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[摘 要]随着高速铁路的不断提速，安全越来越成为人们关注的热点，在达到高速的同时，安全也不容忽视，本文从列车运行控制系统、列车自动保护系统和监测报警系统三个方面分析了高速铁路安全运行的保障措施，以探讨构建铁路安全运营体系，确保高速铁路安全运行。
[关键词]高速铁路 安全 CTCS ATP 监测报警系统
中图分类号：U238文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）21-0228-02
1 列车运行控制系统
列车运行控制系统（CTCS）是为了保证列车安全运行，并以分级形式满足不同线路运输需求的列车运行控制系统，是高速铁路列车安全运行的保障，随着铁路的高速发展，冒进信号、超速行驶等一系列问题的出现都需要CTCS控制解决，列车运行速度的提高，更要求铁路信号系统核心设备——CTCS能在高速铁路运行中控制其速度，保障行车安全。
1.1 列车控制系统的构成
列车运行控制系统用于控制列车运行，主要由车载子系统和地面子系统两大部分组成，地面子系统由应答器、轨道电路、无线通信网络、列车控制中心等设备组成。
CTCS构成如下图所示：
针对不同线路，不同传输信息方式和闭塞技术将CTCS分为5个等级，这5个等级在同一条线路中可以综合应用，较高等级的列控系统兼容较低等级的列控系统，以满足不同列车的速度需求。
CTCS-0级（简称C0级）：由通用机车信号+列车运行监控装置组成，为既有系统，适用于列车最高运行速度为120km/h以下的区段。
CTCS-1级（简称C1级）：由主体机车信号+安全型运行监控记录装置组成，点式信息作为连续信息的补充，可实现点连式超速防护功能。适用于列车最高运行速度为160km/h以下的区段。
CTCS-2级（简称C2级）：基于轨道电路和点式应答器传输控车信息，并采用车地一体化设计的列车运行控制系统。面向提速干线和客运专线，适用于各种线路速度区段，地面可不设通过信号机。
CTCS-3级（简称C3级）：基于无线传输信息，并采用轨道电路等方式检查列车占用的列车运行控制系统，点式设备主要传送定位信息。C3级列控系统可以叠加在C2级列控系统上。
CTCS4级（简称C4级）：完全基于无线传输信息的列车运行控制系统。地面可取消轨道电路，由无线闭塞中心和列控车载设备共同完成列车定位和完整性检查，实现虚拟闭塞或移动闭塞。
1.2 列车运行控制系统的主要功能
（1）列控系统的车载信号是列车运行的凭证；
（2）根据列车安全制动距离，自动调整列车运行追踪间隔；
（3）防止列车运行速度超过线路允许速度、道岔侧向规定速度以及列車构造速度，保证列车行车安全，超速时由列控设备自动实行减速或制动停车；
（4）防止列车冒进关闭的禁止信号机（或点）；
（5）监督列车以低于30km/h的速度进行出入库作业；
（6）与机车自身速度控制系统结合，实现对列车减速、缓解、加速的自动控制；
（7）与列车调度系统结合，实现对列车的简单自动驾驶；
（8）由车载测速单元获取列车走行速度和列车的位置。每通过一个轨道区段分界点或应答器时，列车的测距系统将校正一次，以提高目标距离的精度；
（9）根据接收地面中心信息以及车载设备实时处理，车载设备应连续向司机显示下列行车内容：目标速度、目标距离、允许速度、实际速度。
列车运行控制系统为高速列车的运行提供了可靠的安全保证，随着高速铁路的建设，铁路信号装备将发生巨大变化，并得到迅速发展。
2 列车自动保护系统
列车自动保护系统（Automatic Train Protection，简称：ATP），亦称列车超速防护系统，其功能为列车超过规定速度时即自动制动，当车载设备接收地面限速信息，经信息处理后与实际速度比较，当列车实际速度超过限速后，由制动装置控制列车制动系统制动。
2.1 ATP的设备组成
（1）地面设备通常情况下由自动闭塞设备构成。
（2）车载设备由机车传感器、信息处理系统、显示屏、测速系统、速度比较系统和制动控制部分组成。
（3）有别于旧有的自动列车警报装置（AWS）与自动列车停止装置（ATS）B型和S型之单点警告及控制，通过警告及控制点后，该ATW/ATS-B或S系统无法限制或监视行车速度，而ATP系统即具有全程速度监控之功能。
2.2 ATP的工作原理
ATP的工作原理如下图所示：
（1）车载设备接收地面限速信息，经信息处理后与实际速度比较，当列车实际速度超过限速后，由制动装置控制列车制动系统制动。
（2）以达到列车在停车点前停车或在限速点前实际速度小于限速值的目的。
（3）列车自动保护系统是列车自动保护装置，是防止列车相撞的重要装置，一般情况下前车若因故停车，后车的ATP系统就会接收到减速甚至在安全区间内停车的信号；所有的动车组都装有这套ATP系统。
3 监测报警系统
列车运行控制系统和列车自动保护系统是强化列车的自身的保护能力，而监测报警系统则是列车对潜在危险的探测及灾害发生第一时间的预警能力，对保护列车安全运行十分重要。
中国高速铁路网络控制系统也可实时监测轨道线路情况，一旦轨道被人为破坏或者被泥石流冲毁，轨道会断电，列车上能提前监测到，并停车避让。同时该系统还可监测车体横向振动加速度，预防脱轨。
在面对雷击造成“7·23”重大安全事故的惨痛教训时，我国高速铁路的监测与报警系统的建设还有待时间的检验。在系统建设上，吸取经验教训，充分运用现代技术发展，保障铁路运行安全。如基于GPS或者北斗的现代卫星定位技术和雷达与电信网络技术能够较好地避免环境与天气的影响，最大限度地实现信息传输与监测预警功能。
4 总结
我国高速铁路正处于飞速发展时期，随着列车速度的不断提高，高速铁路的安全运营成为了高速铁路发展的关键。不断改进列车运行控制系统，做好列车控制的安全防护工作；不断发展ATP，提高列车的自动保护功能，使列车在遇到特殊情况的时候能够迅速采取应急措施，降低人身和财产损失；不断完善监测报警系统，对列车上存在的潜在危险及时预警，降低事故的发生率。高速铁路的安全运行是高速铁路顺利发展的保障，促进我国高速铁路不断发展，为我国运输生产和国民经济建设提供更好的支持与保障。
参考文献
[1] 刘兆健.中国列车运行控制系统的技术解析.研究报告.第12期.
[关键词]高速铁路 安全 CTCS ATP 监测报警系统
中图分类号：U238文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）21-0228-02
1 列车运行控制系统
列车运行控制系统（CTCS）是为了保证列车安全运行，并以分级形式满足不同线路运输需求的列车运行控制系统，是高速铁路列车安全运行的保障，随着铁路的高速发展，冒进信号、超速行驶等一系列问题的出现都需要CTCS控制解决，列车运行速度的提高，更要求铁路信号系统核心设备——CTCS能在高速铁路运行中控制其速度，保障行车安全。
1.1 列车控制系统的构成
列车运行控制系统用于控制列车运行，主要由车载子系统和地面子系统两大部分组成，地面子系统由应答器、轨道电路、无线通信网络、列车控制中心等设备组成。
CTCS构成如下图所示：
针对不同线路，不同传输信息方式和闭塞技术将CTCS分为5个等级，这5个等级在同一条线路中可以综合应用，较高等级的列控系统兼容较低等级的列控系统，以满足不同列车的速度需求。
CTCS-0级（简称C0级）：由通用机车信号+列车运行监控装置组成，为既有系统，适用于列车最高运行速度为120km/h以下的区段。
CTCS-1级（简称C1级）：由主体机车信号+安全型运行监控记录装置组成，点式信息作为连续信息的补充，可实现点连式超速防护功能。适用于列车最高运行速度为160km/h以下的区段。
CTCS-2级（简称C2级）：基于轨道电路和点式应答器传输控车信息，并采用车地一体化设计的列车运行控制系统。面向提速干线和客运专线，适用于各种线路速度区段，地面可不设通过信号机。
CTCS-3级（简称C3级）：基于无线传输信息，并采用轨道电路等方式检查列车占用的列车运行控制系统，点式设备主要传送定位信息。C3级列控系统可以叠加在C2级列控系统上。
CTCS4级（简称C4级）：完全基于无线传输信息的列车运行控制系统。地面可取消轨道电路，由无线闭塞中心和列控车载设备共同完成列车定位和完整性检查，实现虚拟闭塞或移动闭塞。
1.2 列车运行控制系统的主要功能
（1）列控系统的车载信号是列车运行的凭证；
（2）根据列车安全制动距离，自动调整列车运行追踪间隔；
（3）防止列车运行速度超过线路允许速度、道岔侧向规定速度以及列車构造速度，保证列车行车安全，超速时由列控设备自动实行减速或制动停车；
（4）防止列车冒进关闭的禁止信号机（或点）；
（5）监督列车以低于30km/h的速度进行出入库作业；
（6）与机车自身速度控制系统结合，实现对列车减速、缓解、加速的自动控制；
（7）与列车调度系统结合，实现对列车的简单自动驾驶；
（8）由车载测速单元获取列车走行速度和列车的位置。每通过一个轨道区段分界点或应答器时，列车的测距系统将校正一次，以提高目标距离的精度；
（9）根据接收地面中心信息以及车载设备实时处理，车载设备应连续向司机显示下列行车内容：目标速度、目标距离、允许速度、实际速度。
列车运行控制系统为高速列车的运行提供了可靠的安全保证，随着高速铁路的建设，铁路信号装备将发生巨大变化，并得到迅速发展。
2 列车自动保护系统
列车自动保护系统（Automatic Train Protection，简称：ATP），亦称列车超速防护系统，其功能为列车超过规定速度时即自动制动，当车载设备接收地面限速信息，经信息处理后与实际速度比较，当列车实际速度超过限速后，由制动装置控制列车制动系统制动。
2.1 ATP的设备组成
（1）地面设备通常情况下由自动闭塞设备构成。
（2）车载设备由机车传感器、信息处理系统、显示屏、测速系统、速度比较系统和制动控制部分组成。
（3）有别于旧有的自动列车警报装置（AWS）与自动列车停止装置（ATS）B型和S型之单点警告及控制，通过警告及控制点后，该ATW/ATS-B或S系统无法限制或监视行车速度，而ATP系统即具有全程速度监控之功能。
2.2 ATP的工作原理
ATP的工作原理如下图所示：
（1）车载设备接收地面限速信息，经信息处理后与实际速度比较，当列车实际速度超过限速后，由制动装置控制列车制动系统制动。
（2）以达到列车在停车点前停车或在限速点前实际速度小于限速值的目的。
（3）列车自动保护系统是列车自动保护装置，是防止列车相撞的重要装置，一般情况下前车若因故停车，后车的ATP系统就会接收到减速甚至在安全区间内停车的信号；所有的动车组都装有这套ATP系统。
3 监测报警系统
列车运行控制系统和列车自动保护系统是强化列车的自身的保护能力，而监测报警系统则是列车对潜在危险的探测及灾害发生第一时间的预警能力，对保护列车安全运行十分重要。
中国高速铁路网络控制系统也可实时监测轨道线路情况，一旦轨道被人为破坏或者被泥石流冲毁，轨道会断电，列车上能提前监测到，并停车避让。同时该系统还可监测车体横向振动加速度，预防脱轨。
在面对雷击造成“7·23”重大安全事故的惨痛教训时，我国高速铁路的监测与报警系统的建设还有待时间的检验。在系统建设上，吸取经验教训，充分运用现代技术发展，保障铁路运行安全。如基于GPS或者北斗的现代卫星定位技术和雷达与电信网络技术能够较好地避免环境与天气的影响，最大限度地实现信息传输与监测预警功能。
4 总结
我国高速铁路正处于飞速发展时期，随着列车速度的不断提高，高速铁路的安全运营成为了高速铁路发展的关键。不断改进列车运行控制系统，做好列车控制的安全防护工作；不断发展ATP，提高列车的自动保护功能，使列车在遇到特殊情况的时候能够迅速采取应急措施，降低人身和财产损失；不断完善监测报警系统，对列车上存在的潜在危险及时预警，降低事故的发生率。高速铁路的安全运行是高速铁路顺利发展的保障，促进我国高速铁路不断发展，为我国运输生产和国民经济建设提供更好的支持与保障。
参考文献
[1] 刘兆健.中国列车运行控制系统的技术解析.研究报告.第12期.