简述列车控制系统的组成和各部分的主要功能

1、一、简述列车限制系统的组成和各局部的主要功能1、ATC系统的组成列车运行限制系统(automatic train control ,简称ATC)是根据列车在 铁路线路上运行的客观条件和实际情况,对列车运行速度及制动方式等状态进行 监督、限制和调整的技术装备.简称列控系统.也叫列车自动限制系统.ATC系统的组成：列车自动防护系统(Automatic Train Protection ,简称 ATP)、列车自动运行系统(Automatic Train Operation ,简称 ATO)、列车自 动监控系统(Automatic Train Supervision ,简称 ATS).2、各局部的主要

2、功能2.1、 ATP 系统2.1.1 系统的根本概念ATP即列车运行超速防护或列车速度监督系统.主要功能：对列车运行进行 超速防护,对与平安有关的设备实行监控,实现列车位置检测,保证列车之间的 平安间隔,保证列车在平安速度下运行,完成信号显示、故障报警、降级提示、 列车参数和线路参数的输入、与 ATS、ATO及车辆系统接口并进入信息交换.ATP是ATC的根本环节,属于故障一一平安系统,必须符合故障一一平安 的原那么.2.1.2 、ATP 功能(1) ATP轨旁功能负责列车平安间隔和生成报文,完成对列车平安运行授权许可的发布和报文 的准备,这些报文包括平安、非平安和信号信息等.(2) ATP传输

3、功能负责发出报文信号,包括报文和 ATP车载设备所需的其他数据.(3) ATP车载功能负责列车平安运行、自行驾驶,并提供信号系统和司机间的接口.2.2、 ATO 系统2.2.1 ATO系统根本概念ATO即列车自动驾驶它代替司机操作列车驱动、制动设备,自动实现列车 的启动、加速、匀速惰行、制动等驾驶功能.可使列车经常处于最正确运行状态, 高质量地自动驾驶,提升列车运行效率,防止不必要的、过于剧烈的加速和减速.2.2.2 ATO的功能根本限制功能：自动驾驶、自动折返、自动开车门；效劳功能：确定列车位 置、计算允许速度、提供运行模式、PTI支持功能(1)自动驾驶自动调整列车运行速度停车点的目标制动从

4、车站自动发车区间内临时停车区间限速(2)无人自动折返从接收到无人驾驶折返运行许可时,就自动进入 AR模式.授权经驾驶室 MMI显示给司机,司机必须确认这个显示,按下站台的 AR按钮以后,才实施 无人驾驶列车折返运行.(3)自动限制车门开闭由ATP监督开门条件,当ATP系统给出开门命令时,可以按事前的设定由 ATO系统自动地翻开车门,也可由司机手动翻开正确一侧的车门.(4)列车位置列车位置功能从ATP功能中接收到当前列车的位置和速度等详细信息.(5)允许速度允许速度功能为ATO速度限制器提供列车在轨道任意点的对应速度值.这 个速度值没有被优化,只是低于当前速度限制和制动曲线给的限制(6)巡航/惰

5、行功能根据时刻表自动实现列车区间运行的惰行限制,同时节省能源,保证最大能 量效率.由ATO和ATS确定的列车运行时间,ATO计算能源优化轨迹.(7) PTI支持功能通过多种渠道传输和接收各种数据,在特定的位置传给ATS,向ATS报告列车的识别信息、目的地号和乘务组号和列车位置数据,以优化列车运行.2.3、ATS 系统ATS子系统主要实现对列车运行监督和限制,辅助调度人员对全线列车进行 治理.ATS系统在ATP和ATO系统的支持下,根据列车运行时刻表完成对列车 运行的自动监控.2.3.2、 ATS的功能主要功能：1列车时刻表列车运行图编制及修改.2自动或人工限制车站的发车表示器、道岔,排列列车进

6、路.3实时显示车站发车表示器、道岔的状态和进路的占用情况,自动跟踪列 车运行与列车车次号.4自动和人工进行列车运行的调整.5站台列车到达信息显示.6绘制实绩列车运行图和生成运营统计报告.7离线模拟或复示列车在线运行,用于系统调试、演示和人员培训.二、比照分析ETCS和CTCS各应用等级的主要工作原理及异同1、ETCS和CTCS的主要工作原理1.1、ETCSETCS European Train Control System系统是为克服欧洲各国信号制式 互不兼容,保证高速列车在欧洲铁路网内互通运行, 而联合制订的一种列车运行 限制系统技术标准.为实现高速列车在欧洲境内穿越国境时互通运营,结合欧洲

7、各国铁路现状,兼顾既有设备及今后列车运行限制系统开展趋势,ETCS技术标准确定了 5个应用等级0、STM、1、2、3.ETCS 0级:主要是为了保证装配ETCS车载设备的列车,能在没有ETCS地 面设备的线路或尚不具备ETCS运营条件的线路上运行.ETCS车载设备只显示 列车速度,并只监督列车最大设计速度和线路最大允许速度.车载设备不提供机 车信号功能,司机凭地面信号行车.ETCS STM级：主要是为了保证装配 ETCS车载设备的列车,在既有线运 行时能够提供通用机车信号功能.在该级中,既有地面信号系统完成列车占用检 测和列车完整性监督,并根据既有地面信号系统功能决定是否需要地面信号机.ETC

8、S 1级：是基于点式传输的列车限制系统,在既有信号系统上叠加使用. 列车占用检测和列车完整性检查由既有地面信号系统包括联锁设备、轨道电路等完成.ETCS 2级：是基于无线传输的列车限制系统,在既有信号系统上叠加使用. ETCS根据地面信号系统的情况,确定每列列车的移动授权.各种移动授权在地 面生成,通过欧洲无线一 GSM-R传送给列车.欧洲应答器信息作为列车定位 的基准.ETCS 3级：取消了传统的地面信号系统,列车定位和列车完整性检查由地 面RBC 无线闭塞中央和列车完整性验证系统共同完成.RBC在其管辖的区域内跟踪每列列车的位置,根据各列车发回的信息进行进路的锁闭或解锁,并确定每列列车的移

9、动授权.CTCS是为保证列车运行平安、提升运输效率,结合我国铁路的特点研究制 定中国列车运行限制系统CTCS的技术标准.参照欧洲列车运行限制系统(ETCS)编制的.CTCS应用等级分为五个等级分别为 CTCS应用等级0(L0)、CTCS应用等级 1(L1)、CTCS应用等级2(L2)、CTCS应用等级3(L3)、CTCS应用等级4(L4).L0:由通用机车信号+列车运行监控装置组成,为既有系统,适用于列车最 高运行速度为120km/h以下的区段.L1:由主体机车信号+平安型运行监控记录装置组成,点式信息作为连续信 息的补充,可实现点连式超速防护功能.适用于列车最高运行速度为160km/h以下的

10、区段.L2:基于轨道电路和点式应答器传输控车信息, 并采用车地一体化设计的列 车运行限制系统.面向提速干线和客运专线,适用于各种线路速度区段,地面可 不设通过信号机.CTCS 2级采取目标距离限制模式,采用一次制动方式.CTCS 2级采取的闭塞方式称为准移动闭塞方式,其追踪运行间隔要比固定闭塞小一 些.L3: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,点式设备主要传送定位信息.C3级列控系统可以叠加在C2级列控系 统上.L4:完全基于无线传输信息的列车运行限制系统. 地面可取消轨道电路,由 无线闭塞中央和列控车载设备共同完成列车定位和完整性检查, 实现虚拟闭塞或 移

11、动闭塞.同条线路上可以实现多种应用级别,L2、L3和L4可向下兼容.为便于对照,用以下简表归纳:应用等级L0L1L2L3L4拄制模式目标距离目椅国目标距离目标距离目僦目离制动方式一次连续T欠连续一次连续一次连续次连续闭7试固定闭塞或淮 移动闭塞准移动闭塞谁移动闭塞港移动闭塞移动闭塞或虚 拟闭塞地对车信息传输多信息轨道电 路+点式设备多信息轨道电 路+点式设备全信息轨道电 路+点式设备；无爱通信双向 信息传稿无线通信双向 信息传输或数字轨道电 路轨道占用检蛰轨道电路*i3t*S轨道电路轨道电路等无线定位应答器校正列车运行间隔按固定闭塞运 行大于L设翔寸照LLL忖L线路数据来源大贮存于车载 数据库

12、大贮存于车载 数黯应答器提供无线遹信提偿无线通信提供或数字轨道电 路对驻TC激ETCS 1 级ETC32 级ETCS 掇2、 ETCS和CTCS的异同2.1、 ETCS和CTCS的共同点 制式统一,标准标准 技术先进,易于升级 车载设备,上下兼容 标准开放,利用竞争2.2、 ETCS和CTCS的不同点ETCS和CTCS各应用等级的不同比照方下表:等级ETCSCTCS00:欧洲既有线现状车载设备不提供机车信号功能,司机凭地面信号行车0:中国既有线现状；通用式机车信号+监控装置1STM :通用机车信号+地面信号 系统完成列车占用检测和列车完 整性监督,并根据既有地面信号 系统功能决定是否需要地面信号 机.1:面向160km /h以下区段；主体机车信号+增强型监控装置21 :基于点式传输的列车限制系统；列车占用及完整性检查由轨道电路完成；设置地面信号机；2:面向提速干线和客运专线；基于轨道电路十点式应答器进行信息传输的列控系统；可取消地面通过信号机