高速铁路信号系统
近年来,我国高速铁路建设取得了迅猛发展,截至2011年底,高速铁路营业里程达7 531 km(不包括台湾地区),在建高速铁路1万多千米,已成为世界高速铁路运营速度最高,运营里程最长、在建规模最大的国家.铁路信号系统是为了保证铁路运输安全而诞生和发展的,它的第一使命是保证行车安全,没有铁路信号,就没有铁路运输的安全.随着列车运行速度的提高,完全靠人工望、人工驾驶列车已经不能保证行车安全了,当列车提速到200km/h时,紧急制动距离将达到2 km(常用制动距离超过3 km),因此,国际上普遍认为当列车速度大于时速160 km 时,必须装备列车运行控制系统(简称列控系统),以实现对列车间隔和速度的自动控制,提高运输效率,保证行车安全.要实现列车自动控制,需要解决许多关键技术问题,例如:车-地之间大容量、实时和可靠信息传输,列车定位,列车精确、安全控制等,需要车载设备、轨旁设备、车站控制、调度指挥、通信传输等系统良好的配合才能实现,以现代列车运行控制技术为核心的信号系统可以称为现代铁路信号系统.
高速铁路装备了列控系统后,提高了列车运行速度和行车密度,同时对中国铁路信号技术还具有积极的促进作用,但由于发展速度太快,设备、标准、管理与养护都免不了存在一些缺陷和不足.本文作者简要阐述了中国列车运行控制系统为我国铁路发展所产生的促进作用,也对现有系统存在的若干问题进行了分析,在分析的基础上,针对今后中国列车运行控制系统的建设提出了改进建议.
中国列车控制系统（CTCS）
2003年,铁道部参照欧洲列车运行控制系统(ETCS)相关技术[3],根据中国高速铁路建设需求制定了5中国列车运行控制系统(CTCS)技术规范总则(暂行)6,以分级的形式满足不同线路运输需求.CTCS系统由车载子系统和地面子系统组成.地面子系统包括:应答器、轨道电路、无线通信网络(GSM-R)、列控中心(TCC)/无线闭塞中心(RBC).车载子系统包括:CTCS车载设备、无线系统车载模块等.
CTCS依次分CTCS-0~CTCS-4共5个等级, 以满足不同线路速度需求.CTCS0级为既有线的现状;CTCS1级为面向160 km/h以下的区段;CTCS2级为面向干线提速区段和200~250 km/h高速铁路;CTCS3级为面向300~350 km/h及以上客运专线和高速铁路;CTCS4级为面向未来的列控系统.
TCS-2级列控系统[5]是基于轨道电路和点式应答器传输列车运行许可信息,并采用目标-距离模式监控列车安全运行的控制系统.地面一般设置通过信号机,是一种点-连式列车运行控制系统.在CTCS-2级列控系统中,用轨道电路实现列车占用及完整性检查,并连续向车载设备传送空闲闭塞分区数量等信息.用应答器向车载设备传输定位、线路参数、进路参数、临时限速等信息.列控中心具有轨道电路编码、应答器报文储存和调用、区间信号机点灯控制、站间安全信息传输等功能.同时,列控中心根据轨道电路、进路状态及临时限速等信息,产生行车许可,并通过轨道电路及有源应答器将行车许可传递给列控车载设备.列控车载设备根据地面设备提供的信号动态信息、线路参数、临时限速等信息,结合动车组参数,按照目标-距离模式生成控制速度,监控列车安全运行.
CTCS-3级的列控系统[6]是基于无线通信网GSM-R传输列控信息并采用轨道电路检查列车占用的连续式控制系统.CTCS-3级列控系统采取目标距离控制模式和准移动闭塞方式,地面可不设通过信号机,司机凭车载信号行车,同时具有CTCS-2级功能.CTCS-3级列控系统地面设备包括:无线闭塞中心、列控中心、轨道电路、点式应答器、GSM-R通信接口设备等.车载设备包括:车载安全计算机、GSM-R无线通信单元、轨道电路信息接收单元、应答器信息接收模块、列车接口单元等.
在CTCS-3级列控系统中,无线闭塞中心根据轨道电路、联锁进路等信息生成行车许可,
并通过
GSM-R无线通信系统将行车许可、线路参数、临时限速传输给CTCS-3级车载设备.同时,通过GSM-R无线通信系统接收车载设备发送的位置和列车数据等信息.列控中心接收轨道电路的信息,并通过联锁系统传送给无线闭塞中心.同时,列控中心具有轨道电路编码等CTCS-2级系统列控中心功能,满足作为CTCS-3级后备系统需要.应答器向车载设备传输定位、等级转换、线路参数和临时限速等信息,满足后备系统需要.车载安全计算机根据地面设备提供的行车许可、线路参数、临时限速等信息,结合动车组参数,按照目标距离连续速度控制模式生成动态速度曲线,监控列车安全运行.
尽管CTCS-2级和CTCS-3级列控系统的发展使我国铁路信号技术取得了长足进步,但由于从制定技术标准到大规模投入运行发展速度太快,设备、标准、安装工程、管理与养护都免不了存在一些缺陷和不足,需要认真总结、及时调整,避免酿成重大行车事故.
\]弱电系统集成及方案说明一、方案原则本着“科技先导，质量第一，用户至上，服务一流”的方针，以为用户提供优质、快速的服务为原则，从大厦结构、系统、服务和管理四个方面出发。将语音、数据、图像、自动控制的信号与工程实施同意规划设计，全面综合考虑，运动各种技术，经济手段，使整个系。统“安全、可靠、经济、合理”休闲。博洋国际位于太岳街和兰花路的交汇处，是集购物、办公、娱乐为一体综合性大厦。为满足现代建筑的水准和科学管理的需要，现针对我项目提出一个智能化管理系统设计方案。二、网络、通信系统建议方案根据我项目实际情况设计，信号覆盖，网络电话系统交由通信公司（联通、电信、移动）来具体设计及施工布线，光纤主线入户即可。我方监督配合通信公司完成。我方提供弱电机房，弱电桥架。待项目完成运营开始后针对通信公司收取机房租金以及桥架使用费用。三、安防监控系统： 1、设计理念 安防监控系统由我方联系弱电公司进行设计以及施工，现阶段安同轴电系统是应用光纤、现阶段防监控早已摆脱模拟系统，安防监控并从摄像到图像显示和记缆或微波在其闭合的环路内传输视频信号，录构成独立完整的系统，能实时、形象、真实地反映被监控对象，可 记录下来。以在恶劣的环境下代替人工进行长时间监视，通过录像机监视设防区域并实时显示、视频安防监控系统，指利用视频探测技术、记录现场图像的电子系统或网络。因考虑到消防和监控需有人值守，建议监控室与消防控制而且在消防报警之后能及时观察到楼内情况，
室合并为总控室。2、监控品牌设备市面上常用的口碑比较好的摄像机品牌有：海康，大华，三星， 。天地伟业等，口碑比较好的硬盘录像机品牌有：海康、大华，监控拓扑图3. 四、背景音乐及公共广播系统（待选）背景音乐及紧急广播系统采用一套广播设备实现日常广播和紧急广播两种功能，平时播放背景音乐和日常广播，发生火灾时可根据消防系统提供的信号迅速切换到响应的楼层或区域进行紧急广播，引导人员疏散，而其他楼层继续正常广播。背景音乐消防广播整体设计既可以播放背景音乐，又可以发布日常信息、紧急广播、火灾报警。这套系统既为整个建筑提供良好的娱乐、休闲环境，又为客人提供极佳的休息场所。业务性广播系统1. 办公楼、商业写字楼、学校、医院、铁路客运站、航空港、车站、以满足业务和行政管理为主的银行及工厂等建筑物设置业务性广播, 业务广播要求。火灾事故广播系统2. 主要用于火灾发生时,在消防控制室的消防人员通过火灾事故广播引导人们迅速撤离危险场所。 根据实际情况如写字楼内对背景音乐以及公共广播要求不是特别高 可以将背景音乐与消防喇叭合并，在没有消防警情时可作为背景喇叭使用，当有消防警情时通过切换器自动切换为消防喇叭。 3.公共广播拓扑图
欧洲铁路信号系统概况 欧洲是世界上铁路最发达的地区之—。欧洲国家多，国土面积小，各国内部的铁路网很密集。近几年来，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或者技术改造的同时，在欧盟(EU)委员会和国际铁路联盟(UIC)的推动下，欧洲7大铁路信号公司，如法国的Alstom(阿尔斯通)公司、瑞典的Adtranz公司、德国的Siemens(西门子)公司、法国的Alcatel(阿尔卡特)公司、意大利的Ansaldo(安萨尔多)公司(含法国CSEE公司)、英国WestingHouse(西屋)公司，以及Invensys公司，联合起来为信号系统的互联和兼容问题制定信号标准，并制造了相关的产品： 在较大范围内开发并应用新型计算机辅助铁路运输管理系统； 在进路控制方面，随着区域计算机联锁技术逐步取代陈旧技术，自动化系统得到广泛应用； 在列车防护和控制系统方面，研制了基于通信的列车控制系统(CBTC)； 为了欧洲铁路信号系统的互联和兼容问题，制定了统一的、开放性信号系统标准，从而实现欧洲各国铁路互通运营。 本章根据搜集到的有关欧洲铁路信号系统的论文、报道和技术资料，对它们进行了归纳整理，从列车运行控制系统、欧洲统一先进的列车运行控制系统(即ETCS)、联锁系统、行车指挥系统、高速铁路，以及磁悬浮铁路等方面介绍欧洲铁路信号系统的现状和发展，有关法国、英国和德国的铁路信号系统的详细情况在另外章节专门介绍。 第一节列车运行控制系统 一、种类繁多的列控系统 欧洲有7大铁路信号公司（Alstom、Adtranz、Siemens、Invensys、Alcatel、Ansaldo、WestingHouse，它们都是UNIFE的成员），它们研制生产的列车运行控制系统（ATP/A TC）有十余种，如德国的LZB系列和FZB系列、法国的TVM系列等。这些运行控制系统有的适用于中速铁路，有的适用于高速铁路。在欧洲铁路网上，各个国家的铁路部门使用各自不同的信号制式管理列车的运营。 二、基于通信的列车运行控制系统 近年来，几乎所有欧洲国家铁路都在建立列车运行管理和保证行车安全系统方面寻求新的经济有效的技术方案，其中包括地区性线路。德国铁路和Adtranz公司共同研究制定了无线通信管理列车运行（FFB）地区性线路运营规划，在建立的列车运行管理系统中，几乎全部通过无线通信系统来实现通信服务联系，完全不用地面信号和监督线路空闲的线路设备，保证在任何线路上的列车运行安全。基于通信的列车控制系统（CBTC）按欧洲统一的安全标准设计，系统符合欧洲PrEN50129和PrEN50128标准设计的一体化安全要求（SIL4，安全完善度等级4）。 三、列车控制系统向标准化、统一化发展 目前，欧洲由于种类繁多的铁路信号帛式互不兼容，影响了欧洲铁路跨国运输的效率。在欧盟（EU）和国际铁路联盟UIC的支持下，欧洲铁路制定了统一的列车运行管理系统ERTMS（欧洲铁路运输管理系统），包括欧洲列车运行控制系统ETCS（欧洲列车控制系统）、列车与地面的双向无线通信系统GSM-R和欧洲运输管理系统ETMS。
浅谈高速铁路信号系统 发表时间：2018-06-20T15:28:32.577Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第2期作者：张广智 [导读] 高速铁路最重要的指导理念是动车组在经过特殊建造的专用线路上高速、高密度安全运行并得到最佳匹配。 通号工程局集团有限公司天津分公司天津市 300240 摘要：中国高速铁路自九十年代到如今，经过了十多年的科学研究和时间积累，依靠国内自身的技术力量，走过了学习、引进、创新、超越的一个不平凡的道路，形成了中国高速铁路技术体系，中国高铁是中国改革开放成果的一个成功典范。目前中国高速铁路营运里程两万五千多公里，占世界营运里程三分之二，“复兴号”动车组奔驰在祖国的大江南北，中国高铁为中国国民经济发展插上腾飞的翅膀。而高速铁路信号系统是高铁核心技术，被形象的比喻为高铁的眼睛。 关键词：高速铁路；信号 1.高速铁路与普速铁路的区别 高速铁路最重要的指导理念是动车组在经过特殊建造的专用线路上高速、高密度安全运行并得到最佳匹配。与普速铁路的主要区别有：1.列车运行速度大于200KM/h；2.列车晚点在1-2分钟；3.列车追踪间隔在3-5分钟；4.采用全封闭式、全立交；5.采用列车自动控制（ATC）系统，地面不设信号机，司机按车载信号显示行车，具有超速防护系统；6.车站进路不用值班员办理而是由调度中心的计算机统一控制；7.站间距离较大，区间建有无人值守的中继站；8.具有安全监控系统，监视轴温、线路、风、雨、地震灾害并进行报警。 2.保证高速列车运行安全的主要手段 火车是靠车轮在钢轨上运行的，停止时靠车轮踏面产生摩擦力使列车减速。考虑最不利条件下，也能安全停车并顾及旅客乘车舒适性，司机制动时的平均速度一般只有0.5-0.8m/s时，时速120KM/s.时，时速120km/h的列车制动距离约为800m，列车制动距离与列车制动初速的平方成正比。制动初速高，制动距离较长。 高速列车采用普通自动闭塞，红灯停、绿灯行，闭塞分区要达到6~8KM，才能保证安全。这样线路上的列车间隔加大，降低了通行能力。因此高速铁路闭塞分区设为1~2km，但是信号要分成若干速度等级，这样才能保证安全又满足行车密度的要求。 普速铁路地面信号机显示距离为1000m，时速120km/h的列车走过这段距离为30s，如果列车时速为320120km/h则只有11s。如果闭塞分区为1.5km，则高铁列车司机每十几秒就要辨认一次信号显示，既紧张又不安全。国外曾做过实验，当列车速度超过200120km/h时，司机辨识信号的错误率会大大增加，据此不可以使用地面信号机指挥列车运行。 司机靠地面信号驾驶列车需要经过识别信号、理解信号、按照信号要求操纵列车。司机从看信号到做出正确反应需要4~5s左右，任何环节出现错误，都会造成事故。据此高速铁路闭塞改为列车自动控制系统（ATC），其特点是：1.以车载信号显示为行车凭证；2.用速度命令代替色灯含义；3.信号直接控制列车制动。 3.高速铁路信号安全系统 高速铁路信号安全系统是完成行车控制、运营管理的综合自动化系统。这个系统主要由行车、指挥系统、列车运行自动控制系统、车站联锁系统等组成。 3.1综合调度系统：高速铁路有许多车站，线路上有许多列车要协调一致运行，必须实行统一的行车指挥，高速铁路的服务宗旨是：快速、舒适、安全、正点。要做到这八个字光靠总调度协调调度员、调度员向所属基层站、段下计划、下命令，再向各站、段值班人员实施，这套管理需要人数众多，环节也多。为了取得高效率，需要利用先进的通信网和计算机组成综合调度系统。全线所有列车位置、进路、信号及各种行车设备状态、列车及旅客售检票情况、接触网及供电设备状况显示在调度中心。 为了使各列车均能按运行图正点运行，调度中心的计算机自动排列进路，控制车站的信号设备，直接通过列控系统向列车发出速度命令。这一切都自动进行，只有在特殊情况下例如设备故障、天灾、人祸等，调度员才干预计算机计算机控制亲自下达命令。计算机系统在涉及安全或者不允许中断工作时多采用多系统设置。调度中心一般采用两套或者三套系统，并且供电和通信网也有冗余并形成闭环。保证高速列车的指挥一般不会中断，列车的正点率也会大大提高。 调度中心主要任务是：行车计划编制、行车调度、机车车辆调度、电力调度、客运调度及旅客服务、行车设备监视及维修管理、维修点及天窗点管理、安全监控和应急抢险指挥。 3.2列车运行自动控制系统（ATC）：列车运行控制系统直接控制列车运行，主要由车载设备和地面设备组成。列车控制系统在车站设有控制中心，如果距离较大，则每15~20公里还要设置单独的控制中心。控制中心通过电缆与铁路上的轨道电路、信号机等设备相连。主要王城列车位置检测、形成速度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。地面设备与车载设备一起才能完成列车运行控制功能。 3.3车载设备主要由天线、信号接收单元、制动控制单元、司机操作显示屏、速度传感器等组成。地面信号命令通过轨道电路向机车传送。机车头部的天线接收速度信号命令，经过信号接收机放大、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来的信号，测量出列车的实际速度，将超级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，列车就会自动减速和停车。列控系统主要任务是：1.防止列车冒进信号；2.防止列车错误出发；3.防止列车超速通过道岔； 4.防止列车超过线路允许的最大速度； 5.监督列车通过临时限速区段；6在出入库无信号区段限制列车速度。为保证列车运行控制系统不间断的工作和加强设备维修和管理，列车运行控制系统中在地面和车上都安装有监视设备。地面监视系统可以检测信号机、轨道电路、地面控制中心的接收和发送设备等。检测结果可以在维修工区显示、储存，也可以通过通信网送往调度中心。 车上监视设备可以将列车运行过程中速度信号、制动装置动作以及列车实际速度和司机操作等状态保存下来。 3.4列控系统是高速铁路信号控制核心，目前国内普遍使用的高速铁路列控系统基于GSM-R无线传输方式的CTCS3级和ZPW-2000轨道电路与点式应答器构成的CTCS2级组成的冗余配置的列控系统，预留CTCS3级系统接口。CTCS2级系统与既有200km/h提速线列控系统兼容。同时作为CTCS3级系统备用系统，CTCS2级系统中的轨道电路、点式应答器等在CTCS3级系统中作为列车占用检查和列车定位对标的平台。CTCS2级列控系统由车站列控中心，ZPW2000轨道电路、点式应答器设备及车载列控设备等组成。CTCS3级列控系统在
一、单项选择题(只有一个选项正确，共5道小题) 1. 我国铁路使用的信号机最多的类型是 (A) 固定信号 (B) 机车信号 (C) 移动信号 (D) 手信号 正确答案：A 解答参考： 2. 在自动闭塞区段，闭塞分区分界处设置的信号机是 (A) 出站信号机 (B) 通过信号机 (C) 进路信号机 (D) 调车信号机 你选择的答案： B [正确] 正确答案：B 解答参考： 3. 我国铁路广泛使用的道岔转换设备是 (A) 电液转辙机 (B) 电空转辙机 (C) 电动转辙机 (D) 人工扳道 你选择的答案： C [正确] 正确答案：C 解答参考： 4. 调车信号机显示白灯，其意义是 (A) 禁止机车或车列越过该信号机 (B) 禁止列车或车列越过该信号机 (C) 允许机车或车列越过该信号机 (D) 允许列车或车列越过该信号机 你选择的答案： C [正确]
正确答案：C 解答参考： 5. 轨道电路极性交叉的目的是 (A) 检查列车占用 (B) 实现“故障—安全”原则 (C) 传送信息 (D) 控制列车 你选择的答案： B [正确] 正确答案：B 解答参考： 二、不定项选择题(有不定个选项正确，共8道小题) 6. 实现闭塞的方法有 [不选全或者选错，不算完成] (A) 人工闭塞 (B) 半自动闭塞 (C) 自动闭塞 (D) 轨道电路闭塞 (E) 列车运行间隔自动调整 正确答案：A B C E 解答参考： 7. 继电器的主要参数有 [不选全或者选错，不算完成] (A) 吸起值 (B) 释放值 (C) 安全值 (D) 工作值 (E) 转极值 你选择的答案： A B C D E [正确] 正确答案：A B C D E 解答参考： 8. 轨道电路的基本参数有 [不选全或者选错，不算完成]
轨道交通智能化弱电系统简介 目录 高铁弱电系统简介 2......................................................................................................................... 、通讯系统 2 (1) 、信号系统 2 (2) 、高速铁路电力系统33 ...........................................................................................................、高速 铁路牵引供电系统（又称电气化系统）43................................................................、车站管理信 息系统53 ...........................................................................................................河南辉煌科技股份有 限公司 3 .........................................................................................................一、铁路信号集中监测 系统 3..................................................................................................二、铁路防灾安全监控系统10................................................................................................型微机监测系统三、 14 ........................................................................................TJWX-2006 四、无线调车机车信号和监控系统18....................................................................................北京世 纪瑞尔技术股份有限公司23................................................................................................一、铁路 防灾安全监控系统简介23........................................................................................机房动力环境监 控系统二、23 ..............................................................................CR-PEMM 光纤网络在线监测管理系统三、25................................................................ CR-Fiberward 蓄电池组在线监测管理系统四、25.......................................................................... CR-BTM ，铁路综合监控系统五、26......................................................................................-CRIMM ，铁路车站建筑自动化系统六、27............................................................................CR-BAS 铁路客运自动化系统七、28.......................................................................................-AFC CR轨道衡综合监测系统八、29OWM ...................................................................................CR-综合视频监控平台九、29 .......................................................................................CR_NIVM北京佳讯飞鸿电气股份有限公司31................................................................................................一、公司简介 31 .......................................................................................................................调度指挥系统在铁路行 业的应用二、31 ...............................................................MDS3400 三、调度指挥系统解决方案32................................................................................................ 四、可视化调度指挥系统解决方案36.................................................................................... 五、综合调度监控解决方案37................................................................................................ 六、铁路防灾安全监控系统解决方案39................................................................................ 七、铁路区间宽带通信系统解决方案41................................................................................ 八、隧道应急通信系统解决方案42........................................................................................ 海能达通信股份有限公司45 ...........................................................................................................一、背景45 ...............................................................................................................................二、解决方 案45 .......................................................................................................................三、主要功能
高速铁路通信系统技术浅谈 摘要:从高速铁路通信系统的各种需求出发，通过对系统的技术浅谈，全面了解高速铁路通信系统所采用的高新技术，掌握高速铁路专用通信系统的特点，对高铁路通信工程的施工起到理论指导作用。 关键词：高速铁路通信系统高新技术浅谈 随着中国铁路的跨越式发展，八纵八横的客运专线和高速铁路正在紧锣密鼓地建设之中，现代高速铁路专用通信系统的各种需求出发，通过对系统的技术分析，全面掌握高速铁路通信系统所采用的高新技术，了解高速铁路专用通信系统的特点，以指导高速铁路通信工程的施工。 一、高速铁路对通信系统的要求 1.1 信息管理要求 高速铁路要求与沿线行车、旅客服务相关的数据与信息，采用计算机网络相连的方式输送和交换，保证运营的高效，使高速铁路的运营纳入信息化管理。 1.2 调度控制要求 传统铁路的运营调度方式，是以下达话音指令为主实施行车指挥的。随着列车运行速度的提高，要求行车指挥采用计算机管理、传输指令数据为主的调度方式，在区间控制列车运行的系统也采用计算机和数据控制。 1.3 通信技术要求 高速铁路系统中，要求以数字网络技术对综合调度系统进行技术支撑；较大的站间距需要引入区间接入技术；列车运行控制系统的信息要通过光纤网络传输；车上和地面之间采用综合无线通信系统，且传递信息从运营调度指挥扩大到客运服务、动车组数据与信息；无线通信系统要适应300公里/小时的运营速度。 1.4 通信业务需求 高速铁路通信系统业务需求体系在：一是为高速铁路信号、综合调度、信息化系统等专业的业务应用系统提供安全、可靠、高效的通信网网络服务；二是为高速铁路运输提供高质量的调度通信、旅客服务信息、会议电视、移动通信业务。 二、高速铁路通信系统技术分析
弱电系统工程 Weak Systems Engineering 智能建筑中的弱电主要有两类，一类是国家规定的安全电压等级及控制电压等低电压电能，有交流与直流之分，交流36V以下，直流24V以下，如24V直流控制电源，或应急照明灯备用电源。第二类是载有语音、图像、数据等信息的信息源。一般情况下，弱电系统工程指第二类应用。 There are 2 types of weak systems in intelligence building. One is safety voltage, control voltage and other low voltage power fixed by the state. They can be divided into the AC and DC. The AC lowers than 36V and the DC lowers than 24V, such as the 24V DC control power, or the back-up power of emergence lights. The other is information source carrying with language, pictures and data. Under normal circumstance, the weak systems engineering refers to the second application. 随着计算机技术的飞速发展，软硬件功能的迅速强大，各种弱电系统工程和计算机技术的完美结合，使以往的各种分类不再像以前那么清晰。各类工程的相互融合，就是系统集成。 With the rapid development of computer technology, the functions of hardware and software become stronger than before. The perfect combination of various weak systems engineering and computer technology makes its past various classifications unclear like before. System integration is the mutual integration of different kinds of
文章编号:1673-0291(2012)05-0090-05 中国高速铁路信号系统分析与思考 郭 进,张亚东 (西南交通大学信息科学与技术学院,四川成都610031) 摘 要:介绍中国高速铁路信号系统的发展历程及成果,对比分析了中国高速铁路列车运行控制系统的技术水平及特点.在总结成果的基础上,针对现有信号系统的技术标准与体系结构存在缺陷、基础研究薄弱、安全保障体系不符合高速铁路安全需求等问题进行了思考,并提出了改进建议. 关键词:高速铁路;铁路信号;中国列控系统中图分类号:U284 文献标志码:A Study and consideration on Chinese high speed railway signal system G UO Jin ,ZH AN G Yadong (School of Infor matio n Science and T echnology,Southw est Jiaotong U niversity,Cheng du Sichuan 610031,China) Abstract:The paper introduced the achievement of Chinese high -speed railway signal system,and then analyzed the technical characteristics of China Train Control System (CTCS).After summarizing the development of CTCS,some problems of the technical standard and config uration on CTCS w ere men -tioned,and the modification suggestions w ere put forw ard to decrease the risk on CTCS.Key words:high -speed railw ay ;railw ay sig nal;China Train Control System 收稿日期:2011-10-20 基金项目:铁道部科技研究开发计划项目资助(2011X025-C,2012X007-D) 作者简介:郭进(1960 ),男,四川成都人,教授,博士,博士生导师.研究方向为铁路信号.email:jguo -scce@sw https://www.doczj.com/doc/6460843.html,. 近年来,我国高速铁路建设取得了迅猛发展,截至2011年底,高速铁路营业里程达7531km(不包括台湾地区),在建高速铁路1万多千米,已成为世界高速铁路运营速度最高,运营里程最长、在建规模最大的国家[1] .铁路信号系统是为了保证铁路运输安全而诞生和发展的,它的第一使命是保证行车安全,没有铁路信号,就没有铁路运输的安全[2].随着列车运行速度的提高,完全靠人工 望、人工驾驶列 车已经不能保证行车安全了,当列车提速到200 km/h 时,紧急制动距离将达到2km (常用制动距离超过3km ),因此,国际上普遍认为当列车速度大于时速160km 时,必须装备列车运行控制系统(简称列控系统),以实现对列车间隔和速度的自动控制,提高运输效率,保证行车安全.要实现列车自动控 制,需要解决许多关键技术问题,例如:车-地之间大容量、实时和可靠信息传输,列车定位,列车精确、安全控制等,需要车载设备、轨旁设备、车站控制、调度指挥、通信传输等系统良好的配合才能实现,以现代列车运行控制技术为核心的信号系统可以称为现代铁路信号系统. 高速铁路装备了列控系统后,提高了列车运行速度和行车密度,同时对中国铁路信号技术还具有积极的促进作用,但由于发展速度太快,设备、标准、管理与养护都免不了存在一些缺陷和不足.本文作者简要阐述了中国列车运行控制系统为我国铁路发展所产生的促进作用,也对现有系统存在的若干问题进行了分析,在分析的基础上,针对今后中国列车运行控制系统的建设提出了改进建议. 第36卷第5期 2012年10月 北 京 交 通 大 学 学 报 JOU RNAL OF BEIJING JIA OT ON G U N IV ERSIT Y Vol.36No.5Oct.2012
高速铁路信号系统的抗电磁干扰技术研究 发表时间：2019-06-21T16:03:58.057Z 来源：《防护工程》2019年第6期作者：刘磊 [导读] 作为高速移动的复杂巨系统，高速列车在高速运行的过程中，整个系统受到了数量众多的电磁干扰，且相关干扰多为突发性脉冲干扰。 中铁建电气化局集团南方工程有限公司湖北武汉市 430074 摘要：作为高速移动的复杂巨系统，高速列车在高速运行的过程中，整个系统受到了数量众多的电磁干扰，且相关干扰多为突发性脉冲干扰。另一方面，高速铁路采用的综合接地方式、共用的接地钢轨使得电磁骚扰传输耦合途径错综复杂，这些均对高速铁路信号系统的抗电磁干扰提出了较高挑战，由此可了解本文研究具备的较高现实意义。 关键词：高速铁路；信号系统；抗电磁干扰技术；研究 1高速铁路信号系统抗电磁干扰技术措施 1.1基本抑制措施 高速铁路信号系统的抗电磁干扰技术措施一般由三个方面入手，以高速铁路车载信号系统为例，具体的抑制措施如下：①骚扰源：高速铁路的电磁噪声在1.88~2.6GHz频段基本不会对设备的孔缝、信号端口、电源线端口造成影响，设备的天线端口也不会受到影响，因此仅需要考虑实际工程中的具体设备以采用针对性措施。②耦合途径：需考虑电缆的合理布线和接地，并保证不同类别的电缆间隔敷设，不同类别电缆之间的最小距离应遵循（表1）规定，同时保证电缆间互为直角；如出现不同类别间电缆最小距离无法满足情况，需设法将电缆隔开，一般采用连接整体屏蔽、金属电缆槽、金属板、金属管的方式，在信号电缆和电力电缆共存情况下，还需要重点关注电路馈线与回流电缆的敷设距离，保证二者尽可能拉近，将在接近导电的机车结构处安装电缆能够有效抑制电缆的发射场，一般情况下电缆屏蔽层需接地，且需要关注机箱屏蔽，机箱孔缝尺寸需满足最小波长要求，必要时可通过安装金属密闭塾片、导电性填料进行改善，接地线应短而宽并与接地面实现可靠搭接，电缆合理的接地和布线可有效提升其抗电磁干扰能力。③敏感设备：信号设备的电磁兼容性也需要得到重视，由于高速铁路车载信号系统本身属于敏感设备，该设备本身的防护措施必须得到重视，这种重视需体现在设计层面。具体来说，通信系统在设计阶段应选择适当的接收电平，电磁兼容设计需使用，浪涌防护器件设置电压限幅环节，瞬变电压抑制器、压敏电阻、硅雪崩二极管、放电管均属于常用的浪涌防护器件，此种措施下冲击电流可得到较好抑制（如雷电、变电所过流保护开关瞬时开闭引发的相关现象）。 表1 不同类别电缆之间的最小距离 同样以车载信号系统为例，其处理流程可概括为：“故障现象分析→现场实际测试→干扰耦合途径验证→敏感设备分析→抗干扰措施实施→验证试验”，通过列举可能导致故障现象的因素、选择针对性较强的仪器设备、围绕典型干扰传输耦合途径开展分析、建立被干扰信号系统电磁抗扰度模型，即可完成高质量的电磁干扰故障处理，最终合理应用抗干扰措施并验证其有效性，即可有效解决电磁干扰导致的故障问题。为取得优秀的高速铁路信号系统抗电磁干扰效果，一般需同时应用屏蔽、接地、滤波技术，但如果三种技术存在应用不当情况，则很容易引起更为严重的电磁干扰问题，因此必须保证抗干扰措施应用的针对性、定制性，并从整个系统角度思考问题，避免解决问题的过程引入新的电磁干扰耦合，结合故障实际和相关经验属于其中关键，这些必须得到相关业内人士的重点关注。 2实例分析 2.1故障现象分析 为提升研究的实践价值，本文选择了某高速列车作为研究对象，在通过某一位置时，该高速列车出现了ATP（车载自动列车防护系统）和多次报人机交互单元DMI出现通信超时故障，结合故障现象开展分析，技术人员初步确定了电磁骚扰源及其耦合途径，具体判断如下：①由于DMI临近的弱电设备未出现类似故障（通信超时故障报警时），因此可初步判断空间的辐射电磁场骚扰与主要电磁干扰信号基本不存在联系。②与DMI共用电源的弱电设备未出现类似故障，因此来自电源线的传导电压/电流骚扰与主要电磁干扰信号基本不存在联系。③ATP与DMI间的Profibus总线平行于220V交流输电线平行走线，且长度为23m，电压骚扰信号进入Profibus总线因此获得可行性较高的方式，即线间的容性耦合方式，ATP与DMI之间的数据传输也很容易出现误码故障，因此可初步判断信号线的传导电压骚扰为干扰源。 2.2敏感设备分析 图1为车载ATP系统基本结构图，结合该图不难发现，主机柜内的设备主要有JRU单元、BTM单元、DC/DC电源、车载电台、ATP核心运算单元，主机柜外则安装有天线、速度传感器、DMI单元等设备，ATP与DMI间的数据传输采用Profibus总线，设备的连接采用菊花链结构，在ATP核心运算单元支持下，总线可实现间隔性的DMI状态查询，必要时需上报DMI通信超时故障，如出现多次无法收到响应数据包的
EN 50128 : 2001 铁路应用——通信、信号和处理系统——铁路 控制和防护系统软件 2007.6
序言 本欧洲标准是SC 9XA,即通信，信号传输和处理系统技术委员会（CENELEC TC 9X）制订，铁路电气和电子应用的标准。草案文本作为EN 50128正式提交投票并于2000-11-01获得CENELEC批准。 修改了下列日期 --欧盟各国必须通过认可或发布相同的国家标准来执行本欧洲标准的截止日期2001 -1 1-01 --与本欧洲标准冲突的国家标准必须被废止的截止日期2003-1 1-01 本欧洲标准必须与EN50126铁路应用——可靠性，可用性，可维护性和安全性（RAMS）；EN50129铁路应用——信号领域的安全相关电子系统同时阅读。 附件中指定的“规范性的”是本项标准主体的一部分。 附件中指定的“参考性的”只用于获得的信息。 本项标准中，附件A是规范性的而附件B是参考性的。
目录 引言 1.范围 2.参考文献 3.定义 4.目标和符合 5.软件安全完整性等级 5．1目标 5．2需求 6.人员及职责 6．1目标 6．2需求 7.生命周期和文档 7．1目标 7．2需求 8.软件需求规格说明 8．1目标 8．2输入文档 8．3输出文档 8．4需求 9.软件体系结构 9．1目标 9．2输入文档 9．3输出文档 9．4需求 10.软件设计和实现 10．1目标 10．2输入文档
10．4需求 11.软件验证和测试11．1目标 11．2输入文档11．3输出文档11．4需求 12.软件/硬件集成12．1目标 12．2输入文档12．3输出文档12．4需求 13.软件确认 13．1目标 13．2输入文档 13．3输出文档 13．4需求 14.软件评估 14．1目标 14．2输入文档 14．3输出文档 14．4需求 15.软件质量保障 15．1目标 15．2输入文档 15．3输出文档 15．4需求 16.软件维护 16．1目标 16．2输入文档
高速铁路和城市轨道交通智能化系统应用与发展 1、序言 2010年6月，在中国（长春）国际轨道交通与城市发展高峰论坛上，铁道部总工程师、中国工程院院士何华武介绍，今年国家将投入7000亿元加快高速铁路建设，计划新线投产4613公里。目前我国在建的高速铁路有1万公里，包括京哈、哈大、合福、京武、沪宁等多条线路。何华武还表示，目前我国投入运营的高速铁路已经达到6552营业公里。据悉，我国在今年将进一步扩大并完善铁路网布局，扩大西部路网规模，完善中东部路网结构，规划新建1万公里铁路。 预计到2020年，中国200公里及以上时速的高速铁路建设里程将超过1.8万公 里，将占世界高速铁路总里程的一半以上。 目前我国25个城市正在进行城市轨道交通的前期工作，总规划里程超过5000公里，总投资估算超过8000亿元。据了解，目前全国已开通城市轨道交通的城市有北京、上海、天津、广州、长春、大连、重庆、武汉、深圳、南京10个城市20条线，其中，北京、上海、广州三个城市近几年每年新增的线路长度都达到了30—50公里。“十五”期间，中国城市轨道交通建设投资达2000亿元。在“十一五”期间，全国特大城市的地铁和轻轨通车里程将超过1500公里，还将投资约6000亿元。据不完全统计，目前全国48个百万人口以上的特大城市中25个城市正在进行轨道交通的前期工作，总规划里程超过5000公里，总投资估算超过8000亿元。“在今后的20年内，轨道交通将始终处于高速发展时期，轨道交通建设不会减速，反而会提速，甚至现在根本不是减速的问题，而是发展太慢。” 2、高速铁路信息化数字化系统简介 高速铁路信息化数字化系统，也称高速铁路智能化系统，主要包括五个系统：通信系统、信号系统、电力系统、电气化系统和信息系统，其中前四个系统在行业内又 称“四电”系统。 1、通信系统是保障高速铁路安全、稳定、高效、舒适运营的基本设施，可满足高速铁路语音、数据和图像等综合业务通信的需要。它包括通信承载网、通信业务网和通信支撑网，是高速铁路安全运营和高效管理的信息基础平台，是能与既有铁路
高速铁路信号系统 近年来,我国高速铁路建设取得了迅猛发展,截至2011年底,高速铁路营业里程达7 531 km(不包括台湾地区),在建高速铁路1万多千米,已成为世界高速铁路运营速度最高,运营里程最长、在建规模最大的国家.铁路信号系统是为了保证铁路运输安全而诞生和发展的,它的第一使命是保证行车安全,没有铁路信号,就没有铁路运输的安全.随着列车运行速度的提高,完全靠人工望、人工驾驶列车已经不能保证行车安全了,当列车提速到200km/h时,紧急制动距离将达到2 km(常用制动距离超过3 km),因此,国际上普遍认为当列车速度大于时速160 km 时,必须装备列车运行控制系统(简称列控系统),以实现对列车间隔和速度的自动控制,提高运输效率,保证行车安全.要实现列车自动控制,需要解决许多关键技术问题,例如:车-地之间大容量、实时和可靠信息传输,列车定位,列车精确、安全控制等,需要车载设备、轨旁设备、车站控制、调度指挥、通信传输等系统良好的配合才能实现,以现代列车运行控制技术为核心的信号系统可以称为现代铁路信号系统. 高速铁路装备了列控系统后,提高了列车运行速度和行车密度,同时对中国铁路信号技术还具有积极的促进作用,但由于发展速度太快,设备、标准、管理与养护都免不了存在一些缺陷和不足.本文作者简要阐述了中国列车运行控制系统为我国铁路发展所产生的促进作用,也对现有系统存在的若干问题进行了分析,在分析的基础上,针对今后中国列车运行控制系统的建设提出了改进建议. 中国列车控制系统（CTCS） 2003年,铁道部参照欧洲列车运行控制系统(ETCS)相关技术[3],根据中国高速铁路建设需求制定了5中国列车运行控制系统(CTCS)技术规范总则(暂行)6,以分级的形式满足不同线路运输需求.CTCS系统由车载子系统和地面子系统组成.地面子系统包括:应答器、轨道电路、无线通信网络(GSM-R)、列控中心(TCC)/无线闭塞中心(RBC).车载子系统包括:CTCS车载设备、无线系统车载模块等. CTCS依次分CTCS-0~CTCS-4共5个等级, 以满足不同线路速度需求.CTCS0级为既有线的现状;CTCS1级为面向160 km/h以下的区段;CTCS2级为面向干线提速区段和200~250 km/h高速铁路;CTCS3级为面向300~350 km/h及以上客运专线和高速铁路;CTCS4级为面向未来的列控系统. TCS-2级列控系统[5]是基于轨道电路和点式应答器传输列车运行许可信息,并采用目标-距离模式监控列车安全运行的控制系统.地面一般设置通过信号机,是一种点-连式列车运行控制系统.在CTCS-2级列控系统中,用轨道电路实现列车占用及完整性检查,并连续向车载设备传送空闲闭塞分区数量等信息.用应答器向车载设备传输定位、线路参数、进路参数、临时限速等信息.列控中心具有轨道电路编码、应答器报文储存和调用、区间信号机点灯控制、站间安全信息传输等功能.同时,列控中心根据轨道电路、进路状态及临时限速等信息,产生行车许可,并通过轨道电路及有源应答器将行车许可传递给列控车载设备.列控车载设备根据地面设备提供的信号动态信息、线路参数、临时限速等信息,结合动车组参数,按照目标-距离模式生成控制速度,监控列车安全运行. CTCS-3级的列控系统[6]是基于无线通信网GSM-R传输列控信息并采用轨道电路检查列车占用的连续式控制系统.CTCS-3级列控系统采取目标距离控制模式和准移动闭塞方式,地面可不设通过信号机,司机凭车载信号行车,同时具有CTCS-2级功能.CTCS-3级列控系统地面设备包括:无线闭塞中心、列控中心、轨道电路、点式应答器、GSM-R通信接口设备等.车载设备包括:车载安全计算机、GSM-R无线通信单元、轨道电路信息接收单元、应答器信息接收模块、列车接口单元等. 在CTCS-3级列控系统中,无线闭塞中心根据轨道电路、联锁进路等信息生成行车许可,