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摘要：现代信息技术的迅速发展，对铁路信号技术产生了重要影响，为形成现代铁路信号系统提供了条件。铁路机车自动控制系统（简称列控系统）是计算机、通信、控制等信息技术与信号技术的一个高水平集成与融合的产物。本文主要分析了铁路列车控制系统分类;铁路机车控制系统地车信息传递方式和优化运用。
关键词：自动控制系统;铁路机车;自动化
随着铁路运输的任务越来越重，铁路机车运行速度越来越高，保证运输安全的问题也越来越突出。完全靠人工瞭望、人工驾驶列车已经不能保证行车安全了，即使装备了机车信号和自动停车装置，也只能在列车一般速度运行条件下保证安全，无法实现高速列车的安全保证，因为它们不能完成防止超速行车和冒进信号的现象。因此，需要研究列车运行控制系统，实现对列车间隔和速度的自动控制，进一步提高运输效率，保证行车安全。要实现上述目标，不是简单的设备改进可以完成的，需要解决许多关键技术问题，例如：车-地之间大容量、实时、可靠信息传输，列车定位，列车精确、安全控制等。需要车载设备、轨旁设备、车站控制、调度指挥、通信传输等系统良好的配合才能实现，如果把前面讨论的系统称为传统铁路信号系统，那么，以现代列车运行控制技术为核心的信号系统可以称为现代铁路信号系统。铁路机车运行控制系统定义：由列控中心、闭塞设备、地面信号设备、地车信息传输设备、车载速度控制设备构成的用于控制列车运行速度保证行车安全和提高运输能力的控制系统。
一、铁路列车控制系统分类
西方发达国家在列控系统研究方面已有较长发展历史，比较成功的列控系统主要有：日本新干线ATC系统，法国TGV铁路和韩国高速铁路的TVM300及TVM430系统，德国及西班牙铁路采用的LZB系统，及瑞典铁路的EBICA900系统等。上述列车控制系统都具有自己的特点、不同的技术条件和适应范围，因此，列控系统可以分成许多类型。
（1）按照地车信息传输方式分类：①连续式列控系统。如：德国LZB系统、法国TVM系统、日本数字ATC系统。连续式列控系统的车载设备可连续接收到地面列控设备的车-地通信信息，是列控技术应用及发展的主流。采用连续式列车速度控制的日本新干线列车追踪间隔为5min，法国TGV北部线区间能力甚至达到3min。连续式列控系统可细分为阶梯速度控制方式和曲线速度控制方式。②点式列控系统。如：瑞典EBICAB系统。点式列控系统接收地面信息不连续，但对列车运行与司机操纵的监督并不间断，因此也有很好的安全防护效能。③点一连式列车运行控制系统。如：CTCS2级，轨道电路完成列车占用检测及完整性检查，连续向列车传送控制信息。点式信息设备传输定位信息、进路参数、线路参数、限速和停车信息。（2）控制模式分，分为两种类型：①阶梯控制方式。出口速度检查方式，如：法国TVM300系统入口速度检查方式，如：日本新干线传统ATC系统②速度—距离模式曲线控制方式。速度-距离模式，如：德国LZB系统，日本新干线数字ATC系统（3）按照人机关系来分类，分为两种类型：①设备优先控制的方式。如：日本新干线ATC系统。②司机优先控制方式。如：法国TVM300/430系统、德国LZB系统（4）按照闭塞方式：固定闭塞、移动闭塞（5）按照功能、人机分工和自动化程度分：列车自动停车（Automatic Train Stop简称ATS）系统;列车超速防护（Automatic Train Protection 简称ATP）系统;列车自动控制（Automatic Train Control 简称ATC）系统;列车自动运行（Automatic Train Operation简称ATO）
二、铁路机车控制系统地车信息传递方式和优化运用？
（一）铁路机车控制系统车地间传输媒介种类及优点
铁路机车控制系统车地间传输媒介种类主要包括以下几种方式：（一）点式设备（1）应答器方式（2）点式环线点式传递方式是在地面某些固定点，如闭塞分区分界点处，向车上传递信息，这种制式传递信息的量大。点式传递信息方式的缺点是机车只有通过地面应答器点处才能得到列车运行前方的信息，这一信息将一直保持到通过下一个地面点。后续列车接收到的地面信息不能随着前行列车的位置及时改变。（二）轨道电路（1）模拟轨道电路ZPW_2000A（UM）（2）数字编码轨道电路？利用轨道电路，通过机车上安装的传感器可以连续的接受到地面传递的信息，接收的信息可以随前行列车位置的变化而变化。（三）无线传输，基于通信技术的列车控制（Communication Based Train Control，CBTC）系统是一种采用先进的通信和计算机技术，连续控制、监测列车运行的移动闭塞方式。它摆脱了用轨道电路判别对闭塞分区占用与否，突破了固定闭塞的局限性，具有更大的技术优越性。CBTC系统特点：①实现地车间的实时双向通信，信息量大;②减少轨旁设备;③不增加地面设备而实现线路列车双向运行;④克服地对车信息跳变的缺点，提高列车运行平稳性，可适应各种类型/车速的列车;⑤可以实现移动闭塞，以及节能控制、优化列车运行统计处理、缩短运行时分等目标控制;⑥确立“信号通过通信”的新理念。
（二）铁路机车控制系统速度控制方式和优点
铁路机车控制系统速度控制方式和优点主要有（1）分级速度控制;（2）目标距离模式曲线。分级速度控制的特点：是以一个闭塞分区为单位，根据列车运行的速度分级，在一个闭塞分区内只控制一个速度等级，是按照一种速度判断列车是否超速，对列车进行速度控制，有阶梯式和曲线式两种控制方式。目标距离模式曲线特点：其反应了列车在各个位置的允许速度值，根据目标速度，线路参数，列车参数，制动性能等确定的反映列车允许速度与目标距离间关系的曲线。
（三）铁路机车控制系统测速方法及特点
铁路机车控制系统测速方法及特点主要有，测速方法有：测速发电机，脉动式速度传感器（编码器），雷达测速（多普勒效应）三种？测速发电机安装在车轮外侧，发电机所产主交流电压的频率与列车速度（车轮的转速）成正比，然后经过频率——电压的变换，把列车实际运行的速度换为电压。对车轮旋转计数，需在轴承盖上安装信号发生器。车轮每转一周，发生器输出一定数量的脉冲或方波信号，对发生器输出信号计数，测出脉冲或方波的频率即可得出列车运行速度。利用雷达测速，可以不从车轮旋转获得信息。因此可以有效地克服空转和滑行等因素产生的误差。在机车上安装雷达，它始终向轨面发射电磁波，由于机车和轨面之间有相对运动，因此在发射波和反射波间产生频差，通过车辆频差可以计算出机车的运行速度，并累计求出走行距离。
三、结语
实现铁路机车的自动化控制，可以在很大程度上保证，这个交通系统的高效合理的运行，同时还能在最大程度上保证列车的安全运行。在自动控制中信息的安全传输关系到整个轨道交通安全，所以应该加大对方面的研究，提高自动控制技术实现轨道交通的安全可靠运行。
参考文献：
[1]机务段材料库应用自动化立体库的探讨[J].曹津晖.中国铁路.2000（07）.
[2]地铁设备自动化现状及展望[J].陳颖智.科技风.2018（18）.
[3]地铁列车电磁兼容性测试与分析[J].鲁骏.自动化应用.2018（04）.
[4]移车台的智能化控制[J].周宝伟，张玉琢，侯聚林.机电工程技术.2010（08）.
[5]S7-200PLC基础教程[M].机械工业出版社，廖常初主编， 2006.
[6]铁路车辆检修中自动化立体库的需求与应用[J].马立华.自动化与仪器仪表.2017（04）.
[7]移车台结构优化设计及轮轨接触分析[D].徐江平.西南交通大学 2018.
作者简介：高宏运（1980-3）男，汉族，沈阳中国铁路沈阳局集团有限公司科学技术研究所，高级工程师，研究方向：机电一体化.
关键词：自动控制系统;铁路机车;自动化
随着铁路运输的任务越来越重，铁路机车运行速度越来越高，保证运输安全的问题也越来越突出。完全靠人工瞭望、人工驾驶列车已经不能保证行车安全了，即使装备了机车信号和自动停车装置，也只能在列车一般速度运行条件下保证安全，无法实现高速列车的安全保证，因为它们不能完成防止超速行车和冒进信号的现象。因此，需要研究列车运行控制系统，实现对列车间隔和速度的自动控制，进一步提高运输效率，保证行车安全。要实现上述目标，不是简单的设备改进可以完成的，需要解决许多关键技术问题，例如：车-地之间大容量、实时、可靠信息传输，列车定位，列车精确、安全控制等。需要车载设备、轨旁设备、车站控制、调度指挥、通信传输等系统良好的配合才能实现，如果把前面讨论的系统称为传统铁路信号系统，那么，以现代列车运行控制技术为核心的信号系统可以称为现代铁路信号系统。铁路机车运行控制系统定义：由列控中心、闭塞设备、地面信号设备、地车信息传输设备、车载速度控制设备构成的用于控制列车运行速度保证行车安全和提高运输能力的控制系统。
一、铁路列车控制系统分类
西方发达国家在列控系统研究方面已有较长发展历史，比较成功的列控系统主要有：日本新干线ATC系统，法国TGV铁路和韩国高速铁路的TVM300及TVM430系统，德国及西班牙铁路采用的LZB系统，及瑞典铁路的EBICA900系统等。上述列车控制系统都具有自己的特点、不同的技术条件和适应范围，因此，列控系统可以分成许多类型。
（1）按照地车信息传输方式分类：①连续式列控系统。如：德国LZB系统、法国TVM系统、日本数字ATC系统。连续式列控系统的车载设备可连续接收到地面列控设备的车-地通信信息，是列控技术应用及发展的主流。采用连续式列车速度控制的日本新干线列车追踪间隔为5min，法国TGV北部线区间能力甚至达到3min。连续式列控系统可细分为阶梯速度控制方式和曲线速度控制方式。②点式列控系统。如：瑞典EBICAB系统。点式列控系统接收地面信息不连续，但对列车运行与司机操纵的监督并不间断，因此也有很好的安全防护效能。③点一连式列车运行控制系统。如：CTCS2级，轨道电路完成列车占用检测及完整性检查，连续向列车传送控制信息。点式信息设备传输定位信息、进路参数、线路参数、限速和停车信息。（2）控制模式分，分为两种类型：①阶梯控制方式。出口速度检查方式，如：法国TVM300系统入口速度检查方式，如：日本新干线传统ATC系统②速度—距离模式曲线控制方式。速度-距离模式，如：德国LZB系统，日本新干线数字ATC系统（3）按照人机关系来分类，分为两种类型：①设备优先控制的方式。如：日本新干线ATC系统。②司机优先控制方式。如：法国TVM300/430系统、德国LZB系统（4）按照闭塞方式：固定闭塞、移动闭塞（5）按照功能、人机分工和自动化程度分：列车自动停车（Automatic Train Stop简称ATS）系统;列车超速防护（Automatic Train Protection 简称ATP）系统;列车自动控制（Automatic Train Control 简称ATC）系统;列车自动运行（Automatic Train Operation简称ATO）
二、铁路机车控制系统地车信息传递方式和优化运用？
（一）铁路机车控制系统车地间传输媒介种类及优点
铁路机车控制系统车地间传输媒介种类主要包括以下几种方式：（一）点式设备（1）应答器方式（2）点式环线点式传递方式是在地面某些固定点，如闭塞分区分界点处，向车上传递信息，这种制式传递信息的量大。点式传递信息方式的缺点是机车只有通过地面应答器点处才能得到列车运行前方的信息，这一信息将一直保持到通过下一个地面点。后续列车接收到的地面信息不能随着前行列车的位置及时改变。（二）轨道电路（1）模拟轨道电路ZPW_2000A（UM）（2）数字编码轨道电路？利用轨道电路，通过机车上安装的传感器可以连续的接受到地面传递的信息，接收的信息可以随前行列车位置的变化而变化。（三）无线传输，基于通信技术的列车控制（Communication Based Train Control，CBTC）系统是一种采用先进的通信和计算机技术，连续控制、监测列车运行的移动闭塞方式。它摆脱了用轨道电路判别对闭塞分区占用与否，突破了固定闭塞的局限性，具有更大的技术优越性。CBTC系统特点：①实现地车间的实时双向通信，信息量大;②减少轨旁设备;③不增加地面设备而实现线路列车双向运行;④克服地对车信息跳变的缺点，提高列车运行平稳性，可适应各种类型/车速的列车;⑤可以实现移动闭塞，以及节能控制、优化列车运行统计处理、缩短运行时分等目标控制;⑥确立“信号通过通信”的新理念。
（二）铁路机车控制系统速度控制方式和优点
铁路机车控制系统速度控制方式和优点主要有（1）分级速度控制;（2）目标距离模式曲线。分级速度控制的特点：是以一个闭塞分区为单位，根据列车运行的速度分级，在一个闭塞分区内只控制一个速度等级，是按照一种速度判断列车是否超速，对列车进行速度控制，有阶梯式和曲线式两种控制方式。目标距离模式曲线特点：其反应了列车在各个位置的允许速度值，根据目标速度，线路参数，列车参数，制动性能等确定的反映列车允许速度与目标距离间关系的曲线。
（三）铁路机车控制系统测速方法及特点
铁路机车控制系统测速方法及特点主要有，测速方法有：测速发电机，脉动式速度传感器（编码器），雷达测速（多普勒效应）三种？测速发电机安装在车轮外侧，发电机所产主交流电压的频率与列车速度（车轮的转速）成正比，然后经过频率——电压的变换，把列车实际运行的速度换为电压。对车轮旋转计数，需在轴承盖上安装信号发生器。车轮每转一周，发生器输出一定数量的脉冲或方波信号，对发生器输出信号计数，测出脉冲或方波的频率即可得出列车运行速度。利用雷达测速，可以不从车轮旋转获得信息。因此可以有效地克服空转和滑行等因素产生的误差。在机车上安装雷达，它始终向轨面发射电磁波，由于机车和轨面之间有相对运动，因此在发射波和反射波间产生频差，通过车辆频差可以计算出机车的运行速度，并累计求出走行距离。
三、结语
实现铁路机车的自动化控制，可以在很大程度上保证，这个交通系统的高效合理的运行，同时还能在最大程度上保证列车的安全运行。在自动控制中信息的安全传输关系到整个轨道交通安全，所以应该加大对方面的研究，提高自动控制技术实现轨道交通的安全可靠运行。
参考文献：
[1]机务段材料库应用自动化立体库的探讨[J].曹津晖.中国铁路.2000（07）.
[2]地铁设备自动化现状及展望[J].陳颖智.科技风.2018（18）.
[3]地铁列车电磁兼容性测试与分析[J].鲁骏.自动化应用.2018（04）.
[4]移车台的智能化控制[J].周宝伟，张玉琢，侯聚林.机电工程技术.2010（08）.
[5]S7-200PLC基础教程[M].机械工业出版社，廖常初主编， 2006.
[6]铁路车辆检修中自动化立体库的需求与应用[J].马立华.自动化与仪器仪表.2017（04）.
[7]移车台结构优化设计及轮轨接触分析[D].徐江平.西南交通大学 2018.
作者简介：高宏运（1980-3）男，汉族，沈阳中国铁路沈阳局集团有限公司科学技术研究所，高级工程师，研究方向：机电一体化.