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1、第21卷第1期(总第51期)中国铁道科学2000年3月文章编号:100124632(2000)0120031206高速列车运行控制系统的研究赵海东刘贺文杨悌惠贾利民(铁道部科学研究院)摘要:列车运行控制系统是保证列车安全、高效运行的重要设备。以成功应用于广深线时-1速达200km·h的X2000及国产动力集中动车组上的速度分级控制系统为例,介绍系统原理、-1系统构成及该系统所采用的适用于广深线的各种控车模式。并且针对300km·h高速试验列车,结合智能控制技术的发展及高速列车对车载控制系统的要求,提出了适应高速列车特点,满足控制要求的车载系统方案,指明了高速车载信号控制技术的发展前景
2、。关键词:高速列车运行控制模式智能控制+中图分类号:U2841482文献标识码:A1引言随着国民经济的迅速发展、改革开放的深入进行,铁路运输既遇到了前所未有的发展机遇,又受到了航空和高速公路等方面的激烈竞争。如何在激烈的竞争中,抓住机遇,提高自身实力,站稳脚跟,争取更大的发展,是摆在我们每个铁路员工面前的大问题。依靠自身优势,改进服务质量、提高列车速度、缩短运行时间,无疑是解决这一问题的关键,也是铁路赖以生存和发展的唯一出路。提高列车速度是我们追求的目标,但我们更时刻不能忘记的是,安全是运输的根本,没有安全的运输,一切都是无源之水、无本之木。列车运行控制系统正是在这一要求基础上提出和
3、发展起来的,它是保障列车安全、高速、高效运行必不可少的行车安全保证设备。2系统简介列车运行控制系统是在铁道部鉴定的准高速旅客列车速度分级控制系统基础上发展而来的。它完全满足时速200km的旅客列车的信号安全控制要求,并已成功地应用于广深线-1X2000及国产200km·h动车组上。该系统采用“人机联控,人控优先”的控制原则:列车正常运行时,司机可以正常驾驶;当列车超速时,设备报警,并主要采用常用制动使列车减速;当列车速度低于目标速度后允许司机缓解。系统综合了信号安全技术、机电控制技术、计算机技术、可靠性与故障安全理论,形成了机电一体化信号安全防护系统。全系统采用VME总线技术及欧洲结
4、构标准,符合国际标准要求,并采用了开放式结构。系统同时采用了双机冗余方式,从而具有较高的可靠收稿日期:1999212226赵海东研究实习员铁道部科学研究院通信信号研究所北京10008132中国铁道科学第21卷性和安全性。211系统机构列车运行控制系统(如图1所示)由主机柜、显示器、天线等组成,具体说明如下:(1)主机柜列车运行控制系统主机柜由双套热备冗余的子系统组成。每套子系统包括连续信号译码单元、点式信号译码单元、速度控制单元及查询应答器单元等组成。(2)显示器彩色液晶显示器向司机提供目标速度、目标距离、列车速度及设备动作信息、故障信息等。(3)连续式信号天线连续式信号天线线圈用来
5、接收线路连续信号。(4)环线点式信号天线图1系统结构框图环线点式天线用来接收点式信息。(5)速度传感器选用轴端光电式脉冲速度传感器,每圈200脉冲,双路输出。(6)其他包括ATP开关、信号切断按钮、警惕按钮、缓解按钮等。212系统功能模块(1)机车信号接收模块该模块负责接收车载系统所需的地面信息。依据信息来源,可将其分为连续信号接收子模块、点式信号接收子模块。通过对地面信息的正确接收,可以获取作为行车凭证的机车信号。该模块采用了先进的DSP处理技术,通过对信号的数字滤波及频谱分析,经过谱线识别,判别地面发送的各种制式的信号。信息接收模块是运行控制系统的基础模块。(2)测速测距模块该模
6、块负责测量列车的速度及走行距离。速度及走行距离是机车运行中的基本参数,也是速度控制系统判断机车运行状态,作出决策的主要依据,所以该模块必须为系统提供高精度、高可靠的速度及距离。同时在列车运行中,不可避免的会出现空转、打滑、蛇行等情况,所以必须根据列车运行特性,应用数字滤波、智能判别等技术,准确测量出列车速度及走行距离。(3)人机接口模块该模块主要完成司机与车载列控系统的信息交换。司机通过该模块向车载列控系统输入必要的信息,车载列控系统通过该模块向司机提供目标速度、目标距离、系统动作情况、系统工作状态、系统故障状况等信息。(4)双机判决模块第1期高速列车运行控制系统的研究33该模块完成
7、双机信息交换,并通过对系统的实时监测;当发现异常和故障时实现双机转换。它是实现双机冗余的核心环节。(5)网络通信模块该模块可以通过网络完成车载列控系统与其他系统的实时信息交换,简化列车配线,实现信息共享。通过该模块的主要信息有:列车控制系统发出的控制命令,列车的相关行车信息,以及提供给记录器的记录信息等。(6)列车运行记录模块该模块主要是完成对列车运行过程机车信号,车载设备控制命令,机车工况等数据的完整记录。(7)机车控制系统接口模块该模块包含两个子模块,
