－R網(wǎng)的原理結(jié)構(gòu)：基站子系統(tǒng)BSS：主要負責(zé)與一定覆蓋區(qū)域內(nèi)的移動臺MS進行通信網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)NSS：負責(zé)端到端的呼叫、用戶數(shù)據(jù)管理、移動性管理和與固定網(wǎng)絡(luò)的連接基于ＧＳＭ－Ｒ的列控系統(tǒng)構(gòu)成框圖采用GSM-R無線傳輸信息的優(yōu)點：

1.在各種列車混跑的區(qū)間，由于軌道電路信息量的局限，無法向列車傳遞軌道電路長度信息，因此，由軌道電路限定的閉塞分區(qū)設(shè)計成固定長度，從而根據(jù)兩列列車相隔幾個閉塞分區(qū)獲得列車間的距離。而GSM-R的信息量大，足以傳送前方列車的距離信息，可以構(gòu)成隨列車速度、線路參數(shù)改變的優(yōu)化列車間隔。

2.在使用軌道電路時，閉塞分區(qū)的長度與該區(qū)段列車的最大運行速度有關(guān)。隨著列車運行速度的提高或制動性能的改善，固定長度的閉塞分區(qū)限制了運輸能力的過一步提高，對于無線控制系統(tǒng)來說，列車速度提高或制動性能的改善，對應(yīng)的僅是程序參數(shù)的改變，系統(tǒng)發(fā)展、完善十分簡單。

3.無線列車運行自動控制系統(tǒng)由于無固定的閉塞分區(qū)長度，所以對于任何類型的列車都可以提高運行速度。

4.GSM-R的應(yīng)用可以取消地面固定信號機及軌道電路，可以節(jié)省大量的安裝、維護費用。列車運行控制系統(tǒng)原理基于ＧＳＭ－Ｒ的列控系統(tǒng)影響列車運行的因素:列車牽引力、列車阻力、列車制動力列車牽引力：是使列車產(chǎn)生前進運行，并可以司機根據(jù)需要來控制的外力。它是由機車產(chǎn)生，領(lǐng)先機車動輪與鋼軌的黏著作用在機車動輪踏面上的外力。

列車阻力：在列車運行中產(chǎn)生的、始終存在的、與列車運行方向相反、阻止列車運行且不能被操縱的外力叫列車運行阻力，簡稱列車阻力，以字母W表示。作用在機車和車輛上的阻力，分別叫做機車和車輛阻力。列車運行控制系統(tǒng)原理２.２.３速度監(jiān)控原理制動力的形成：列車制動力和牽引力形成的基本原理是相同的都是領(lǐng)先輪軌間的黏著作用。形成牽引力時有由動力裝置作用于輪對的力矩M，該力矩通過鋼軌與動輪的靜摩擦力產(chǎn)生向前的推進力F，與列車運行方向相同。形成制動力時，輪對作用于動輪的靜摩擦力B，其與列車運行方向相反。牽引力、制動力的形成如圖所示。列車運行控制系統(tǒng)原理列車制動力制動力：是人為施加的、根據(jù)需要大小可調(diào)節(jié)的、與列車運行方向相反的列車阻力。列車制動的目的是調(diào)節(jié)列車速度或使列車停車。列車制動作用方式可可分為常用制動和緊急制動兩種。由于牽引力F、列車運行阻力W、列車制動力B都是隨著列車運行速度而變化的，故其合力C也隨速度而變。列車的運行速度決定于合力的大小和方向。 當(dāng)C>0時，即合力作用方向與列車運行方向相同，列車加速運行； 當(dāng)C<0時，即合力作用方向與列車運行方向相反，列車減速速運行； 當(dāng)C=0時，列車勻速運行。列車運行控制系統(tǒng)原理制動距離：是指從司機施行制動時起到預(yù)定速度為止列車所運行的距離。制動有效距離是從制動初速度Ｖ０到末速度Ｖｍ所行駛的距離，這時列車作非勻減速運動，將制動過程中的速度變化范圍（Ｖ０～Ｖｍ）分成若干速度間隔，按列車運行方程式求出各速度間隔列車列車行駛的距離，則各速度間隔行駛距離的總和，即為列車制動有效距離Ｓｅ，則有：

(m)式中，

——速度間隔的初速和末速，km/h；

——換算摩擦系數(shù)

——列車換算制動率

——常用制動系數(shù)，緊急制動時列車運行控制系統(tǒng)原理列車制動距離的計算分級速度控制：以一個閉塞分區(qū)為單位，根據(jù)列車運行的速度分級，在一個閉塞分區(qū)內(nèi)只控制一個速度等級并且只按照一種速度判斷列車超速，對列車進行速度控制。它可以分為兩大類：階梯式分級速度控制和曲線式分級速度控制。列車運行控制系統(tǒng)原理速度監(jiān)控的基本原理階梯式分級速度控制之超前速度控制：列車運行控制系統(tǒng)原理階梯式分級速度控制它是根據(jù)列車運行的速度等級分級，每一個閉塞分區(qū)給出一段速度控制曲線，對列車運行進行速度控制。如下圖所示：列車運行控制系統(tǒng)原理曲線式分級速度控制目標(biāo)距離模式曲線：是根據(jù)目標(biāo)速度、線路參數(shù)、列車參數(shù)、制動性能等確定的反映列車允許速度與目標(biāo)距離間關(guān)系的曲線。目標(biāo)距離模式曲線反映了列車在各個位置的允許速度值。列控車載設(shè)備根據(jù)目標(biāo)距離模式曲線實時給出列車當(dāng)前的允許速度、當(dāng)列車實際速度超過當(dāng)前允許速度時，自動實施常用制動或緊急制動，確保列車在停車點前停車。列車運行控制系統(tǒng)原理目標(biāo)距離模式曲線制動模式曲線的計算基于以下三個方面的數(shù)據(jù)：

列車的制動性能參數(shù)：由車輛供應(yīng)商以制動減速度的方式提供，制動減速度數(shù)據(jù)至少包含緊急制動減速度參數(shù)和最大常用制動減速度參數(shù)。

線路坡度數(shù)據(jù)：線路坡度數(shù)據(jù)來自地面應(yīng)答器的數(shù)據(jù)信息包[ETCS-21]。

LMA的位置和限速信息：LMA的位置和限速的起點確定了制動模式曲線的主要部分，制動模式曲線從LMA前一定距離開始到降速起點（起模點）之間，根據(jù)列車制動性能進行計算。在此之外的制動模式曲線根據(jù)目標(biāo)速度和頂棚速度確定。LMA的位置通過軌道電路信息推算，并與從應(yīng)答器接收的線路信息結(jié)合形成。限速信息來自于應(yīng)答器數(shù)據(jù)。列車運行控制系統(tǒng)原理速度距離曲線的計算方法：

制動模式曲線的計算從LMA之前一定距離（保護距離）開始，至少直到列車的當(dāng)前位置由CSM區(qū)和TSM區(qū)兩部分組成。制動模式曲線的GSM區(qū)根據(jù)列車制動性能進行計算；制動模式曲線的CSM區(qū)根據(jù)目標(biāo)速度和頂棚速度確定。模式曲線的計算應(yīng)在車輛額定減速度的基礎(chǔ)上，考慮制動性能下降時的最不利減速度，至少從列車當(dāng)前位置開始，逐點計算LMA前一定距離（保護距離）處的制動曲線。減速度的取值應(yīng)考慮不同速度、不同坡度對減速度的影響。同時，在模式曲線的計算過程中應(yīng)該考慮制動空走時間的影響。列車運行控制系統(tǒng)原理制動模式曲線計算：前方目標(biāo)點為停車點時，當(dāng)通過軌道電路信息并結(jié)合應(yīng)答器給定的的描述取得前方停車點信息后，列控車載設(shè)備產(chǎn)生緊急制動模式曲線和常用制動模式曲線。對緊急制動產(chǎn)生以距離軌道電路末端L1m處為終點的制動模式，對常用制動產(chǎn)生以距離軌道電路末端L2m處為終點的制動模式。列車運行控制系統(tǒng)原理前方目標(biāo)點為限速點時，應(yīng)答器上傳靜態(tài)限速或限速的位置和限速值，列控車載設(shè)備產(chǎn)生到指定限速起點前一定距離的制動模式曲線，計算模式曲線也應(yīng)考慮坡度，如下圖所示（靜態(tài)限速度模式曲線）：列車運行控制系統(tǒng)原理常用的測速方法有：測速發(fā)電機、脈沖式速度傳感器（路程脈沖傳感器和光電式傳感器）、雷達測速測速發(fā)電機:它安裝在車輪外側(cè)，發(fā)電機所產(chǎn)生交流電壓的頻率與列車速度成正比，然后經(jīng)過頻率—電壓的變換，把列車實際運行速度轉(zhuǎn)換為電壓。按一下這個公式計算：ｆ－測速發(fā)電機產(chǎn)生的頻率ＨｚＶ－列車速度km/h

Z－發(fā)電機的此輪Ｄ－車輪直徑mn

列車運行控制系統(tǒng)原理２.２.４測速方法它的基本原理：是對車輪旋轉(zhuǎn)計數(shù)，因此需在軸承上安裝信號發(fā)生器。車輪每轉(zhuǎn)一周，發(fā)生器輸出一定數(shù)量的脈沖方波信號，對發(fā)生器輸出信號計數(shù)，測出脈沖或方波的頻率即可得出列車運行速度。設(shè)機車輪徑為D，脈沖速度傳感器車輪每轉(zhuǎn)一圈的脈沖數(shù)為N，測出的傳感器輸出脈沖頻率為f，則列車實時運行速度為:

V=3.14*D*f*3.6/N（km/h）

列車運行控制系統(tǒng)原理脈動式速度傳感器列車運行控制系統(tǒng)原理霍爾脈沖速度傳感器由鋁盤和霍爾傳感器探頭組成。鋁盤外緣有規(guī)則粘接了若干磁鋼片，鋁盤安裝在機車動輪軸頭的頂端。根據(jù)采用的霍爾元件不同，一個探頭可以輸出一吃點從路速度信號。傳感器探頭安裝在軸箱蓋上，霍爾脈沖傳感器是采用霍爾效應(yīng)原理測量轉(zhuǎn)速的，其原理示意如圖所示。當(dāng)硅鋼體在霍爾元件下方時，霍爾元件可以探測到霍爾電勢；不在下方時就無霍爾電勢。當(dāng)鋁盤轉(zhuǎn)動時，霍爾元件就會產(chǎn)生與鋁盤轉(zhuǎn)速成正比的霍爾電勢脈沖，通過對此脈沖分析計算就可測得鋁盤轉(zhuǎn)速。列車運行控制系統(tǒng)原理測距定位系統(tǒng)：是列車運行自動控制系統(tǒng)的重要組成部分為了使地面控制中心和列車本身獲得列車當(dāng)前位置心提供準(zhǔn)確的速度信息，精確地確定列車的位置。通常有三種定位技術(shù)：獨立定位技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)和地面、無線電定位技術(shù)。獨立定位技術(shù)：即采用相對列車傳感器和地面?zhèn)鞲衅鲗崿F(xiàn)列車的定位。衛(wèi)星定位技術(shù)：是把全球定位系統(tǒng)（GPS）接收機安裝在車輛上，采用衛(wèi)星技術(shù)實現(xiàn)列車的定位。列車運行控制系統(tǒng)原理2.2.5測距定位技術(shù)脈沖轉(zhuǎn)速傳感器方式測距定位的基本原理是：由傳感器輸出頻率與輪軸與輪軸轉(zhuǎn)速成正比的脈沖信號，通過對頻率進行換算得不驕不躁度，再由速度對時間求積分得到累加距離系統(tǒng)根據(jù)速度傳感器的脈沖和輪徑補償系數(shù)計算實際運行距離。為得到列車的確定位置和消除累積誤差，在相對傳感器應(yīng)用的基礎(chǔ)上，在地面適當(dāng)?shù)牡攸c加裝信標(biāo)，目前在鐵路上應(yīng)用的信標(biāo)有查詢應(yīng)答器和軌道環(huán)線。列車運行控制系統(tǒng)原理測速傳感器+地面絕對信標(biāo)GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)主要包括三大組成部分，即空間星座部分、地面監(jiān)控部分和用戶設(shè)備部分系統(tǒng)組成如下圖所示列車運行控制系統(tǒng)原理GPS定位用戶設(shè)備部分一般都是由ＧＰＳ接收機、天線、數(shù)據(jù)處理軟件及計算設(shè)備等組成，其結(jié)構(gòu)圖如下：列車運行控制系統(tǒng)原理因為C/A碼定位精度可達到25m主要為民用用戶服務(wù)，但為了避免用于軍事目的，美國政府實施選擇可用性措施政策，對衛(wèi)星的基準(zhǔn)信號進行技術(shù)處理，人為地引入一個高頻抖動信號（干擾碼），使得衛(wèi)星的廣播電文發(fā)生誤差，使得接收C/A碼用戶定位精度降低。為了消除SA政策以及電離層、對流層對于定位精度影響，差分GPS技術(shù)（DGPS）應(yīng)運而生。DGPS，是在地理位置書籍的參考站旋轉(zhuǎn)一個GPS接收機，對衛(wèi)星發(fā)射的位置數(shù)據(jù)進行接下計算，再將此校正信息送至該地區(qū)的其他接收機。這樣，其定位精度可大大提高。列車運行控制系統(tǒng)原理差分GPS技術(shù)及航位推算法列車運行控制

原理與技術(shù)應(yīng)用國外高速列車運行控制系統(tǒng)1列車運行控制系統(tǒng)原理2列車運行控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用3主要內(nèi)容３.１基于固定閉塞的列控系統(tǒng)

３.１.１TVM430系統(tǒng)３.１.２秦沈客專用信號綜合系統(tǒng)簡介

３.２日本新干線ATC系統(tǒng)３.３采用虛擬閉塞的列控系統(tǒng)

３.３.１

虛擬閉塞方式３.３.２ITCS系統(tǒng)構(gòu)成３.３.３主要設(shè)備及功能

３.３.４

列車控制系統(tǒng)原理和工作流程列車運行控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用列車運行控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用法國高速鐵路北部線采用了更先進的TVM430列車控制系統(tǒng)，列車最高速度320km/h，列車追蹤間隔減少到3min其速度等級劃分為300－270－230－170－0－R（保護區(qū)）。列車速度控制曲線如右圖所示：３.１.１TVM430系統(tǒng)從該圖可以看出TVM430和TVM300一樣仍然每一個閉塞分區(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)備實施制動。為防止冒進信號發(fā)生追尾仍沒有保護區(qū)段。TVM430和TVM300相比允許速度不是固定為該區(qū)段的入口速度（上一區(qū)段的出口速度），而是隨著列車的移動而變化，在出口處到達目標(biāo)速度。因此超速制動的時機要早，有利于縮短列車追蹤間隔。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，提示司機。如果速度顯示穩(wěn)定則表示下一個表示分區(qū)不減速。列車運行控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用TVM430的調(diào)制方式采用FM，太直頻率從0.88Hz到17.52Hz，每間隔0.64Hz為一位（bit）信息，工27bit信息。另外設(shè)一個25.67Hz的低頻率信息作為軌道電路檢查列車占用使用。27bit信息的用途如下：

6bit信號速度碼，共64個等級。

8bit距離碼，間距25～200m，最大距離5000m。

4bit線路坡道碼，從－50％～＋50％。

3bit線路地址碼，確定區(qū)段后此碼是固定不變的。

6bit教驗碼。列車運行控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用TVM430車載設(shè)備框圖：列車運行控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用自秦山地區(qū)秦皇島站始，到沈陽北站，全長404.6km。信號綜合設(shè)計：它與信號相關(guān)的特點如下：運行速度高、站間距長、運行間隔短、機車按長交路運行，采用了集中維修及監(jiān)測的綜合維護體制等。機車上的車載速度顯示成為行車憑證。采用了數(shù)字信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)、遙控遙信等先進技術(shù)。它共設(shè)計了五個子系統(tǒng)：車站聯(lián)鎖系統(tǒng)、列車運行控制系統(tǒng)、列車運行指揮系統(tǒng)（CTC）、車站信號局域網(wǎng)設(shè)備和信號集中監(jiān)測系統(tǒng)。列車運行控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用３.１.２秦沈客專用信號綜合系統(tǒng)簡介TVM430的應(yīng)用：地面設(shè)備產(chǎn)生列車控制所需要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，經(jīng)列車車載設(shè)備處理，產(chǎn)生列車速度控制曲線，監(jiān)督或控制列車安全運行。

TVM430設(shè)備采用2×2取2的安全結(jié)構(gòu)。TVM430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，傳輸?shù)男畔⒏煽?。更安全，這些信息除原有用于列車間隔的速度等級外，還可以滿足線路坡道、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連續(xù)模式曲線控制方式。列車運行控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用該線的速度控制模式曲線：列車運行控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用車載信號設(shè)備與既有線兼容問題：采用的是長交路運營，所以在列控車載設(shè)備的設(shè)計方案充分考慮了與長交路的兼容問題。列控車載設(shè)備如下所示：列車運行控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用目前確定的控車方案如下：在200km/h速度段落，采用超速防護設(shè)備控車，其它速度段落采用運行監(jiān)控記錄裝置與通用式機車信號結(jié)合使用的控車方式。兩種制式間的切換可以通過點式設(shè)備實現(xiàn)自動切換，以保留人工手動切換的功能（200km/h速度段落的兩端入口處設(shè)置點式設(shè)備提供ATP切換點）。在京秦線通狼段及秦沈線干線兩個超防區(qū)段，列控車載設(shè)備控車，運行監(jiān)控記錄裝置僅作為記錄器使用，其顯示器上面僅顯示列控車載顯示器上未顯示的信息；在非超防區(qū)段，運行監(jiān)控記錄裝置控車，列控車載設(shè)備顯示器關(guān)閉，從上圖中可以看出。列車運行控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用它與中國傳統(tǒng)列控設(shè)備相比，具有如下主要特點：１.軌道電路數(shù)字化：采用UM2000軌道電路，實現(xiàn)了27bit數(shù)字編碼。２.列控聯(lián)鎖一體化：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)部通信實現(xiàn)，二者結(jié)合緊密，信息傳輸延時少，提高設(shè)備的可用性和可靠性。３.站內(nèi)區(qū)間軌道電路一體化：采用UM2000軌道電路，即站內(nèi)區(qū)間一體化，真正實現(xiàn)了站內(nèi)列控信息無盲區(qū)。４.列控設(shè)備集中控制：SEI設(shè)備引入了列控中心概念，實現(xiàn)了列控設(shè)備集中控制，處理的信息量大幅度增加，設(shè)備接口及配線減少，該方式是高速鐵路發(fā)展的趨勢。５.光纖安全局域網(wǎng)：秦沈線線路兩側(cè)的通信光纖中各有2芯信號光纖供SEI列控中心交換信息使用，基于光纖的安全信息傳輸是我國鐵路首次采用。列車運行控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用列車運行控制

原理與技術(shù)應(yīng)用國外高速列車運行控制系統(tǒng)1列車運行控制系統(tǒng)原理2列車運行控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用3主要內(nèi)容ATP車載設(shè)備的機車顯示裝置采用光帶顯示的速度表，光帶上方用燈光顯示速度信號，在下腳還有一個數(shù)字速度表（如下圖所示）。

列車運行控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用３.２日本新干線ATC系統(tǒng)列車運行控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用新干線信號顯示及意義新干線早期1A型有7個速度信號，發(fā)展到1D型時已增加到10個，如下表所示：信號顯示限速速度/（km/h）使用范圍２７５（２４０）２７５（２４０）旅客列車最高速度210210旅客列車最高速度160160減速，小半徑曲線限制速度，緩行110110減速，小半徑曲線限制速度，緩行7070減速，道岔側(cè)向通過限制速度，緩行3030最終速度段

01

(確認停車)

３０閉塞區(qū)間的預(yù)告信號（信號機前約１５０m）02無閉塞運行區(qū)間03（絕對停止）防止冒進（站內(nèi)有防護要求的各條進路的外方５０m）０２Ｅ０

使用列車防護開關(guān)控制軌道電路短路時的后方軌道電路冒進檢查動作時０３發(fā)生故障時混線檢測設(shè)備動作時列車運行控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用日本新干線ATC系統(tǒng)工作原理它的工作原理：日本新干線ATC系統(tǒng)采用有絕緣音頻軌道電路，系統(tǒng)框圖如右圖所示。日本新干線ATC系統(tǒng)具有的功能：１.檢查列車在區(qū)間的位置（列車檢測）；２.調(diào)整列車間隔（形成速度信號）；３.向機車傳送速度信號（信號傳輸）；４.按照速度信號控制列車制動。完成1～3項功能的是ATC地面設(shè)備，完成4項功能的是車上的設(shè)備。地面設(shè)備與車上設(shè)備一起才能完成ATC功能。車上設(shè)備僅是ATC系統(tǒng)的一個組成部分。新干線ATC列車檢測采用了有絕緣音頻軌道電路。最大長度為1.5km。軌道電路接收發(fā)送設(shè)備集中安裝在室內(nèi)，大約每20km設(shè)立一處信號機械室。列車運行控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用新干線采用速度分級、入口制動、自動緩解的控制方式。以東海道為例，ATC區(qū)間及車站速度控制方式如下兩個圖：列車運行控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用新干線速度控制青藏鐵路的信號系統(tǒng)采用了美國通用電氣（GE）公司開發(fā)的增強列車運行控制系統(tǒng)（ITCS）。ITCS系統(tǒng)是基于無線通信（GSM-R）的列控系統(tǒng)，以無線通信（GSM-R）完成車地間雙向?qū)崟r和連續(xù)的信息傳輸，以GPS實現(xiàn)列車定位，采用虛擬病閉塞方式。安裝ITCS系統(tǒng)的車站不設(shè)置信號，軌道電路，只安裝道岔轉(zhuǎn)換裝置。ITCS實現(xiàn)了兩個主要功能：安全度是通過監(jiān)測列車運行、當(dāng)情況發(fā)生變化向司機提供報警、并且在需要時對列車實施緊急制動來實現(xiàn).列車運行控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用３.３采用虛擬閉塞的列控系統(tǒng)虛擬閉塞方式將線路劃分成許多閉塞分區(qū)，有虛擬信號機來防護。虛擬的閉塞分區(qū)和信號機存在于電子地圖和邏輯中，閉塞分區(qū)分界點和虛擬的信號機有對應(yīng)的公里標(biāo)，軌旁可設(shè)標(biāo)記或標(biāo)志，以提供司機作位置的參考。當(dāng)?shù)刂饔行盘枡C時，虛擬信號機與實際信號機位置重合。虛擬閉塞方式非常有條件將閉塞分區(qū)劃分得很短，當(dāng)短到一定程度其效率就很接近于移動閉塞。列車運行控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用３.３.１虛擬閉塞方式3.3.2ITCS系統(tǒng)構(gòu)成ITCS系統(tǒng)主要由地面、車載和信息傳輸系統(tǒng)等組成，設(shè)備分散設(shè)置于中心、沿線各站以及機車上。中心和沿線車站的設(shè)備利用廣域網(wǎng)連接，車載和地面設(shè)備之間用GSM-R傳輸信息。西寧調(diào)度中心主要設(shè)置有ITCS與GSM-R系統(tǒng)的接口設(shè)備；各站設(shè)置無線閉塞中心（RBC含列車定位）、聯(lián)鎖邏輯運算控制器（VHLC）、道旁控制單元（HSC），車載主要由車載計算機（OBC）、列尾（EOT）、衛(wèi)星定位（GPS）接收及差分站設(shè)備、車載顯示器、速度傳感器、GSM-R通信設(shè)備等組成。系統(tǒng)框圖如圖所示：列車運行控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用列車運行控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用３.３.２ITCS系統(tǒng)構(gòu)成地面設(shè)備：西寧調(diào)度中心設(shè)有CTC總機和ITCS信息轉(zhuǎn)發(fā)器、CTC總機與ITCS信息轉(zhuǎn)發(fā)器通信，ITCS信息轉(zhuǎn)發(fā)器通過專用接口與GSM-R的移動交換機連接。無線閉塞中心（RBC）：

RBC設(shè)有靜態(tài)數(shù)據(jù)庫，線路數(shù)據(jù)第3m左右1個坐標(biāo)點，心經(jīng)緯度、海拔及里程對線路進行瓢，并標(biāo)明物征點（如隧道、限速區(qū)、道岔等）。RBC可實現(xiàn)列車過道岔側(cè)身的防護以及對本控制區(qū)內(nèi)列車的控制，通過GSM-R網(wǎng)絡(luò)接收來自列車的虛擬閉塞分區(qū)占用信息，算出虛擬信號機的顯示，并向控制區(qū)內(nèi)的愛控列車發(fā)送行車憑證、道岔位置、GPS差分站相連，差分精度為0。3m，GPS差分信息通過RBC和車地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)向車載設(shè)備傳送。始端站RBC是一個特殊的RBC，它主要用于幫助發(fā)車測試，將全部四傳給車載計算機。

列車運行控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用3.3.3主要設(shè)備及功能安全型邏輯控制器（VHLC）：

每個車站均設(shè)有安全型邏輯，VHLC是用于控制信號機、道岔和軌道電路的固態(tài)安全型可編程控制器，易于配置，可提供多樣化的輸入輸出模塊，以適應(yīng)用戶需求，VHLC作為聯(lián)鎖設(shè)備，執(zhí)行CTC的進路命令，實現(xiàn)聯(lián)鎖功能，并將有關(guān)道岔位置和軌道電路等信息傳送給RBC。ITCS系統(tǒng)不要求設(shè)軌道電路，但考慮到對非ITCS列車的處理，可增加由VHLC直接監(jiān)控的軌道電路的功能。VHLC的聯(lián)鎖邏輯是通過應(yīng)用邏輯編輯器，ALC或應(yīng)用編譯/編輯器編程完成，經(jīng)校驗后固化至EPROM，再插入VHLC。列車運行控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用車載設(shè)備：車載設(shè)備主要包括車載安全計算機（OBC）、GPS接收器和天線、司機操作顯示單元、開關(guān)及傳感器、GSM0R電臺以及列車完整性檢查裝置EOT。GPS接收器（GPSRIM）及天線：

GPS接收器主要功能，使用差技術(shù)接收GPS衛(wèi)星數(shù)據(jù)，提供列車位置經(jīng)緯及速度信息，其中一個GPS接收器提供標(biāo)準(zhǔn)時鐘給列車。GPS天線安裝在司機室頂部中心線附近。列車運行控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用車載安全計算機（OBC）：車載安全計算機由多個處理模塊組成：ILOK聯(lián)鎖模塊、MFIO多功能I/O模塊、GPI、通用輸入模塊、LP定位模塊、GPO004通用輸出模塊、GMPU通信處理模塊、TVO三重安全輸出模塊、LSI車載系統(tǒng)輸出接口、電源處理模塊和CPU主處理模塊。

OBC主要功能：在始端站接收線路數(shù)據(jù)庫；GPS技術(shù)及測速傳感器進行列車定位；接收來自RBC的行車憑證，監(jiān)控列車運行，強制執(zhí)行各種速度限制；接收并執(zhí)行來自RBC的臨時限速命令；計算一次連續(xù)制動曲線；人機聯(lián)控，一般不干擾司機操作，必要時實施強制制動；通過人機接口提供輸入及選擇開關(guān)，聲光報警；記錄全程列車運行數(shù)據(jù)。列車運行控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用列車完整性檢查裝置EOT：列車完整性檢查是通過列尾裝置EOT與機車通過數(shù)傳電臺實現(xiàn)的，列尾裝置EOT包括列車風(fēng)管壓力傳感器與列車運動傳感器。當(dāng)機車無法收到列尾數(shù)據(jù)時，認為列尾丟失，在重新收到列尾數(shù)據(jù)前，機車認為列尾停留在最后一次收到列尾數(shù)據(jù)時的位置，所占用的閉塞分區(qū)不會被出清。

列車運行控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用青藏線格拉段列車運行控制系統(tǒng)功能主要由ITCS結(jié)合分散自律型調(diào)度集中系統(tǒng)實現(xiàn)主要功能有：１.車載信號作為德國憑證。２.對調(diào)車進路實施不同速度的低速保護。不同車輛調(diào)車時有不同的低速保護要求，系統(tǒng)能夠提供至少5種不同的低速保護。３.系統(tǒng)遵循人機聯(lián)控、人控為主要原則。車載人機界面提供行車憑證與提示，正常情況下司機按照系統(tǒng)提示操作，非常情況時，系統(tǒng)可對列車實施懲罰制動。４.超速護功能，系統(tǒng)具有防止列車運行速度走過線路允許速度、道岔通過速度、車輛構(gòu)造允許速度和臨時限速，接近超速門限值時，由設(shè)備提醒司機或自動實行制動或減速停車，保證行車安全。列車運行控制系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用５.列車定位功能。GPS及洞傳感器對列車定位，車載定位系統(tǒng)根據(jù)GPS和車載測速傳感器自動計算，準(zhǔn)確確定列車位置，對照線路數(shù)據(jù)庫（電子地圖）確定所占用的虛擬閉塞分區(qū)，向車站、調(diào)度中心報告閉塞分區(qū)占用情況。６.信息顯示功能。系統(tǒng)通過人機DMI提供司機輸入及選擇開關(guān)，聲光報警。車載顯示器給出當(dāng)前速度、前方信號機類型、目標(biāo)距離、目標(biāo)速度指示、超速倒