高速铁路与铁路信号 第二讲寻找中国列车运行控制系统之路 傅世善 （北京全路通信信号研究设计院有限公司，北京 １ ０００７３） 摘要：回忆列控系统探索之路，采用基于目标～距离方式和无线通信方式是成功的选择，充分的 前期研究，借助高速铁路建设的机遇，贯彻引进、消化、创新的技术路线，最终形成了中国列控 系统。 关键词：前期；探索；基础；研究 ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－４４４０．２０１１．０４．０２５ 自武广３５０ ｋｍ／ｈ的高速铁路顺利开通，以无 线通信为车地信息传输系统的中国列车运行控制系 统ＣＴＣＳ－３得以成功运用。 早期的列控系统是从列车速度监督开始的， １９８５年在双频点式机车信号的基础上研究了点式列 车速度监督设备，在胶济、黔桂、兰新线试验过； 其实寻找高速铁路及中国列车运行控制系统 （简称列控系统）之路是漫长的，本人有幸走过高速 铁路列控系统前期探索之路，但没能继续走完实施 之路。本文回忆了列控系统前期探索之路，个人的 回忆难免有局限性，希望从中总结出认识是如何提 １９８７年在三显示自动闭塞基础上研究了阶梯式列车 速度监督设备，在山海关试验过；１９８８年在交流计 数机车信号基础上研究了列车运行记录装置，在马 角坝试验过。 １９９３年铁道部从瑞典ＡＩ３Ｂ公司引进ＥＢＩＣＡｔ３－ 高的，观念是如何转变的，原则是如何确定的。 ９００型列车超速防护系统，１９９５年在川黔线试验成 功，此时已将应答器与连续式机车信号结合，构成 １早期的探索 列控系统是铁路信号行业一直追求的系统，自 开始提速以来，信号规范就已写上１２０ ｋｍ／ｈ以上 点连式列车超速防护系统。 早期的列控系统之所以不成功，主要原因有以 下２点。其一，早期的列控系统基于机车信号，由 于安全性和可靠性不理想，当时的机车信号始终未 能成为主体信号，基础不牢靠，列控系统也不可能 稳定，全路进行ＺＰＷ～２０００自动闭塞改造和统一机 的铁路应装备列车运行控制系统，只是在铁路提速 阶段来不及装备。 中国的列控系统是沿着自动停车、列车速度监 督、超速防护、列车运行控制系统的路发展的，从点 式、点连式、接近式到连续式，从固定闭塞到准移 动闭塞，从分级速度控制到一次模式曲线连续控制， 从点式、轨道电路到无线传输……经历了多次的研 车信号低频信息码是列控系统成功的基础之 ；其 二，由于机车信号只有少量信息，早期的列控系统 只能采用固定闭塞方式，机车信号不稳定，就导致 闪白灯或制动，司机不满意，所以ＣＴＣＳ－２级和 发、试验和引进。其实寻找ＣＴＣＳ－２和ＣＴＣＳ一３ 之路还是漫长的，是经济和技术发展的必然结果。 ＣＴＣＳ－３级列控系统都采用准移动闭塞方式。 北京全路通信信号研究设计院（以下简称通号 院）在１９６５年，为完成北京地铁～号线的通信信 号工程，组建专门从事地铁通信信号研究与设计的 ２提速是高速的基础 １９９４年竣工的广深准高速铁路，采用了引进的 ＵＭ７ｌ／ＴＶＭ３００系统，这是阶梯式的列车超速防护 系统，当时称其为四显示自动闭塞，这是针对地面 ６５０设计科，那时就有列控组，从事地铁的列控系 统的研究与设计。 信号而言，实际上机车信号是按多信息自动闭塞设 铁路通信信号工程技术（ＲＳＣＥ）２０１ １年８ｆｌ，第８卷第４期 鋈 计的，除正常的绿、绿黄、黄、红四显示外，机车 秘螺０ 前期研究 中明确提出：随着列车速度的提高，采 信号还有绿ｌ、绿２、绿３之分，这就为以后速度从 １６０ ｋｍ／ｈ提高到２００ ｋｍ／ｈ铺垫了条件。 铁科院自行开发的列车运行控制系统ＺＬＳＫ和 ＬＳＫ系统也在广深线投入运营。 １９９５年６月铁道部决定在既有干线“提速”， 用以地面信号机为主的自动闭塞已经不能满足高速 列车运行安全，应以车载速度信号作为行车凭证。 １９９１年通号院开始参加京沪高速铁路的通信信 号、综合调度及信息化的前期研究和设计。１９９２年 完成 京沪高速铁路信号专题可行性报告）），１９９３ “九五”期间，铁路实现了３次较大范围的提速， “十五”期间进行了第４、５两次提速，２００７年６月 年深化了可行性报告。１９９５年前有３家研究单位分 别做了大量分析研究工作，各自提出了总体方案报 １８日铁路实施了第６次大提速。 铁路提速需要技术支撑，涉及多工种多专业， 铁路提速对铁路信号也提出了更高的要求。在６ 次铁路提速中，从铁路信号技术的角度最重要几 次如下。 告，未能形成统一文件。 １９９５年“高速办”成立，年底主持了方案论证 会，会议建议由通号院牵头三单位组成总体组并统 一了对京沪高速铁路列控系统的意见：采用基于数 字编码轨道电路传输、一次制动模式的列控系统， 第１次提速，冲击了铁路信号的传统概念，快 速客车最高速度冲破了１２０ ｋｍ／ｈ的界线，推动铁 路信号向速差式信号显示和四显示自动闭塞发展， 首次提出中国铁路列车运行控制系统ｃＴ Ｃｓ的概 念。１９９６年完成了 京沪高速铁路预可行性研究报 告 （征求意见稿）。１９９７年完成《京沪高速铁路初 加速了机车信号主体化的进程。 第２次提速，速度达到１６０ ｋｍ／ｈ，形成了一 步设计 。从１９９１－２００３年国家级及部级科研项目 有关通信信号的达上百多项，通号院开展的国家级 个标准速度等级，是铁路信号的一个重要里程碑， 列车最高速度超过１６０ ｋｍ／ｈ的铁路区段，必须采 及部级科研项目就达６Ｏ多项。 １９９７年通号院与法国ＣＳＥＥ公司就ＴＶＭ４３０ 用列车运行控制系统，以车载信号显示为主，实现 列车超速防护。 系统能否实现一次制动模式进行了合作研究，结论 基本可行，但受信息量不足的影响，只能实现简单 第６次提速，速度达到２００ ｋｍ／ｈ，中国铁路 列车运行控制系统ＣＴＣＳ一２开始亮相。这对铁路信 号来说是一个重要的里程碑，它标志着铁路信号重 的一次模式。１９９８年，铁科院与日本合作，将日本 提供的数字ＡＴ Ｃ在环行道上试验，结论可行，但 采用自然衰耗方式的无绝缘轨道电路，模糊区较长 要装备水平开始进入世界先进行列。 通过提速，铁路信号基础水平提高了：全路 进行ＺＰＷ一２０００四显示自动闭塞改造；全路统一 机车信号低频信息码；全路建成铁路调度指挥系统 （ＴＤＣＳ）。 列车速度提高到１６０ ｋｍ／ｈ及以下，信号显示 （日本实际使用的仍采用有绝缘数字编码方式）。 ２０００年，秦沈客运专线的建设为高速、客运专 线列控系统的建设积累了宝贵经验。铁道部慎重决 策，选定了以ＳＥＩ／ＴＶＭ４３０系统为核心的信号综合 系统方案，２００３年ｌ０月完成系统调试开通。 欧洲铁路网为了保证互通运营，欧盟组织编制 制度向速差式发展；列车速度提高到１６０ ｋｍ／ｈ以 上，以车载信号显示为主，列车运行控制系统采用 的系统性的规范与标准ＥＲＴＭｓ／ＥＴＣＳ于１９９９年 发布，规范与标准详细规定了系统与子系统的功能 目标一距离方式，车载信号提供了连续的速度显示， 固定闭塞向准移动闭塞发展。 与技术要求。其中ＥＴＣＳ系统就是完成列车运行控 制系统。 以车载信号显示为主，采用目标一距离方式， 这是列车运行控制系统成功的选择。 采用国际标准，吸纳国际技术发展成果，可以 免受个别国外公司制约。铁道部组织编制中国铁路 ３高速铁路信号的前期研究 １９９０年在“四部一委”组织的 京沪高速铁路 Ｎｏ．４傅世善：高速铁路与铁路信号（第二讲） 列车 冀 套 论证、试 验验证逐步形成的，是根据中国既有设备状况、 奠 ：０。¨ 知彭 谚羲座 技术，参照欧州ＥＴ Ｃ Ｓ的有关标准、思路提 ＣＴＣｓ一２级列控系统的主要功能和可用性试验； ＧＳＭ－Ｒ作为列控系统传输平台的主要功能及适用、 可靠性试验；ＥＴ Ｃ Ｓ２级列控系统的主要功能和可 出的。它的发布对中国铁路信号技术的发展起着重 要的作用。 ２００２年ｌ２月，在中国召开的Ｕ Ｉ Ｃ国际大会 上，铁道部向世界宣布了发展中国列车运行控制 系统（简称ＣＴ ＣＳ）的规划，明确：ＣＴ ＣＳ－２级 为既有２００ ｋｍ／ｈ以下的线路采用的列控模式； ＣＴＣＳ－３级为基于ＧＳＭ－Ｒ的超速防护系统设备主 要用于高速铁路。 ２００３年７月京沪高速预审前，出于对数字编码 轨道电路垄断陛的担忧，列控主方案转向ＣＴ ＣＳ－３ 级（相当ＥＴＣＳ２级）方案。铁道部决定采用基于 ＧＳＭ—Ｒ的无线列控系统，否定了基于数字轨道电 路列控系统的技术路线。 用性试验；ＥＴＣＳ２级与ＣＴＣＳ－２级兼容试验。 ２００５年初，既有线ＣＴＣｓ一２车载设备招标， 以市场换技术，通过引进国内能够掌握关键技术， 进行自我研发。 ＣＴＣＳ一２系统大规模应用于第６次提速工 程（２００ ｋｍ／ｈ），包括京广线、京沪线等。至今 ＣＴＣＳ一２系统已经成为我国铁路主要的列控系统 之一。 ＣＴＣＳ一２系统与ＥＴＣＳ２系统技术规范是基 本相同的，它们仅在运行许可传输媒介上存在 着不同，ＣＴＣＳ一２采用轨道电路＋查询应答器， ＥＴＣＳ２采用ＧＳＭ—Ｒ无线数字移动通信网络，这 使两系统模式在同一系统设备、同一线路上共同使 用成为可能。 ＥＴＣＳ２的无线闭塞中心根据列车对线路轨道的 又考虑到当时基于无线的高速列控系统还没有 开通应用的先例，于是提出了ＣＴＣＳ－２作为兼用 和备用的设计方案，即所谓ＣＴＣＳ－３＋ＣＴＣＳ－２的 双标设计方案。据此完成了 京沪高速铁路工程通 信信号、综合调度及信息化可行性研究 ，确定了 京沪高速的列控系统设计方案：列车运行控制系统 采用ＣＴＣＳ－３＋ＣＴＣＳ－２双重系统，高速动车组在 高速线正常情况下采用基于无线传输的ＣＴＣＳ一３ 占用、进路及限速等信息的处理，产生运行许可信 息，信息按两系统各自的通信协议进行编码处理后 分别通过ＧＳＭ－Ｒ和轨道电路＋查询应答器送到高 速线上，装置ＥＴ Ｃｓ２系统的列车通过ＧＳＭ—Ｒ进 行接收，其他列车则通过轨道电路＋查询应答器进 行接收。接受运行许可后两系统列控车载设备所做 的ＡＴＰ超速防护监控工作是完全相同，从而实现 了两个装置不同ＡＴＰ系统的列车在高速线上共线 运行。 （ＥＴＣｓ２）列控系统，下高速线和后备模式采用 ｃＴＣＳ－２列控系统；跨线动车组上高速线运行时采 用ＣＴＣＳ一２列控系统。 ＣＴＣＳ一２＋ＥＴＣＳ２（ＣＴＣＳ－３）应当说是成功 的工程设计方案，当时ＥＴＣＳ２在欧洲试验段的进 度再推迟，而ｃＴｃｓ一２提速铁路上已成功运用， ＣＴＣＳ－３作为主用系统代表了技术方向，ＣＴＣＳ－２ 作为兼用和备用系统是确保工程成功的法宝，既成 功解决了与既有提速铁路动车组互联互通的难题， 达到兼用的目的，又能作为ＣＴＣＳ－３的降级备用系 结合武广３５０ ｋｍ／ｈ高速铁路的建设，贯彻引 进、消化、创新、研究的技术路线，终于形成了中 国列车运行控制系统ＣＴｃＳ－３，ＣＴＣＳ－３直接融 合了ＣＴＣＳ－２，功能相当于ＥＴＣＳ２＋ＣＴＣＳ一２。 中国铁路有了高端列车运行控制系统ＣＴ ＣＳ一３， 铁路信号重要装备水平开始进入了世界先进行列。 在ＣＴＣＳ－３实施过程中有很多艰难、研究和创新。 京津城际高速是例外，限于奥运会献礼，当时 成熟、有把握的唯有ＥＴＣＳ１，所以采用了ＣＴＣＳ一２ ＋ＥＴＣＳ１并预留了ＥＴＣＳ２方案。 （收稿日期：２０１ １—０４—２５） 统，也能防备万一ＣＴＣＳ－３不能同时开通的风险。 ２００４年客运专线设计的全面启动，设计方案延 续京沪高速的思路按ＣＴＣＳ－２＋ＥＴＣＳ２考虑。 基于轨道电路和点式设备构成的列控系统是 成熟技术的组合，但毕竟也没有应用先例，２００４ 年初，铁道部决定在铁科院环行线进行ｃＴｃｓ一２ 和ＥＴＣＳ－２的相关试验。主要试验工程内容： 铁路通信信号工程技术（ＲＳＣＥ）２０１ １年８月
