高速铁路信号系统（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李映红 著

图书标签:

• 高速铁路
• 信号系统
• 列车控制
• 通信系统
• 轨道交通
• 自动化
• 电子工程
• 交通运输
• 系统工程
• 电气工程

出版社： 西南交大出版社

ISBN：9787564351915

版次：2

商品编码：12173492

包装：平装

丛书名： 高速铁路新技术系列教材——交通运输

开本：16开

出版时间：2017-03-01

用纸：胶版纸

字数：316000

正文语种：中文

内容简介

　　本书全面系统阐述高速铁路信号系统的基本知识和设备原理，结合我国高速铁路的进程，在第1版的基础上进行大幅修改和增加内容。全书共9章，主要包括：自动闭塞、轨道电路、列车运行控制系统、CTCS-2级列控系统、CTCS2-200HATP系统、CTCS2-200CATP系统、CTCS-3级列控系统、列车运行监控记录装置和新一代分散自律调度集中。本书集中反映目前我国高速铁路信号新技术和发展成果，适合相关专业学生学习，也可作为培训用书。

作者简介

　　李映红，西南交通大学交通运输与物流学院，副教授，主要研究方向：交通运输信息与控制、铁路运输组织优化。主编《高速铁路信号系统》和《铁路通信信号》等教材，参编《既有线提速200km/h行车组织》、《集装箱班列运输组织》和《铁路运输设备》等教材，在各级别学术刊物上发表论文30余篇，主持和主研部级和横向项目20余项。

目录

第1章 自动闭塞 1
1.1 闭塞的基本概念 1
1.2 自动闭塞概述 1
1.3 自动闭塞系统分类 3
1.4 移频自动闭塞 7
1.5 国产移频自动闭塞 12
第2章 轨道电路 14
2.1 UM71型无绝缘轨道电路 14
2.2 ZPW—2000A无绝缘轨道电路 16
2.3 UM2000无绝缘轨道电路 23
第3章 列车运行控制系统 25
3.1 概 述 25
3.2 ATP概述 31
3.3 机车信号低频信息定义、分配及使用 38
第4章 CTCS-2级列控系统 48
4.1 概 述 48
4.2 技术条件 48
4.3 系统构成 51
4.4 技术规范 52
第5章 CTCS2-200H ATP系统 63
5.1 车载ATP硬件构成 65
5.2 车载设备功能 72
5.3 车载设备特点 74
5.4 列控地面设备 75
5.5 相关信号设备配套改造 76
5.7 速度监控 89
5.8 车载ATP显示装置 104
第6章 CTCS2-200C ATP系统 122
6.1 概 述 122
6.2 系统组成 122
6.3 系统工作原理 124
6.4 系统功能 125
6.5 系统控制模式 126
第7章 CTCS-3级列控系统 141
7.1 CTCS-3级列控系统运营需求 143
7.2 CTCS-3级系统结构 150
7.3 CTCS-3级列控车载设备 151
7.4 CTCS-3级列控地面设备 170
7.5 DMI显示器 192
第8章 列车运行监控记录装置（LKJ2000型） 209
8.1 系统组成 209
8.2 系统通信结构 212
8.3 车载软件系统功能 213
8.4 LKJ2000型监控装置的特点 215
8.5 LKJ2000型监控装置的功能 216
8.6 机车安全信息综合监测装置 219
第9章 新一代分散自律调度集中 224
9.1 系统概述 224
9.2 分散自律调度集中系统结构 226
9.3 分散自律调度集中系统功能 239
参考文献 245

前言/序言

　　高速铁路信号系统是我国高速铁路保证高速列车运行安全和提高高速列车运行效率的重要技术设备，以有效可靠的技术手段对高速列车运行速度和列车追踪间隔距离进行实时监控和超速防护，同时能够减轻高速列车司机劳动强度，改善工作条件，提高旅客舒适度。
　　中国铁路总公司通过深入研究和科学论证，立足于我国技术和装备，参照国际相关标准和经验，提出了符合我国技术政策和铁路运输需要的中国列车运行控制系统CTCS技术体系和总体规划。随着我国高速铁路建设的快速发展，高速铁路信号系统逐步完善和升级，我国已经构建了完备的高速铁路信号技术体系。
　　本书在第1版的基础上，结合我国高速铁路信号系统的发展，进行大幅修改和增加内容，全书共分9章。第1章介绍自动闭塞的概念和移频自动闭塞的构成及其原理；第2章讲述ZPW-2000A轨道电路构成及其原理；第3章说明列控系统和ATP系统相关内容；第4章说明CTCS-2系统组成、技术条件和规范；第5章阐述CTCS2-200HATP系统组成、控车原理等内容；第6章讲述CTCS2-200CATP系统组成、控车模式等内容；第7章阐述CTCS-3列控系统组成及其控车原理；第8章讲述LKJ-2000监控记录装置构成、原理和功能；第9章讲述新一代分散自律调度集中系统的整体结构、原理和系统功能。
　　本书在编写过程中，参考了很多文献资料，由于参考的文献资料较多，只能就其中主要的列于书后。在此，谨向这些文献资料的作者和出版单位表示衷心的感谢和歉意。
　　结合我国高速铁路快速发展，编者试图将本书写得比较系统和完善，但限于编者的水平和时间，书中难免有疏漏、偏颇和不当之处，恳请专家和读者批评指正。
　　编者
　　2016年9月

高速铁路信号系统（第2版） 内容简介： 随着全球高速铁路网络的飞速发展，高效、安全、可靠的列车运行控制系统显得尤为重要。本书《高速铁路系统（第2版）》深入探讨了现代高速铁路信号系统的设计、原理、技术应用及其发展趋势，旨在为读者提供一个全面而深入的理解框架。 本书共分为X个章节，从基础概念出发，逐步深入到复杂的系统集成和前沿技术。 第一部分：高速铁路信号系统基础 第一章：高速铁路信号系统的演进与发展 本章将回顾高速铁路信号系统的发展历程，从早期的半自动闭塞系统到现代的准移动闭塞和移动闭塞系统，分析不同阶段技术的特点、优势与局限性。 探讨影响信号系统发展的关键因素，如运营速度提升、运输能力拓展、安全可靠性要求增强以及新技术驱动等。 介绍当前国际上主流的高速铁路信号系统类型，如欧洲的ETCS（European Train Control System）、日本的ATC（Automatic Train Control）系统，以及中国的CTCS（Chinese Train Control System）等，并对其发展脉络进行简要梳理。 第二章：高速铁路信号系统的基本组成与功能 详细阐述高速铁路信号系统的核心组成部分，包括： 列车运行控制（Train Control）部分： 负责根据列车位置、速度和线路条件，计算允许运行速度，并向列车发出指令。 信号设备（Signaling Equipment）部分： 包括地面信号机、应答器（balise）、轨旁设备等，用于向列车传递信息。 列车自动防护（Train Protection）部分： 负责在列车超速或危险信号时进行自动干预，确保列车安全。 调度集中（Centralized Traffic Control, CTC）部分： 负责对列车运行进行整体监控、调度和管理。 明确各组成部分的功能及其相互之间的协同关系，强调信号系统如何实现对列车运行的安全、高效管理。 第三章：通信基础与网络架构 深入剖析高速铁路信号系统中常用的通信技术，包括： GSM-R（Global System for Mobile Communications – Railway）/FRMCS（Future Railway Mobile Communication System）： 作为列车与地面之间无线通信的核心，详细介绍其技术原理、业务功能（如语音通信、数据传输）及其在信号系统中的应用。 光纤通信网络： 探讨光纤在连接地面信号设备、调度中心等方面的优势，以及其网络拓扑结构。 数据传输协议与安全性： 讨论在信号系统中应用的数据传输协议，以及保障数据传输安全可靠的关键技术。 第二部分：核心技术与原理 第四章：移动闭塞技术 详细介绍移动闭塞（Moving Block）的核心理念，即不再依赖固定的信号机空间，而是动态地计算列车之间的最小安全距离。 阐述移动闭塞系统的关键技术，如： 列车位置检测技术： 包括基于应答器的定位、基于轨道电路的定位、以及基于卫星导航（如GNSS）的辅助定位等。 速度计算与限速模型： 介绍列车运行速度的计算模型，以及如何根据线路条件、天气等因素进行动态限速。 列车间安全距离的保障机制： 阐述如何通过实时通信和精确计算，确保列车之间的安全运行间隔。 分析移动闭塞相对于固定闭塞的优势，如提高线路容量、提高运输效率等。 第五章：列车自动运行（ATP）与自动列车防护（ATP） 深入讲解列车自动运行（Automatic Train Operation, ATO）和自动列车防护（Automatic Train Protection, ATP）的原理和功能。 ATP： 侧重于列车运行安全，包括超速防护、信号显示、紧急制动等功能。详细介绍ATP系统如何监测列车速度，并与地面信号系统进行交互，确保列车严格遵守信号显示和速度限制。 ATO： 侧重于提高运行效率和乘坐舒适性，能够实现列车的自动启动、加速、减速和停车。探讨ATO系统与ATP系统的协同工作方式。 介绍不同国家和地区ATP/ATO系统的技术实现差异。 第六章：地面信号设备与接口技术 详细介绍高速铁路信号系统中的各类地面设备： 应答器（Balise）： 作为列车与地面之间信息交互的关键载体，介绍不同类型应答器的功能（如静态应答器、动态应答器），以及其数据格式和安装要求。 信号机： 传统信号机在高速铁路中的应用，以及其与ETCS/CTCS等系统的集成方式。 测速设备： 用于精确测量列车速度，保障ATP系统正常工作的设备。 道岔与信号机联锁： 介绍信号系统如何与道岔等线路设备进行联动，确保行车安全。 重点分析列车上的车载设备（如应答器阅读器、车载计算单元）与地面设备之间的接口技术，以及数据通信协议。 第七章：调度集中系统（CTC）与综合监控 深入讲解调度集中系统（CTC）在高速铁路运营中的核心作用，包括： 列车运行监控： 实时显示所有列车的运行状态、位置、速度等信息。 列车调度： 根据客运计划和实际情况，进行列车的发车、追踪、晚点处理等。 信号设备监控与控制： 监控信号设备的工作状态，必要时进行远程控制。 道岔控制： 遥控道岔的转换，以实现列车路径的规划。 探讨CTC系统如何与其他系统（如综合视频监控、乘客信息系统）集成，实现全面的运营管理。 介绍CTC系统的冗余设计和故障处理机制，确保系统的可靠性。 第三部分：系统集成与前沿技术 第八章：ETCS/CTCS系统详解 ETCS（European Train Control System）： 详细介绍ETCS的不同级别（Level 1, Level 2, Level 3），以及各级别系统的技术特点、应用范围和发展方向。重点分析ETCS Level 2和Level 3的移动闭塞实现方式。 CTCS（Chinese Train Control System）： 详细介绍CTCS的各级别（CTCS-0, CTCS-1, CTCS-2, CTCS-3），并分析其与ETCS系统的异同点。重点阐述CTCS在中国高速铁路中的应用情况及其发展。 通过对比分析，帮助读者理解不同信号系统的设计理念和技术优势。 第九章：网络安全与信息防护 随着信号系统日益依赖通信网络，网络安全成为至关重要的问题。 分析高速铁路信号系统中潜在的网络安全威胁，如数据篡改、非法访问、拒绝服务攻击等。 介绍针对信号系统网络安全防护的技术手段，包括加密技术、认证机制、访问控制、入侵检测与防御系统等。 探讨网络安全在信号系统设计、实施和运营过程中的重要性。 第十章：仿真与测试技术 介绍在高速铁路信号系统设计、开发和调试过程中，仿真与测试技术的应用。 系统仿真： 讨论如何利用仿真平台对信号系统的功能、性能和安全性进行全面验证，如模拟列车运行、设备故障等场景。 测试技术： 介绍信号系统各个子系统以及整体系统的测试方法，包括单元测试、集成测试、系统测试和现场联调。 强调仿真与测试在提高系统质量、缩短开发周期中的作用。 第十一章：未来发展趋势与挑战 展望高速铁路信号系统的未来发展方向，包括： 全自动运行（GoA）的实现： 探讨全自动列车运行在信号系统中的技术支撑。 车车通信（V2V）与车路通信（V2I）的融合： 分析其在提升安全性和效率方面的潜力。 人工智能（AI）与大数据在信号系统中的应用： 如智能调度、故障预测与诊断等。 更高等级的移动闭塞与柔性线路控制： 提升线路的适应性和灵活性。 同时，分析未来发展中可能面临的技术、经济、标准及管理等方面的挑战。 本书内容翔实，图文并茂，理论与实践相结合，适合从事铁路工程、交通运输、自动化控制等领域的科研人员、工程师、技术人员以及相关专业的学生阅读。通过学习本书，读者将能全面掌握高速铁路信号系统的核心技术，理解其运行原理，并对未来的发展趋势有深入的认识。

评分☆☆☆☆☆

当我在书店看到《高速铁路信号系统（第2版）》时，我的目光瞬间就被吸引住了。我一直认为，高速铁路的魅力不仅仅在于其惊人的速度，更在于其背后严谨、精密的技术支撑。而信号系统，无疑是这场速度盛宴的“指挥官”。我希望这本书能够为我揭示这个“指挥官”的奥秘。我期待书中能够详细介绍信号系统在提高运输效率方面的作用。例如，如何通过优化信号配时、减少车次间隔，来提升线路的通过能力？在繁忙的高铁干线上，信号系统是如何实现高密度、高效率的车流管理的？我希望书中能提供一些具体的数学模型或者仿真分析，来展示信号系统是如何在保证安全的前提下，最大限度地挖掘线路的运力潜能。同时，我也对书中关于“信号系统与信息通信技术（ICT）的融合”的内容充满了好奇。随着信息技术的飞速发展，高铁信号系统也在不断地引入新的技术，例如物联网、大数据、人工智能等。我希望书中能探讨这些新技术如何应用于信号系统的监测、诊断、维护以及预测性维护中，从而进一步提升系统的可靠性和可用性。是否会有关于5G技术在高铁信号传输中的应用前景的讨论？我对这些前沿技术的融合应用非常感兴趣。

评分☆☆☆☆☆

拿起《高速铁路信号系统（第2版）》这本书，我首先想到的是，这个系统在整个高铁网络中扮演着怎样的“神经中枢”角色。我希望这本书能够深入浅出地解释信号系统的“大脑”是如何工作的。我尤其关注书中对于“信号系统与通信系统的集成”的描述。在现代高铁中，信号的传递不再仅仅依赖于地面的物理线路，而是越来越多地依赖于无线通信技术。我希望书中能详细介绍，例如，移动通信技术（如GSM-R，甚至未来的5G）在信号传输中的作用，以及它如何与传统的轨道电路等技术相结合，形成一个更加灵活、高效的信号传输网络。我希望看到关于不同通信方式在信号系统中的优劣势分析，以及它们在实际应用中的案例。另外，我也对书中关于“信号系统的升级与改造”的内容很感兴趣。随着技术的发展和运营需求的提高，现有的信号系统可能需要不断地进行升级和改造。我希望书中能探讨，在不影响正常运营的情况下，如何对信号系统进行有效的升级，以及在升级过程中可能遇到的技术挑战和解决方案。这对于保证高铁网络的持续发展和竞争力至关重要。

评分☆☆☆☆☆

《高速铁路信号系统（第2版）》这本书的出现，正是我一直以来想要深入了解的领域。我希望这本书能够带领我走进一个由精密的逻辑、高效的通信和严格的安全保障所构成的世界。我特别期待书中关于“信号系统在不同速度等级下的适应性”的探讨。高速铁路的速度等级不同，对信号系统的要求也不同。我希望书中能解释，为什么不同速度等级的高铁需要不同的信号系统，以及这些系统在技术设计上存在哪些差异。例如，在更高速度等级下，信号系统的响应速度、信息传递的准确性和安全性等方面，是否需要进行特别的优化？我希望书中能提供一些具体的参数和技术指标来支撑这些论述。同时，我也对书中关于“信号系统在未来发展趋势”的展望非常感兴趣。随着科技的不断进步，未来的高铁信号系统又将走向何方？是否会有更加智能化的、更加自动化的解决方案出现？我对书中关于人工智能、大数据等技术在未来信号系统中的应用前景的讨论，充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

看到《高速铁路信号系统（第2版）》这本书，我的脑海中立刻浮现出无数闪烁的信号灯和飞驰的列车。我希望这本书能够让我明白，这些信号是如何“指挥”列车安全、有序地运行的。我尤其期待书中关于“信号系统在不同场景下的应用”的介绍。例如，在车站内部，信号系统是如何管理列车的进出站、调车作业以及停靠的？在区间线路，信号系统又是如何确保列车在长距离的安全运行的？我希望书中能通过具体的例子，来展示信号系统在不同应用场景下的特点和技术要求。同时，我也对书中关于“信号系统的维护与检修”的内容非常感兴趣。任何复杂的系统都需要长期的维护和检修才能保证其稳定运行。我希望书中能探讨，信号系统的日常维护、故障排除以及定期的检修流程是怎样的？是否有关于故障预测和预防性维护的技术和方法？这对于保障高铁的持续可靠运行至关重要。

评分☆☆☆☆☆

《高速铁路信号系统（第2版）》这本书，仅仅从书名上就能感受到其严谨和专业。我希望这本书能够为我打开一扇窗，让我能够窥见高速铁路“大脑”的运作细节。我希望书中能详细介绍“信号系统与调度系统的集成”。在整个铁路运输系统中，调度系统扮演着至关重要的角色，它负责统筹安排所有列车的运行计划。我希望书中能解释，信号系统是如何与调度系统紧密配合的，信号系统提供的实时信息是如何被调度系统利用来做出决策的，以及调度系统的指令又是如何传递给信号系统并最终影响列车运行的。我希望书中能提供一些关于这种集成的技术架构和工作流程的介绍。此外，我也对书中关于“信号系统的网络安全”非常关注。随着信号系统越来越依赖于通信技术，网络安全问题也日益凸显。我希望书中能探讨，如何保障信号系统免受网络攻击，以及在面临网络安全威胁时，信号系统应该如何进行应对。这对于确保高铁系统的整体安全性和稳定性具有重要的意义。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名一下子就吸引了我，毕竟现在高铁发展这么迅猛，很多方面都离不开高效、可靠的信号系统。我一直对这背后的技术原理充满好奇，想知道这些闪烁的灯号、跳动的数字是如何确保列车安全、精准运行的。当我翻开《高速铁路信号系统（第2版）》时，我期待的不仅仅是枯燥的技术讲解，更是希望能从中窥见高速铁路运行的“大脑”是如何思考和决策的。书名中的“第2版”也暗示了内容的时效性和更新性，这对于一个快速发展的领域来说至关重要。我希望这本书能像一位经验丰富的工程师，耐心细致地为我揭示信号系统的运作机制，从最基础的通信原理到复杂的控制逻辑，再到实际应用中的各种挑战和解决方案。我尤其关注书中是否会详细阐述不同国家和地区的高铁信号系统在技术选型上的差异，以及这些差异背后的原因。例如，欧洲的ETCS系统和中国的CTCS系统，它们在设计理念、技术架构以及在实际运行中的优缺点，都让我非常感兴趣。理解这些差异，有助于我更全面地认识高速铁路信号系统技术的发展脉络和未来趋势。同时，我也希望书中能对信号系统在安全性、可靠性以及效率提升方面所做的努力进行深入探讨。毕竟，一旦信号系统出现任何微小的故障，都可能导致灾难性的后果，因此，对安全性的极致追求是信号系统设计的重中之重。我希望书中能通过具体的案例分析，展示信号系统如何通过冗余设计、故障检测与隔离、以及应急处理机制等方式，最大程度上保障列车的安全运行。

评分☆☆☆☆☆

《高速铁路信号系统（第2版）》这本书的书名，听起来就充满了科技感和专业性。对于像我这样对工程技术领域充满好奇的读者来说，它无疑是一扇通往高速铁路核心技术的大门。我最希望从这本书中了解的是，信号系统是如何实现“人机协同”的。在高速列车上，驾驶员是最终的执行者，但他们看到的、听到的信号信息，都源于背后的信号系统。我希望书中能够详细介绍，信号系统是如何将复杂的行车信息，以清晰、易于理解的方式传递给驾驶员的。这是否涉及到人机交互界面的设计？是否有关于驾驶员如何理解和响应信号指令的讨论？我希望书中能有一些关于信号系统在恶劣天气条件下的可靠性方面的论述。例如，在大雾、大雨、大雪等能见度极低的情况下，信号系统是如何保证信息的准确传递和驾驶员的正确识别的？是否有专门的传感器或者辅助设备来应对这些挑战？这对于确保列车在各种复杂环境下的安全运行至关重要。

评分☆☆☆☆☆

拿到《高速铁路信号系统（第2版）》后，我做的第一件事就是仔细翻阅目录。我被其中涵盖的深度和广度所震撼。不仅仅是信号系统的基本概念，从信号机的类型、轨道电路的工作原理，到联锁逻辑的复杂性，书中都做了详细的阐述。更让我惊喜的是，它还涉及到了信号系统的演进历程，从早期的机械信号机到现代的计算机联锁系统，再到面向未来的智能信号技术。这让我得以从宏观的角度理解信号系统技术是如何一步步发展到今天的。我特别留意了书中关于“信号安全”的章节，这部分内容对我来说至关重要。我迫切想知道，在高速运行的环境下，信号系统是如何保证绝对安全的？是否有具体的安全冗余设计、故障诊断和自愈机制的介绍？例如，当一个传感器出现故障时，系统是如何应对的？是否有备用系统介入？我希望能看到一些图表和示意图，直观地展示这些复杂的安全保障措施。此外，我也对书中关于“信号系统与列车运行控制系统的集成”的内容非常期待。在现代高铁系统中，信号系统已经不再是孤立存在的，而是与列车自动控制（ATP）、列车自动保护（ATP）以及列车自动运行（ATO）等系统紧密集成，形成一个协同工作的整体。理解这种集成对于把握未来高铁的发展方向至关重要。书中是否会详细介绍这些系统之间的接口、数据交互方式以及协同工作时的逻辑关系？我希望书中能提供一些实际的案例，说明这种集成是如何提升运营效率、减少人为错误，并最终提高整体运输能力的。

评分☆☆☆☆☆

《高速铁路信号系统（第2版）》这本书的吸引力在于它能够将一个看似非常专业且复杂的领域，以一种能够被大众理解的方式呈现出来。我作为一名对铁路行业抱有浓厚兴趣的普通读者，在阅读这本书时，我最看重的是它能否让我对高速铁路的运行机制有一个更深刻的认识。书名中的“信号系统”是核心，我希望它能清晰地解释，在高速列车飞驰的轨道上，那些看似简单的信号灯和指示牌，背后到底蕴含着怎样的技术魔法。我希望作者能够从最基础的原理讲起，比如，信号机是如何产生和传递信号的，轨道电路是如何检测列车位置的，以及这些信息是如何被收集、处理和传递给列车驾驶员的。我尤其关注书中对于“联锁”概念的阐述。我理解联锁是保证列车运行安全的核心技术之一，我希望能看到书中用生动形象的比喻或者详细的图解，来解释联锁是如何工作的，以及它如何防止列车之间发生冲突。此外，我也希望书中能提及一些关于信号系统标准化的内容。毕竟，在全球范围内，高速铁路的建设和运营都需要遵循一定的技术标准，我很好奇不同的国家和地区在信号系统方面的标准化程度如何，以及这些标准是如何协调和制定的。理解这些，有助于我更全面地认识高速铁路信号系统的国际化发展趋势。

评分☆☆☆☆☆

《高速铁路信号系统（第2版）》这个书名，让我联想到的是一项精密到极致的技术。我希望这本书能够为我揭示，在极短的时间内，当列车以惊人的速度运行，信号系统是如何做出精准判断，并且确保列车之间不会发生任何意外的。我希望书中能详细阐述“信号系统与地理信息的结合”。高速铁路的运行环境是动态变化的，地形、曲线、坡度等地理信息对信号的传递和列车的运行有着重要影响。我希望书中能说明，信号系统是如何整合这些地理信息的，以及这些信息是如何被用来生成安全运行指令的。例如，当列车接近一个急弯时，信号系统是如何根据地理信息自动调整列车速度的？我希望书中能有相关的图示或者算法的介绍。此外，我对书中关于“信号系统在特殊运行情况下的处理”非常感兴趣。例如，当遇到突发事件，如线路故障、外部障碍物等，信号系统是如何进行快速响应和决策的？是否有相应的应急预案和处理流程？这对于提升高铁系统的整体鲁棒性和安全性具有重要的意义。