列车运行控制综合系统.docx

列车运行控制系统-03-25 14:52:17|分类： 铁路基础知识 |标签： |字号大中小订阅 依据列车在铁路线路上运行客观条件和实际情况，对列车运行速度及制动方法等状态进行监督、控制和调整技术装备。系统包含地面和车载两部分，地面设备产生出列车控制所需要全部基础数据，比如列车运行速度、间隔时分等；车载设备经过媒体将地面传来信号进行信息处理，形成列车速度控制数据及列车制动模式，用来监督或控制列车安全运行。系统改变了传统信号控制方法，能够连续、实时地监督列车运行速度，自动控制列车制动系统，实现列车超速防护。列车控制方法能够由人工驾驶，也可由设备实施自动控制，使列车依据其本身性能条件自动调整追踪间隔，提升线路经过能力。 新一代铁路信号设备是由列车调度控制系统及列车运行控制系统两大部分组成。从技术发展趋势看是向着数字化、网络化、自动化和智能化方向发展。它作用是确保行车安全、提升运输效率、节省能源、改善职员劳动条件。 发展中列车控制系统将成为一个集列车运行控制、行车调度指挥、信息管理和设备监测为一体综合业务管理自动化系统。 列车运行控制系统内容是伴随技术发展而提升，从初级阶段机车信号和自动停车装置，发展到列车速度监督系统和列车自动操纵系统。 进入20世纪90年代，世界上已经有很多国家开发了各自列车运行控制系统，其中，在技术上含有代表性且已投入使用关键有：德国LZB系统，法国VM300和TVM430系统，日本新干线ATC系统等。这些系统共同特点是：能够实现自动连续监督列车运行速度，可靠地预防人为错误操作所造成恶性事故发生，确保列车高速安全运行。它们之间关键区分表现在控制方法、制动模式及信息传输等形式方面。 中国近几年来，对国外列车控制系统进行了较深入研究，对列车控制模式、轨道电路信息传输、轨道电缆信息传输等方面全部已取得不少结果。在开发过程中，还可借鉴欧洲列车控制系统“功效叠加”、“滚动衔接”经验，从确保基础安全着手，分步完成并真正达成安全、高效、舒适目标。中国列车运行控制系统（CTCS）介绍CTCSCTCS是(Chinese Train Control System)英文缩写，汉字意为中国列车运行控制系统。概述CTCS系统有两个子系统，即车载子系统和地面子系统。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）。其中GSM-R不属于CTCS设备，不过关键组成部分。应答器是一个能向车载子系统发送报文信息传输设备，既能够传送固定信息，也可连接轨旁单元传送可变信息。轨道电路含有轨道占用检验、沿轨道连续传送地车信息功效，应采取UM系列轨道电路或数字轨道电路。无线通信网络（GSM-R）是用于车载子系统和列车控制中心进行双向信息传输车地通信系统。列车控制中心是基于安全计算机控制系统，它依据地面子系统或来自外部地面系统信息，如轨道占用信息、联锁状态等产生列车行车许可命令，并经过车地信息传输系统传输给车载子系统，确保列车控制中心管辖内列车运行安全。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。CTCS车载设备是基于安全计算机控制系统，经过和地面子系统交换信息来控制列车运行。无线系统车载模块用于车载子系统和列车控制中心进行双向信息交换。 应用等级CTCS依据功效要求和设配置划分应用等级分，分为04级。CTCS应用等级0(以下简称L0)：由通用机车信号+列车运行监控装置组成，为现有系统。CTCS应用等级1(以下简称L1)：由主体机车信号+安全型运行监控统计装置组成，点式信息作为连续信息补充，可实现点连式超速防护功效。CTCS应用等级2(以下简称L2)：是基于轨道传输信息并采取车-地一体化系统设计列车运行控制系统。可实现行指-联锁-列控一体化、区间-车站一体化、通信-信号一体化和机电一体化。CTCS应用等级3(以下简称L3)：是基于无线传输信息并采取轨道电路等方法检验列车占用列车运行控制系统。点式设备关键传送定位信息。CTCS应用等级4(以下简称L4)：是完全基于无线传输信息列车运行控制系统。地面可取消轨道电路，由RBC和车载验证系统共同完成列车定位和完整性检验，实现虚拟闭塞或移动闭塞。同条线路上能够实现多个应用等级，L2、L3和L4可向下兼容。CTCS 0级为了规范一致性，将现在干线铁路应用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+列车运行监控装置组成，对这一定义，业内还有不一样见解。0级到底是在等级内还是在等级外不够明确，现在通用机车信号还未能成为主体机车信号，列车运行监控装置还未能被公认为安全系统，所以称列车运行控制系统还是不够格，但现在确实在利用，并起着确保安全作用。0级 控制模式也是目标距离式，它在现有地面信号设备基础上，采取大贮存方法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线路数据，结合列车性能计算给出目标距离式制动曲线。如能在每个进出站口增加点式设备，加强查对地址，就能大大降低逻辑推断地址产生错误可能性。日本数字列车运行控制系统I-ATC就是采取车载信号设备贮存电子电图，经过每一轨道区段地址编码来调取所需线路数据，这种方法能够使地-车信息传输信息需求量降低。在欧洲列车控制系统ETCS规范中也不排斥车载信号设备贮存线路数据方法。正因为0级还未成为安全系统，适适用于列车最高运行速度为160km/h及以下，通常自动闭塞设计仍按固定闭塞方法进行，采取四显示自动闭塞，信号显示含有分级速度控制概念，其目标距离式制动曲线可作为参考。应该说这是一个过渡阶段。CTCS 1级CTCS 1级由主体机车信号+加强型运行监控装置组成，面向160km/h及以下区段，在现有设备基础上强化改造，达成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效。利用轨道电路完成列车占用检测及完整性检验，连续向列车传送控制信息。1级控制模式为目标距离式，采取大贮存方法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线路数据，结合列车性能计算给出目标距离式制动曲线。在车站周围增加点式信息设备，传输定位信息，以降低逻辑推断地址产生错误可能性。1级和0级差异在于全方面提升了系统安全性，是对0级全方面加强，可称为线路数据全部贮存在车载设备上列车运行控制系统。CTCS 2级CTCS 2级是基于轨道电路和点式信息设备传输信息列车运行控 制系统，面向提速干线和高速新线，适适用于多种限速区段，地面可不设经过信号机。是一个点-连式列车运行控制系统，功效比较齐全和适合国情。轨道电路完成列车占用检测及完整性检验，连续向列车传送控制信息；点式信息设备传输定位信息、进路参数、线路参数、限速成和停车信息。 CTCS 2级采取目标距离控制模式（又称连续式一次速度控制）。目标距离控制模式依据目标距离、目标速度及列车本身性能确定列车制动曲线，不设定每个闭塞分区速度等级，采取一次制动方法。CTCS 2级 采取闭塞方法称为准移动闭塞方法，准移动闭塞追踪目标点是前行列车所占用闭塞分区始端，留有一定安全距离，以后行列车从最高速开始一次制动曲线计算点是依据目标距离、目标速度及列车本身性能计算决定。目标点相对固定，在同一闭塞分区内不依前行列车走行而改变，而制动起始点是随线路参数和列车本身性能不一样而改变。空间间隔长度是不固定，因为要和移动闭塞相区分，所以称为准移动闭塞。显然其追踪运行间隔要比固定闭塞小部分。CTCS 3级CTCS 3级是基于无线通信（如GSM-R）列车运行控制系统， 它能够叠加在既有干线信号系统上。轨道电路完成列车占用检测及完整性检验，点式信息设备提供列车用于测距修正定位基准信息。无线通信系统实现地-车间连续、双向信息传输，行车许可由地面列控中心产生，经过无线通信系统传送到车上。CTCS 3级和2级一样，采取目标距离控制模式（又称连续式一次速度控制）和准移动闭塞方法。因为其实现了地-车间连续、双向信息传输，所以功效更丰富些，实时性更强些。CTCS 4级CTCS 4级是完全基于无线通信（如GSM-R）列车运行控制系统。由地面无线闭塞中心（RBC）和车载设备完成列车占用检测及完整性检验，点式信息设备提供列车用于测距修正定位基准信息。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法运行。虚拟闭塞是准移动闭塞一个特殊方法，它不设轨道占用检验设备，采取无线定位方法来实现列车定位和占用轨道检验功效，闭塞分区是以计算机技术虚拟设定。移 动闭塞追踪目标点是前行列车尾部，留有一定安全距离，后行列车从最高速开始制动计算点是依据目标距离、目标速度及列车本身性能计算决定。目标点是前行列车尾部，和前行列车走行和速度相关，是随时改变，而制动起始点是随线路参数和列车本身性能不一样而改变。空间间隔长度是不固定，所以称为移动闭塞。其追踪运行间隔要比准移动闭塞更小部分。 等级对照分析CTCS应用等级划分，发觉有以下两个特点： 各应用等级均采取目标距离控制模式，采取连续一次制动方法。这是因为中国列控系统应用起步晚，起点高，所以一步就瞄准了比较优异控制模式。在中国阶梯式和曲线式分级速度控制全部用过，取得了经验，好在并未形成规模，CTCS推荐采取目标距离控制模式是适宜，符合国际列控系统发展趋势。因为列控系统控制模式是其关键特征和性能之一，控制模式决定了闭塞方法和列车运行间隔，从而决定了运输能力，所以说除移动闭塞外，各应用等级关键功效几乎是一样。 各应用等级是依据设备配置来划分，其关键差异在于地对车信息传输方法和线路数据起源。基于国情多信息轨道电路（UM系列18信息）比较成熟，达成国产化程度，所以以它为基础设备之一；欧标应答器通用性强，供货厂商多，也作为基础设备之一；轨道电缆和计轴器不准备推广；数字轨道电路国际上唯有日本用它实现了目标距离控制模式，中国研制还未成熟，暂不于确定，数字轨道电路生命力将取决于其国产化程度和进度；无线通信（如GSM-R）欧洲推广，能实现地-车间连续、双向大信息量传输，有发展趋势，用于高等级列控系统。线 路数据大贮存于车载数据库靠逻辑推算来提取对应数据方法，用于较低等级列控系统；点式信息设备传输线路数据方法，增加了线路数据实时性，用于中等级列控系统，至于采取贮存电子地图和点式信息设备提供闭塞区段地址码方法将在技术发展中比选；无线通信连续、双向信息传输，有大信息量和实时性优势，用于高等级列控系统。