[发明专利]基于CTC的列车追踪间隔实时预警系统及预警方法

说明书

技术领域

本发明属于高速列车安全控制技术领域，尤其涉及一种基于CTC的列车追踪间隔实时预警系统及预警方法。

背景技术

列车追尾和冒进信号事故经常发生，在中国有，在国外也有。而且此类事故在全部铁路事故中，占有较高比例。

在中国发生的列车追尾和冒进信号事故包括：

2011年7月23日北京南开往福州的D301次动车组列车运行至甬温线永嘉至温州南间，与前行的杭州开往福州南D3115次动车组列车发生追尾事故。事故造成72人死亡，210余人受伤。

2005年7月31日西安开往长春的K127次旅客列车与前行的33219次货物列车发生追尾，造成5节客车脱轨，6人死亡，30人受伤。

1993年7月10日，北京开往成都的163次旅客列车，运行至京广线新乡南场至七里营间，与前行的2011次货车发生尾追冲突，造成40人死亡，48人受伤。

1971年12月7日，451次近郊旅客列车和837次货车在京广线琉璃河站发生尾追相撞的重大行车事故，死亡14人，伤22人。

在国外发生同类铁路事故包括：

2007年11月30日，一列客车和另一列货车在美国芝加哥发生追尾事故，造成至少5人重伤、数十人轻伤。

2005年7月13日，一列停靠在巴基斯坦南部信德省格特基附近的列车被另一列车追尾，造成数节车厢出轨后被另一条轨道上的第三列客车撞上，造成更多的车厢出轨。事故造成150人死亡，约1000人受伤。

以上仅列举了部分典型事故，显然列车追尾和冒进事故，是世界铁路运营中普遍存在的问题。只有这个问题得到有效解决，列车运行安全才有保证，这一点对高速铁路尤为重要。防止列车追尾和冒进信号事故，就是要保证列车与列车间的安全追踪间隔和列车与禁止信号机间安全距离。在信号设备故障情况下，调度指挥和ATP(Automatic Train Protection System，列车自动超速防护系统)信号设备的故障安全设计能否发挥应有的作用，能否控制列车停车和保证列车安全追踪间隔，是个重要问题。根据各地区列车事故情况分析，完全依靠ATP难以保证列车安全追踪间隔，特别是当出现ATP故障等非正常情况时更是如此。上述列举的铁路事故中，尽管当事列车也安装了ATP超速防护或其它监控设备，但是仍未能避免追尾事故的发生。

中国高铁信号系统包括列控系统(CTCS)、联锁系统(CBI)、调度集中(CTC，Central Traffic Control)三个子系统，以及一些信号辅助系统，如：信号微机监测系统(MMS)、列控动态监测系统(DMS)、调度命令无线传输系统、电源系统等。目前，中国高速铁路采用CTCS-2和CTCS-3两种列车控制系统。CTCS-2适用于控制时速200km/h～250km/h线路的列车，CTCS-3适用于控制时速350km/h及以上线路的列车。追踪间隔是能够保证司机舒适驾驶和追踪列车前后行车之间的最小间隔距离。追踪间隔直接影响列车通过能力和运行安全。决定列车追踪间隔的主要因素包括：司机确认信号和列控设备应变时间内列车走行的附加距离，列车全制动距离，设备及操作者存在误差的安全防护距离，司机舒适驾驶距离，列车长度，车站道岔限速，车站咽喉长度，车站作业办理时间，车站股道有效长度等。

防止列车追尾和冒进信号，必须保证前后行车之间的间隔距离及列车与禁止信号之间的距离大于列车运行的安全间隔。

高铁信号系统中，设计CTC追踪间隔超限预警的必要性包括以下几个方面：

(1)高铁信号系统是各种信号设备和子系统及其辅助设备的集成。系统集成是高铁信号关键技术之一，直接关系到系统的安全性。列控系统功能需求规范(FRS)、系统需求规范(SRS)和系统接口规范(FIS)是进行系统集成的主要依据。当前高铁信号系统集成侧重于不同设备或系统之间的接口技术，以及不同信号厂商的信号设备在构成系统时的互联互通。由于这些信号设备和子系统是不同时期开发并叠加到信号系统中的，所以在此基础上构成的信号系统，非一次性按照系统工程理论整体设计，难于发挥系统总体和系统层面的优势。这种简单叠加式的集成缺少系统内数据共享和融合，缺少各子系统之间相互监督和预警，缺少新增无线通信和应答器等设备综合利用，缺少在系统层面实现“故障-安全”的统筹设计。