中国 LKJ-2000+ 机车信号运行安保系统与日本 ATS-P、德国 PZB-90 有何差异？
核心设计理念与出发点：
中国 LKJ2000+： LKJ（列控）系统的核心设计理念，尤其是 LKJ2000+ 的升级版本，更侧重于“地面信息引导与机车自主防护相结合”。它建立在过去中国铁路信号系统中“地面信号机为主，机车信号为辅”的传统之上，并在此基础上引入了更为先进的无线通信和信息处理技术。 LKJ2000+ 的一个重要特点是，它需要地面设备（信号机、应答器/应答器控制器）为列车提供实时的前方信号显示、限速信息、道岔位置等关键运行参数。机车上的 LKJ2000+ 设备则负责接收这些信息，进行显示、播报，并根据预设的安全逻辑，在司机未能及时响应或反应错误时，进行自动制动。其设计目标是为中国庞大且多样化的铁路网提供一个可靠、易于升级且具备一定自主防护能力的列车运行控制系统。
日本 ATSP (Automatic Train Stop Preliminary): ATSP 的设计哲学，与许多日本的列车运行安全系统类似，更强调“地面引导与机车自主感应（无信号机保护区域）”的结合。ATSP 的一个显著特征是其“闭塞区间”的概念。当列车通过一个固定地点（通常是信号机或其前方的应答器），它会从地面设备那里获得允许通过的信息。如果列车驶入一个已占用或未授权通过的闭塞区间，地面设备会触发一个信号（通常是电磁铁），而机车上的接收装置会感应到这个信号，并触发自动停车。ATSP 的“Preliminary”意味着它在某些设计细节上可能为后续更高级别的列车控制系统（如ATC Automatic Train Control）留有升级空间。它在很多情况下，是为了在没有详细信号机显示的情况下，实现对关键点（如信号机、道岔）的保护。
德国 PZB90 (Punktförmige Zugbeeinflussung Pointshaped Train Control): PZB90（也常被称作Indusi的演进版本）的设计理念更侧重于“地面点状信息引导与机车被动响应”。 PZB90 的核心在于“应答器（或称激活点）”。在关键位置，会安装感应器（如电磁铁）。当列车通过这些感应器时，机车上的接收设备会被激活，并根据感应到的信息，向司机显示相应的速度限制或提示。如果司机没有在规定的时间内将速度降低到允许值，系统就会触发自动制动。PZB90 的“点状”特性意味着它主要在关键节点提供安全信息，而不是像ATC那样连续监控列车运行。它的设计更注重的是对司机不安全行为的“最后一道防线”，例如超速、闯红灯等。
技术实现与工作方式：
LKJ2000+：
地面设备： 主要包括信号机（具有显示功能）、轨道电路（用于检测列车占有）、闭塞器（用于存储和传输信息）、道岔监控设备，以及 LKJ2000+ 系统特有的应答器（或称轨道电路应答器/信息点）。这些应答器是 LKJ2000+ 的一个关键特征，它们可以存储和发送详细的运行信息，如限速、信号显示、线路信息等。
车载设备： 包括车载计算机、显示单元（机车信号显示器）、速度测量装置、记录装置（黑匣子），以及与应答器通信的天线（通常安装在机车下方）。
通信方式： LKJ2000+ 主要通过应答器与地面设备进行信息交互。应答器将预设的线路信息（如限速、道岔位置、前方信号显示等）以无线方式传输给机车上的接收天线。机车信号显示器会根据接收到的信息，向司机提供实时的信号显示和限速提示。当列车超出允许速度或未能在规定时间内做出响应时，LKJ2000+ 会执行自动制动。此外，LKJ2000+ 也可能集成一定的无线通信（如GSMR）功能，用于更高级别的列车调度和信息交互，但核心的安保信息传输仍依赖于应答器。
功能特点： 具备较强的地面信息引导能力，可以实时向司机传递前方线路的详细信息，并进行连续速度监督。在司机操作不当或前方信号显示异常时，能够进行自动防护。
ATSP：
地面设备： 关键在于应答器（或称“标记”）和电磁铁。在需要进行安全控制的关键位置（如信号机前、道岔前），会安装应答器或电磁铁。
车载设备： 包括车载天线、信号处理单元、显示装置和制动控制单元。
通信方式： ATSP 主要依赖于点状信息传递。当列车通过地面设备（应答器或电磁铁）时，机车上的天线会接收到信号。如果列车进入一个未授权的区域，或者速度超过规定值，地面触发的信号会被机车上的接收装置感应到，从而触发自动制动。ATSP 在其基本形式下，信息量相对简单，主要是“允许通过”或“制动”指令。它可能在某些区域结合了“磁力检测”来获取信息。
功能特点： 更侧重于关键点防护，即在关键的进站、越过信号机、通过道岔等位置，确保列车按规定运行。它通常作为一种辅助安全系统，确保司机遵守信号指示，并在司机失误时提供保护。
PZB90：
地面设备： 主要包括“感应器”，这些感应器通常是安装在轨道上的电磁铁。
车载设备： 包括安装在机车下方的感应线圈，以及车载的信号处理和显示单元。
通信方式： PZB90 是一个被动响应系统。当列车通过安装在轨道上的感应器时，机车上的感应线圈会感应到磁场。感应到的磁场强度和信号类型，决定了机车上显示的信息（如“1000 Hz”代表允许通过，但需注意速度；“500 Hz”代表更严格的速度限制；“2000 Hz”通常用于制动触发）。司机需要根据这些提示，主动调整速度。如果司机未能及时减速，系统就会触发自动制动。PZB90 的信息传递是“瞬时”的，每个感应器只提供一个点的信息。
功能特点： 点状信息引导，提供关键点的速度限制和提示。是一种“司机警示与辅助制动”系统，依赖于司机对信息的理解和响应。它在很多情况下用于替代或补充信号机的显示，尤其是在没有信号机覆盖的区域。
功能侧重与安保能力：
LKJ2000+：
安保能力： LKJ2000+ 提供了更全面和连续的运行安全保障。它不仅能在关键点提供信息，还能通过应答器传递更详细的线路信息，并进行连续速度监控。其设计目标是实现“列车运行的自动控制”（在某些高级配置下），即便在司机误操作时，也能有效阻止事故发生。它能有效防止闯红灯、超速、道岔通过错误等。
功能侧重： 信息引导、速度监督、自动防护。通过地面信息，指导司机安全运行，并通过车载系统实时监控列车速度，一旦发生危险情况，立即介入制动。
ATSP：
安保能力： ATSP 主要侧重于“关键点安全”，确保列车在通过危险点（如允许进入的信号显示、道岔位置）时遵守规则。它能有效防止司机误入危险区域或闯过危险信号。
功能侧重： 点状预警与自动制动。在关键点发出信号，并对司机的错误操作进行制动干预。
PZB90：
安保能力： PZB90 是一种“最后防线”式的安全系统，它主要保护司机在关键点不超速和遵守信号指示。它不能提供连续的线路信息，其防护能力受限于信息的“点状”特性。
功能侧重： 点状速度监控与辅助制动。通过关键点的磁场信号，提示司机速度要求，并在司机未能及时减速时启动制动。
兼容性与升级性：
LKJ2000+： 作为中国铁路信号系统的重要组成部分，LKJ2000+ 在设计时考虑了与现有信号系统的兼容性，并具备良好的升级性，可以与更高级别的列车控制系统（如CTCS 中国列车控制系统）进行集成。其模块化设计也便于维护和更新。
ATSP： ATSP 的设计通常是为了在特定线路或特定类型的列车上应用。其升级路径可能需要与日本铁路网络的整体技术演进相匹配，可能需要与其他更先进的ATC系统（如ATCSN, ATCNS）结合使用。
PZB90： PZB90 是欧洲铁路信号系统（如ETCS European Train Control System）的一部分，并且可以与ETCS Level 1 部分兼容。但它本身是一种相对基础的点状防护系统，其信息量和连续性无法与更高级别的系统相比。
总结性的对比：
| 特性 | 中国 LKJ2000+ | 日本 ATSP | 德国 PZB90 |
| : | : | : | : |
| 核心理念 | 地面信息引导与机车自主防护相结合，提供更连续、详细的运行安全信息 | 地面引导与机车感应（关键点保护），确保通过危险点的安全性 | 地面点状信息引导与机车被动响应，作为司机误操作的最后防线 |
| 信息传输 | 通过应答器传输详细线路信息（限速、信号、道岔），可支持连续速度监控 | 通过应答器/电磁铁传输简单的“允许/禁止”指令或速度信息，侧重关键点 | 通过轨道上的磁感应器（点状）传输速度提示或制动指令 |
| 地面设备 | 信号机、轨道电路、应答器/应答器控制器 | 应答器、电磁铁 | 轨道上的磁感应器（电磁铁） |
| 车载设备 | 车载计算机、显示器、应答器天线、速度监测、制动控制 | 车载天线、信号处理单元、显示装置、制动控制单元 | 车载感应线圈、信号处理与显示单元 |
| 功能侧重 | 信息引导、连续速度监督、自动防护、防止闯红灯、超速、道岔错误 | 关键点防护、信号机通过安全、防止误入危险区域 | 点状速度监控、司机提示、辅助制动，防止关键点超速 |
| 防护范围 | 覆盖范围更广，可实现连续速度监控和引导 | 主要覆盖关键点（信号机、道岔等） | 仅覆盖地面感应器所在的位置（点状） |
| 安全性 | 相对较高，具备连续监控和自动防护能力 | 能够有效防止关键点事故，但连续性相对较弱 | 作为司机行为的最后一道防线，安全性依赖于司机的响应 |
| 升级性 | 良好，可与CTCS等系统集成 | 可能需要与日本国内整体技术演进和ATC系统结合 | 可与ETCS Level 1兼容，但本身功能较为基础 |
总而言之，LKJ2000+ 在功能的连续性、信息的详细程度以及自主防护能力方面，相较于日本的ATSP和德国的PZB90，表现出更为先进和全面的特征。它更像是为了适应中国铁路复杂多样的线路条件和运行需求而设计的一套综合性列车运行安保解决方案，而ATSP和PZB90则更侧重于在特定关键点提供针对性的安全保障。
网友意见
呃，说好要写一个答案，要填坑了。
@广铁小豆豆 和 @肉唐僧 的答案讲述 LKJ 已经很清晰很完整了。我就随便说说再补充一下。
LKJ本身是有缺陷的，原因是列车的固定限速和临时限速是记录在司机的IC卡上，而IC卡是电务人手输入数据的，这无法避免不会出错，只能靠多次人工复核，但也无法保证完全不出现错误。尤其是列车发车后，前方遇到线路故障或事故需要临时限速，这时候司机的IC卡并没有存储最新的临时限速信息，就存在了超速危险。
因此当年的铁道部也意识到LKJ的安全性问题，因此开始做了不少试验：
- LKJ-05标准开始，车载设备已经安装了GSM-R和WiFi一体化天线用于实时发送列车运行状况到路局的铁路，也安装了BTM天线用于读取地面应答器。同时在秦沈客运专线的客运车站开展TVM-430地面有源应答器试验，以及2011年在京哈、京承、丰沙的线路区间进行无源应答器试验。但最终没有大规模推广，具体原因不明。
- 类似朔黄铁路铁路的思路，在铁路沿线铺设LTE-R专网，同时改造机车驾驶室增加LTE-R接收设备。集中调度中心的调度员可以直接通过LTE-R发送LKJ临时限速指令，由司机确认后更新到车载计算机。机车按照新的限速指令进行牵引。
- 还有一个做法是在铺设轨道电路的自动闭塞铁路，控制中心临时修改轨道电路的限速码，让机车自行生成制动和限速行驶曲线。但这种只能在出现重大灾害和事故时才能使用，否则会太影响运输效率。
最终因为各种原因，以上增强LKJ安全性可靠性的措施并没有推广起来。我想最重要的原因是成本吧。增加一条线路的装备不难，难的是大规模批量装备。要知道很多半自动闭塞的单线铁路，连轨道电路都没有。
很多人会想，既然CTCS-2那么先进，直接用CTCS-2，尤其是2007年六提的时候，几条既有线干线为了增开和谐号动车组，曾经也安装了CTCS-2的地面设备。具体原因可以参考这个问题：近几年内LKJ的列车控制方式能被ATP方式取代吗？ 除了车载设备的造价差别以外，地面设备、线路防护和给排水也有更高的要求，这可不是一个小数目。似乎CTCS-2车载设备也不太支持非固定编组的列车使用，驾驶台的DMI列车长度选项只有8辆编组和16辆编组可选。
因此CTCS-1被重新拿出来研究规划。新的CTCS-1方案是使用线路区间铺设的无源应答器提供线路固定信息，使用轨道电路实现列车占用检查和向列车发送行驶授权。而在车站附近增设GSM-R设备，用于向列车发送最新的区间临时限速信息。那么司机就不需要携带IC卡值乘，同时行车信息以地面信号为主，避免LKJ的安全缺陷。
不过明明LKJ车载设备就有GSM-R和WiFi天线，现在就不能用GSM-R分组域（GPRS）更新临时限速数据？况且机车停车换司机值乘，也有足够时间给机车更新临时限速信息，车站安装一个WiFi发射天线又不难。就是不明白为什么还要守着司机的IC卡。
说完中国的，就说说日本。
ATS-S会在信号灯前600米设置地面应答器，应答器会发出两种频率的信号，一种是103/105KHz表示全速通过，另外一种130Hz表示制动警报。后来改进版本的ATS-Sx的地面应答器增加了几种频率的讯号，用于列车立即减速和提示车载设备计时测速。不同JR和私铁的ATS-Sx会略有不同。如果司机在列车收到制动提醒后5秒没有响应，那么列车就会开始自动制动减速。但司机确认收到制动提醒后，是可以忽略减速提醒继续保持速度或者加速。2005年JR西日本福知山事故就是这个原因赶点导致列车超速出轨。
ATS-P在信号灯前600米设置若干个有源地面应答器，根据应答器发出的信号开始让列车生成一次连续目标距离曲线并强制限速，列车向前行驶经过应答器会不断降低就限速，在信号灯前减速到18KM/h就会转回给司机人工操作。ATS-P车载设备引入速度发电机实时检测列车的行驶速度。
在行车密度低的线路，JR会使用ATS-PN降低成本。ATS-PN和ATS-P的区别在于使用不需要外部电源的无源应答器替换有源应答器。这样可以减少编码器和光电传输设备，车载设备也可以简化降低成本。ATS-PN的无源应答器和ETCS/CTCS无源应答器的原理类似。列车行驶时会车底会向地面不断发出磁场，磁场会激活无源应答器上面的线圈对应答器充电，然后无源应答器的天线会向列车发送固定信息。
一般来说JR在来线的站间都距很短，尤其是都会区的通勤铁路，两站之间只有两三公里。所以在线路区间的中间某个曲线位置增加ATS-P的信号灯，差不多相当于是整个区间都布满了地面应答器，安全性已经相当高。但是在一些长区间，列车通过了前一个信号灯，又没有到下一个信号灯前的600米范围，司机还是可以想怎样开就怎样开，想开多快就开多快，这只能靠司机遵守点单和路书的程度了。当然绝大多数的司机会遵守规则。每一次列车停站时，司机都会在驾驶台查看路书上下一个区间的行驶信息。补充：ATS-P的制动曲线，是按照列车最高限速越过限速应答器5秒后的情况生成的。
最新一代的ATS-D系统，就在ATS-P的基础上增加线路数据库系统，记录线路数据和固定限速。利用车载速度发电机计算车速，计算出列车行驶公里数，从而实现列车定位。然后通过车载数据库的固定限速信息，实时检查列车有没有超速行驶。
在一些在来线的繁忙干线以及都市圈通勤铁路，JR会给这些线路装备ATC系统。特别指出的是，日本语境下的ATC相当于欧洲铁路体系下的ATP。日本在来线现有的ATC，大多是1964年东海道新干线ATC的衍生和改进产物。使用轨道电路检测闭塞区间占用和向列车传送限速码，利用速度发电机连续检测列车速度，车载设备根据车速自动实施制动和缓解动作。既然是1964年留下来的产物，制动曲线当然还是速度码阶梯控制的方式。
到了21世纪，铁路客运需求越来越大，模拟式ATC无法满足需要。新的数字式ATC被引入新干线和在来线。D-ATC和DS-ATC还是准移动闭塞系统，不过距离移动闭塞已经十分接近了。很多资料说新干线的数字ATC系统（DS-ATC、ATC-NS和KS-ATC）是利用轨道电路实现地面设备向列车单向发送列控信息。实际上新干线沿线铺设漏缆提供9.6kbps的传输速率，实现车地间双向通信。D-ATC和DS-ATC有一个车载数据库记录了线路的固定限速、坡度和分相点等信息，而临时限速则是要通过漏缆和闭塞区间行车授权由控制中心发送给列车。其实CTCS-3的GSM-R也只是使用了CSD（电路域）4.8kbps来传输实时列控信息，非实时信息才会使用更高带宽的PSD（分组域）传输。
在D-ATC/DS-ATC里面，轨道电路只用来检测列车的闭塞区间占用。按JR东日本研发人员的说法，轨道电路只需要保留车站区域内的部分，跟车站内的地面应答器一起用于列车定位和校正列车行驶距离。线路区间的轨道电路是可以取消的。列车行驶中的定位可以使用车载速度发电机连续记录列车速度，和列车的行驶时间做一个积分运算得出行驶距离，从而确定列车的实时定位并通过漏缆实时向控制中心报告。列车也可以通过漏缆获取前方列车的位置（占用的闭塞区间），从而自动制定速度控制曲线实施制动和缓解动作。不过东海道和山阳新干线还是需要保留轨道电路，因为它们保留ATC-1作为ATC-NS故障时的后备系统。而JR东海管辖的新干线则使用基于无线通信的RS-ATC作为后备系统。九州新干线开通较晚，KS-ATC似乎没什么历史包袱。
更进一步的是，JR东日本早在1995年开始研发移动闭塞的ATACS，这是相当于ETCS-3标准的列控系统。列车还是自带线路数据库记录固定限速和线路信息，依然使用速度发电机测速测距和定位。但线路取消了轨道电路，改用TDMA无线传输方式实现车地双向通信，最高9.6kbps的传输速度。不过性能上还是有所取舍。TDMA基站每一秒向列车发送一次最新的限速信息和前方列车距离。而列车则是每一秒向TDMA基站发送一次列车位置和车速。列车根据从TDMA基站获取的前车位置生成一次连续的目标距离制动曲线保证安全。说来有点讽刺的是，当初模拟式ATC向数字式ATC换代的时候，车地通信方式做过选型。因为新干线沿途多山，无线传输方式部署维护麻烦而且容易丢失信号，所以采用新干线沿线铺设漏缆保证车地双向通信的稳定性。然而没过十年八年，估计是地面设备的维护搞烦，人手不多也要节省成本，最终还是走回无线通信这个方向上，当然ATACS会根据未来通信技术发展，可以改用漏缆、WiFi和LTE等新型无线通信技术。以后新干线信号系统更新，应该也会遵循ATACS的方向演进。对了，东京首都圈铁路圈的通勤铁路要在2036年前实现移动闭塞。无人驾驶印象中是没有提及的。说到ATACS还得感谢 @fqj 在某次聊天提起，我才知道有这玩意。
至于ATO，日本人的角度认为经过培训的熟练司机能够比电脑更精准更有效率驾驶列车，也可以开行更高密度的班次，因此部署ATO系统的。这在日本多年老年化少子化趋势下，各行业都在想方设法实现自动化减少人手的趋势格格不入。
好了，说说德国的信号系统吧。
PZB90懂的不多，查了查资料。PZB90会在地面轨旁设置电磁铁，发出500Hz、1000Hz或2000Hz频率的信号。地面设备发出1000Hz信号时提醒列车司机减速，并且会生成制动曲线到45KM/h。如果信号发出4秒以后司机没有响应，列车则会自动减速。不同类型的列车，由于顶棚速度不一样，减速的幅度和时间要求也不太一样。发出500Hz信号时，列车会进一步减速，通常是用于车站进站前。列车会发出2000Hz信号时，列车会自动采取紧急制动措施。
LZB是世界上第一个实现车载设备生成一次连续目标距离制动曲线的系统。与法国TVM和欧洲的ETCS不同，LZB没有在线路区间铺设应答器，而是在铁路沿线铺设交叉感应环线实现车地双向通信。感应环线每100米交叉一次实现列车定位。列车占用检查是通过轨旁的计轴器。当年铁道部在规划CTCS的时候有考察和研究过LZB。铁道部觉得轨旁设备太多，投资和维护量都太大加上LZB本身不够开放，于是就被排除掉了。
其实国内还是有装备德国LZB信号系统的，广州地铁的1、2、8号线的信号系统就是用LZB700M实现ATP功能的。ATO是在此基础上再增加了一些监控和自动操作的设备。
暂且写到这么多。写这个答案之前翻了很多 @Enzo Jiang 前辈以前写的答案，十分感谢，给我补充了很多知识，有错还望指正。
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