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第1章 绪论 1

1.1 概述 1

1.2 高速列车运行控制系统 5

1.2.1 日本高速列车运行控制系统 6

1.2.2 欧洲高速列车运行控制系统 7

1.2.3 中国高速列车运行控制系统 9

1.3 高速磁悬浮列车运行控制系统 10

1.4 本书的基本框架 12

第2章 高速列车运行控制系统原理和结构 13

2.1 概述 13

2.1.1 高速列车运行控制系统的原理 13

2.1.2 高速列车运行控制系统的结构 16

2.2 中央控制子系统 20

2.2.1 原理 20

2.2.2 结构 22

2.3 地面控制子系统 23

2.3.1 原理 23

2.3.2 结构 26

2.4 车载控制子系统 28

2.4.1 原理 28

2.4.2 结构 30

2.5 通信网络子系统 32

2.5.1 地面通信网络 32

2.5.2 车-地通信网络 32

第3章 高速列车运行控制系统关键技术 36

3.1 概述 36

3.2 安全计算机 37

3.2.1 基本需求 37

3.2.2 容错计算机 38

3.2.3 软硬件安全设计 45

3.2.4 安全输入输出接口 54

3.3 RAMS设计 59

3.3.1 RAMS各要素之间的关系 59

3.3.2 影响系统RAMS的因素 60

3.3.3 高速列车运行控制系统RAMS的管理 61

3.3.4 若干安全标准 64

3.4 车-地通信 65

3.4.1 GSM-R无线通信 66

3.4.2 安全通信 73

3.4.3 38G无线通信系统 74

3.5 列车测速和定位 75

3.5.1 轮轴测速 76

3.5.2 雷达测速 82

3.5.3 查询应答器定位 84

3.5.4 卫星导航定位 85

3.5.5 多传感器信息融合的测速定位 88

第4章 欧洲列车运行控制系统 90

4.1 ETCS简介 90

4.1.1 ETCS系统构成 91

4.1.2 ETCS运行模式 95

4.1.3 ETCS主要特点 95

4.2 ETCS-1级列车运行控制系统 96

4.2.1 无注入功能的ETCS-1级概述 96

4.2.2 有注入功能的ETCS-1级概述 97

4.2.3 原理和特点 97

4.3 ETCS-2级列车运行控制系统 98

4.3.1 概述 98

4.3.2 原理和特点 99

4.4 ETCS-3级列车运行控制系统 100

4.4.1 概述 100

4.4.2 原理和特点 100

4.5 ETCS三个主要等级的特征和功能比较 101

4.6 等级转换 102

4.7 ETCS在高速铁路中的应用 103

第5章 中国列车运行控制系统 106

5.1 CTCS系统分层结构 106

5.2 CTCS-2级列控系统 107

5.2.1 系统组成 107

5.2.2 车载系统工作模式 110

5.2.3 基本工作原理 111

5.3 CTCS-3级列控系统 119

5.3.1 系统组成 120

5.3.2 运营场景 123

5.3.3 基本工作原理 125

5.4 CTCS-3级与CTCS-2级列控系统比较及应用 136

5.4.1 CTCS-3级与CTCS-2级列控系统比较 136

5.4.2 CTCS-3级和CTCS-2级列控系统的运用情况 137

第6章 高速磁悬浮列车运行控制系统 139

6.1 高速磁悬浮列车系统的特点 139

6.2 运行控制系统组成 140

6.3 基本功能 144

6.4 磁悬浮系统运行模式 148

6.4.1 A模式——正常运行模式 149

6.4.2 B模式——降级运行模式 149

6.4.3 C模式——维护运行模式 150

6.5 列车运行模式和列车驾驶模式 150

6.5.1 列车运行模式 150

6.5.2 列车驾驶模式 151

6.5.3 列车运行模式转换条件 151

6.6 系统功能介绍 151

6.6.1 操作控制准备 151

6.6.2 运行准备 152

6.6.3 列车运行执行 155

6.7 38G无线通信 157

6.7.1 系统组成 157

6.7.2 系统关键技术 159

第7章 高速列车运行控制系统的仿真与测试 163

7.1 仿真平台总体架构 163

7.1.1 仿真目标 163

7.1.2 仿真模型与算法 164

7.1.3 基于最小系统的仿真平台 166

7.2 测试 183

7.2.1 系统测试方法 183

7.2.2 CTCS-3测试案例 185

7.2.3 CTCS-3测试序列 187

7.3 互联互通测试 189

7.3.1 互联互通测试的重要性 189

7.3.2 互联互通测试方法 190

7.3.3 互联互通测试平台示例 192

第8章 高速列车运行控制系统安全保障 195

8.1 高速列车运行控制系统安全保障总体架构 195

8.2 安全管理 197

8.2.1 安全管理的基本思想 197

8.2.2 安全管理的要素 198

8.2.3 安全管理的实施框架与模式 201

8.2.4 安全管理的过程要素 203

8.2.5 安全管理中的配置管理 205

8.3 安全论证 206

8.3.1 安全论证的作用 207

8.3.2 安全论证中的证据与假设 209

8.3.3 安全证明文件的定义与类型 209

8.3.4 安全证明文件开发需求 210

8.3.5 安全证明文件的结构 210

8.4 独立安全评估（ISA） 213

8.4.1 独立安全评估的定义 213

8.4.2 独立安全评估的作用 214

8.4.3 安全评估各方的职责和任务 215

8.4.4 独立安全评估中的活动 222

8.4.5 独立安全评估的专业资质需求 224

8.5 列车运行控制系统安全保障案例分析 225

8.5.1 CBTC系统的安全管理体系 225

8.5.2 CBTC系统安全论证 229

8.5.3 CBTC系统安全评估 231

第9章 展望 238

9.1 高速铁路的发展 238

9.2 高速列车运行控制系统的发展 239

参考文献 245