列控系統

高鐵鐵路是龐大復雜的系統工程，單憑信號系統已不足以確保行車安全，因此發展出一整套由計算機控制的監控系統，以保證列車高速、高效、安全運行。列車自動控制系統(Automatic Train Control, ATC)，簡稱列控系統，是一個深度融合了計算，通信和控制的系統，同時又是安全攸關的系統。它通過3C(Computation，Communication，Control)技術的有機融合與深度協作，實現列車運行過程與信息交互系統的實時感知，動態控制和信息服務。

ATC是控制列車運行方向、運行間隔和運行速度，保證列車能夠安全運行、提高運行效率的系統，可以自動控制列車行駛、確保列車安全和指揮列車駕駛，必須包括列車自動防護系統(ATP)，可以包括列車自動監督系統(ATS)和列車自動駕駛系統(ATO)。ATC可以指示列車允許運行的速度，也可以透過自動降速系統使列車減速至停車。

列車自動控制系統圖

列車自動防護系統(Automatic Train Protection, ATP)作為ATC的子系統，通過列車檢測、列車間隔控制和聯鎖等實現對列車相撞、超速和其他危險的故障／安全防護列車自動控制系統，其功能為自動確定列車最大安全運行速度，連續不間斷地實行速度監督，實現超速防護，自動監測列車運行間隔，以保證實現規定地行車間隔。當列車超過規定速度時即自動制動。

列車自動監督系統(ATS-Automatic Train Supervision)作為ATC的子系統，通過計算器來組織和控制行車，ATS將現場的行車信息傳輸到行車指揮中心，中心將行車信息綜合後，適時無誤的向現場下達行車指令，以保證準確、快速、安全、可靠，提供調整服務的數據以盡可能減小列車未正點運行造成的不便。

列車自動駕駛系統(Automatic Train Operation, ATO)是一種完整的死循環自動控制系統，即列車一方面檢測本列車的實際行車速度，另一方面連續獲取地面給予的最大允許車速，經過計算器的解算，並依據其他與行車有關的因素如機車牽引特性、區間坡道、彎道等，求得最佳的行車速度，控制列車加速或減速，甚至制動。ATO輔助ATP工作，接受來自ATP的信息，其中有ATP速度指令、列車實際速度和列車走行距離。此外還從ATS子系統和地面標誌線圈接受到列車運行等級等信息。根據以上信息，ATO通過牽引／制動線控制列車，使其維持在一個參考速度上運行；並在設有屏蔽門地月台準確停車。

中國列車控制系統(China Train Control System, CTCS)是中國鐵路參照歐洲列車控制系統(European Train Control System, ETCS)，並結合中國國情構建的技術體系。根據功能要求和設備配置，CTCS分為0-4級：

• CTCS-0：由通用機車信號和運行監控記錄裝置組成，是既有線提速前採用的標準，不具有嚴格意義上的列控功能。
• CTCS-1：由主體化機車信號、安全型列車運行監控裝置組，應用於時速低於160公里的普鐵線路。
• CTCS-2：基於應答器和軌道電路傳輸列車控制信息，信息蒐集能控制8公里，應用於時速200-250公里的提速線路。
• CTCS-3：基於無線通信平台(GSM-R)傳輸列車控制信息，軌道電路實現列車佔用檢查，信息蒐集能控制32公里，應用於時速300公里以上的高鐵線路，兼容CTCS-2級列控系統，技術上類似於ETCS Level-3。
• CTCS-4：基於無線通信平台傳輸列車控制信息，取消軌道電路，實現移動閉塞，應用於高速新線或特殊線路，技術上類似於ETCS 
  Level-3。

為確保安全，時速350公里以上的高鐵採用CTCS-2作為備份，當GSM-R出現故障時，ATP會控制列車減速並自動無縫降級至CTCS-2級控車模式繼續行駛，通過軌道電路及應答器發送給ATP生成「目標－距離控製曲線」以控制列車運行。高鐵的計算器上一般重複配置系統的一些部件，當某一部件發生故障或損壞的時候，冗餘配置的部件便會自動介入並承擔故障部件的工作，以減少系統的故障時間。比如在武廣高鐵的動車上，中央處理器(CPU)就有兩個，一個發生故障可以馬上啟動另一個。