列车运行控制系统安全性设计技术
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第一章 绪论

轨道交通是指利用轨道列车进行人员、货物运输的方式,特定而言是以机车、车辆为移动设备(以下简称列车)、线路(轨道、桥梁、隧道等)为固定设备、以站场(车站、编组场等)为运输生产基地实现运输功能的庞大系统。目前常见的轨道交通主要有铁路、城市轨道交通和磁悬浮交通。

轨道交通列车具有速度快、质量重、制动距离长、在区间内一般不能避让的特点,为确保行车安全,必须确保在同一时间不能把同一资源——轨道分配给多列列车,列车运行中不能给“本列车”或其他列车(或环境)带来风险。为使轨道交通系统高效运营,必须尽可能晚地给列车分配资源,尽可能快地释放资源,为此,需要行车指挥系统按运行计划,可靠、安全地指挥列车(或机车)等移动设备,在轨道交通系统中安全、高效地运行。行车指挥系统的主要技术装备称之为轨道交通信号系统,简称信号系统。

信号系统最早随着铁路的出现应运而生,随着运输需求的多样化和复杂性以及科学技术的发展,特别是通信技术、计算机技术、网络技术和自动控制技术的发展及其在信号领域的应用,信号系统的功能和内涵发生了巨大的变化。信号系统已发展成为确保列车行车安全、缩短列车追踪间隔、提高运输效率、提供列车运行信息和改善劳动强度的基础设备,是轨道交通的关键技术装备之一。信号设备一般包括车站联锁系统、列车运行控制系统(含区间闭塞系统)、调度集中系统(CTC)和信号集中监测系统(CSM)等。

列车运行控制系统(简称列控系统)是铁路信号系统的重要组成部分之一,由地面设备、车载设备、车地信息传输设备等构成,以技术手段对列车运行方向、运行间隔和运行速度进行控制,确保列车能够安全运行、提高运行效率。在不同的应用场合,列控系统的设备构成也有所差异。

本章将在简要描述轨道交通列车运行控制系统特点的基础上,首先说明传统铁路信号故障—安全技术的产生与发展历程、传统铁路信号故障—安全技术特征以及向具有概率特性的广义安全概念的发展概况,然后列举了IEC 61508以及EN 50126、EN 50128、EN 50129和EN 50159等安全标准的主要内容,最后给出了以微处理器等大规模集成电路或超大规模集成电路为核心的复杂微电子系统引入铁路信号系统过程中出现的几种典型铁路信号系统安全结构的技术特征描述。