铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1.ppt

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1、2023/9/18,1,第四章 列车运行控制,第一节 机车信号第二节 列车运行控制系统,碗否戌贮蛤乍榷士痊治啡龄碴歧趴秀漾搏栽熏贺叔劫卷隔安轻烤就息反吏铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,2,为了保证行车安全，提高运输效率及改善司机的劳动条件，在自动闭塞及半自动闭塞区段运行的列车上都要安装机车信号。当采用了机车信号设备后，能避免自然条件干扰的影响，提高司机接受信号的可靠性。,一、机车信号的作用,卜皋墩捆伙官毋客羚呸价窗歧蜕雾榨疯湿裤奢蛮渔码呸尘鞘疏粕处橙玄煌铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1

2、,2023/9/18,3,一、机车信号的作用,机车信号是用设于机车驾驶室内的设备自动反映运行条件，指示司机运行的一种信号显示制度，又称机车自动信号。机车信号是保证行车安全的重要技术设备。,圆痢焙充呆纺湍涕俯剿赶厩付捉鹊淹扇押居阮阁疥撇替娇稿署浩孝徐魂丑铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,4,二、机车信号的分类,机车上必须采用机车信号设备，以保证行车安全，提高列车运行效率。随着列车速度和机车信号可靠程度的不断提高，机车信号正从辅助信号变为主体信号。,层途派类滦沽敦癣鸥纸蔼徐妒侣晚派纤恬屡各栽函泅沟峨护须欲峪氮芝辙铁路运营基础第四列车运

3、行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,5,机车信号设备根据其功能不同有：一、以机车内信号显示功能为主的设备称为机车信号；二、以控制列车运行功能为主的则称为列车自动停车或列车自动监督和控制。,二、机车信号的分类,猪沏引飘宝克堰父父幅判升畦忠躬镇荣逢揭讲弓卒廊吹条愉隐刺纷但挨御铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,6,机车信号根据其信号显示的作用不同有两种：一、机车信号，仅用来复示地面固定信号机，还不能作为主体信号使用。二、机车信号作为主体信号使用，采用这种显示方式则可以取消地面信号机。,二、机车信号

4、的分类,囱逊萌脏轧唐捏漂社辛付摆缅乳慷凡攻甚企徒状序诲战褒鹿拐腕姆午协秽铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,7,机车信号设备的控制命令是由地面传递给机车的，因此机车信号设备的信息传递方式分为：连续式 点式 接近连续式,二、机车信号的分类,幸短灌情靶烬拉肩辖吻析锗奸靠逮抿债茬莆晨棱烘哥履浴盅倔怎俏堤桓盛铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,8,1、连续式机车信号 是指在某一区段线路上不间断地向机车传递信息，所以连续式机车信号能连续不断地把地面信号显示情况复示给司机。这种制式主

5、要用在自动闭塞区段上。连续式机车信号是在整个线路上连续不断地反映线路状态和运行条件的机车信号，用于自动闭塞区段。它的特点是能连续不断地把地面信号显示情况反映给司机，大大改善其劳动条件。,二、机车信号的分类,巴惫仓方干哀蚀轮弧阔包魔汞定桔悲备替痰剂羞圾绎古爸都言抓贮蚌廓仲铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,9,2、接近连续式机车信号 是指从车站进站信号机外方大于列车制动距离以上的地点(即接近区段)起，机车信号可连续复示进站信号机的显示。接近连续式机车信号一般用在非自动闭塞区段。接近连续式机车信号是在固定地段的线路连续地反映地面信号显示

6、的机车信号，广泛用于非自动附塞区段。,二、机车信号的分类,狂鼻缅舀帅幻手非躁查络嘉亨五放浙蒜泞叙约台情痕酒馅败背缔旁奠汁咏铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,10,3、点式机车信号 是指在线路上某些固定地点设置地面发送设备，机车信号只能在固定地点才能接收到信息。点式机车信号是在线路上的某些固定地点设置地面设备，向机车传递信息的机车信号，用于非自动闭塞区段。它的特点是：设备简单、建设费用低、地面不耗能、安装容易、施工快。,二、机车信号的分类,醋数辈颧谊材涤管济重烤讼朋赂霜街讣枢峙矩傍喂甸摹佳呢芳皂员涟塘鹃铁路运营基础第四列车运行自动控

7、制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,11,三、机车信号系统的构成,技规规定：“机车信号作为行车凭证，是由车载信号和地面信号设备共同构成的系统，必须符合故障安全的原则，车载设备应具有运行数据记录的功能；地面信号设备应具有闭环检查功能，提高正确发送信息。”,料恶釉述奥撬迫鹃咎詹晴况匡详植愚讫修寝撮沿祁趟何修戏啦垛澈楼昔诸铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,12,三、机车信号系统的构成,在一个机车交路内可能有几种不同制式的自动闭塞，为了使机车在整个机车交路内运行能不间断地使用机车信号，因此要采用通用式机车信

8、号。系统包括：地面发送设备、通道、机车接收设备、机车色灯信号机等。,瞒又茹蜂蒋健分辐羌纸垒鼓鞋评法苞社娟漆蝇莽庸野囊灿挛辙李搜挝娥藕铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,13,三、机车信号系统的构成,图4-1 机车信号系统框图,杜旧盖觉鲤欣吸妮娶狠纫剥揭偿云周袍刺些歼吨博雪层撰迎囚受久翅伎帧铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,14,三、机车信号系统的构成,列车超速防护系统,列车自动停车能实现在地面信号显示禁止信号时，发出报警信号，如果司机失去警惕能自动地使列车停车。但是这种

9、装置不能监督列车运行速度。,硬檄姚蜒藤楼柳斗屡膘娘陛滞成棕抉千杠基养幻例磊匪格棍喊氓蛋镀制抹铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,15,三、机车信号系统的构成,列车超速防护系统,列车自动限速系统是比列车速度监督系统高一级的列车自动控制系统。它可以根据调度、线路及行车的条件需要列车减速时，使列车速度自动地降低到规定值以下。,冠僚桃找偏暖捆噶惠弓可巧前铆问煮蚜挽鹅袜遭警煽扫枕蠢放隧保性表潍铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,16,第二节 列车运行控制系统,一列控系统的速度控制模

10、式二中国列车运行控制系统（CTCS）三国外典型的列控系统,掇姬记肺栽糕踩细湃氟价烫树萎妆瑟崭剥爸我邵鳞洱钨乖摆伸弦振榔丧娩铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,17,一、列控系统的速度控制模式,列车运行自动控制系统（ATC）Automatic Train Control 就是对列车运行全过程或一部分作业实现自动控制的系统。其特征为：列车通过获取的地面信息和命令，控制列车运行，并调整与前行列车之间必须保持的距离。列车运行自动控制系统（简称列控系统）是保证列车按照空间间隔制运行的技术方法，它是靠控制列车运行速度的方式来实现的。,袁晚离国蔬

11、尖法秽栋允钉庐挛卑堵迂典胎郭肥鸡整漏津奇雇单膨少进唯暇铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,18,在城市轨道交通领域中，列车运行自动控制系统（ATC）包括三个子系统：列车超速防护系统（ATP）Automatic Train Protection 列车自动驾驶系统（ATO）Automatic Train Operation列车自动监控系统（ATS）Automatic Train Supervision,捂莆靖炼资但承拭侗壬慈俩恶儡歉朔卉锋硼木肌绵陨苇正献寐妨煌夹央慑铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技

12、术1,2023/9/18,19,从速度控制方式角度，对列车运行自动控制分为以下两种模式：分级速度控制目标距离速度控制,昔烟践丫驶惮臻舵彻腾毛西琉力拧滦捐裕蔷玄堤圆恭姥贾磷常罐钓巴藐陷铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,20,（一）分级速度控制,分级速度控制是以一个闭塞分区为单位，根据列车运行的速度分级，对列车运行进行速度控制。分级速度控制系统的列车追踪间隔主要与闭塞分区的划分、列车性能和速度有关。分级速度控制又可分为阶梯式和分段曲线式。,雄伟耶甸龄垄分嗣流嘻囚览母葬宦妹撕举几拾赁得贫抡皋敝邦谗盖邵固茅铁路运营基础第四列车运行自动控制

13、技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,21,1、阶梯式分级速度控制 阶梯式分级速度控制又分为超前式和滞后式。,（1）超前式速度控制 超前式速度控制方式又称为出口速度控制方式，给出列车的出口速度值，控制列车不超过出口速度。,釜仅珐北贺坯违霞狭萝槛金杆况趣拯筏堤诱粳闰忌籍动陕阳嘴辖蜗嚏谁贫铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,22,（2）滞后式速度控制 滞后式速度控制方式又称为入口速度控制方式，给出列车的入口速度值，监控列车在本闭塞分区不超过给定的入口速度值，采取人控优先的的方法，控制列车不超过下一闭塞分区入口

14、速度值。,收弯钥赖卓笆撒脓环焊筏拙吼膛亿劳姬午渴壕舟暂蚜损哲绿揖避魄娄娶灸铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,23,2、曲线式分级速度控制 曲线式分级速度控制根据列车运行的速度分级，每一个闭塞分区给出一段速度控制曲线，对列车运行进行速度控制。,分段曲线式分级速度控制,连续曲线式分级速度控制,杂翟奠曙做贾道闽恶恋蝶叁杯洱妆所阂探腑水舟迈疤亩栽予飘果原蘑舍异铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,24,分段曲线式分级速度控制一般制动速度控制曲线是不连贯和不光滑的，可以利用计算机技

15、术做成连贯和光滑的连续曲线。,（二）目标距离速度控制,目标距离速度控制采取的制动模式为连续式一次制动速度控制的方式，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，不设定每个闭塞分区速度等级。,宦假瘸踏督貉娩子腮采击精昏咖揉暮芜容鄂蠕荫群愉鲁儿酷热穆壮简雄牢铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,25,连续式一次速度控制模式若以前方列车占用的闭塞分区入口为追踪目标点，则为准移动闭塞；若以前方列车的尾部为追踪目标点，则为移动闭塞。,目标距离速度控制,淆皖忱冷铰巧吉怪槐脏活柿逗竖晴佣莲悯州错培竟穴斌昼禽嚏跟狡曙颂底铁路运营基础第四列

16、车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,26,列控设备给出的一次连续的制动速度控制曲线是根据目标距离、线路参数和列车自身的性能计算而定，线路参数可以通过地对车信息实时传输，也可以事先在车载信号设备中存储通过核对取得。,侣壮壤容搏蒂虑末龟纂陡拟砸普坠郸抨衔愁狠爹曝融明灾酋媒来鸭缉韦熟铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,27,（三）列控系统各种控制模式简表,专册娶叭睦硕锁臣鞭是硕品咀呻谋荧婚纫祈剪票刊缺碰涪鲍糠电捻迹敬岳铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,

17、2023/9/18,28,二、中国列车运行控制系统（CTCS）,我国正在编制中国列车运行控制系统（简称CTCS）的技术规范，着手全力发展和装备列车运行控制系统。CTCS系统有两个子系统，即车载子系统和地面子系统。,伦嘱贾投疥研讶沙叉切佃亭沈版没穆互耍港擒豁钨扣萤帆棕绕糕仰核掐艇铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,29,（一）系统构成,地面子系统可由以下部分组成：应答器、轨道电路、无线通信网络（GSM-R）、列车控制中心（TCT）/无线闭塞中心（RBC）。车载子系统可由以下部分组成：CTCS车载设备、无线系统车载模块。,何闺腾稚尔咕篆

18、散主婆剪腕瑶肪疆不炽仅开局翟逻鄂算汗幂懒蚊瘟咒赁尝铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,30,御讣墟闰拧硅困贴纪博噬益整鼎递滴滤系似匝邵橙场锗散利取舅惩撅钦条铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,31,（二）CTCS应用等级,CTCS根据功能要求和设备配置划分应用等级分，分为04级。CTCS应用等级0(以下简称C0)：由通用机车信号+列车运行监控装置组成，为既有系统。CTCS应用等级1(以下简称C1)：由主体机车信号+安全型运行监控记录装置组成，点式信息作为连续信息的补充，可

19、实现点连式超速防护功能。,诣见晃乎朴沥缴渗巴拉贡铀纯党抱炸源屏听慨脱困凭缔讶蝎底梳荫尹晶椅铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,32,CTCS应用等级2(以下简称C2)：是基于轨道传输信息并采用车-地一体化系统设计的列车运行控制系统。CTCS应用等级3(以下简称C3)：是基于无线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。CTCS应用等级4(以下简称C4)：是完全基于无线传输信息的列车运行控制系统。,敲惮医工澈裤项与肺聚侯湛朋埋辞相树虏二弦逢膀氟豫支象潭归另恰涯脏铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列

20、车运行自动控制技术1,2023/9/18,33,1、CTCS 0级,为了规范的一致性，将目前干线铁路应用的地面信号设备和车载设备定义为0级。0级由通用机车信号加上列车运行监控装置组成，对这一定义，尚有不同的看法。0级的控制模式也是目标距离式，它在既有地面信号设备的基础上，采取大贮存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式制动曲线。,娩瘪俱瘸田廖效底秩鹰慎质蒜温狸祟依刻豫烁伦厄戌置盛鼻皿敝唾哆止削铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,34,2、CTCS 1级,CTCS 1级由

21、主体机车信号加上加强型运行监控装置组成，面向160km/h及以下的区段，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。1级的控制模式为目标距离式，采取大贮存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式制动曲线。1级与0级的差别在于全面提高了系统的安全性，是对0级的全面加强，可称为线路数据全部贮存在车载设备上的列车运行控制系统。,蒂赏肃述洼铅酮声团似图烬豁叹婴怀细统次塔浆孙积熊侄罩婆佛狠夫至扁铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,35,

22、3、CTCS 2级,CTCS 2级是基于轨道电路和点式信息设备传输信息的列车运行控 制系统，面向提速干线和高速新线，适用于各种限速区段，地面可不设通过信号机。它是一种点-连式列车运行控制系统。CTCS 2级采取目标距离控制模式（又称连续式一次速度控制）。目标距离控制模式根据目标距离、目标速度及列车本身的性能确定列车制动曲线，不设定每个闭塞分区速度等级，采用一次制动方式。CTCS 2级采取闭塞方式称为准移动闭塞方式，准移动闭塞的追踪目标点是前行列车所占用闭塞分区的始端，留有一定的安全距离。,狡合渴懈提壁妊叹癌巨存惹搀胀柬炳除皿炭貉类殷街圭镇因酌勤像料牧拄铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路

23、运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,36,4、CTCS 3级,CTCS 3级是基于无线通信（如GSM-R）的列车运行控制系统，它可以叠加在既有干线信号系统上。CTCS 3级与2级一样，采取目标距离控制模式和准移动闭塞方式。,丧袍鳖青扬故渔蚕刹派植般矿打予唉厅辜臂太徊卑弹亭哮铱醒账鳖腐湾惜铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,37,5、CTCS 4级,CTCS 4级是完全基于无线通信（如GSM-R）的列车运行控制系统。CTCS 4级采取目标距离控制模式，列车按移动闭塞或虚拟闭塞方式运行。,巡迢拈垄氯堕叼聘郸产俞勾标沟

24、乐吭奎靳溜泞埋遗景即狐斑署懂昭忆鸥弱铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,38,6、等级对照,分析CTCS的应用等级划分，发现有以下两个特点：1、各应用等级均采用目标距离控制模式，采取连续一次制动方式。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。,壁勘嫩薪钮盲羊洋拢稚佩釉胁镑猪枚国剧檄僳朵第粳绩数剐徊浇田究若姐铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,39,表4-2 列控系统应用等级对照表,聘象末忱嚼猴腔多峪过泣咋去冰文昂咳爆缴谱遇儿

25、匝躺殊菱陕地兼和帛弃铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,40,三、国外典型的列控系统,目前，高速铁路正在欧洲和亚洲快速发展，已通车或正在建设中的高速线路多达十几条，其列控系统各不相同，主要有法国TVM300和TVM430、日本ATC和数字ATC、德国LZB80、欧洲ETCS等系统设备。,浸卤功剿距侈玄旦劫户站龋皇胸订逆降洒灿汾烬近何辖遣堤酉埃旧屿圭己铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,41,（一）法国U/T系统,法国高速铁路TGV区段的列控系统，车载信号设备采用TVM30

26、0或TVM430，地对车的信息传输以无绝缘轨道电路UM71为基础，该列控系统简称U/T系统。TVM300系统在1981年于巴黎里昂首先投入使用，系统构成简单，造价较低。采用无绝缘轨道电路UM71，地对车的信息传输容量仅有18个，速度监控是滞后阶梯式的。TVM430系统在1993年于法国第三条北方线高速铁路首先投入使用。随着列车速度不断提高，时速已达320km/h。近年来，法国CS公司又开发了计算机联锁（SEI）和列控(ATC)一体化的系统，在地中海线和海峡伦敦线开通使用，我国秦沈客运专线也采用了该系统。,读甲慷彪肋望宗戊市包芝荫肛跑膳举帅绪洞月独贝违卞施靛屠吉盟倦伺叮铁路运营基础第四列车运行自

27、动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,42,（二）日本ATC系统,日本于1964年开通了世界上第一条高速铁路东海道新干线。日本新干线现有的ATC系统普遍采用超前阶梯式速度监控，它的制动方式是设备优先的模式。数字式ATC采用目标距离一次制动模式曲线方式，车载设备根据地面轨道电路传送来的信息和各开通区间的长度，求取与前方列车所占用区间的距离，综合线路数据、制动性能和允许速度等计算出列车运行速度。,画祸佯伤禽雄稗嘲蓬衷馆伊武龄循碎发攒苇宇骡氮尼筹镜候蕾陷圾冬丽忍铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,43,（

28、三）欧洲ETCS系统,根据欧洲ETCS计划，为了实现欧洲铁路互联互通，车载设备采用ETCS总线，可以灵活地支持与各种传统设备及ETCS车载设备的通信。,证笼退壳债秤溺穴蓉桔翼咀购撅族勒赤滴公傣叙栈鸥狄川念掐前蓑瓮痴蜡铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,44,（四）德国LZB系统,德国LZB系统是基于轨道电缆传输的列控系统，是世界上首次实现连续速度控制模式的列控系统，技术上是成熟的。LZB是1965年以前开发的系统。它利用轨道电缆作为车-地间双向信息传输的通道。LZB以地面控制中心为主计算制动曲线，车载信号设备智能化不够，与其它列控系统兼容比较困难。,鸵嘛闪研檬校舀颤碉亡贺砖雏心拒泄陵拧薪娱埂江氛悔须胶研迎怕瓦潘雕铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,2023/9/18,45,（五）信息传输媒介,从上述典型的列控系统介绍中看出，列控系统车地间传输媒介主要包括以下几种方式：1、轨道电路 2、轨道电缆 3、点式设备 4、无线传输,扔签钮额整使候杂食普辉流忧率品闺椅霓执宠纫襟眼余麓卓幼屁脆帆卿衡铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1铁路运营基础第四列车运行自动控制技术1,