列车运行控制系统概述

第1章 列车运行控制系统概述
❖列车自动控制（Automatic Train Control，简称 ATC）系统早在20世纪60年代就已经开始被研制 和试用。日本于1964年交付使用了世界上第一条 高速铁路——东海道新干线，其以机控为主、设 备优先的列车控制系统，使列车在高速度、高密 度运行的条件下，安全运行30多年。
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❖ 2010年12月30日北京五条轨道交通新线正式开通，这其中 就包括国内首条具有完全自主知识产权CBTC列车控制系统 示范工程——亦庄线。亦庄线是按照政府首套政策实施的 信号系统核心技术示范工程，是由北京交通大学研发的具 有完全自主知识产权的CBTC核心技术及系统装备经历实验 室研制、试车线试验、运营线中试后的正式工程应用。其 开通对推动北京市和我国城市轨道交通运行控制系统国产 化和产业化具有重要意义。
❖ 第二阶段为电气控制阶段，是以继电器联锁系统 和色灯信号机为代表。
❖ 第三阶段为电子控制阶段，从上个世纪60年代开 始，电子器件和计算机开始应用于列车运行控制 系统之中
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1.2列车运行控制系统概述
❖ 列车运行控制系统的基本认识 ❖ 国外列车运行控制系统的发展 ❖ 国内列车运行控制系统的发展
城市轨道交通列车运行控制
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1.1
城市轨道交通的发展历史
1.2
列车运行控制系统概述
1.3
列车运行控制系统的发展方向
1.2列车运行控制系统概述
❖ 列车运行控制系统的认识 ❖ 国外列车运行控制系统的发展 ❖ 国内列车运行控制系统的发展
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列车运行控制系统最基本的问题 有下列两方面：
❖ 国外列车运行控制系统的发展 ❖ 国内列车运行控制系统的发展
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❖ 我国城市轨道交通信号控制系统的发展大致经历 了三个阶段：
1. 初创阶段
2. 过渡阶段
3. 发展阶段
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1．初创阶段
❖ 我国的地铁信号系统是随北京地铁兴建而起步 的。1965年7月1日，我国第一条地下铁路—— 北京地铁一期工程动工兴建，1969年10月通车 。根据当时的国情，决定全部设备由国内自己 研制，同时要求设备必须具有较高的技术水平 。信号项目主要为复线自动闭塞（包括机车信 号和自动停车）、调度集中、列车自动驾驶和 继电联锁。通过这几项技术实现行车集中调度 、集中监控和列车运行自动化。
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❖ 我国从1999年初开始推行城市轨道交通设备的 国产化政策。其主要目的在于降低建设投资，使 国家及地方在财力上能够承受。另一个目的是充 分吸收借鉴国外的先进技术，同时研制开发具有 自主知识产权的城市轨道交通相关技术并进行本 土化生产制造，大大提升中国城市轨道交通行业 的技术水平并逐步减少对国外产品的依赖。
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❖ 90年代的城市轨道交通ATC系统采用数字化ATC 技术，以钢轨或轨道间交叉环线作为信息传输 媒体，采用信息编码传送目标速度、目标距离 和轨道电路长度等信息，实现列车与地面之间 的通信，因此列车运行的安全性得到增强，效 率得到提高，效益明显改善。
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2．过渡阶段
❖ 1971年，北京地铁二期工程（即二号环线） 开始建设，要求采用“行车指挥与列车运行 自动化”系统，即ATC系统。1986年，北京地 铁通过引进消化，研制出一套机车信号系统 ，并用这套系统替换了环线全部机车信号， 从而提高了车载设备的可靠性。
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3．发展阶段
❖ 从1994年至今，我国城市轨道交通建设进入 了 快速发展期，随之而来的是信号设备的大 规模引进。
❖ 采用引进设备后，大大缩短了运行间隔，提 高了安全程度和通过能力，但由于国内外的 电源质量、道岔结构、轨道施工工艺等存在 差异，所以引进的ATC系统在我国的应用效 果不像在国外那么好。而且，引进的设备也 会带来后续的诸多问题。
❖ 20世纪90年代后，世界上已有许多国家开发了各 自的列车运行控制系统，以移动闭塞为技术特征 的CBTC系统受到了日益广泛的重视。CBTC系统 是具有发展潜力的列车运行控制系统，正在日趋 完善。目前，该技术已经在20多个国家的城市轨 道交通中使用。
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1.2列车运行控制系统概述
❖ 要保证任何一个运行过程中的列车是安全的。 ❖ 在保证行车安全的前提下，还要使行车有更高的效率。
作为轨道交通系统，安全和高效是其追求的两大目标。 轨道交通系统能否安全高效运行，首先取决于列车运行控制 系统的性能。
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列车运行控制系统的三个发展阶段
❖ 第一阶段称为机械装置控制阶段，是以机械锁闭 器和臂板信号机为代表的时代。
❖ 上海地铁1号线1989年引进阿尔斯通美国公司的ATC系
统，为了节省投资，在正线道岔联锁区域和车辆段采用
国产6502电气集中。
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❖ ATC系统的大量引进拉近了我国地铁信号装配 水平与国际上的差距，取得了较好的效果。我 国地铁的整体技术水平上了一个台阶，列车运 行呈现出全新的面貌。此后不久，我国又对部 分设备实施国产化，取得了较好的效果。
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❖ 进入20世纪70年代之后，列车速度的提高对列 车运行控制系统在安全和效率方面提出了更高 的要求，随着地面信息传输技术（应答器、轨 道电路和轨间环线电缆等）和列车信息接收技 术的不断完善，出现了点式ATC系统、点连式 ATC系统
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❖ 在80年代，随着信息传输量的增加、自动控制 技术的完善和微电子技术的发展，使得列车运 行控制系统的车载设备功能不断扩大，如实时 计算距离-速度模式曲线、自动实施常用制动 和紧急制动、自动驾驶、节能运行等。
❖ 进入20世纪90年代以后，大量引进国外先进的地铁信号 设备。北京地铁1号线于1989年从英国西屋公司引进 ATC系统。复八线由于要与前期的一号线贯通，为了便 于既有信号系统兼容，复八线也大量引进了英国西屋公 司的列车自动控制系统（ATC）。同时，配套了国产的 继电联锁设备、车站计算机联锁设备和信号微机联锁监 测设备等。