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第一章 列车运行控制系统在国内外发展现状 近年来随着人工智能技术，计算机及其相关技术的飞速发展，世界各国都开始了用高新技术改造传统铁路运输模式的研究，目的在于提高铁路运输效率，增强铁路运营安全，提高服务质量，减少环境污染。如作为欧洲21世纪干线铁路总统解决方案的欧洲铁路运输管理系统ERTMS，法国铁路的连续实时追踪自动化系统ASTREE，日本新干线的列车运营管理系统COMTRAC和COSMOS,北美的先进列车控制系统ATCS，列车间隔控制系统PTS和PTC，美国旧金山港湾铁路的先进列车控制系统AATC，日本的新一代列车控制系统ATACS及计算机和无线电辅助列车控制系统CARAT等。其中代表世界先进水平的高速铁路列控系统的如德国LZB系统：采用轨道环线电缆传送列控信息；日本DS-ATC系统：采用有绝缘的数字轨道电路传送列控信息；法国UM2000+TVM430系统：采用无绝缘数字轨道电路传送列控信息（分级控制）；但以上三种高速列控系统均采用大量专有技术，相互间不兼容，技术平台不开放。欧洲ETCS系统：为实现欧洲铁路互联互通，欧盟组织确定了适用于高速铁路列控的标准体系，技术平台开放；基于GSM-R无线传输方式的ETCS2系统，技术先进，并已投入商业运营；欧洲正在建设和规划的高速铁路均采用ETCS列控系统，是未来高速列车控制系统的发展方向。 我国铁路地域广大、列车种类繁多、提速以后线路允许速度不统一，同为绿灯却有多种速度含义。另外，我国铁路行车主要特点是客货混跑、高低速列车共线运行，这样必然要求客货列车均需装备ATP，从而使得我国发展ATP的难度明显大于国外。 我国铁路实行以地面信号为主、以机车信号为辅的行车方式，对列车运行实行开环控制，依靠司机严守信号保证行车安全。因此，习惯于现有机车信号＋监控装置的控车模式。目前，机车普遍安装的通用机车信号未达到主体化的水平。机车信号基于轨道电路和站内电码化，但轨道电路制式繁多，有的根本不能满足“主体化”的要求，将面临淘汰。信号基础装备薄弱，影响了是我国ATP的发展。GSM－R移动通信系统用于铁路信号、用于ATP系统和铁路综合移动信息平台，技术上有明显优势，产品得到多家厂商的支持，这在欧盟已得到证明。我国GSM-R网络建设还在起步阶段，影响了基于GSM-R的CTCS的实施。我国铁路第六次大面积提速调图推出了一系列重大技术创新成果，铁道部经过深入研究和科学论证，立足于我国技术和设备，参照国际相关标准和经验，提出了符合我国技术政策和铁路运输需要的中国列车运行控制系统CTCS技术体系和总体规划，在我国大力发展CTCS系统以保证列车安全运行，并以分级形式满足不同线路运输需求的列车运行控制系统。第六次大提速200km/h区段装备列车运行控制系统，CTCS-2级区段延展里程5500余公里，TVM430区段延展里程760余公里，共计延展里程6260公里，涉及十个铁路局的7条干线，包括16个区段，250余个车站。 第二章 CTCS系统 2.1 定义 CTCS是为了保证列车安全运行，并以分级形式满足不同线路运输需求的列车运行控制系统。 2.2基本功能{ (1) 安全防护 在任何情况下防止列车无行车许可运行。 防止列车超速运行。 防止列车超过进路允许速度。 防止列车超过线路结构规定的速度。 防止列车超过机车车辆构造速度。 防止列车超过临时限速及紧急限速。 防止列车超过铁路有关运行设备的限速。 防止列车溜逸。 (2)人机界面 以字符、数字及图形等方式显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离。 实时给出列车超速、制动、允许缓解等表示以及设备故障状态的报警。 具有标准的列车数据输入界面，可根据运营和安全控制要求对输入数据进行有效性检查。 (3) 检测功能 开机自检功能和运行中动态检查功能。 能够记录设备的关键数据以及关键动作，并提供监测接口。 (4) 可靠性和安全性 按照信号故障—安全原则进行系统设计。 核心硬件设备须采用冗余结构。 满足电磁兼容性相关标准。 2.3 CTCS体系结构 2.3.1CTCS的体系结构配置 CTCS的体系结构按铁路运输管理层、网络传输层、地面设备层和车载设备层配置 铁路运输管理层 网络传输层 地面设备层 车载设备层 铁路运输管理层 铁路运输管理系统是行车指挥中心，以CTCS为行车安全保障基础，通过通信网络实现对列车运行的控制和管理。 网络传输层 CTCS网络分布在系统的各个层面，通过有线和无线通信方式实现数据传输。 地面设备层 地面设备层主要包括列控中心、轨道电路和点式设备、接口单元、无线通信模块等。列控中心是地面设备的核心，根据行车命令、列车进路、列车运行状况和设备状态，通过安全逻辑运算，产生控车命令，实现对运行