20
应用级别1
ETCS一级：地面信号＋查询应答器＋轨道电路。 采用固定追踪间隔形式；司机依靠地面信号行车，地面信号机前设备产生速度监
控；依靠轨道电路或计轴设备检查列车占用和完整性；利用查询应答器覆盖各国现 有信号系统，并用于列车定位和传送控制命令。该系统是典型的点式 ATP。 21
应用级别2
ETCS二级：轨道电路＋查询应答器＋GSM-R 与一级相比，司机完全依靠车载信号设备行车（可取消地面信号机）；通过 GSM-R
A: 2000 m 距 1000 m 离 信 750 m 息 500 m
250 m 0m
B:速1度00信息
接近限制速度C:驾驶20信04.息10.1 08:18 130
接收定位信息
E3
2004.10.1 08:17
控制模式改变 2004.10.1 08:15
E4 E5 接收定位信息E:报警20信04.息10.1 08:13
2
铁路信号概况
? 铁路信号技术已经历了一百多年的发展，形成了 今天的现代铁路信号系统。
? 它是计算机、现代通信和控制技术在铁路运输生 产过程中的具体应用，是铁路信息技术的标志。
? 它是保证行车安全、提高运输效率、改善劳动条 件和运营管理水平的重要设备。
? 是铁路实现集中统一指挥的重要手段。 ? 是铁路列车提速与发展高速铁路的关键技术之一。 ? 它的发展水平已成为铁路现代化的重要标志之一。
? 半自动
10
自动闭塞
11
准移动闭塞
12
移动闭塞
13
控制模式
200
170
出口检查
130
90
入口检
30
查
VL 200 170 130 90 01 00
阶梯控制模式
目标距离控制模式基本原理
S1+S2
制动性能差的车 制动性能好的车
S4 S3
设备监督曲线
目标速度 S
Ｓ＝Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３＋ S４
跳转到第一页
3
铁路信号 发展简介
? 1825年英国人持信号旗骑马前行 ,引导列车前进； ? 1832年,美国球形固定信号装置； ? 1841年英国铁路出现了臂板信号机； ? 1851年英国铁路用电报机实行闭塞； ? 1856年，J.萨克斯贝发明机械联锁机； ? 1872年美国人W.鲁宾逊发明了闭路式轨道电路； ? 1923年，美国铁路研制了车内信号； ? 1927年，美国铁路采用了调度集中控制装置。
速度—距离控制模式
速度—距离控制模式特点
?考虑坡道、弯道、限速等线路参数 ?考虑列车载重、车长及制动特性等 ?保证行车安全 ?提高运行效率
14
列车运行控制系统
无线
制
动车
输 出
速
点 式 信 息
机车信号 天线
应答器
控制中心
应答器编程 轨道电路
VCC1 I/O
VCC1 DT
VCC1 I/O
VCC1 DT
连续传送列车运行控制命令，车－地间可双向通信；在点式设备的配合下，车载设备 对列车运行速度进行连续监控；依靠轨道电路或计轴设备检查列车占用和完整性；建22 有无线移动闭塞中心。该系统是基于移动通信的连续式 ATP。
应用级别3
ETCS三级：查询应答器＋ GSM-R 与二级相比是靠车载设备来检查列车完整性，不需要轨道电路；点式设备、 GSM-R是系
统的主要设备。取消地面信号机和轨道电路后，室外线路上的信号设备减少到最低程度； 列车追踪间隔依靠点式设备和无线移动闭塞中心实现，具有明显的移动自动闭塞特征23。
VCC1 DT
VCC1 I/O
VCC1 DT
VCC1 I/O
VCC1 DT
VCC1 I/O
列控中心
联锁系统
15
无线闭塞控制中心
列车测速
脉冲速度传感器
多普勒雷达
不受列车空转打滑影响
16
列车定位
可用的定位技术 ?轨道电路及计轴器 ?轮轴传感器 ?应答器 ?卫星定位 (GPS) ?环线 (交叉) 定位 ?多普勒雷达
运行等级 控制模式
L2
2004.10.1 F8
08:19
文本信息滚动按钮
轨道电路信息
19
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。
轮轴传感器 或雷达
距离
陀螺 方向
信标 融合算法
列车定位系统
GPS 卫星
GPS 卫星
GSM-R 天线
GPS 天线
GPS 接收机
通信控制 接口
人机接口
车载计算机
司机
各种传感器
（如查询应
答器、惯性
17
传感器等）
地—车信息传输技术
18
车载设备
?
ATP动作预警时间（S） 限制速度
实际速度
8
6000 m
4000 m
铁路信号系统的发展与展望
1
中国轨道交通发展
1. 干线铁路
—13000公里提速干线实现客车时速 200公里； —9800公里客运专线建设任务，其中时速在 300公里 以上的达 5457公里； —京沪高速铁路已经开工。 2. 城市轨道交通
北京、上海、广州、成都、西安、武汉、天津等 城市有多条地铁、轻轨相继开工建设，初步预测到 2010年，将要建设 1500公里，需要投资 5400多亿元。
4
5
现代铁路运输对铁路信号的新需求 （1）行车指挥集中化、自动化、智能化 （2）列车运行的灵活性 （3）更高的安全性、可靠性 （4）信号产品的兼容性和扩展性
6
信号的作用与任务
统一调度指挥 作用 保证列车安全
提高效率、质量
任务
行车指挥 进路控制
速度控制 编组与解体
7
列车运行控制
? 列车运行速度越来越高，完全靠人工瞭望、人工驾驶 列车已经不能保证行车安全了，因此，需要研究列车 运行控制系统，实现对列车间隔和速度的自动控制， 提高运输效率，保证行车安全。
E1 级间切换预告
2004.10.1 080 m
6
+
4000 m
5
2000 m 1500 m
3
D: 八灯信D5+ 息
1000 m 500 m 0m
2
+
CTCS-2
完D全:八监灯控信模息式
数据 输入
特殊位置
列车 ATP开始动 参数 作的地点
调车
引目行导视车
F5
车站
引F导6 F75
? 保证行车安全，提高运行效率的安全控制系统。 ? 基本功能： ? 间隔控制、 ? 速度防护、 ? 安全防护。
8
列车运行控制
ATC 速度
自动防护
自动停车
ATC
机车信号
地面 地面 自动信号 人工信号
9
闭塞技术发展
闭塞：在某一时刻线路上 某一区段只能有一列列车。
控制区间列车运行间隔，防止列车冲突技术；（电话，路签， 路牌，半自动，自动，准移动，移动）