高速鐵路列控發(fā)展現(xiàn)狀及對策1國外高速鐵路列控系統(tǒng)及發(fā)展隨著《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》的逐步實施，武(漢)-廣(州)、鄭(州)-西(安)、石(家莊)-太(原)等客運專線，京(北京)-津(天津)城際鐵路先后立項開工建設(shè)，我們有必要借鑒國外高速鐵路建設(shè)的經(jīng)驗，修建我國高水平、高質(zhì)量的客運專線。

2國外高速鐵路列控系統(tǒng)及發(fā)展世界各國高速鐵路采用的列控系統(tǒng)，主要有日本新干線的ATC，法國TGV鐵路使用的TVM300和TVM430系統(tǒng)，德國和西班牙高速鐵路使用的LZB系統(tǒng)，意大利高速鐵路的9碼列車自動控制系統(tǒng)及瑞典鐵路的EBICA900系統(tǒng)。在亞洲，韓國高速鐵路采用了法國的TVM430系統(tǒng)，臺灣高速鐵路則采用了日本新干線的數(shù)字ATC系統(tǒng)。3已運營的高速鐵路列控系統(tǒng)分析表

設(shè)備名稱法國TVM300法國TVM430德國LZB日本ATC運行速度最高:270km/h最高：320km/h最高：270km/h最高：270km/h運營里程850km150km432km1831.5km閉塞方式固定閉塞固定閉塞固定閉塞固定閉塞制動模式分級階梯滯后式分級連續(xù)式連續(xù)速度控制式分級階梯超前式控制方式人控為主，設(shè)備為輔人控為主，設(shè)備為輔可實行自動控制設(shè)備控制為主，人控為輔安全信號傳輸媒介：無絕緣模擬軌道電路方向：地對車單方向載頻：1700Hz、2000Hz、2300Hz、2600Hz信息量：18個媒介：無絕緣數(shù)字軌道電路方向：地對車單方向載頻：1700Hz、2000Hz2300Hz、2600Hz信息量：27bit媒介：數(shù)字軌道電纜方向：地－車間雙方向載頻：36±0.4kHz56±0.2kHz信息量：83.5bit媒介：有絕緣模擬軌道電路方向：地對車單方向載頻：750Hz、850Hz900Hz、1000Hz信息量：10個其它信號傳輸媒介：環(huán)線、應(yīng)答器方向：地對車或車對地單向媒介：應(yīng)答器、無線數(shù)傳方向：地－車雙方向媒介：應(yīng)答器、無線數(shù)傳方向：地－車雙方向媒介：應(yīng)答器、無線數(shù)傳方向：地－車間雙方向列車定位軌道電路、車載測距軌道電路、車載測距電纜交叉、車載測距軌道電路、車載測距區(qū)段占用無絕緣模擬軌道電路無絕緣數(shù)字軌道電路有絕緣模擬軌道電路設(shè)備組成軌道發(fā)送單元；軌道接收單元；電纜匹配單元；電絕緣節(jié)；補償電容。地面控制中心；軌道發(fā)送單元；軌道接收單元；電纜匹配單元；電絕緣節(jié)；補償電容。地面控制中心；軌道發(fā)送單元；軌道接收單元；電纜匹配單元；軌道電纜。軌道發(fā)送單元；軌道接收單元。設(shè)備器件晶體管分立元件小規(guī)模集成電路大規(guī)模集中電路超大規(guī)模集成晶體管分立元件小規(guī)模集成電路晶體管分立元件小規(guī)模集成電路4最近幾年高速鐵路列控系統(tǒng)的發(fā)展情況隨著西歐各國國際交往的不斷增加和日益頻繁，開行跨多國鐵路運輸?shù)牧熊囈阎饾u成為廣大成員國的共識。但面臨各國不同的鐵路管理系統(tǒng)和列控系統(tǒng)，將成為開行跨國列車迫切需要解決的問題。5最近幾年高速鐵路列控系統(tǒng)的發(fā)展情況歐洲高速鐵路的ERTMS系統(tǒng)1990年，歐洲執(zhí)委會向歐盟申請協(xié)調(diào)泛歐高速鐵路網(wǎng)有關(guān)技術(shù)標準。此后，國際鐵盟出面組織，西歐各國鐵路、研究機構(gòu)、信號制造廠商等部門抽調(diào)專家，組成專家組，共同開始了技術(shù)標準的研究。6歐洲高速鐵路的ERTMS系統(tǒng)經(jīng)過5年的研究，專家組提出了統(tǒng)一歐洲信號技術(shù)的鐵路運營管理系統(tǒng)（簡稱ERTMS）/列車控制系統(tǒng)（簡稱ETCS）標準。1996年由法國、德國和意大利三國發(fā)起創(chuàng)建歐洲ERTMS/ETCS用戶組織。用戶組織的工作直接推動和影響著技術(shù)標準及產(chǎn)品向?qū)嶋H應(yīng)用的發(fā)展。為了實現(xiàn)泛歐高速鐵路網(wǎng)的信號系統(tǒng)標準的統(tǒng)一，1990年以來，對ERTMS系統(tǒng)進行研發(fā)和試驗等的投資已超過5.5億歐元。

7ERTMS項目用戶組進展的大致情況如下所列年代內(nèi)容1995年

德國聯(lián)邦鐵路DB、意大利國家鐵路FS、法國國營鐵路SNCF創(chuàng)立了ERTMS用戶組織

1996年

歐盟委員會通過了在泛歐高速鐵路網(wǎng)互通運營的96/48EC指令；為建設(shè)試驗段招標1997年

選擇中標商，開始建設(shè)試驗段；荷蘭鐵路、西班牙國營鐵路加入，成為用戶組正式成員

1998年

英國Railtrack鐵路公司加入，成為用戶組正式成員

1999年

開始將歐盟96/48EC指令納入國家法律（德國于1999年通過立法）

8ERTMS項目用戶組進展的大致情況如下所列2000年

用戶組織成員國鐵路部門、信號系統(tǒng)供貨商簽署了采用UNISIG第一級規(guī)范的意向書

2001年進行規(guī)范測試和實驗室測試；各成員國正式通過互通性技術(shù)規(guī)范TSI（根據(jù)96/48EC指令制訂）和運用操作規(guī)范

2002年進行現(xiàn)場測試，驗證ETCS-1、-2的規(guī)范，通過認證過程2003年開始線路上ERTMS/ETCS的商業(yè)運行

9歐洲國家采取的策略ETCS項目推動了歐洲鐵路通信信號技術(shù)標準的統(tǒng)一。目前，該技術(shù)標準完全開放，參與開發(fā)研究的有西歐各國鐵路運營商和歐洲六大跨國信號集團公司。2001年，歐盟已經(jīng)正式通過法律，要求今后新建的高速鐵路線，采用ERTMS/ETCS技術(shù)標準的產(chǎn)品作為列車控制系統(tǒng)。在這一基礎(chǔ)上，歐洲正在建設(shè)的路網(wǎng)，均按照該項法令對采用新系統(tǒng)作出規(guī)劃。

10歐洲國家采取的策略意大利路網(wǎng)公司介紹，正在建設(shè)的高速鐵路將全部采用ETCS-2技術(shù)系統(tǒng)。在鐵路部門的安排下，阿爾斯通與西門子公司在意大利佛羅倫薩—阿雷佐地區(qū)建設(shè)了兩個試驗段，對系統(tǒng)各個部件進行綜合集成，并安排現(xiàn)場試驗，驗證RBC/GSM-R、RBC/聯(lián)鎖系統(tǒng)、車載設(shè)備等子系統(tǒng)間的接口，開展系統(tǒng)的功能和運行實驗。試驗自2000年開始，2003年底還要在羅馬—那不勒斯線路上再進行運用前的試驗，目前已開通使用。11歐洲國家采取的策略西班牙馬德里—巴塞羅那高速鐵路的列車控制技術(shù)采用ERTMS/ETCS系統(tǒng)，要求按照ERTMS系統(tǒng)需求規(guī)范的第一級第2.2.2版本的標準配置列車控制系統(tǒng)。此外，還要根據(jù)西班牙制訂的有關(guān)鐵路信號的國家標準，在ERTMS系統(tǒng)中適應(yīng)本國原有信號制式的主要技術(shù)標準。

12歐洲國家采取的策略模式運行需要系統(tǒng)產(chǎn)品備注使用GSM-R連續(xù)傳輸最高運行速度為350公里/小時，行車間隔2’30’’ETCS2

無線閉塞中心全部監(jiān)控

閉塞區(qū)間長為1.5公里

使用歐洲點式應(yīng)答器間歇傳輸（備用）

最高運行速度為300公里/小時，行車間隔5’30’ETCS1SEI、道旁單元、歐洲點式應(yīng)答器

ETCS2的備用系統(tǒng)，閉塞區(qū)間長6公里

對未裝備ETCS車載設(shè)備列車的備用方案

最高運行速度為220公里/小時，行車間隔8’

ASFA

SEI、ASFA+道旁信號機

閉塞區(qū)間長為6公里

13歐洲國家采取的策略由于高速鐵路線路采用的ETCS-2系統(tǒng)以GSM-R無線通信系統(tǒng)作為行車信息傳輸通道，在世界各國尚無使用先例，西班牙鐵路在設(shè)計時考慮到現(xiàn)狀，采用了歐洲ETCS-1/ETCS-2重疊覆蓋的方式。系統(tǒng)工作正常時，列車在ETCS-2指揮下運行，可實現(xiàn)2.5分鐘最小行車間隔；當無線通信GSM-R系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，ETCS-1系統(tǒng)為運行列車提供行車指令與信息，最小行車間隔>5分鐘。日常工作時，兩套系統(tǒng)并行運行，其識別及使用的確認由車載設(shè)備中軟件完成。

14歐洲國家采取的策略正在開工建設(shè)的法國TGV東部線，法國國營鐵路公司SNCF與CSEE公司在TVM430的基礎(chǔ)上，共同開發(fā)了TVM/ETCS雙模制式車載列控設(shè)備，該系統(tǒng)可以兼容UM71/UM2000軌道電路的信息，構(gòu)成一套列控系統(tǒng)，也可以與ETCS系統(tǒng)組成一套列控系統(tǒng)。新系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用，既解決了法國原有高速鐵路技術(shù)標準的與ETCS系統(tǒng)的兼容問題，也使法國傳統(tǒng)的基于軌道電路的列車控制系統(tǒng)找到了與歐洲統(tǒng)一標準的結(jié)合點。15列控系統(tǒng)的發(fā)展是根據(jù)技術(shù)創(chuàng)新、發(fā)展和高速鐵路建設(shè)的需要得以發(fā)展的。大體可以概括為以下幾點：高速鐵路列車控制系統(tǒng)的發(fā)展與高速鐵路建設(shè)同步，長期以來，形成以軌道電路、軌道電纜為基本傳輸媒介的可靠系統(tǒng)，這項傳統(tǒng)技術(shù)正在從模擬向數(shù)字化技術(shù)發(fā)展；高速鐵路列控近期的發(fā)展目標是實現(xiàn)連續(xù)速度控制的一次制動模式；16列控系統(tǒng)的發(fā)展是根據(jù)技術(shù)創(chuàng)新、發(fā)展和高速鐵路建設(shè)的需要得以發(fā)展的。大體可以概括為以下幾點：傳統(tǒng)的軌道電路難以突破列控實現(xiàn)一次制動模式對信息傳輸?shù)囊?，各國均在探討新的解決辦法，出現(xiàn)了點式應(yīng)答器、點式環(huán)線以及車載微機存儲等多種方式；20世紀高速鐵路的列車控制系統(tǒng)，是以國家鐵路為標準制訂的系統(tǒng)，出現(xiàn)了UM71/TVM430、LZB、新干線ATC等4~5種不同的系統(tǒng)，無法形成大工業(yè)體系的世界性標準；17列控系統(tǒng)的發(fā)展是根據(jù)技術(shù)創(chuàng)新、發(fā)展和高速鐵路建設(shè)的需要得以發(fā)展的。大體可以概括為以下幾點：歐盟支持的ERTMS/ETCS系統(tǒng)，是根據(jù)高速鐵路發(fā)展的需要而開發(fā)的泛歐標準。歐洲原有的UM/TVM、LZB等列控系統(tǒng)標準，都將被這一系統(tǒng)所取代。最近除了歐洲各國大規(guī)模開展試驗及商業(yè)應(yīng)用以外，印度已經(jīng)著手建設(shè)試驗段，歐洲點式應(yīng)答器也已經(jīng)安裝在美國東北走廊的AMTRACK高速鐵路上。21世紀的前10年，高速鐵路列控系統(tǒng)的主流產(chǎn)品將僅有ETCS和數(shù)字ATC兩個標準的系統(tǒng)。18借鑒ETCS方式的設(shè)計思想在研究列控系統(tǒng)時，必須充分重視歐洲ETCS系統(tǒng)，它表明歐洲列控系統(tǒng)的發(fā)展方向，是歐洲多家著名公司合作的結(jié)果，其中“系統(tǒng)研究”、“功能疊加”和“滾動銜接”等設(shè)計思想是很值得我們借鑒的。19客運專線列控建議方案方案1：ETCS-2+CTCS-2采用基于GSM-R無線傳輸方式的ETCS-2和ZPW-2000軌道電路與點式應(yīng)答器構(gòu)成的CTCS-2組成的冗余配置的列控系統(tǒng)；車上安裝安全型智能車載設(shè)備，實現(xiàn)目標距離連續(xù)速度控制模式。20客運專線列控建議方案方案1：ETCS-2+CTCS-2CTCS-2系統(tǒng)與既有200km/h提速線列控系統(tǒng)兼容，同時作為ETCS-2系統(tǒng)的備用系統(tǒng)，CTCS-2系統(tǒng)中的軌道電路、點式應(yīng)答器等在ETCS-2系統(tǒng)中作為列車占用檢查和列車定位對標的平臺。

21客運專線列控建議方案方案1：ETCS-2+CTCS-2方案優(yōu)點：歐洲列車控制系統(tǒng)ETCS-2產(chǎn)品可由國際上六家知名信號廠商供貨，有利于競爭招標，歐洲新建高速鐵路項目已經(jīng)定位于該系統(tǒng)，具備后續(xù)發(fā)展的技術(shù)支撐，系統(tǒng)的技術(shù)標準公開，易于國產(chǎn)化。22客運專線列控建議方案方案1：ETCS-2+CTCS-2方案缺點：尚缺在高速線上大量投入商業(yè)運營的經(jīng)驗，兼容國內(nèi)既有線信號制式需聯(lián)合開發(fā)。23客運專線列控建議方案方案2：法國U/T&ETCS雙標準系統(tǒng)

系統(tǒng)采用UM2000數(shù)字編碼軌道電路提供地對車控制信息的單向安全傳輸，車上安裝TVM430/ETCS-2雙標準的智能型車載設(shè)備，既可兼容U/T系列軌道電路，實現(xiàn)分級連續(xù)速度控制，又可適應(yīng)基于GSM-R無線傳輸?shù)腅TCS-2級系統(tǒng)，實現(xiàn)目標距離連續(xù)速度控制模式。

24客運專線列控建議方案方案2：法國U/T&ETCS雙標準系統(tǒng)方案優(yōu)點：該系統(tǒng)中，其U/T部分在法國高速鐵路已有成熟的運用經(jīng)驗。方案缺點：該方案僅法國一家供貨商，技術(shù)標準不公開。25客運專線列控建議方案方案3：日本數(shù)字ATC系統(tǒng)

列控系統(tǒng)基于I-ATC數(shù)字編碼軌道電路提供地對車安全信息，應(yīng)用車載設(shè)備儲存信息和地面點式應(yīng)答器，實現(xiàn)目標距離連續(xù)速度控制。26客運專線列控建議方案方案3：日本數(shù)字ATC系統(tǒng)方案優(yōu)點：系統(tǒng)為日本高速列控的先進技術(shù)，并且已經(jīng)正式投入運營。方案缺點：系統(tǒng)基于兼容日本既有信號制式，采用有絕緣軌道電路，技術(shù)標準不公開，與我國既有線信號制式不兼容。27ETCS-2+CTCS-2列控系統(tǒng)構(gòu)成

CTCS-系統(tǒng)的構(gòu)成由車站列控中心、ZPW-2000軌道電路、點式應(yīng)答器設(shè)備及車載列控設(shè)備等組成。ETCS-2系統(tǒng)的構(gòu)成在CTCS-2基礎(chǔ)上，增加RBC無線閉塞中心、GSM-R無線通信網(wǎng)絡(luò)、無線通信傳輸模塊及車載無線接收模塊等設(shè)備。

28

鄰站控制中心

車載設(shè)備機車乘務(wù)員車站控制中心

點式設(shè)備人機界面jiemian口

輸出模塊

列車輸入模塊

點式信息接收模塊

測速模塊入模塊

連續(xù)信息接收模塊

無線通信模塊

維護管理中心GSM-R

設(shè)備維護記錄單元車載安全計算機調(diào)度集中系統(tǒng)無線閉塞中心

相鄰無線閉塞中心

廣域網(wǎng)軌道電路無線通信道岔單元

29列控系統(tǒng)地面設(shè)備

組成及主要功能

3031點式應(yīng)答器

為CTCS-2提供進路條件、線路參數(shù)、臨時限速等信息，并用于列車定位、車載設(shè)備間轉(zhuǎn)換、自動過分相觸發(fā)等特殊用途。應(yīng)答器報文信息定義及編碼規(guī)則符合ERTMS/ETCS相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范要求，根據(jù)使用要求分為有源與無源兩種。通常，有源應(yīng)答器設(shè)置于車站離去口、進站端、股道停車標志處，區(qū)間信號中繼站附近、聯(lián)絡(luò)線大號碼道岔、安全監(jiān)控報警點外方，提供可變化的信息。無源應(yīng)答器則設(shè)置于每個閉塞分區(qū)入口、列控模式轉(zhuǎn)換預(yù)告點、隧道加壓、自動過分相點等處，提供固定信息。

32點式應(yīng)答器根據(jù)點式信息傳輸數(shù)量的需求，在同一處設(shè)置的點式應(yīng)答器，可以為單個，也可以為不大于8個形成的應(yīng)答器組。B1正方向B2etc.位置參考33軌道電路

用于列車對閉塞分區(qū)的占用檢查，為CTCS-2模式下運行的列車提供行車許可信息。