高速列车运行控制系统分析与应用

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1、jB疸銮道盍堂童些亟±堂焦边塞!iI直1引言1．1选题目的当今世界发达国家铁路的机车车辆已经实现了标准化、系列化模块化和信息化，其设备的可靠性、可维修性和经济性亦达到了很高的水平，机车的发展趋势是不断完善的网络控制技术、交流传动技术、高速和重载技术，使机车整体水平不断提高，客车以高速、舒适度和人性化为主攻方向，货车以重载、提速和高可靠性为主要发展方向。高速、舒适、安全、环保是世界高速列车追求的目标，目前许多国家都已开行了高速旅客动车组，其中日本新干线高速列车已发展到700系、E4系、正在设计开发的STAR21高速列车时速将达到350公里

2、，最高时速400公里；德国的ICE、西班牙的AVE、法国的TGV等系列高速列车也正服务于各自的高速铁路线上，高速列车将成为21世纪人们旅行的主要方式。中国铁路由于种种原因，机车车辆及信号水平整体技术较世界先进水平差距较大，特别是在许多关键技术远远落后于发达国家，在客车速度方面，时速300公里的高速铁路成套技术至今还是空白。承认差距正是为了缩少差距，铁道部党组才提出了铁路跨越式发展。按照“引进先进技术，联合设计生产，打造中国品牌”的总体要求，通过市场换技术，走技贸结合、自主创新的路子，通过技术引进，消化吸收，生产出时速200公里的高速列车

3、，其中由南车集团四方机车车辆股份有限公司与日本川崎重工株式会社合作，生产出“和谐号”CRH2型动车组，其主要列控设备就是安装引进的日立公司的ATP车载设备。第六次大提速，济南局将在胶济、京沪线上应用此类设备，作为参加过列控试验和将来使用的人员，在试验过程中发现仍然存在各种问题，如果这些问题不能的到解决，不但会对行车安全带来隐患，而且还会影响铁路第六次大提速的声誉。通过对列控系统的研究．不仅可以掌握车载设备、地面设备的组成及工作原理，而且通过研究，可以为我们将来高速列车的安全运行提供理论知识，为jb塞銮垣左堂童些砸±堂焦论童!II直顺利实

4、施第六次大提速提供装备保证，加快我国铁路现代化的步伐。1．2列控系统主要组成原理列车速度防护系统ATP(AutomaticTrainProtectionSystem)是列车超速防护和机车信号系统的一体化系统。列控ATP系统主要由车载设备及地面设备两大部分组成，地面设备与车载设备一起才能完成列车运行控制的功能。下面是列车运行控制系统地面设备原理框图。地面控制中心通过电缆与铁路线上的轨道电路、信号机、应答器等设备相连，主要完成列车位置检测、形成速度信号及目的距离等信号，并将此信号传递给列车，车载设备将按照速度信号控制列车制动。心图1．1列车

5、运行控制系统地面设备原理框图车载设备主要由天线、信号接收单元、制动控制单元、司机显示器、速度传感器等组成。机车头部的天线接收到地面的速度命令及目的距离等信号，经过信号接收单元放大、滤波、解调后，将此命令的数据送到司机显示器和制动控制单元。制动控制单元收到速度传感器传送的信号，测量出列车的实际速度，将实际速度与信号命令比较，如果判断列车需要制动，则产生制动信号，直接控制列车制动系统。列车就会自动减速或停车。2jE立交垣盘堂圭些亟±堂焦硷塞!§J直图1．2车载设备结构框图翊溘传薯量1．3目前德、法、日等先进国家关于列控系统应用综述与比较列车

6、速度的不断提高，靠地面信号行车已不能保证行车安全，必须靠车载信号设备对列车实施运行控制，ATP已成为行车安全不可缺少的重要技术装备。20年纪90年代以来，世界范围内掀起了一个轮轨高速铁路建设的新高潮，其特点集中表现在高速度、高舒适度、高安全度和高效率。近年来，作为世界上铁路最发达的地区，欧洲铁路公司和信号公司在对各自的既有信号系统进行升级改造的同时，在欧盟委员会和国际铁路联盟的推动下，为信号系统的互联和兼容问题制定了相关的技术标准，并研制和开发了相关的产品，其中就包括列车运行控制系统——．ETCS标准。法、德高速铁路采用“人控优先”的设

7、计原则，系统采用双重冗余方式，比日本新干线的三重冗余所用设备少，造价也较低。法德采用“人控优先”的控制原则。列车正常运行由司机驾驶，只有在司机失误并可能出现危险的情况下列控设备才强迫列车制动。法德铁路认为这种入机关系有利于发挥司机的技术能力，加强其责任感。日本新干线ATC系统采用“设备优先”的控制原则。列车减速一般由设备完成，当列车速度减到30hn／h以下需要在车站停车时才由司机操纵以保证列车停在正确位置。法德列控设备制动后，当列车速度低于目标速度后只给出允许缓解的表示，由司机进行缓解操作。日本新干线ATC当列车速度低于目标速度后自动缓

8、解，这种方式要求列车制动系统连续多次制动后制动力不衰竭。法德高速铁路列控系统利用轨道内敷设的环线发送点式信号。TVM300系统采用模拟环线信号共有14个点式信息。TVM430系统采用PsK(相移键控)数字环