第4章-ppt列控系统基本原理与关键技术-2302-2214-20101217130915资料优秀PPT.ppt

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1、列车运行限制系统列车运行限制系统第四章第四章 现代列控系统基本原理现代列控系统基本原理与关键技术与关键技术n现代列车运行限制系统概述现代列车运行限制系统概述 n现代列车运行限制系统原理及特点现代列车运行限制系统原理及特点n现代列车运行限制的关键问题与技术现代列车运行限制的关键问题与技术 4.1 4.1 现代列车运行限制系统概述现代列车运行限制系统概述 现代列车运行限制系统就是对列车运行现代列车运行限制系统就是对列车运行全过程或一部分实现自动限制的系统。其全过程或一部分实现自动限制的系统。其主要特征是：列车通过自动获得地面的信主要特征是：列车通过自动获得地面的信息和吩咐，以车载系统为主体限制列车

2、的息和吩咐，以车载系统为主体限制列车的 运行；接受移动空间间隔法的技术方法自运行；接受移动空间间隔法的技术方法自动调整区间列车之间追踪必需保持的平安动调整区间列车之间追踪必需保持的平安距离，并依靠限制列车运行速度的方式来距离，并依靠限制列车运行速度的方式来实现列车的运行。实现列车的运行。4.1.1 4.1.1 现代列车运行限制系统的一般功能现代列车运行限制系统的一般功能1 1）线路空闲自动检测及列车定位功能）线路空闲自动检测及列车定位功能 轨道电路和计轴设备仍是自动检测列车占用的有效手段之轨道电路和计轴设备仍是自动检测列车占用的有效手段之一。基于通信的轨道电缆一。基于通信的轨道电缆 、GPSG

3、PS定位系统和惯性列车定位系定位系统和惯性列车定位系统等都是现代先进的自动检测定位技术。统等都是现代先进的自动检测定位技术。2 2）危及行车平安因素的自动检测与防护限制（）危及行车平安因素的自动检测与防护限制（ATPATP）功能）功能 事发后列车自动停车或降速（故障导向平安），超速防护事发后列车自动停车或降速（故障导向平安），超速防护技术。技术。3 3）自动间隔限制与速度监控（）自动间隔限制与速度监控（ATSATS）自动驾驶（）自动驾驶（ATOATO）功能）功能 轨道交通的发展趋势是轨道交通的发展趋势是“高速度、高密度高速度、高密度”，列控系统就，列控系统就是针对这两个目标进行平安设计的速度限

4、制和间隔限制系统。是针对这两个目标进行平安设计的速度限制和间隔限制系统。速度监控是保证列车通过加减速限制，保证平安快速运行。速度监控是保证列车通过加减速限制，保证平安快速运行。当然，不管在什么状态下都不能超过规定的限制速度，在实当然，不管在什么状态下都不能超过规定的限制速度，在实际运行中，列车的速度受到若干因素的限制，如受线路状态际运行中，列车的速度受到若干因素的限制，如受线路状态(结构、曲线和坡度结构、曲线和坡度)、道岔曲线、列车前方障碍物以及机车、道岔曲线、列车前方障碍物以及机车车辆的构造速度所限制，列控系统须要通过地车辆的构造速度所限制，列控系统须要通过地-车信息传输系车信息传输系统向车

5、载限制设备传送列车应有的各种速度指令，保证平安统向车载限制设备传送列车应有的各种速度指令，保证平安快速运行。间隔限制，列控系统必需保证列车间始终保持一快速运行。间隔限制，列控系统必需保证列车间始终保持一个平安间距，保证后续列车不会与前行列车相撞，同时又必个平安间距，保证后续列车不会与前行列车相撞，同时又必需尽量使该间距短，以便增加列车的密度，从而保证运输效需尽量使该间距短，以便增加列车的密度，从而保证运输效率。率。4.1.2 4.1.2 列车运行间隔与速度限制系统的发展列车运行间隔与速度限制系统的发展 1 1）地面信号人工及半自动闭塞系统（见第三章）地面信号人工及半自动闭塞系统（见第三章）2

6、2）地面信号自动闭塞系统（见第三章）地面信号自动闭塞系统（见第三章）3 3）机车信号系统（见绪论）机车信号系统（见绪论）4 4）自动停车（装置）防护系统）自动停车（装置）防护系统5 5）速度阶梯限制的列控系统）速度阶梯限制的列控系统 6 6）基于速度）基于速度-距离曲线限制的列控系统距离曲线限制的列控系统7 7）基于虚拟）基于虚拟/逻辑限制的列控系统逻辑限制的列控系统8)8)基于基于CBTCCBTC限制的列控系统限制的列控系统 4.1.3 4.1.3 列控系统基本分类列控系统基本分类 各国铁路由于历史、传统术语不同等缘由，对列车运行自动限制系统的名称划分也不尽相同。但均有一个共同点，即自动监控

7、列车运行速度，通过车内信号干脆指示列车应遵守的运行速度（即允许速度），系统能牢靠地防止由于司机失去警惕或错误操作可能酿成的冒进信号或列车追尾等恶性事故。列控系统五种分类方式列控系统五种分类方式1 1）依据系统功能、人机分工和自动化程度划分）依据系统功能、人机分工和自动化程度划分列车自动防护系统列车自动防护系统(ATP-(ATP-加减速人控加减速人控)-)-人机结合人机结合列车运行自动限制系统列车运行自动限制系统(ATC)-(ATC)-自动化程度高自动化程度高2 2）按人）按人-机设备优先等级划分机设备优先等级划分 设备优先的列控系统（日本模式）；人控优先的列控设备优先的列控系统（日本模式）；人

8、控优先的列控系统（欧洲模式）系统（欧洲模式）3 3）按限制模式划分）按限制模式划分 速度码阶梯（分级）速度限制方式速度码阶梯（分级）速度限制方式 ，又分为：，又分为：出口检查方式出口检查方式(滞后式限制滞后式限制)；入口检查方式；入口检查方式(提前式限提前式限制制)速度速度距离模式曲线限制方式距离模式曲线限制方式 ，又分为：，又分为：分段速度分段速度距离模式曲线限制方式；一次速度距离模式曲线限制方式；一次速度距离距离模式曲线限制方式模式曲线限制方式4 4）依据车）依据车-地信息传输方式划分地信息传输方式划分点式列控系统；连续式列控系统；点连式列控系统；点式列控系统；连续式列控系统；点连式列控系

9、统；5 5）按闭塞方式分类）按闭塞方式分类 固定闭塞；准移动闭塞；移动闭塞方式固定闭塞；准移动闭塞；移动闭塞方式4.2.1 4.2.1 自动停车（装置）系统自动停车（装置）系统-早期列车自动防护系统早期列车自动防护系统(ATP)(ATP)不同形式的自动停车防护系统原理不同形式的自动停车防护系统原理 地面平安保障装置地面平安保障装置在信号机或道岔前一个平安距离安装一个在信号机或道岔前一个平安距离安装一个触发装置，当信号显示和道岔位置不正确时，保证列车冒进触发装置，当信号显示和道岔位置不正确时，保证列车冒进信号或道岔区段能触发列车的自动制动系统，从而保证列车信号或道岔区段能触发列车的自动制动系统，

10、从而保证列车在信号机或道岔前平安停车。在信号机或道岔前平安停车。地面和车载相结合的平安保障装置地面和车载相结合的平安保障装置在信号机前设置一个感应在信号机前设置一个感应线圈，该感应线圈发送的感应信息与前方的信号机的显示是线圈，该感应线圈发送的感应信息与前方的信号机的显示是对应的，当列车通过该感应线圈时，列车车载设备会依据接对应的，当列车通过该感应线圈时，列车车载设备会依据接收的信息进行处理，假如是红灯信息，将触发列车的紧急制收的信息进行处理，假如是红灯信息，将触发列车的紧急制动，保证列车在红灯前停车（或实现自动报警）。动，保证列车在红灯前停车（或实现自动报警）。车载自动停车设备车载自动停车设备

11、(ZTL(ZTL系统系统)依据轨道电路的信息研制车载依据轨道电路的信息研制车载自动停车设备，依据车载接收的轨道电路信息，假如是红灯自动停车设备，依据车载接收的轨道电路信息，假如是红灯信息，则出现连续报警信息，司机必需在信息，则出现连续报警信息，司机必需在7 7秒内参与确认，否秒内参与确认，否则列车将实施紧急制动。则列车将实施紧急制动。特点：只是对列车冒进红灯信号上有所防护，平安上存在确定特点：只是对列车冒进红灯信号上有所防护，平安上存在确定的隐患。的隐患。4.2 4.2 现代列车运行限制系统原理及特点现代列车运行限制系统原理及特点 4.2.2 4.2.2 速度阶梯限制的列控系统速度阶梯限制的列

12、控系统 （分级速度（分级速度-距离模式曲线限制距离模式曲线限制-近代近代ATPATP）原理：速度阶梯限制是利用轨道电路传输多个低频信息，原理：速度阶梯限制是利用轨道电路传输多个低频信息，将这些低频信息赐予不同的速度码含义，车载限制设备依据将这些低频信息赐予不同的速度码含义，车载限制设备依据接收到的不同低频信息速度码实施不同的速度限制方式，从接收到的不同低频信息速度码实施不同的速度限制方式，从而保证列车在不同的闭塞系统下，都可以实现平安防护。这而保证列车在不同的闭塞系统下，都可以实现平安防护。这种限制方式的制动曲线呈阶梯壮，故称速度阶梯限制。种限制方式的制动曲线呈阶梯壮，故称速度阶梯限制。假如司

13、机依据允假如司机依据允许速度操纵列车，许速度操纵列车，ATPATP设备不干预设备不干预司机正常操作，司机正常操作，当司机违章操作当司机违章操作或列车运行超过或列车运行超过允许速度时，列允许速度时，列控设备将自动实控设备将自动实施制动。施制动。速度码阶梯限制速度码阶梯限制2种方式种方式n出口检查（滞后）方式要求司机在闭塞分区内将列车运行降低到目标限出口检查（滞后）方式要求司机在闭塞分区内将列车运行降低到目标限制速度，制速度，ATPATP车载设备在闭塞分区出口检查列车运行。这种限制模式属于车载设备在闭塞分区出口检查列车运行。这种限制模式属于滞后限制，列车制动后须要走行一段距离才能减速滞后限制，列车

14、制动后须要走行一段距离才能减速(或停车或停车)，因此，在，因此，在禁止信号后方须要设置一段防护区段用着过走防护。禁止信号后方须要设置一段防护区段用着过走防护。n入口检查（提前）方式入口检查（提前）方式就是列车在闭塞分区入就是列车在闭塞分区入口处接收到允许速度后口处接收到允许速度后马上依此速度进行检查，马上依此速度进行检查，一旦列车速度超过允许一旦列车速度超过允许速度，则列控设备自动速度，则列控设备自动实施制动使列车运行降实施制动使列车运行降低到目标速度以下。在低到目标速度以下。在该种限制方式下，须要该种限制方式下，须要在列车停车前设置一个在列车停车前设置一个地面环线或应答器设备，地面环线或应答

15、器设备，用于防止列车冒进信号。用于防止列车冒进信号。n接受阶梯速度接受阶梯速度-距离模式曲线限制距离模式曲线限制n分段速度限制模式列车最大平安制动距离分段速度限制模式列车最大平安制动距离n S=(S1+S2+S3+S4)n S=(S1+S2+S3+S4)nn 其中：其中：n S S列车最大平安制动距离列车最大平安制动距离n S1 S1车载设备接收地面列控信号响应过程中列车走行距离车载设备接收地面列控信号响应过程中列车走行距离n S2 S2列车制动设备响应响应过程中列车走行距离列车制动设备响应响应过程中列车走行距离n S3 S3列车制动距离（含空走和有效走行）列车制动距离（含空走和有效走行）n

16、S4 S4平安防护距离平安防护距离n n n列车从最高速度列车从最高速度n 停车制动所需接停车制动所需接n 阶梯（分区数）阶梯（分区数）n速度码阶梯限制方式的特点：速度码阶梯限制方式的特点：n速度码台阶限制一般应用在固定闭塞系统，速度码台阶限制一般应用在固定闭塞系统，以自动闭塞分区为单位进行限制，一个分以自动闭塞分区为单位进行限制，一个分区存在只有一个限制速度和目标速度，列区存在只有一个限制速度和目标速度，列车在这个轨道分区须要将列车的实际速度车在这个轨道分区须要将列车的实际速度与其接收的限制速度信息进行比较。与其接收的限制速度信息进行比较。n主要优点是简洁主要优点是简洁,须要地车传输的信息量

17、小须要地车传输的信息量小,不须要知道列车的精确的位置不须要知道列车的精确的位置,只须要知道只须要知道列车占用哪个区段即可。列车占用哪个区段即可。n缺点是为保证平安依行车最坏的列车设定缺点是为保证平安依行车最坏的列车设定目标限制曲线，不能充分发挥行车效率。目标限制曲线，不能充分发挥行车效率。n4.2.3 4.2.3 一次速度一次速度-距离模式曲线限制的列控系统距离模式曲线限制的列控系统n 基本原理：基本原理：n依靠全程连续式速度依靠全程连续式速度-距离模式曲线实现列车限制。它可以从距离模式曲线实现列车限制。它可以从任何速度计算出列车制动到任何速度计算出列车制动到0 0速度的不同模式曲线，依据模式

18、速度的不同模式曲线，依据模式曲线实现列车的实时平安追踪运行限制。模式曲线计算的主曲线实现列车的实时平安追踪运行限制。模式曲线计算的主要依据参数有：线路坡道要依据参数有：线路坡道/弯道、列车现行速度，列车重量、弯道、列车现行速度，列车重量、长度、制动率等列车参数。长度、制动率等列车参数。n速度速度距离模式曲线，是依据目标速度、线路参数、列车参距离模式曲线，是依据目标速度、线路参数、列车参数、制动性能等确定的反映列车允许速度与目标距离间关系数、制动性能等确定的反映列车允许速度与目标距离间关系的曲线，反映了列车在各点允许运行的速度值。的曲线，反映了列车在各点允许运行的速度值。n列控系统依据速度距离模

19、式曲线，实时给出列车当前的允许列控系统依据速度距离模式曲线，实时给出列车当前的允许速度，当列车超过当前允许速度时，设备自动实施常用制动速度，当列车超过当前允许速度时，设备自动实施常用制动或紧急制动，保证列车能在停车地点前停车。或紧急制动，保证列车能在停车地点前停车。基于一次速度基于一次速度-距离模式曲线限制距离模式曲线限制2种制式：种制式：准移动闭塞和移动闭塞。准移动闭塞和移动闭塞。速度速度-距离模式曲线类型：距离模式曲线类型：常用制动曲线：最基本的平安制动曲线，确定低于理论最大允许制动曲线。常用制动曲线：最基本的平安制动曲线，确定低于理论最大允许制动曲线。追加常用制动曲线：依据须要实施追加制

20、动压力的常用制动曲线追加常用制动曲线：依据须要实施追加制动压力的常用制动曲线 紧急制动曲线：实施追加更大的制动压力，比追加常用制动曲线还短。紧急制动曲线：实施追加更大的制动压力，比追加常用制动曲线还短。可缩短追踪间隔提高密度的方式依次为：移动闭塞、准移动闭塞、分级闭塞可缩短追踪间隔提高密度的方式依次为：移动闭塞、准移动闭塞、分级闭塞 基于速度基于速度-距离模式曲线的准移动闭塞方式特点距离模式曲线的准移动闭塞方式特点 取消地面信号机仍设置固定自动闭塞分区（比常取消地面信号机仍设置固定自动闭塞分区（比常用固定闭塞分区小用固定闭塞分区小），闭塞分区用轨道电路或计轴），闭塞分区用轨道电路或计轴装置来划

21、分，实现列车定位和占用检查功能。装置来划分，实现列车定位和占用检查功能。接受速度接受速度-距离模式曲线目标限制模式，不设定距离模式曲线目标限制模式，不设定每个闭塞分区速度等级，依据目标距离、目标速度及每个闭塞分区速度等级，依据目标距离、目标速度及列车本身的性能确定列车制动曲线，追踪目标点为前列车本身的性能确定列车制动曲线，追踪目标点为前行列车所占用闭塞分区的始端，通过地车信息传输系行列车所占用闭塞分区的始端，通过地车信息传输系统向列车传送目标速度、目标距离等信息，不设定每统向列车传送目标速度、目标距离等信息，不设定每个闭塞分区速度（信号）等级，接受一次制动方式。个闭塞分区速度（信号）等级，接受

22、一次制动方式。列车空间间隔长度不固定，随着前行列车的移动列车空间间隔长度不固定，随着前行列车的移动而变更。而变更。准移动闭塞列车追踪间隔时间准移动闭塞列车追踪间隔时间依据同种列车、同种速度、同种运行方式进行追踪依据同种列车、同种速度、同种运行方式进行追踪计算。计算。T T区：区间追踪时间间隔区：区间追踪时间间隔(s)(s)；L L列：列车长度列：列车长度(m)(m)；L L分：前行列车占用的闭塞分区长度分：前行列车占用的闭塞分区长度(m)(m)；L L防：平安防护距离防：平安防护距离(m)(m)；L L制：列车制动距离制：列车制动距离(m)(m)；T T附：系统应变时间及司机确认目标距离变更时

23、间附：系统应变时间及司机确认目标距离变更时间(s)(s)；V V：列车平均速度：列车平均速度(km/h)(km/h)；3.6 3.6化化km/hkm/h为为m/sm/s的系数。的系数。与固定自动闭塞列车追踪时间间隔相比较，同在绿灯下运行，准移动闭塞与固定自动闭塞列车追踪时间间隔相比较，同在绿灯下运行，准移动闭塞只少缩短一个以上固定闭塞分区的运行时间。提高了通过实力。只少缩短一个以上固定闭塞分区的运行时间。提高了通过实力。准移动自动闭塞限制系统构成及工作原理将在以后章节介绍。准移动自动闭塞限制系统构成及工作原理将在以后章节介绍。基于速度基于速度-距离模式曲线的移动自动闭塞方式特点距离模式曲线的移

24、动自动闭塞方式特点 取消地面信号机和固定闭塞分区，利用先进的卫星定位技术、取消地面信号机和固定闭塞分区，利用先进的卫星定位技术、无线通信技术和自动限制技术，使前后列车自动保持确定的无线通信技术和自动限制技术，使前后列车自动保持确定的(合合适适)间隔。间隔。接受速度接受速度-距离模式曲线目标限制模式：距离模式曲线目标限制模式：追踪目标点：移动的前行列车尾部，再留有确定平安距离。追踪目标点：移动的前行列车尾部，再留有确定平安距离。制动计算点：依据目标距离、目标速度及列车本身的性能计算确定。制动计算点：依据目标距离、目标速度及列车本身的性能计算确定。空间间隔的长度是不固定的。随着前行列车的移动而变更

25、。空间间隔的长度是不固定的。随着前行列车的移动而变更。追踪运行间隔要比准移动闭塞更小一些。追踪运行间隔要比准移动闭塞更小一些。n移动闭塞列车追踪最大平安制动距离：移动闭塞列车追踪最大平安制动距离：n S=S l+S 2+S 3+S 4 n S列车最大平安制动距离列车最大平安制动距离n S l车载设备接收地面列控信号反映时间距离车载设备接收地面列控信号反映时间距离n S 2列车制动响应时间距离列车制动响应时间距离n S 3列车制动距离列车制动距离n S 4过走防护距离过走防护距离移动自动闭塞限制系统的优点移动自动闭塞限制系统的优点它可以提高铁路区间运输实力，在既有运行秩序打乱后可它可以提高铁路区

26、间运输实力，在既有运行秩序打乱后可以较简洁地调整和复原运行；以较简洁地调整和复原运行；很简洁查询各种列车的状况，可以实时地、自动地获得各很简洁查询各种列车的状况，可以实时地、自动地获得各种运行信息，供应各类管理系统；种运行信息，供应各类管理系统；可以实现双向运行，敏捷运输组织，提高机动性；可以实现双向运行，敏捷运输组织，提高机动性；可以节约原系统在地面敷设电缆投资，以及它的维护费；可以节约原系统在地面敷设电缆投资，以及它的维护费；不再须要信号工对沿线轨道电路进行徒步目视维护，减轻不再须要信号工对沿线轨道电路进行徒步目视维护，减轻了信号工的劳动强度；了信号工的劳动强度；可以充分发挥长钢轨作用，不

27、须要由于信号系统设置缘由可以充分发挥长钢轨作用，不须要由于信号系统设置缘由而致使截踞长钢轨；而致使截踞长钢轨；可以有各种完善的技术自动记录，既便于技术改进，也可可以有各种完善的技术自动记录，既便于技术改进，也可以进行技术责任追查，提高工作责任心，改善全局服务；以进行技术责任追查，提高工作责任心，改善全局服务；在移动闭塞的双向通信系统中也可纳入铁路公务、电务、在移动闭塞的双向通信系统中也可纳入铁路公务、电务、车务、平安、卫生、机务等多工种业务信息传输；车务、平安、卫生、机务等多工种业务信息传输；可以削减雷电对轨道电路的攻击破坏；可以削减雷电对轨道电路的攻击破坏；在人烟稀有、生活条件困难的地区设置

28、移动闭塞后，可以在人烟稀有、生活条件困难的地区设置移动闭塞后，可以更多应用自动化，削减铁路信号员工，提高劳动生产率；更多应用自动化，削减铁路信号员工，提高劳动生产率；n4.2.4 4.2.4 基于虚拟基于虚拟/逻辑限制的列控系统逻辑限制的列控系统n 基本原理基本原理n在原来固定闭塞线路上增加双向数据通信轨旁设备和定位信标，在原来固定闭塞线路上增加双向数据通信轨旁设备和定位信标，使列车向轨旁设备实时报告自己的位置；轨旁设备自动生成基使列车向轨旁设备实时报告自己的位置；轨旁设备自动生成基于前方移动障碍于前方移动障碍(如前方列车如前方列车)和固定障碍和固定障碍(如道岔爱护信号机如道岔爱护信号机)实际

29、目标位置的列车运行指令（速度实际目标位置的列车运行指令（速度-距离模式曲线），发给列距离模式曲线），发给列车指挥其运行。实现不依靠物理分区而依靠列车位置的追踪限车指挥其运行。实现不依靠物理分区而依靠列车位置的追踪限制。制。n列车间隔靠虚拟闭塞分区实现。把物理轨道分区划分成若干个列车间隔靠虚拟闭塞分区实现。把物理轨道分区划分成若干个存储在计算机平安数据库里的虚拟闭塞分区，使两辆或更多的存储在计算机平安数据库里的虚拟闭塞分区，使两辆或更多的列车能够占用相同的物理轨道电路分区，但不允很多列车占用列车能够占用相同的物理轨道电路分区，但不允很多列车占用相同的相同的“虚拟虚拟”闭塞分区。列车位置的辨别率（

30、定位）为一个闭塞分区。列车位置的辨别率（定位）为一个虚拟分区虚拟分区(一般为几十米一般为几十米)，列制动的起点可以延长，但终点总，列制动的起点可以延长，但终点总是前方列车占用虚拟闭塞分区的始端边界，列车限制一般接受是前方列车占用虚拟闭塞分区的始端边界，列车限制一般接受一次速度一次速度-距离模式曲线限制方式。列车间隔为若干虚拟闭塞分距离模式曲线限制方式。列车间隔为若干虚拟闭塞分区长度（见准移动闭塞计算式）。区长度（见准移动闭塞计算式）。n特点：类似于准移动闭塞，要求运行间隔越短，虚拟分区数也特点：类似于准移动闭塞，要求运行间隔越短，虚拟分区数也越多，但物理设备基本不增加，在不增加固定轨道电路分区

31、的越多，但物理设备基本不增加，在不增加固定轨道电路分区的状况下，可缩短发车间隔，并保持列车平安的间隔距离。对于状况下，可缩短发车间隔，并保持列车平安的间隔距离。对于既有线路的改造和升级具有较大优势。既有线路的改造和升级具有较大优势。n4.2.5 4.2.5 基于通信的列车限制系统基于通信的列车限制系统(CBTC)(CBTC)n (Communication Based (Communication Based Train Control system)Train Control system)n 基本原理基本原理n取消地面闭塞设备，利用先进的无限通信传输手段，取消地面闭塞设备，利用先进的无限通

32、信传输手段，实时地或定时地进行列车与地面间的双向通信联络，实时地或定时地进行列车与地面间的双向通信联络，使得后续列车可以刚好了解前方列车运行实际间隔距使得后续列车可以刚好了解前方列车运行实际间隔距离，通过计算，得到后续列车的最佳制动模式曲线，离，通过计算，得到后续列车的最佳制动模式曲线，限制列车平安高效运行。限制列车平安高效运行。n 特点特点n该系统限制方式可以在实现最大速度平安限制的同时该系统限制方式可以在实现最大速度平安限制的同时获得更短的间隔，提高了区间通行实力，又削减了频获得更短的间隔，提高了区间通行实力，又削减了频繁减速制动操作，改善了旅客乘车舒适度。繁减速制动操作，改善了旅客乘车舒

33、适度。n地面可以实时地向车载信号设备传递车辆运行前方线地面可以实时地向车载信号设备传递车辆运行前方线路限速状况，指导列车按线路限制条件运行，提高了路限速状况，指导列车按线路限制条件运行，提高了列车运行平安性。列车运行平安性。nCBTCCBTC系统摆脱了用地面轨道电路设备判别列车占用闭系统摆脱了用地面轨道电路设备判别列车占用闭塞分区与否的束缚，突破了固定闭塞的局限性，为实塞分区与否的束缚，突破了固定闭塞的局限性，为实现移动闭塞闭环最优限制供应了可能。现移动闭塞闭环最优限制供应了可能。n 系统实现结构及技术，将在第五章介绍。系统实现结构及技术，将在第五章介绍。nLEULEU是地面有源应答器与列控中

34、是地面有源应答器与列控中心（信号机或联锁设备）之间的心（信号机或联锁设备）之间的电子接口设备，接收列控中心报电子接口设备，接收列控中心报文并向应答器发送可变信息报文。文并向应答器发送可变信息报文。n高信息容量的地面应答器进行定高信息容量的地面应答器进行定点式信息储存和发送。无源应答点式信息储存和发送。无源应答器储存传输固定信息、有源应答器储存传输固定信息、有源应答器储存传输可变信息。如目标速器储存传输可变信息。如目标速度、目标距离、线路坡度、信号度、目标距离、线路坡度、信号显示等信息。显示等信息。n车载速度传感器测量实时速度、车载速度传感器测量实时速度、车载应答器（天线）对地面设备车载应答器（

35、天线）对地面设备的定点式信息传输（发送的定点式信息传输（发送/接收）接收）、车载中心处理单元计算机进行、车载中心处理单元计算机进行信息处理。信息处理。4.2.6 点式列控系统（点式点式列控系统（点式ATP系统）系统）依据地车信息传输方式分成点式、连续式和点连式列控系统。依据地车信息传输方式分成点式、连续式和点连式列控系统。系统基本构成系统基本构成点式点式ATP系统主要由地面轨旁设备和车载设备两部分构成。轨旁设备主要由系统主要由地面轨旁设备和车载设备两部分构成。轨旁设备主要由地面应答器、轨旁电子单元地面应答器、轨旁电子单元LEU(又称为信号接口又称为信号接口)等设备够成，车载设备主由等设备够成，

36、车载设备主由车载应答器（天线）、速度传感器、中心处理单元（计算机）、显示器等够车载应答器（天线）、速度传感器、中心处理单元（计算机）、显示器等够成。成。点式点式ATP系统的基本工作原理系统的基本工作原理当列车驶过地面应答器，车载应答器与地面应答器对准时，地当列车驶过地面应答器，车载应答器与地面应答器对准时，地面应答器将所存储的运行吩咐相关数据通过电磁感应传送至面应答器将所存储的运行吩咐相关数据通过电磁感应传送至车上（无源应答器还应通过电磁感应接受能量），通过车载车上（无源应答器还应通过电磁感应接受能量），通过车载中心处理单元计算机进行信息处理（计算当前允许速度，与中心处理单元计算机进行信息处理

37、（计算当前允许速度，与列车实际运行速度进行比较），假如列车实际速度大于允许列车实际运行速度进行比较），假如列车实际速度大于允许速度，向车上制动设备发出制动指令，列车自动制动，列车速度，向车上制动设备发出制动指令，列车自动制动，列车速度降至速度降至ATP指示速度以下，制动自动缓解。从而实现列车指示速度以下，制动自动缓解。从而实现列车超速防护限制。超速防护限制。点式列控系统地面应答器点式列控系统地面应答器地面应答器通常设置在信号机（含进站信号机）的旁侧或地面应答器通常设置在信号机（含进站信号机）的旁侧或者设置在一段须要降速的缓行区间的始、终端。者设置在一段须要降速的缓行区间的始、终端。点式点式AT

38、P系统目前接受的地面应答器包括有源和无源应答系统目前接受的地面应答器包括有源和无源应答器，其内部寄存器按协议以数码形式存放实现列车速度监器，其内部寄存器按协议以数码形式存放实现列车速度监控及其他行车功能所必需的数据。控及其他行车功能所必需的数据。置于信号机旁侧的地面应答器，用以向列车传递信号显示置于信号机旁侧的地面应答器，用以向列车传递信号显示信息，所存储的部分数据受信号显示的限制。信息，所存储的部分数据受信号显示的限制。置于线路上的地面无源应答器通常不需与任何设备相连，置于线路上的地面无源应答器通常不需与任何设备相连，所存放的数据往往是固定的。当列车驶过地面应答器，且所存放的数据往往是固定的

39、。当列车驶过地面应答器，且车载应答器与地面应答器对准时，车载应答器首先应以确车载应答器与地面应答器对准时，车载应答器首先应以确定的频率，通过电磁感应方式将能量传递给地面应答器，定的频率，通过电磁感应方式将能量传递给地面应答器，地面应答器的内部电路在接收到来自车上的能量后即起先地面应答器的内部电路在接收到来自车上的能量后即起先工作，将所存储的数据以某种调制方式工作，将所存储的数据以某种调制方式(通常用频移键控通常用频移键控 FSK方式方式)通过电磁感应传送至车上。通过电磁感应传送至车上。轨旁电子单元轨旁电子单元LEU轨旁电子单元轨旁电子单元LEU是地面应答器与信号机之间的电子接口设备，是地面应答

40、器与信号机之间的电子接口设备，其任务是将不同的信号显示转换为约定的数码形式。其任务是将不同的信号显示转换为约定的数码形式。LEU是一是一块电子印刷板，可依据不同类型的输入电路输出不同的数码。块电子印刷板，可依据不同类型的输入电路输出不同的数码。点式列控系统车载设备点式列控系统车载设备车载应答器，完成车一地应答器设备的耦合联系；车载应答器，完成车一地应答器设备的耦合联系；速度传感器，获得列车当前的速度和走行距离；速度传感器，获得列车当前的速度和走行距离；中心处理平安计算机，负责对所接收到的数据进行加工处理，中心处理平安计算机，负责对所接收到的数据进行加工处理，形成列车当前允许的最大速度，将此最大

41、允许速度值与列形成列车当前允许的最大速度，将此最大允许速度值与列车的实际速度值进行比较，以确定是否给出启动常用制动车的实际速度值进行比较，以确定是否给出启动常用制动乃至紧急制动的吩咐；乃至紧急制动的吩咐；MMI单元，可将中心处理平安计算机单元内的列车现有速度及单元，可将中心处理平安计算机单元内的列车现有速度及列车最大允许速度显示出来，这种显示可以是指针式的或列车最大允许速度显示出来，这种显示可以是指针式的或液晶显示屏方式，依据须要，还可显示出其他有助于司机液晶显示屏方式，依据须要，还可显示出其他有助于司机驾驶的信息；驾驶的信息；记录器可以针对设备或司机操作出现非正常的状况记录器可以针对设备或司

42、机操作出现非正常的状况(如出现超如出现超速报警、启用常用或紧急制动速报警、启用常用或紧急制动)都可以由记录器进行记录；都可以由记录器进行记录；列车接口单元，完成列车各种装态的采集与限制吩咐的执行。列车接口单元，完成列车各种装态的采集与限制吩咐的执行。n当地面点式应答器传至车上的允许最高列车速度为当地面点式应答器传至车上的允许最高列车速度为VoVo时，假照实际速度超过允许速时，假照实际速度超过允许速度的一个设定偏差，则列车会实行相应的措施，报警或者制动。如图所示，假如设度的一个设定偏差，则列车会实行相应的措施，报警或者制动。如图所示，假如设VoVo为所允许最高速度，为所允许最高速度，V2 V2、

43、V3V3、V5V5分别为所测得的实时速度，则分别为所测得的实时速度，则ATPATP车载中心限制车载中心限制单元会依据各自偏差和列车自身的制动率，计算得出不同的速度监控曲线，依据不单元会依据各自偏差和列车自身的制动率，计算得出不同的速度监控曲线，依据不同状况发出限制吩咐，接受不同的防护方法，以保证列车的平安和顺当平稳制定运同状况发出限制吩咐，接受不同的防护方法，以保证列车的平安和顺当平稳制定运行。如行。如V2V2时进行间接音响警告，时进行间接音响警告，V3V3、V5V5时分别启用常用制动和紧急制动速度时分别启用常用制动和紧急制动速度-距离距离模式曲线限制列车运行。模式曲线限制列车运行。点式点式A

44、TP速度监督和超速防护实现过程速度监督和超速防护实现过程 点式点式ATP的特点的特点 该方式结构简洁，安装敏捷，牢靠性高，节约成本，该方式结构简洁，安装敏捷，牢靠性高，节约成本，但效率低。因为该方式当后续列车通过地面应答器测但效率低。因为该方式当后续列车通过地面应答器测出前方有车时，算出一条制动曲线实施制动，而这时出前方有车时，算出一条制动曲线实施制动，而这时因后续列车已经通过地面应答器，就不能得到前车驶因后续列车已经通过地面应答器，就不能得到前车驶离运行的新信息，只能减速到下一个地面应答器，才离运行的新信息，只能减速到下一个地面应答器，才能提速。为了提高行车效率，有的行车部门要求在红能提速。

45、为了提高行车效率，有的行车部门要求在红灯信号机前方留出一段低速滑行区段灯信号机前方留出一段低速滑行区段(图图 中的中的Vf段段)，以防止列车行驶在信号机之间时红灯信号已变为允，以防止列车行驶在信号机之间时红灯信号已变为允许信号，而列车必需完全停下和经过一套手续后再重许信号，而列车必需完全停下和经过一套手续后再重新起动。在留出低速滑行段后，列车可以以低速新起动。在留出低速滑行段后，列车可以以低速(例例如如20kin/h)驶过其次个地面应答器，假如列车被告知驶过其次个地面应答器，假如列车被告知信号仍是红灯，通过紧急制动还来得及停在危急点前信号仍是红灯，通过紧急制动还来得及停在危急点前方；假如列车被

46、告知信号已改为允许信号，则司机可方；假如列车被告知信号已改为允许信号，则司机可在在V+基础上加速，从而提高行车效率。基础上加速，从而提高行车效率。4.2.7 4.2.7 连续式列控系统连续式列控系统 背景：点式列车运行限制系统的主要缺点是信息传递的不连续背景：点式列车运行限制系统的主要缺点是信息传递的不连续性，有时会对列车的精确定位或高效运行造成影响；鉴于这性，有时会对列车的精确定位或高效运行造成影响；鉴于这个问题，西方工业国家的铁路信号公司相继研制开发了接受个问题，西方工业国家的铁路信号公司相继研制开发了接受连续交叉轨道交叉环线、音频轨道电路、连续交叉轨道交叉环线、音频轨道电路、GSM-R、

47、漏泄交叉、漏泄交叉环线、无线或波导管等方式作为信息传输通道的连续式列车环线、无线或波导管等方式作为信息传输通道的连续式列车运行自动限制系统，这种系统实现了连续信息传递。连续式运行自动限制系统，这种系统实现了连续信息传递。连续式列车运行自动限制系统是适应高速干线与高行车密度的地铁、列车运行自动限制系统是适应高速干线与高行车密度的地铁、轻轨交通而发展起来的一项铁路信号技术轻轨交通而发展起来的一项铁路信号技术。连续式列控系统分类连续式列控系统分类 n按地面按地面/车上信息传输所用的媒体分类，连续车上信息传输所用的媒体分类，连续式列车运行自动限制系统可分为有线与无线两式列车运行自动限制系统可分为有线与

48、无线两大类，前者又可分为利用轨间交叉环线与利用大类，前者又可分为利用轨间交叉环线与利用数字编码音频轨道电路技术两类。数字编码音频轨道电路技术两类。n按自动闭塞的性质分类，连续式列车运行自动按自动闭塞的性质分类，连续式列车运行自动限制系统可分为移动闭塞限制系统可分为移动闭塞(Moving Block)与虚与虚拟闭塞拟闭塞(Virtul Block)两类。两类。n按地按地/车之间所传输信息的内容分类，列车运车之间所传输信息的内容分类，列车运行自动限制系统可分为速度码系统行自动限制系统可分为速度码系统(SDeed Code System)与距离码系统与距离码系统(Distance go to Sys

49、tem)。交叉环线连续式列控系统构成（速度码系统交叉环线连续式列控系统构成（速度码系统 ）系统由系统由3 3部分组成：地面限制中心（计算最大允许速度）、部分组成：地面限制中心（计算最大允许速度）、轨间传输交叉环线（连续传递信息）及车载设备（测算车长、轨间传输交叉环线（连续传递信息）及车载设备（测算车长、制动率、所在位置、实时速度等）。制动率、所在位置、实时速度等）。交叉环线连续式列控系统工作原理交叉环线连续式列控系统工作原理地面限制中心按地理坐标贮存了各种地面信息地面限制中心按地理坐标贮存了各种地面信息(如线路坡度、曲线半径、如线路坡度、曲线半径、道岔位置、缓行区段的位置与长度等等道岔位置、缓

50、行区段的位置与长度等等)。经过联锁装置，将沿线的信号显示、道岔位置等信息经由轨间交叉环线经过联锁装置，将沿线的信号显示、道岔位置等信息经由轨间交叉环线传至地面限制中心；列车将有关信息传至地面限制中心；列车将有关信息(车长、制动率、所在位置、实车长、制动率、所在位置、实时速度等时速度等)不断地经由轨间交叉环线传至地面限制中心。不断地经由轨间交叉环线传至地面限制中心。地面限制中心计算出在它管辖区段上每一列车当前的最大允许速度，再地面限制中心计算出在它管辖区段上每一列车当前的最大允许速度，再经由轨间交叉环线将速度码传至相应列车，实现速度限制。经由轨间交叉环线将速度码传至相应列车，实现速度限制。交叉环