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一、1.列车运行控制系统定义：所谓列车运行控制系统是指由地面设备和车载设备构成，用于控制列车运行速度、保证列车安全和高效运行的控制系统，是铁道信号系统的重要组成部分之一。基本功能：间隔控制、速度防护、安全防护。主要的安全措施：使列车停车或关闭牵引供电。2.列控技术的发展历史：1、地面人工信号2、地面自动信号3、机车信号4、自动停车装置5、自动列车防护系统。列车运动状态可分为：加速牵引、匀速惰行、减速制动。1.加速牵引阶段时，列车只做加速运动，此时只有阻力和牵引力，其合力C=F-W（F为牵引力，W为阻力）2.车速达到一定值后，无牵引力和制动力，此时只有阻力，科士威匀速平稳运行，此时合力C=-W。3.列车需要降低速度，实施制动，此时只有制动力和阻力，合力为C=-（B+W）。空转：轮轨间纵向水平作用力超过维持静摩擦力极限值时列车车轮发生相对滑动，动轮在强大力矩下快速转动，车轮的纵向水平阻力由静摩擦变成滑动摩擦，此状态成为空转，此时列车速度很低。空转会严重损耗钢轨和车轮。制动分为：摩擦制动，动力制动和电磁制动，其中摩擦制动分为闸瓦制动和盘形制动，动力制动分为电阻制动和再生制动。打滑：当列车刹车时，当列车制动力∑𝐵𝐿𝑀𝐴𝑋Qu（Q为轴荷重，u为轮轨间制动黏着系数），轮轨将发生滑行，这种状态成为打滑，此时制动力变为轮轨间的滑动摩擦，闸瓦见摩擦力变为静摩擦。轮对一旦滑行，列车制动力迅速下降。当出现以下几种情况时：列车更容易滑行：1.空车，Q值小，2.轨面不好，黏着系数下降3.经济制动时，闸瓦压力K值大4.速度降低时，尤其是低俗快停车的时候。列车制动过程可分为两段：1、空走距离（原因是从车头制动到车尾制动力上升到最大值时需要一个过程，为方便假设一个孔邹时间𝑇𝑘）2.第二段从假设瞬间开始到列车完全停稳，称实制动过程，其经历时间为𝑇𝑒，列车制动距离𝑆𝑧=𝑆𝑘+𝑆𝑒二、半自动闭塞和自动闭塞：半自动闭塞为人工办理闭塞手续，列车凭信号发车后，出站信号机自动关闭的闭塞办法。自动区间闭塞为在有区间占用检查的条件下，检查有关闭塞区间的状态，自动变换通过信号机的显示而司机凭信号显示行车的闭塞办法。三显示自动闭塞有如下特征：1.通过信号机具有三种显示；2.能预告前方两个闭塞分区的长度；3.信号没有速度含义。其追踪间隔为：L目+（n-1）L分+L接+L车（此处n取3）四显示自动闭塞特征如下：1.通过线号机具有四种显示：红（停车）、黄（限速）、绿黄（警惕）、绿（通行）；2、能预告列车前方三个闭塞分区状态；3、信号分三个速度等级。由此看出，四显示闭塞分区长度比三显示要缩短一半，因此其追踪时间间隔要短，通过能力要大。入口速度检查、出口速度检查/设备优先、人控优先：1、入口速度检查模式（提前速度控制方式）：下一个闭塞分区的安全允许速度为本区段的入口速度，车载设备根据按照本区间的目标速度进行检查，如果超过，则制动。属于设备优先控制方式。2、出口速度检查模式：下一个闭塞分区的安全允许速度为本区段的出口速度（目标），车载设备根据按照本区间的目标速度进行检查，如果超过，则制动。属于人控优先控制方式。入口检查方式特点：1.轨道电路码具备了速度含义，车载设备真正进入对速度的控制的阶段2.轨道电路码信息更加丰富，即地车通信信息量增大。3.车载设备具备了测速功能出口检查方式特点：1.和入口检查方式相比，轨道电路码代表的速度含义，不仅应包含限制速度，还应该包括目标速度2.司机负责按目标速度控制列车速度，车载设备在司机未按要求控制车速时才会实施干预，因此属于人控优先3.为防止司机错误操作，为保证安全，必须额外设置一段保护区段。双红灯防护：当依照出口检查速度控制时，若列车前方为红灯闭塞分区，若在该分区出口，也即下一红灯的入口超速，此时即使紧急制动也必然进入下一分区，因此必须增加一个闭塞分区作为安全防护区段。三、闭塞：定义（空间间隔）把铁路划分为若干区段，每个区段只允许一列车占用，防止列车追尾和正面冲撞，以此来保证列车行车安全。行车间隔控制可分为时间间隔控制（已被抛弃）和空间间隔控制。按闭塞发展过程和实现方式可分为：人工闭塞、半自动闭塞、自动站间闭塞，自动区间闭塞。速度控制方式分为两种：阶梯速度控制方式和速度-距离模式曲线控制方式。速度-距离曲线控制模式与阶梯速度控制模式最大的区别在于加入了距离含义。速度-距离曲线控制模式又可分为分段曲线距离控制（固定闭塞C2）和目标距离控制（移动闭塞C4）。速度-距离曲线控制模式特点1.车载设备具备了测距功能，并且具备了识别参考点和测距误差校正功能2.车载设备需要从地面设备获得线路数据信息，因此地车通信容量进一步增大3.限制速度由车载设备计算，因此，多种车型混跑时，通过能力大大提高分段曲线控制是在阶梯控制的基础上发展起来的，在列车运行中，可以将前方区段的入口速度、线路参数信息等构成速度-距离模式曲线监控列车运行。在分段曲线距离控制模式中，每一列车无论其制动性能如何，其与前一列车的最小追踪距离只与其运行速度和区段划分有关，可以将制动性能好的列车充分发挥其能力。目标-距离控制：在允许列车接近目标点时，速度低于允许速度，可以直接由列车据前方目标点距离、目标点允许速度、线路参数以及列车参数等生成速度-距离曲线，这种以前方目标点为基础的控制方式成为目标-距离控制。基于固定闭塞的目标-距离控制：轨道电路占用检测设备检测到前车占用的闭塞分区，通过轨道电路或无线系统传送给后车。后车接到信息后，以前方占用区段入口为目标点，使用传送回来的各种信息，计算当前列车允许速度。基于移动闭塞的目标-距离控制：移动闭塞的目标点在前车的尾部，通过车地双向通信，列车不间断地向地面传输其信息，地面设备根据来自类车的信息计算，确定列车安全行车间隔，并回传给列车。当列车速度超过允许速度曲线时，实施常用制动或紧急制动。阶梯控制速度-距离曲线控制分段曲线连续曲线控制闭塞制式固定闭塞固定闭塞准移动闭塞移动闭塞允许速度生成以本分区入\出口速度为目标以本分区出口为目标以前方被占用分区入口为目标以前方列车尾部为目标前方列车定位精度以闭塞分区为单位以前行列车安全长度为单位列车控制定位精度以闭塞分区为单位以列车前端实际位置比较：阶梯控制方式是按照制动性能最差的列车安全制动距离的要求，以一定速度等级将轨道划分为不同的区段，这种划分一旦完成，其最小追踪距离只与它运行速度、区段划分有关，对于制动性能好的车其能力不能得到充分发挥。速度-距离模式曲线控制是由地面设备向车载设备传送前方目标、线路参数、限速信息等，车载设备依据本车辆信息进行速度-距离模式的曲线生成，是的不同列车的性能得到充分发挥。行车许可可能包括的终点为：1.被占用闭塞区间的入口处（固定闭塞）2.前列车的尾部（移动闭塞）3.为进路设置的道岔警冲标（车站）；行车许可引入原因：为更准确描述目标——距离控制方式下给驾驶列车知识的行车条件引入行车许可的概念。所谓行车许可是指列车在基础设施限制内运行至轨道上指定的位置，也称移动授权。行车许可信息主要包括：1.距行车许可终点位置：距行车许可终点的距离；2.终点时的允许速度LOA或EOA3.行车许可的有效时间行车许可生成原理：在固定闭塞方式的目标-距离控制下，两车追踪的情况中，行车许可的终点时前方列车占用的闭塞区间入口点。地面设备通过检测前车的占用，以前车所在的闭塞分区的起点向后车方向顺序控制信号的开放，实现行车许可的生成。这种闭塞方式对于后车如同移动闭塞一样，唯一差别是检查轨道占用仍然以闭塞分区为单位，因此在城市轨道交通中成为准移动闭塞（C3）。在移动闭塞方式下，依靠列车自行实现精确定位并报告给地面设备，以此完成列车占用检查，两车追踪时后车获取前方信息（地面设备将调度命令、列车安全位置信息、进路状态以及线路状况等信息发送给本列车，列车从自身车头开始向前搜索，将所有障碍点的限速信息综合考虑）后向前计算行车许可。四、轨道电路设备功能：列车位置检测、地到车信息传输；附带具有断轨检查功能。轨道电路工作状态：调整状态-空闲；分路状态-占用；断轨状态-占用。轨道电路的主要故障模式：红光带，分路不良。1.红光带现象为轨道区段没车占用，但控制台显示有车占用；影响效率；主要原因：送电电压低、道床潮湿肮脏使漏泄电流大、轨道电路断线或断轨、绝缘双破损。2.分路不良故障：轨道区段有车占用，但轨道继电器不落下；影响安全；主要原因：轻车、轨道不清洁（生锈、油污）、轮对高阻。轨道电路信息码的含义：[L：准许列车按规定速度运行。LU：准许列车按规定速度注意运行。U2：要求列车减速到规定的速度等级越过接近的地面信号机，并预告次一架地面信号机显示两个黄色灯光。LU2：要求列车减速到规定的速度等级越过接近的地面信号机，并预告次一架地面信号机显示一个黄色灯光U：要求列车减速到规定的速度等级越过接近的地面信号机，并预告次一架地面信号机显示红灯。UU：要求列车限速运行，表示列车接近的地面信号机开放经道岔侧向位置进路。UUS：要求列车限速运行，表示列车接近的地面信号机开放经18号及以上道岔侧向位置进路，且次一架信号机开放经道岔直向或18号及以上道岔侧向位置进路；或表示列车接近设有分歧道岔线路所的地面信号机开放经18号及以上道岔侧向位置进路。U2S：要求列车减速到规定的速度等级越过接近的地面信号机，并预告次一架地面信号机显示一个黄色闪光和一个黄色灯光。HB：表示列车接近的进站或接车进路信号机开放引导信号或通过信号机显示容许信号。HU：要求及时采取停车措施。H：要求列车采取紧急停车措施（仅适用于双红灯防护的自动闭塞区段）。]CTCS2工作原理：ZPW-2000无绝缘轨道电路（18种低频信息）将列车前方空闲闭塞分区数量信息和车站信号机开放经道岔侧向位置进路信息传至车载设备，应答器将闭塞分区入口位置、长度和线路允许速度发送至车载设备（有源应答器：提供临时限速和进路信息。无源应答器：提供闭塞分区长度、线路限速和换算坡度等）。车载设备接收到轨道电路码序和应答器报文信息后，计算生成控制模式曲线所需要的行车许可信息，监控列车安全运行。这样由连续车地信息传输设备（轨道电路）和点式车地信息传输设备（应答器）结合的列车运行控制系统称为点-连式列车运行控制系统。C2的码序为：H,HU,U,L1,L2,L3,L4（L4意味前方有6个空闲闭塞分区，HU意味0个）列控中心基本功能：站内和区间轨道电路的载频、低频信息编码，并控制轨道电路的发码方向；临时限速发送；完成区间信号机点灯控制（若设置区间信号机）；通过继电器与异物侵限系统接口，实现异物侵限灾害防护，并把灾害信息传送给联锁设备和集中监测设备。CTCS2系统地面设备主要有：无绝缘轨道电路、列控中心、应答器等构成。CTCS-3级列控系统是基于GSM-R无线通信实现车地信息双向传输，轨道电路实现列车占用检查，无线闭塞中心（RBC）生成行车许可，应答器实现列车定位，同时具备CTCS-2级功能的列车运行控制系统。CTCS3系统地面设备主要包括：无线闭塞中心RBC、临时限速服务器、轨道电路、列控中心TCC、应答器、GSM-R接口设备。C3是在C2基础上增加无限闭塞中心和临时限速服务器而来的。C3级列控与C2级列控的比较:地面设备增加无线闭塞中心RBC、GSM-R无线通信网络；车载设备增加GSM-R无线通信单元及天线；车载设备根据RBC的行车许可，生成连续速度控制模式曲线，实时监控列车安全运行。C3行车许可包括：1.目标距离：距行车许可终点的距离；2.目标速度：通过行车许可终点时的速度；3.线路数据：坡度、静态限速、线路条件（过分相信息、等级转换点等）；4.临时限速信息。RBC主要功能及原理：RBC是一个基于安全计算机的系统，RBC根据从外部地面系统（联锁设备、相邻RBC、临时限速服务器）接收到的信息（股道占用、进路状态、临时限速等）同时通过GSM-R与车载设备交换的信息（位置报告及列车其他参数）生成发送给列车控制命令，主要提供行车许可，使列车在RBC管辖范围内的线路上安全运行，完成列车间隔控制和列车防护。RBC