本专栏主要内容是概述日本高铁（新干线）采用的ATC列车运行控制系统，及JICA（日本国际协力机构）对该系统在印度高铁的应用提出的意见，部分内容参考JICA给印度修建孟买—艾哈迈达巴德高速铁路写的可研报告。特别说明：参考资料均来自中国内地互联网环境，在投稿本专栏之前，本人没有看过日语维基对新干线ATC系统的任何描述。
关键词：列车运行控制系统、印度高铁、ATC、ETCS、CTCS、列控联锁一体化、青函隧道，无线通信
往期专栏：
【联队长说高铁13】概述高速列车交—直—交流电传动技术和创新的电力电子牵引变压器
【联队长说高铁14】ERTMS（欧洲铁路交通管理系统）综述（上）
【联队长说高铁15】ERTMS（欧洲铁路交通管理系统）综述（下）
【联队长说高铁16】概述西门子Velaro Novo高速动车组
写给铁路“小白”——列车运行控制系统概述
原铁道部总工程师，中国工程院院士何华武说过，高速铁路具有“高速度、高密度、高平顺，高可靠性”等基本属性。那么为了保证高速列车在安全的前提下实现“高速度、高密度”，提高运输效率，高速铁路必须要有高速、可靠的列车运行控制系统。列车运行控制系统（简称“列控系统”）是保证列车安全高效运行的“大脑和神经”，是集计算机技术、通信技术和控制技术为一体的行车指挥、列车运行控制和管理的自动化系统。
从功能上说，列控系统主要任务是控制列车的运行间隔，即根据车站的进路（进路由计算机联锁系统控制）、前行列车的位置、安全追踪间隔等向后续列车提供行车许可或移动授权（Movement Authority，简称MA）。行车许可既是列控系统的轨旁设备（Wayside Device或Zone Controller）向列车释放线路资源的凭证，也是列车自身安全运行的凭证，包括线路信息、“目标—距离”关系，目标速度和当前限速等信息，由列控车载设备对列车运行速度进行监督和控制。
在控制思想上，列控系统在铁路区间内通过闭塞方法控制列车的运行间隔。闭塞就是和外界隔绝的意思，就是把一段线路（区间）封闭起来，暂时不允许其他列车进入。闭塞的方法有时间间隔法和空间间隔法。铁路诞生初期，为了不让前后列车发生追尾事故，人们首先想到的是用时间间隔法，即前一趟列车开出车站进入区间后,等待一定时间，比如等待4分钟后（如图1），再向该区间发出下一趟列车。这个方法具有很大的安全隐患，如果前面的列车因某种原因临时限速或临时停车，后面的列车就很容易追尾。1842年，英国人库克提出了空间间隔法（如图2），即让列车间保持一定空间距离的运行方法。这个想法与人们驾驶汽车相似，汽车司机通过目视，与前车保持一定的距离而不至于追尾。但高速列车制动距离长，尤其是时速350公里的动车组的制动距离达到6500米及以上，而人的视觉范围有限，火车司机不可能再通过目视来保证与前面列车的距离。那么，空间间隔法是如何在铁路上实现的呢?
图1：
图2：
人们通过技术手段，把一条完整的线路分成若干个适当长度的区间，每个区间称为一个闭塞区间或一个闭塞分区。假如某列列车进入了某个空闲（Free）的闭塞区间，那么该区间经占用检查设备（轨道电路或计轴器）检查后确认被占用（Occupied），不会再允许其他列车进入该区间。换言之，同一时间、同一闭塞区间内不允许有两列以上的列车存在，这是保证列车安全运行最可靠的基本原则。列控系统对列车运行间隔的控制，都是基于对闭塞区间的占用检查来进行的。
列控系统要实现列车的自动防护（Automatic Train Protection，简称ATP）、自动监控（Automatic Train Supervision，简称ATS）和自动运行（Automatic Train Operation，简称ATO）三大功能，依靠针对列车的测速定位系统提供唯一正确的运行位置和速度信息。轮轨列车的测速及定位主要依靠轮轨关系，即列控车载设备利用安装在转向架上的速度传感器，将车轮的旋转转换为速度脉冲，进行测速，再结合区间占用检查设备、应答器、漏泄电缆等各种轨旁设备进行定位。
磁悬浮列车消灭了轮轨列车的两大关系——弓网关系和轮轨关系，只剩流固耦合关系，由于磁悬浮列车是利用电磁原理来实现列车的悬浮、导向和驱动，所以磁悬浮铁路没有轨道电路，磁悬浮列车的测速及定位都是不和轨道接触的，目前大规模采用相对测速定位方法，一是计数轨枕，在车底安装接近开关对轨道金属轨枕进行检测计数来获得定位并推算速度，用于长沙及北京城市磁悬浮系统；二是长定子齿槽计数结合绝对定位标志板的位置更新，用于上海高速磁悬浮系统；三是长定子极距检测结合绝对定位信标的位置更新，用于德国TR高速磁悬浮系统；四是感应交叉回线，用于国防科技大学试验线、江西理工大学永磁轨道车辆试验线、日本名古屋HSST试验线和日本中央新干线。绝对测速定位方法有脉宽编码感应和微波测速定位等，因测试系统较复杂、设备安装及维护成本较大，未大规模采用。
日本新干线数字ATC（Digital-Automatic Train Control）列车运行控制系统概述
日本建议印度的孟买—艾哈迈达巴德高速铁路（Mumbai-Ahmedabad High Speed Railway）（如图3）采用日本新干线的ATC列车运行控制系统，以满足时速320公里的常态化运营。
数字ATC系统由日本铁道综合技术研究所（简称“日本铁道综研”）和东日本旅客铁道公司开发。JICA对数字ATC是这样界定的（如图4）：
JICA表示第5类列车运行控制系统具有动态且连续的速度曲线，更适合运用在高速铁路，包括数字ATC（日本和中国台湾地区）、CTCS-3（中国内地及香港地区）、ETCS-2（欧洲）、KTCS-2（韩国）、LZB（德国）和TVM430（法国）。
我们来分析一下：
具有动态的速度曲线，表明列车移动授权发放和更新的速度可以适应列车的高速运行，列车从当前速度变化到目标速度的速度曲线也就可以及时地进行动态调整（如图5）：
具有连续的速度曲线，意味着在制动方式上，列车采取的是一次性的制动行为；在速度曲线的类型上，列车速度的变化（如图5）是一条连续的平滑的曲线，不是呈阶梯式的变化。列车运行有几个方面的问题得到了改善：
一是列车的制动系统进行重复制动和缓解制动（Release the Brake）的问题。我们知道东海道新干线和山阳新干线开通之后，它的模拟制ATC列控系统采用阶梯式的速度曲线，地面设备检测到列车的位置后，根据列车与前车或者目标速度点（比如站台末端）的距离，从既定的音频信号选出合适的信号数值（单位是赫兹），赋予列车到前车或目标速度点之间的各个闭塞区间，按照音频信号和限制速度的对应关系，将不同闭塞区间内的限制时速划分为30公里、70公里、120公里、170公里、230公里、270公里和300公里（如图6）。70km/h和120km/h的限速主要用在弯道、道岔和施工区域。东北和上越新干线开行E2系列车后，限制时速划分为30公里、75/70公里、110公里、160公里、210公里、275公里/240公里。
列控系统轨旁设备再将各个区间的限速发送到司机面前的列控车载设备，怎么发送呢？靠轨道电路（Track Circuit）。钢轨是可以导电的，闭塞区间内的左右两根钢轨可以构成一个独立的电气回路，这个电气回路就是轨道电路。信号电流在轨道电路内流动，当列车进入一个闭塞区间的入口后，车头下方的轨道电路读取器（Track Circuit Reader，简称TCR）通过钢轨内的轨旁设备发出的信号电流时，和钢轨内的信号电流产生电磁感应，TCR天线的电压会产生变化，可以检测信号电流的大小和频率，列控车载设备就检测出信号电流传输的信息，含限速信息，司机就知道接近哪个闭塞分区需要减到一个什么速度（如图6）。日本新干线的闭塞区间长度一般为1.2至1.5公里，区间不设地面信号机。由于模拟制ATC系统采用设备优先原则的设计理念，制动过程可以机控而不依赖人控，列控车载设备可以强行控制列车从270km/h逐步下降到30km/h，司机可以在进入2号闭塞分区之后按下确认按钮，缓解列控车载设备实施的制动行为，列车继续前行，接近到距离前车所在的闭塞分区的入口处150米的P点，轨旁设备发出制动命令，列车的制动系统自动动作使列车停车。如果司机不按下确认按钮，制动行为则不予缓解。东海道新干线列车越过进站信号机的进站时速过去是30公里，现在能达到70公里，当列车越过站台末端进站停车，司机按操作规定缓解机控制动行为，手动对标停车。
图6：
模拟制ATC系统虽然通过设备优先的理念部分地缓解了司机的疲劳驾驶行为，但由于采用阶梯分级式的速度曲线，列车需要多次施加和缓解列车制动，乘客感觉不舒适，列车制动系统的电耗和磨耗会增加，而且列车在不同的闭塞区间进行制动，都存在不产生制动力的制动空走时间和距离，不利于空间闭塞法概念下列车运行间隔的缩短。
二是列车充分发挥制动性能的问题。我在之前的专栏里讲过，列车的制动性能主要由列车的紧急制动距离决定（如下文）。
为了安全导向，阶梯式速度曲线只能按照制动性能最差的列车的制动距离来划分列车前方不同闭塞区间的限制速度，使制动性能更好的列车也要按照性能差的列车的速度曲线提前制动。连续平滑的速度曲线使制动性能更好的列车可以在更多时间里保持在更高的运行速度，缩短运行时分，也利于不同速度等级的高速列车共线运行。如图7：
三是解决高铁提速后列控轨旁设备和列控车载设备均需改动的问题。
日本新干线的模拟制ATC系统对流经钢轨的信号电流加入振幅调制（Amplitude Modulation，简称AM）方法。调制，指的是采用基带信号（需要传输的信号）按照一个欲传输的信号（如声音、图像）的特点去变动一个信号（如周期性高频电磁振荡，也就是载波）的一个或几个参数（如振幅、频率，相位等）的过程。AM调制可以改变电流振幅的大小。改变振幅大小的频率被称为调制频率，调制频率为10Hz表示当前限速210km/h，其它限速也有对应的调制频率，如15Hz、22Hz、29Hz、36Hz、41.5Hz。地面或轨旁的调制器根据限速指令，用区间限速对应的调制频率对信号电流的载波频率进行调制。调制后的信号电流经继电电路和发送器发往模拟制音频轨道电路（Audio Frequency Track Circuit，简称AFTC），通过发送模拟信号的形式向列车传递列控信息，含移动授权信息，列车接收后由列控车载设备的逻辑电路对信号电流进行解调，获知移动授权信息。日本的AFTC最初采用电源同步（即载波的频率和电源的频率同步变化）的单边带调制（Single Sideband Modulation，简称SSB），SSB是AM的一种高效形式，具有频谱利用率高、通信距离远、抗干扰力强等特点。
振幅调制概述：https://blog.csdn.net/qq_44431690/article/details/105478661、https://www.mathworks.com/help/signal/ug/single-sideband-modulation-via-the-hilbert-transform_zh_CN.html
虽然日本新干线从最初采用单频的电源同步SSB轨道电路改用双频的SSB轨道电路，向列车传递的列控信息从原来不到10位（bit）提高到12位【1】，安全性也有所提高，但是高铁提速需要增加新的速度信号，轨旁设备和车载设备都需要追加附属设备。随着信息技术的进步，这个问题在改用数字编码式音频轨道电路并实现平滑且连续的速度曲线之后得到了改善。
数字ATC列车运行控制系统应用于采用最小移频键控（Minimum Shift Keying，简称MSK)对载波进行调制的传送数字信号的无绝缘轨道电路。无绝缘轨道电路采用谐振式电气绝缘。MSK调制是让轨道电路的电流从中心频率f变化为一定的频率(△f），通过（f+△f）和（f-△f）两种频率，传送“0”、“1”位列。轨道电路的编号和移动授权等列控信息预先转换成“0”、 “1”位列，再把这个位列转换成（f+△f）和（f-△f）的频率接人轨道。载波的频率是425Hz和475Hz两种，基带传输速率是25位/秒，频偏是±6.25Hz。轨道电路不再传递模拟信号，而是数字信号。和AM调制相比，MSK调制占用频带窄，可以实现高速传送，使ATC系统的信号频带宽度介于50Hz的电源频率和100Hz的奇次高次谐波之间以避开奇次高次谐波。
无绝缘轨道电路在轨道电路的分界处设置共振电路，在区间外设置无法通过电流的装置，不设阻抗连接器，并从列车运行方向，分别向轨道导入检测列车的电流和传送信息的电流。用于检测列车的发送机、接收机如图8所示进行配置，从中间的发送机②和③出来的电流流向接收机②和接收机③，即无绝缘轨道电路检查闭塞区间占用情况时采用“中间发送两端接收”的方式。用于数字ATC的发送机配置在各轨道电路分界处。轨道电路分界处所需的左右两侧的轨道电路接收机（2种）和用于数字ATC的发送机安装在一个单元上。当检测到列车占用某一段轨道电路后，在列车的安全车头正好进入下一段轨道电路的时候，向该被占用的轨道电路区间导入列控信息。
导入列控信息的过程是：用于数字ATC的列控信号在软件控制的列车自动保护（Automatic Train Protection，简称ATP）逻辑控制器内产生，发送至轨旁的发送机/接收机，发送机内的功能组件采用MSK对信号进行数字编码，并传输到轨道电路。接收机对从轨道电路接收到的信息予以解调。轨道电路平时传输列车占用检查信号，列车占用轨道电路后，发送机转而发送列控信号，列车的TCR感应到列控信号电流，由列控车载设备解调，获得列控信息，轨旁接收器随着发送信号的改变而改变接收信号，如图11。
模拟制ATC系统采用不同的频率传输闭塞区间占用检查和移动授权信息。检查闭塞区间占用需要继电器，每个音频信号调制后都需要借助单独的继电电路发送至钢轨，导致整个系统需要大量不同的继电器。数字ATC在软件方面兼顾了对闭塞区间占用检查和移动授权两方面信息的处理，且ATP逻辑控制器和DSP等元件取代了大量继电器，使轨旁设备和车载设备具有一定程度的集成化，在更轻、更小的同时，改造也更加容易，且利用数字编码的轨道电路向列车传输的列控信息也更多。
图8：
轨旁设备的功能是：
根据接收的ATC报文的有效性判断闭塞区间的占用情况；
以轨道电路为单位对列车进行定位；
根据列车的进路和ATP的信息确认列车停车所在的轨道电路；
传输列控信息：编辑当前的轨道电路编号、停车所在的轨道电路编号和列车运行方向的限速信息（含临时限速）等，添加CRC（Cyclic Redundancy Check，循环冗余校验，用于错误传输检测）纠错码和一个序列号，并将其发送到轨道电路。如果轨旁设备检测到列车需要立即停车的信息，轨旁设备可以向相关轨道电路发送紧急停车的信号。
概括地说，轨旁设备可以发送含6位的序列号、34位的列控数据和8位的CRC纠错码的报文，如图9。CRC纠错码用来检测报文信息中1位、2位、3位、奇数位错误和小于8位的突发错误。列控信息包括：轨道电路的编号、至前车的空闲区间数、接车或发车股道、临时限速，紧急停车等。列控数据都要带上CRC纠错码。报文周期是1350ms，传送速度是64bps。
图9：
具体地说，列控数据分不同的格式。
轨道电路的编号由16位组成，其中：线路区段2位(4线区)；上/下行线1位；车站/区间5位(32个区间)；站内/区间区分码1位；轨道电路编号7位(128段轨道电路)。根据轨道电路信息确认车站或区间内轨道电路的位置。
至前车的区间空闲数由5位组成，5位可以表示32个区间，假设轨道电路长1公里，就可以表示前方32公里的空闲信息。
接车或发车股道信息由3位组成，3位可以表示8个股道，供列控车载设备判断道岔开通方向。
临时限速由9位组成，即至前车的区间空闲数5位加上限速种类4位（16种限速），在限速300km/h的区间，能够以20km/h为限速单位。
2004年有文献表明数字ATC报文扩充到58位。
列控车载设备的功能是：
先根据报文中轨道电路的编号来确定列车当前运行的区域，再根据车轮的测速发电机检测列车进入某段轨道电路后车轮转动的次数并发出信号，来连续识别列车的速度和位置。日本的测速发电机跟CTCS（中国列车运行控制系统）的速度传感器——将车轮的转速转换成速度脉冲发送至车载ATP设备的安全计算机，是同样的原理。列车通常运行中的速度检测误差在2%以下，位置检测的误差在10米/10千米以下。为了防止因车轮的空转、打滑造成的误差及其误差的积累，在闭塞区间的入口（每隔大约3公里）设置了表示绝对里程标的地面无源应答器，向列车传送里程信息。列车的应答器传输模块（Balise Transmission Module，简称BTM）通过识别安装在地面上的无源应答器的里程信息再校正列车位置，如图10和图11：
图11：
具备对所有可能提前成为停车区段的轨道电路的速度检查模式，含行车制动模式（NB）和紧急制动模式（EB）。速度检查模式包括这些内容或考虑这些因素：列车的制动性能、列车的运行阻力、制动距离的冗余度、线路坡度、道岔和弯道的常规限速等。其实就是列控车载设备提前存储了很多张不同的速度曲线图，根据移动授权，考虑制动性能等这么多因素后，指定一张最合适的图来控制列车制动。根据九州新干线的数字ATC的相关资料，常规制动的距离设计裕度是90米，紧急制动的距离设计裕度是40米。模拟制ATC系统毫无疑问地没有速度检查的功能。不过我认为NB也分强弱，即列车速度低于限速时采取弱NB，高于速度曲线时采取强NB，列车因减速度不足使当前速度大大高出速度曲线时才会产生EB。
接收临时限速，即列控车载设备根据轨旁设备发送的临时限速信息，采取某个临时限速对应的速度检查模式，依据该速度检查模式控制列车制动。
显示列车当前速度和目标速度。如图12，以三菱重工有限公司开发的某线数字ATC系统对应的列控车载设备为例：
列控车载设备存储了每一段轨道电路的起点和终点里程标、沿线的道岔位置和道岔限速、弯道的位置及其曲线半径、坡道的位置和坡度大小，闭塞区间空闲数和MA长度之间的关系等固定的线路数据和列车的长度、加速度、减速度等列车数据，根据轨旁设备发送的报文，得出列车至目标速度点或MA终点的距离，结合速度检查模式，生成连续且平滑的速度曲线。如图13、图14和图15：
图14：
图15：
值得一提的是，日本新干线列车最初用打孔卡片来存储线路数据，后来用上了IC卡。
日本新干线ATC系统在印度高铁的应用研究（一）
日方提出，ATC列控系统和联锁系统（Electronic Interlocking，简称EI）集成到了一起，图中的操作控制中心（Operation Control Center，简称OCC，日语中可以表述为铁路的“综合指令室”，JICA描述为一个调度员集体工作的地方，我的理解就是行车调度指挥中心）负责车站及铁路区间的调度管理。如图16：
日方声称ETCS-2分出联锁和RBC，前者利用轨旁设备监测列车状态，后者向列车发放MA，二者之间的接口没有明确的规定。
小标题：列控联锁一体化
列控联锁一体化，指的是可同时完成联锁逻辑控制和列车运行控制两方面功能的一套计算机系统，二者通过内部变量形式交换信息，减少信息重复采集，具有输出功能强大、结构简洁等特点。列控联锁一体化系统具有主计算机、接口、轨道电路和应答器控制模块等。
①DT-1
2005年，北京全路通信信号研究设计院与北京地铁运营有限责任公司为北京城市轨道交通开发了列控联锁一体化的DT-1型区域计算机联锁系统（Computer Based Interlocking，简称CBI或CI）。系统将城市轨道交通正线划分为多个控制区域，各个控制区域进行信息交换，实现整个系统的连续控制，还纳入ATP编发码设备（彼时北京地铁还在采用轨道电路），实现联锁和ATP编发码一体化，联锁主机采用三取二冗余设计，如图17：
②SIMIS-W
2008年，京津城际铁路亦庄站、永乐站、武清站及6个中继站（含南仓线路所）采用西门子的SIMIS-W【2】联锁系统，不设车站值班员。这种区域性CBI系统采用模块结构和标准的接口电路，实现了全电子控制，最多能控制3000个控制单元。SIMIS-W主要可分为两部分，分别是安全模块和非安全模块。安全模块中的联锁逻辑控制模块和系统调度模块采用三取二表决，逻辑控制单元采用二取二表决。
系统架构如图18：操作和显示层由连接分散自律调度管理系统或调度集中系统（Centralized Train Control或Control to Centre，简称CTC）的智能通信接口（COMI）、服务及诊断设备（S+D）和协调运营的操作与显示设备或人机接口（MMI）组成，在中央管理与逻辑层由联锁与接口计算机（IIC）和上层管理机（OMC）组成，在信号逻辑和控制层由区域控制计算机（ACC）和联锁总线（ILBUS）组成。PROFIBUS是操作和显示层的计算机接口的形式和标准。SIMIS-W计算机通过PROFIBUS接口与操作及显示层连接，并以LAN或WAN作为与CTC连接的通道。中央管理层和信号逻辑层之间的数据交换通过ILBus实现，ILBus用铜缆或光缆作为传输媒介。现场设备层的室内部分包括室内电缆和控制单元接口模块，室外设备有室外电缆、道岔、信号机、区间占用检查设备等。
操作员利用MMI操作和控制联锁系统。操作员可以利用操作台上的个人计算机向联锁设备输入操作信息，接收联锁设备输出的反映设备工作状态、故障诊断和行车作业情况的表示信息。
IIC是三取二的系统，连接操作与显示层以实现逻辑功能，比如接收和存储信号逻辑和控制层的全部数据、对MMI的输入信息的真实性和逻辑可靠性进行分析，为服务与诊断系统产生标准化联锁状况信息。OMC负责管理联锁结构、系统状态、站场结构及专用工程数据等。
ACC是二取二的系统，含有用于控制室外设备（道岔、信号机、区间占用检查设备等）的驱动软件。在区间较长的线路，ACC可以扩展并安置在沿线的不同区域，ACC之间用光纤或铜缆作为接线（在物理传输介质方面，光纤传输对电气设备、无线电、雷电及环境温度、湿度等变化的抗干扰能力远优于金属导线），只需拉长ILBus，如图19：
北京南城际场和天津城际场采用既有的DS6-K5B微机车站计算机联锁。该CBI由铁道部通信信号总公司研究设计院引进日本京三制作所的K5B型故障—安全硬件，加之我国自主研发的软件系统，与京三公司合作开发。该微机联锁系统由控制台、联锁机、电务维护台、输入输出接口和电源组成，联锁机采用了二乘二取二（Redunduncy Structure of 2 out of 2 plus 2）安全冗余设计。
在2008年的京津城际，北京南城际场至天津城际场和动车走行线归CTC调度，其它区域（如普速场和动车检修基地）采用列车调度指挥系统（TDCS）。CTC由西门子的CTC设备和通号公司的CTC协议转换器组成，CTC总体包含调度所设备、车站设备和调度所与车站之间的网络接口。各车站及区间的联锁可由调度所或车站控制（可以变换控制权）。SIMIS-W和CTC设备、列控中心（Train Control Centre，简称TCC，安装在北京南站、天津站、3个中间站和6个中继站）设备、ZPW-2000A无绝缘轨道电路、落物防灾系统都有接口，且SIMIS-W的外部接口多数是固定的。SIMIS-W由ACC通过MSTT（通用现场单元控制器）控制轨旁信号机、SMB（带灯停车标）和有源应答器。由ACC直接或通过SIWES-2（道岔多机控制器）控制转辙机；车站和中继站的ACC与本站或本中继站的TCC，通过继电器接口传送信号机状态、道岔状态等信息；车站和中继站的ACC通过采集轨道继电器接点获取轨道占用信息。
注意：CTCS既有的联锁系统不会直接采集区间轨道继电器信息，而是由TCC采集后通过安全数据网传给联锁（中继站TCC→主站TCC→CBI），联锁再排列列车的进路，这会使联锁识别闭塞区间的占用有一定的延时，使区间占用信息的交互延时不一定能控制在一个通信周期内。
虽然SIMIS-W具有列控联锁一体化功能，其既可以通过TCC，也可以通过自身的计算机控制轨道电路编码和发码，但TCC本就被设计成和K5B结合，因此在京津城际，TCC负责控制上下行方向、生成列控信息并将列控信息发给轨道电路。
京津城际正线区间需要发布临时限速时，列车调度员在CTC操作终端上设置临时限速，CTC将临时限速发至SIMIS-W，SIMIS-W根据进路和落物防灾信息，控制MSTT选择有源应答器报文。这种临时限速的设置方式比CTCS-2级列控系统简单。临时限速的取消也要列车调度员在CTC操作终端上操作。
落物防灾系统检测到轨道上有落物时，通过接口将检测信息发至联锁和TCC，TCC控制落物区段和上一个轨道区段发红码，且SIMIS-W控制MSTT向有源应答器发送新的移动授权缩短的报文。
当时国内既有的CBI的执行部分，即信号机和转辙机的控制器件还在用继电器。SIMIS-W通过驱动软件和电子执行单元来控制轨旁信号机和转辙机。电子执行单元体积小，便于组网、远程管理和远程诊断，可以为铁路自动化、信息化提供基础信息，取代了执行继电器及其接口后，联锁不易发生配线问题并减少电磁干扰的可能性，实现列控系统最大程度的集成化。京津城际联锁架构如图20：
2018年初，西门子在SIMIS-W的基础上开发了新的DSTW联锁系统，轨旁设备和联锁模块之间改用IP/ETH轨道局域网连接，不再用电缆。
③SEI
2003年，我国有了符合UIC定义的第一条高速铁路——京哈铁路秦沈段。秦沈客运专线引进了CSEE公司的SEI列控联锁一体化系统。秦沈线消灭了区间通过信号机，机车信号取代地面信号作为主体信号。全线综合信号系统由国产的CTC、SEI和国产的信号集中监测系统组成，区间各站设车站控制中心，区间设无人值守中继站，车站CTC分机和车站联锁本地控制台合二为一。车站联锁按分散自律和模块化的结构进行设计。SEI的安全子系统在“故障-安全”方面采用三取二结构，设备构成如图21：
应用柜（BAP）也就是主机柜，为三取二结构，完成联锁运算和逻辑判断等功能。外围接口柜（BIP）控制UM2000无绝缘数字编码轨道电路、点式环线的控制接口和道岔、进出站信号机、调车信号机等信号机的继电器接口。轨道接口柜（BIV）是控制轨道电路和点式环线发送接收的室内接口柜。本地维护柜（SILAM）负责SEI的在线监测。BIV利用计算机生成列控数据并通过UM2000轨道电路和BSP点式环线发送至TVM430列控车载设备。UM2000负责闭塞区间的占用检查并传递数字信号。点式列控信息可以控制列车速度以及在线路变换时执行机车信号的逻辑切换。一套SEI设备含1个BAP，1个或2个BIP，1个或多个BIV，最大容量是150条进路、35组道岔、40段轨道电路和40个点式环线。
秦沈线引进的TVM430列控系统采用连续且分段的速度曲线，支持5分钟的行车追踪间隔。UM2000轨道电路通过移频键控（Frequency-Shift Keying，简称FSK）调制，传输27字节的列控信息，其中有效信息21位（实际使用18位），开头是6位CRC，中间是18位有效信息，含坡度信息4位，目标距离信息6位和速度信息8位，最后3位是预留信息码位。
2011年，石太客运专线也采用了SEI和UM2000。SEI通过计算机编码控制轨道电路传输移动授权和控制有源应答器传输临时限速。一套SEI设备最大容量是16个应答器驱动单元（BDU）组匣即64个有源应答器、12个轨道电路单元（PIV）和40段轨道电路。一套SEI设备最多可以和3套临近的SEI设备通信。PIV连接到BIV。BDU具有和CTCS的轨旁电子单元（LEU）相同的功能，安装在BAP内，通过BIV接收BAP的控制命令。由于石太线的SEI不设临时限速服务器，临时限速信息由CTC直接下达。石太线与京广高铁在跨调度分界点（获鹿线路所）的临时限速由CTCS侧的调度员拟定，再以发送文本调度命令的方式通知SEI侧的调度员。CTCS侧的临时限速发往北降壁线路所的TCC，SEI侧的临时限速发往获鹿线路所的SEI，再经跨调度分界点两侧的调度员核实确认，才设置获鹿线路所和北降壁线路所之间的临时限速。
④数字ATC
1978年，世界上第一个计算机联锁系统在瑞典哥德堡问世。1985年，东日本铁道公司的南古谷车库的计算机联锁设备成为日本第一套计算机联锁设备。日本新干线的联锁系统内部、联锁和CTC系统之间，联锁和现场设备的控制部分之间采用基于光纤的故障—安全型局域网（False Safe System-LAN）。2002年10月，当数字ATC系统在盛冈至八户间投入使用，日立公司为这套系统提供了名为SAINT的列控联锁一体化设备。该设备到2005年，东京至盛冈的东北新干线和大宫至新瀉的上越新干线也会使用。
SAINT把ATP逻辑控制器和联锁逻辑控制器集成到一个硬件单元。逻辑控制器将闭塞区间占用检查信息和数字ATC的报文信息发给由数字信号处理器（Digital Signal Processor，简称DSP）、ATP-LAN、轨道通信服务器（Track Communication Server，简称TCS）和I/O-LAN（输入/输出局域网）组成的收发机，收发机对报文信息进行MSK调制（DSP负责调制）并发给轨道电路。列控车载设备通过轨道电路获取的报文信息用DSP进行解调。轨道通信服务器根据收发机回收的区间占用检查信息来确认列车所处的轨道区段，并将车站内的轨道占用情况发至无线电逻辑控制器。SAINT的收发机（Transceiver Console）在“故障-安全”方面采用三取二的冗余设计，减少过去联锁和列控之间的接口，在日本新干线首次实现同时消灭联锁系统和列控系统的电磁继电器，使联锁设备更小、更轻、更便宜，更容易排除故障。为避免电磁干扰，信号机和道岔等现场设备的控制部分和收发机之间采用光纤通信。如图22：
日立公司目前4个型号的联锁系统都实现了列控联锁一体化。
计算机联锁可以分为三层：操作与显示层（人机会话层）、联锁运算层，现场设备控制层。这里要提一个概念：集中式计算机联锁和分布式计算机联锁。它们可以根据联锁运算层的联锁运算机与I/O接口模块的连接方式来区分。集中式CBI中，联锁机与I/O接口模块直接相连，联锁运算结果经过过程输出通道直接控制现场设备。分布式CBI中，联锁机与I/O接口处理模块通过联锁总线相连，联锁运算结果经I/O接口处理模块转化为输出信号，采集到的现场设备状态信息也通过联锁总线传递给联锁机。由于在联锁运算层，逻辑控制器和I/O接口模块通过联锁总线相连，SAINT是分布式CBI，如图23：
⑤ETCS-Stellwerk
实际上，ETCS-2一样可以搞列控联锁一体化。
2020年，瑞士正在推进的新型ETCS系统集成了联锁和RBC，形成ETCS-Stellwerk，由联锁生成移动授权，并在发送给列车之前检查道岔锁闭状态和进路开放状态，结束了瑞士的ETCS“进路”和“移动授权”二元管理的局面，将不涉及安全的功能整合到运输指挥系统TMS中。新的ETCS架构如图24：
⑥CTCS
我国高速铁路的CTCS-2/3已实现闭塞和列控一体化，即取消传统的独立自动闭塞；将ZPW-2000音频轨道电路纳入TCC，实现计算机编码，告别了老式CTCS-2用继电编码轨道电路的时代；即便区间保留通过信号机，信号机点灯也由TCC控制；车站及区间轨道电路为同一制式。我国铁路和日本铁路都处在进路和移动授权二元管理的局面。
分散式计算机联锁的特点是将联锁系统的功能按结构层次划分成若干相对独立又有一定联系的功能模块，均由相应的计算机来处理。由于功能模块的划分并非唯一，所以具体结构形式是多种多样的，一种形式是分成控制台、联锁机，目标控制器，分别对应人机会话层、联锁运算层和现场设备控制层。我国发展分布式CBI考虑在联锁运算层内部、联锁运算层与人机会话层，联锁运算层与现场设备控制层之间都采用CAN（Controller Area Network，控制器局域网）总线作为传输协议进行通信。
CTCS可以实现CBI和TCC一体化，二者的硬件基本相同，只是软件不同，但可以完全消除二者之间信息传递过程中的畸变和延迟；取消CTC和TCC之间的接口；用电子执行模块取代继电器，直接控制轨旁设备，闭塞区间占用检查和列车控制都由软件实现，从根本上杜绝使用封连线造成的信号设备安全风险（参考：京广铁路荣家湾事故）。
在“故障-安全”原则上，国外的列控联锁一体化系统多采用三取二表决（上文中德、法、日三国产品均有体现），我国的列控联锁一体化系统在控制和执行部分的硬件考虑采用二乘二取二表决。在三种联锁运算层冗余结构当中，二乘二取二和三取二表决的计算机联锁在安全性、可靠性及设备的稳定性来看，明显高于双机热备型计算机联锁。
三取二系统的联锁机集成三套计算机系统，3台性能完全相同的联锁机通过三条I/O（输入/输出）总线采集信息，然后运行3套完全相同的联锁软件，3个CPU得到的联锁运算结果在CPU之间两两相互比较，任意两个CPU的输出一致性达到较高的安全性，则形成一致的联锁结果，则故障或算错的那个CPU被屏蔽，再经三条I/O总线输出。
二乘二取二的联锁机分两个系，两系互为主备，各系是二取二结构。每个系都是两套计算机进行逻辑运算，主系的两套计算机的输出一致性达到较高的安全性，则主系的输出作为联锁结果。如果主系输出不一致，则转热备的两套计算机系统进行计算。热备系统的输出一致性达到较高的安全性就作为联锁结果。热备系统提级为主系，原来的主系降为热备。二乘二取二的思想是“单系保证安全，双系提高可靠性”。对二乘二取二这个概念，可以参考B2轰炸机：【ACICFG】空中浩劫S22E03。
我国有对联锁系统现场脱机模拟测试的需求，三取二计算机联锁不能在设备使用状态下进行系统改造调试，二乘二取二计算机联锁可以在设备的一个系处于使用的状态下，在另一个系上进行软件调试，满足中国铁路的高密度列车运行情况下频繁的既有线技术改造。2006年以来，二乘二取二计算机联锁逐渐成为我国全路计算机联锁应用的主流机型，截至2010年底，装备二乘二取二计算机联锁的车站数量已经接近全部计算机联锁车站总数的50%。
在进路解锁方面，SIMIS-W用于京津城际期间，联锁仍在执行TB/T 3027-2002。该规范6.1.3.3要求，锁闭的进路应能随列车车列的正常运行而自动解锁，进路应按分段解锁方式设计。解锁时，有条件的区段均应满足3点检查，延时3秒自动解锁。该规范6.1.6规定，当进站信号机外方列车制动距离内为超过6‰坡道时（永乐站不满足，武清站满足），必须设延续进路，在正常情况下，在列车头部进入股道3分钟后，延续进路才能解锁。我认为京津城际和武广高铁都没有对接车进路增加延续进路，一来便于执行沿途车站办客只有1分钟的运行图，二来高速列车制动性能非普通列车可比，冒进出站信号机属于极低可能性事件。TB/T 3027-2015删除了6‰下坡道必须设延续进路的规定。
在新的联锁技术规范实施前，国产列控联锁一体化系统都应执行TB/T 3027-2015。该规范的6.1.3.3新增了列车进路可选择“一次解锁”的规定：“当列车驶过进路，进路中全部区段（不含股道）均满足分段解锁条件后，进路中全部区段一次性同时自动解锁”。这跟石太客专SEI系统对进路“二点检查一次解锁”是不一样的——SEI系统只检查并确认进路内第一个和最后一个绝缘节两侧轨道电路已按列车运行方向占用和出清，就解锁整条进路。“均满足分段解锁条件”当然是指各段进路都满足3点检查（第一区段可能是两点检查）。新规定只是把旧规定中“延时3秒自动解锁”的延时时间定在列车完整通过整条进路之后。
在系统架构上，国产列控联锁一体化系统（Train Control & Interlocking Integration System，简称TIS）参考国外的经验，利用热备、冗余的“目标控制器”，兼容轨旁电子单元的功能，直接控制计轴器、相敏轨道电路、应答器、道岔等，如图25：
国内出现的一些“全电子计算机联锁”，只是在执行表示层用电子执行单元取代了继电器，并未实现列控联锁一体化。
2020年，铁科院研制的TIS-YH型TIS设备在格库铁路若羌、阿克塔什和琼吐尔三站顺利开通【3】。
2023年，卡斯柯研制的TIS-KA型TIS设备在和若铁路玉泉镇、策勒、洛浦东三站投入使用【4】。如图25，玉泉镇为主控站，策勒和洛浦东为中继站（被控站）。和利时研制的TIS-HS型TIS设备在和若铁路投入使用，该设备采用二乘二取二结构【5】。这些区域性计算机联锁系统代表了计算机远程控制技术的最新进展，意味着一些被控车站不需要值守人员和行车操作人员。
注意：和若铁路（图26）【6】区间不设轨道电路和有源应答器。
日本新干线ATC系统在印度高铁的应用研究（二）
考虑到印度高铁的设计时速达到320公里，数字ATC系统的报文预计定在58位，报文周期是1350ms（这与日本本土的数字ATC一致），传输速率是64kbps。JICA的原话是“轨道电路长度定在1.0至1.2公里，轨道电路在漏泄电导率1.0西/公里的条件下功能不受影响，也能在漏泄电导率3.0西/公里的区域使用”。
什么地方的漏泄电导率达到3西/公里呢？青函隧道。
小标题：青函隧道
青函隧道是津轻海峡线（新中小国—木古内）和北海道新干线（新青森—札幌）的一部分，采用钻爆法施工，于1964年1月开工建造，1985年3月贯通，1987年11月竣工，1988年3月13日开通运营。2016年3月26日，第一列H5系新干线列车驶出青函隧道。青函隧道连接了日本北海道岛和本州岛，下穿津轻海峡。它全长53.85公里，本州岛地底部分长13.55公里，北海道岛地底部分长17公里，海底部分长23.3公里，截至2024年仍是世界上最长的海底隧道。采用钻爆法施工的铁路隧道还有长18.7公里的新关门隧道。
青函隧道采用单洞双线截面，马蹄形断面直径9.7米，估计横截面积约为64㎡（如图28），隧道最深的部分达到240米，在海底100米以下。隧道在设计时考虑让列车以200公里的最高时速通过，所以采用复线截面最小3‰、最大12‰的坡道，最小曲线半径6500米，从排水的角度考虑，不设水平线路（如图27）。从减轻轨道单位重量的角度考虑，采用板式无砟轨道。隧道沿线由南向北在海陆交界处设龙飞海底（中心里程：13.255公里）和吉冈海底（中心里程：36.285公里）两个地下车站作为定点，站台长500米。北海道新干线开通后，两个车站停止办客，但保留应急疏散的“定点”功能。出现险情时，乘客可以沿站台每隔40米就有一个的诱导通道疏散至平行导坑，可以从平行导坑步行至150米长的避难所；可以乘坐斜井内的钢缆轨道救援车（定员15人），经过5分钟到地面；可以沿斜井内缆车旁边的应急步道走2274级台阶（龙飞海底）或2102级台阶（吉冈海底）到地面。
图27 青函隧道纵断面
图28：未标出的数据是马蹄形断面高度是7.85米，即标准点②和③与隧道顶部的高差是3.15米。
青函隧道开工时投资27亿美元，占日本1964年GDP总量（820.59亿美元）的3.29%，比2018年西欧和北美的基建投资在全年GDP总量的占比（都是2.5%）还要高，堪称一项相当昂贵的工程。
在通信、信号方面，函馆行车调度指挥中心负责指挥江差线（现在的道南渔火铁道）木古内至函馆的41.2公里、津轻海峡线（含青函隧道）全线87.8公里、津轻线青森至新中小国31.4公里范围内的行车。CTC采取分散调度自律原则，函馆设CTC总机，新中小国站（信号场）、木古内站、龙飞海底站、吉冈海底站设CTC分机。北海道新干线开通时，既有木古内站旁边新建木古内站，新中小国信号场和青函隧道北部入口至木古内之间的汤之里信号场这两个区域各分出新干线信号场和普速线信号场，新中小国站至新干线木古内站（含青函隧道）改用数字ATC列控系统。沿青函隧道行驶的EH800型电力机车也加装数字ATC列控车载设备。
由于两个定点的斜井不断通过进气风机向海底强制送风，风量约为3800m³/min，新鲜空气从隧道正洞排出，所以两个定点的气温大约在20℃，湿度80~90%，一年四季大体没有变化。由于隧道海底段承受着最高达到2.4Mpa的水压，地质是具有许多含膨胀性地层的断层破碎带等脆弱位置的新第三纪层，即使采取速凝剂止水和强化地层灌浆等措施，隧道内依然有涌水，涌水的水质接近海水，涌水量可达22m³/min。隧道内设有3个排水泵站，其中龙飞泵站排水能力是110m³/min，吉冈泵站排水能力是98m³/min。
综上所述，隧道海底的列控设备常年处于高盐高湿的环境，还要经受风雪的考验。这种环境下，无绝缘轨道电路的漏泄电导达到3.0西/公里，分路灵敏度超过0.2欧/公里。1987年在这里投入使用的ATC-1F型电源同步双频SSB无绝缘音频轨道电路长度只有250米，在漏泄电导率1西/公里的陆地上也只有500米。
道床分有砟和无砟，有砟道床的轨下基础是碎石，无砟道床的轨下基础是混凝土整体。道床电阻是指单位长度 (1km) 轨道电路中，由一根钢轨经过轨枕、道床到另一根钢轨的漏泄电阻，单位为Ω·km。道床电阻越低（道床的漏泄电导越高），轨面电压越低，信号在钢轨中传输时衰减越大，受端设备接收到的信号越小，所以轨道电路极限长度越短。道床电阻和扣件、垫片、轨枕、道床的绝缘性能和信号频率等因素有关。无砟轨道的轨枕是混凝土枕，道床主要成分是混凝土，混凝土有一定的导电性，导电性能随湿度增加而增加。
数字ATC的轨道电路最大设计控制长度是1.5公里，道床漏泄电阻率是2Ω·km；当轨道电路长1公里，道床漏泄电导率设计值是0.3西/公里。印度高铁整体位于西高止山脉的西侧，在西南季风盛行期，西南季风裹挟的水汽被西高止山脉强制抬升，山脉的西坡会降下大量地形雨，年降雨量可超过3000mm，考虑到道床的清污能力，不难理解JICA何以建议轨道电路控制长度不超过1.2公里。
对比CTCS系统：依据TB/T 3206-2017，当区段内隧道部分长度大于300米，轨道电路可靠长度由实际的道床电阻条件来定。依据2008年《客运专线ZPW-2000A轨道电路技术说明》，当标准分路电阻是0.25Ω，道床漏泄电阻率是3Ω·km，对于日式框架板，轨道电路可靠长度是1000米；对于2000米以上的隧道，如果轨道层下隧底为素混凝土仰拱回填结构（青函隧道符合），即无钢筋混凝土底座，双块式无砟轨道可靠长度是700米。轨道层下有钢筋混凝土底座的隧道多为直墙隧道和明挖隧道。
青函隧道开通时的轨距是1067mm，预留1435mm标准轨距第三轨铺设条件。第三轨在2006年开始铺设，2013年铺轨完成，铺设的同时更新了普速线路的钢轨垫板，使轨道平顺度满足新干线列车的开行。增加的第三轨不仅缩小了上下行两线之间轨道的间距，还使一条线上两根钢轨的最小间距只有37cm，扣件和绝缘件的间距只有4cm，如掉落金属异物，容易导致轨道电路短路事故。
不论是20世纪末援建台湾高铁，还是目前援建印度高铁，日本人都宣称新干线不需要像欧洲高铁那样打那么大的隧道，可以节省土建成本。实际上，台湾高铁隧道长度只有63公里，最长的隧道——八卦山隧道，断面打到了90㎡，使得列车的流线型长度即使只有8米，其进出隧道时面对的空气压力差都比东北新干线列车要小。
日本部分新干线采用“计轴器+LCX”的组合作为数字ATC列控系统的后备系统。
在后备降级时，计轴器取代数字编码轨道电路进行闭塞区间的占用检查。本人因知识水平有限，只知道目前国外有做计轴器的厂家，欧洲有四家：泰雷兹、西门子、福豪圣，提芬巴赫，只知道日立一家日企。
LCX，全称Leaky Coaxial Cable，即漏泄同轴电缆。在后备降级时，这些24芯的电缆取代轨道电路负责传输移动授权。计轴器和漏泄电缆如图29和图30：
图30：
漏泄电缆传输是日本新干线车地数字式无线通信的传输方式之一（另一种是空间波传输，在1964年东海道新干线开通时采用）。德国高铁和西班牙高铁（过去）的LZB系统都是用漏泄电缆来承载列控信号，GSM-R（2G铁路数字移动通信）在LZB系统运用区间只承担通话和广播业务。
新干线的漏泄电缆通信网络由地面的无线电逻辑控制器、无线电逻辑控制器与联锁系统的接口单元、漏泄电缆及列控车载设备的无线电单元、无线电接口单元和接收与控制单元组成。该通信网络设定了15条信道用于用户数据通信服务，其中4条信道用于列控信息服务，数据传输速率是9.6kbps。为了增加控制列车的数量，一条信道分成25个时间槽（Slot），其中两个槽用于识别线路上的列控车载设备，剩余23个槽作为控制槽，因此一条信道可以控制23趟列车的运行。数据以电磁波的形式在漏泄电缆中传送。漏泄电缆中的槽洞向外界发射信息，被无线电单元接收，再经无线电接口单元、接收与控制单元进行处理，列车可以接收到无线信号来和外界通信。
日本本土的数字ATC系统和我国的CTCS系统（包括CTCS-3D）均采用单线单向自动闭塞（台湾进口的数字ATC系统采用单线双向自动闭塞）。当区间出现轨道电路故障或因其他原因需要单线双向接发列车，单向自动闭塞要倒退到单向自动站间闭塞，即两个车站之间只能单向放行一趟列车。数字ATC系统就要降级到“计轴器+LCX”的系统。
在列控后备模式下，接收与控制单元结合车轮转速发电机的信号和无源应答器进行列车定位，通过无线电接口单元和无线电单元将定位信息通过漏泄电缆发至无线电逻辑控制器（上文提到：轨道电路正常工作时，TCS也会将车站内的轨道占用信息发至无线电逻辑控制器）。无线电逻辑控制器通过漏泄电缆向列车发送移动授权。列车通过以后备模式运行的区间时，区间前后的车站首先确认两站之间区间空闲，随后放行列车进入区间。由于无线电有覆盖距离的限制，每台无线电设备最大通信距离是20公里，所以为了保持和同一趟列车进行无线通信，无线电逻辑控制器在车站之间可能要交权。如图31：列车从A站出发，A站在信道中分配控制槽，控制该列车，并通知B站预留控制槽，列车先以A站和B站无线电区域的边界作为移动授权的终点。B站的无线电逻辑控制器分配好控制槽后，移动授权延伸到B站的无线电区域内。列车进入B站的无线电区域后，两站的无线电逻辑控制器对列车的控制立即交权。
这个后备的列控系统目前用于东北、上越、北陆，北海道新干线。虽然LCX通信的可靠性较高，但由于自动站间闭塞的行车效率本就低下，列车的最高速度只有110km/h，所以本人认为该系统对印度高铁列控系统整体性能的提升非常有限。
实际上，东海道新干线从1989年开始采用模拟制LCX车地无线通信，直到2009年2月起更新为三菱电机有限公司和日立制作所参与开发的数字式LCX车地无线通信，该线的LCX无线通信都一直不具有列控系统的后备功能。类似地，如果CTCS-2有不至于倒退到自动站间闭塞的后备系统，只能是区间保留通过信号机，但是通过信号机对于高铁的CTCS系统分文不值。
车地间的无线电通信一般分为列车通信系统、位置信息系统、列车远程控制系统和监控系统。位置信息系统就是利用应答器、计轴器、雷达、漏泄电缆等设施设备提供列车运行时的公里标和方向等信息，概念相当于列车定位。列车远程控制系统可以远程控制列车的编组和解编等操作，笔者因知识水平有限，未充分了解到日本在这方面的资料。监控系统主要提供区间、车站、列车等区域的实时的视频信息传输，既有向地面传输列车运行前方影像、车内影像，也有向列车传输道口、站台、隧道等区域的影像的业务。监控系统需要占用大量带宽。日本铁路的监控系统名为PMS和MVT等。CCTV是监控系统的广义叫法。
值得一提的是，日本自20世纪80年代末期进行的“计算机辅助无线列车控制系统（CARAT）"的研究到了2000年已经终止，CARAT技术没有被日本各铁路公司采用。
印度曾经派员赴日本学习新干线的LCX车地通信系统【7】。对于印度高铁，LCX无线通信的业务与东海道新干线的接近，就是用于列车通信系统和监控系统。具体业务有车地间人员通话、列车员广播等语音业务，以及承载旅客信息系统、传输列车运行状态信息和监控系统信息、提供车内WIFI等数据业务。JICA认为印度高铁的列控系统不需要后备，如果印度铁路公司（Indian Railway）需要，日方可以提供LCX与计轴器的组合作为后备系统。
东日本旅客铁道公司已在2017年底利用北陆新干线的榛名隧道和本庄早稻田站开展了列车低速运行状态下的毫米波列车通信试验，目前正在利用ALFA-X试验列车开展监控系统方面的毫米波通信试验。东日本旅客铁道公司还在基于LCX开发LCX-MIMO（Muiti Input Muiti Output）无线通信技术，以提高车地间信息传输量和频率利用率。像OFDM和MIMO这些更先进的无线传输技术未被研究部署在印度高铁。
JICA描述的无线通信系统如图32所示。台湾高铁引进了TETRA通信技术。
2003年，台湾高铁的无线电通信用漏泄电缆传输、频段在380~400MHz的摩托罗拉公司的TETRA系统，无线通信的所有交换控制设备均设于桃园行车调度指挥中心，不具有数字ATC系统的后备功能。到2009年，台湾的工业技术研究所（ITRI）拉上康宁公司等企业，研发了光纤无线电接入（Radio over Fiber，简称RoF）技术，用射频基站和光纤组成的分布式天线系统替代了原有的漏泄电缆和中继器。分布式天线系统的主体是一个中心控制基站（Base Band Unit，简称BBU）和若干个远程射频基站（Remote Antenna Unit，RAU）。接入网络在BBU和RAU之间以光纤的形式连接。BBU沿路架设，与轨道的距离范围是0.5~5公里，一个BBU的网络信号最大传输距离一般取8.5公里，最大取9公里。ITRI等机构基于RoF构建了WiMAX（IEEE802.16，Worldwide Interoperability for Microwave Access，全球微波互联接入）协议标准的无线通信，车地通信的频段是2.5GHz，车内通信的频段是2.4GHz，比原来TETRA的频段高得多，可实现列车时速300公里条件下通信带宽达到10Mbps，不执行数字ATC系统的后备功能。
JICA没有抹黑GSM-R，这种采用GMSK调制和时分多址（TDMA）技术的2G标准的通信网络的带宽确实只有大约200kbps。我国已在推动5G-R的发展。根据图32，JICA建议印度高铁利用基站和LCX构建π/4DQPSK调制的无线通信，频段是900MHz。
对于数字ATC和ETCS，JICA首先表示：数字ATC运行一小时发生故障的概率是10的负11次方（2002至2013年间，东日本旅客铁道公司管内故障一次），可用性设计规范指标是99.998%；ETCS-2轨旁设备更多，运行一小时发生故障的概率是0.67乘10的负9次方，可用性设计规范指标是99.985%。更重要的是，印度铁路公司分配的GSM-R频段只有1.6MHz，为ETCS-2搭建GSM-R网络还要额外花钱。JICA对数字ATC和ETCS-2进行了对比，如图33：
此外，JICA表示数字ATC的成本与ETCS-2接近，如图34：
参考文献：
【1】国外高速铁路列控系统及发展，轨道世界，2015.04.18
【2】https://assets.new.siemens.com/siemens/assets/api/uuid:dbc68ea043c3c3ebe7baa037a4542a8c4af0fa4f/sic_00021364.pdf
【3】格库铁路新型列控系统试验列控联锁一体化设备成功开通试用，铁科院，2021.12.24
【4】列控联锁一体化系统多站模式接口方案研究，胡景海，陈耀华，王宇琮，上海铁路智能调度工程研究中心，2023.11.30
【5】ZPW-2000S无绝缘轨道电路创新与应用，中交协联交通科学大讲堂，2023.11.04
【6】新型列控，开启沙漠铁路“超级大脑”，中铁第一设计院，2023.11.05
【7】Mumbai-Ahmedabad High Speed Railway Core Staff Training (Key O&M Leaders) .pdf
