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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