简述列车控制系统的组成和各部分的主要功能

1、一、简述列车控制系统的组成和各部分的主要功能1、ATC系统的组成列车运行控制系统（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、控制和调整的技术装备。简称列控系统。也叫列车自动控制系统。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、各部分的主要功能2.1、AT

2、P系统2.1.1系统的基本概念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，对与安全有关的设备实行监控，实现列车位置检测，保证列车之间的安全间隔，保证列车在安全速度下运行，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的基本环节，属于故障安全系统，必须符合故障安全的原则。2.1.2、ATP功能（1）ATP轨旁功能负责列车安全间隔和生成报文，完成对列车安全运行授权许可的发布和报文的准备，这些报文包括安全、非安全和信号信息等。（2）ATP传输功能负责发出报文信号，包括报文和ATP车载设备所需的

3、其他数据。（3）ATP车载功能负责列车安全运行、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系统基本概念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佳运行状态，高质量地自动驾驶，提高列车运行效率，避免不必要的、过于剧烈的加速和减速。2.2.2、ATO的功能基本控制功能：自动驾驶、自动折返、自动开车门；服务功能：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

4、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）自动控制车门开闭由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系统自动地打开车门，也可由司机手动打开正确一侧的车门。（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速度控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/惰行功能按照时刻表自动实现列车区间运行的惰行控制，同时节省能源，保证最大能量效率。

5、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、目的地号码和乘务组号和列车位置数据，以优化列车运行。2.3、ATS系统2.3.1、ATS系统基本概念ATS子系统主要实现对列车运行监督和控制，辅助调度人员对全线列车进行管理。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) 自动或人工控制车站的发车表示器、道岔，排列列车进路。3) 实时显示车站发车表示器、道岔的状态和进

6、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、对比分析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控制系统技术规范。为实现高速列车在欧洲境内穿越国境时互通运营，结合欧洲各国铁路现状，兼顾既有设备及今后

7、列车运行控制系统发展趋势，ETCS技术规范确定了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。ETCS 1 级：是基于点式传输的

8、列车控制系统，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控制系统，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（无线闭塞中心）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动授权。 1.2、CTC

9、SCTCS是为确保列车运行安全、提高运输效率，结合我国铁路的特点研究制定中国列车运行控制系统 CTCS的技术规范。参照欧洲列车运行控制系统（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+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以下的区段。

10、 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控制系统。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 级采取目标距离控制模式，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控制系统。地面可取消轨道电路，由无线闭塞中心和列控车载设备共同完成列车定位和完整性检查，实现虚拟闭塞或移动闭塞。 同

11、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：2、ETCS和CTCS的异同2.1、ETCS和CTCS的共同点 制式统一，标准规范 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各应用等级的不同对比如下表：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160kmh以下区段；主体机车信号+加强型监控装置21：基于点式传输的列车控制系统； 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+点式应答器进行信息传输的列控系统；可