高速铁路系统构成65页PPT

中国
中国的高速铁路发展迅 速，未来将进一步完善 路网布局，提高运营速 度和服务质量。
中国高速铁路发展规划
路网建设
中国将进一步完善高速铁路路网布局，连接主要 城市和旅游景点，提高覆盖率。
技术创新
中国将加大高速铁路技术创新力度，研发更高速 度、更安全、更舒适的高速列车。
服务质量提升
中国将提升高速铁路服务质量，提供更加便捷、 舒适、智能的旅客服务。
牵引供电系统
分析牵引供电系统的原理、功能和技术特点，包括牵引变电所、接 触网等。
电力系统与安全
探讨高速铁路电力系统的特点、运行方式以及安全防护措施。
03
高速铁路运营与管理
高速铁路客运组织
1. 列车运行计划
根据客流情况制定列车运行计划，包括列车班次、停靠站点和运 行时间等。
2. 票务管理
负责票务销售、退改签以及票务收益的管理。
3. 旅客服务
提供旅客候车、乘车、下车等全过程的服务，包括安检、候车室 、站台、车上服务等。
高速铁路货运组织
1 2
1. 货物运输计划
根据货源情况制定货物运输计划，包括货物品类 、运输量和运输时间等。
2. 货物装卸管理
负责货物的装卸、保管和交付等环节的管理。
3
3. 物流服务
提供货物跟踪、查询、配送等物流服务，提高货 物运输效率。
提升企业竞争力
高速铁路的运营，缩短了企业与市场的距离，降低了物流成本，提高 了企业的市场响应速度和竞争力。
高速铁路对城市发展的影响
促进城市群的形成
高速铁路的建设和运营， 加强了城市间的联系，促 进了城市群的形成和发展 。
优化城市空间布局
高速铁路的引入，改变了 城市的空间布局，推动了 城市向更加合理的方向发 展。

通信与信号系统： •高速铁路通信系统 1.及时准确地完成指挥列车运行的各种调度命令 信息的传输，是列车高速、安全运行的重要保证 ； 2.为旅客提供各种服务的通信； 3.为设备维修及运营管理提供通信条件，能够满 足维修人员沿线作业时的需求。
动车组系统：
1.包含传统轨道列车车辆的车体、转向架和制动 技术； 2.具有复杂的牵引传动与控制、计算机网络控制 、车载运行控制等关键技术。
通过系统集成、自主创新，建立包括工务工程、 牵引供电、通信信号、动车组、运营调度、客运服 务等在内的中国铁路高速铁路技术体系。
（1）工务工程：以原始创新为主，依靠自己的 力量，建立我国高速铁路和客运专线工务工程的技 术体系。
（2）牵引供电和通信信号：通过集成创新，建 立我国铁路客运专线牵引供电系统和通信信号系统 的技术平台。关键设备和主要配件正在逐步实现国 产化。
通信系统 调度集中CTC 联锁子系统 地面子系统 车载子系统 远程监控系统
电力系统 接触网系统
变电系统
供电系统 站场工程 隧道工程 桥梁工程 轨道工程 路基工程
通信信号
牵引供电
工务工程
工务工程系统：
1.为高速度运行的机车车辆提供高平顺性与高稳 定性的轨面条件； 2.保证线路各个组成部分具有一定的坚固性与耐 久性，长期在运营条件下保持良好的状态； 3.同时，要求建立严格的线路状态检测和保障轨 道持久高平顺的科学管理系统。
1.高速列车--高速铁路 新技术的核心
（1）日本高速列车发展沿革
东北·上越·山形·北陆 秋田
STAR21
200系 400系
E1 E2 E3 E4
东海道
0系
1964
[951试验车]
[961试验车]

等
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列控系统是确保行车安全的信号系统。利用地面提供 的线路信息、前车(目标)距离和进路状态，列控车载设 备自动生成列车允许速度控制模式曲线，并实时与列车
运行速度进行比较，超速后及时进行控制。
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列控系统构成
CTC/TDCS
计 令 车 位调 C向 向 车和成全计 列 生 轨T算，站置度车列载应控运算控成道C机控联并中站控分机中轨电设 答 制 行联制锁进心联中机联心道路备 器 模 。锁道采行下锁心实锁根电编接 报 式按岔集处达联下时将据路码收 文 曲照、轨理运锁达:进进编发到信线C信道。行下临路路码送T轨息，号电图发时信信和给C道后监机路下至进限息息临轨，的达车路速电，控发和时道排列进站命信路计列送临限电列车路令息C给时速路码 算 车T进占的列限报;C序 生 安路用命分控速文。信机中信息心息、: 道临岔时限速车进信站路息分信机 息
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应答器 载频： 车→地：27.095MHz±5KHz 地→车：4.234MHz±200KHz 信息量： 报文码长：1023 bit 可用码长：830 bit
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应答器
应答器分两种： 无源应答器（固定信息应答器）；
有源应答器（可变信息应答器）。
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应答器可提供的信息
线路参数； 临时限速； 行车许可； 级间转换； 线路里程；
高速铁路信号系统 集成技术介绍
中铁电气化局集团有限公司
1
第一部分
CTCS-3列控系统介绍
2
高速铁路信号名词术语
CTCS（Chinese Train Control System），中国列车运行控制系 统规范，包括地面子系统和车载子系统。 CTCS-2级：中国列车控制系统2级 CTCS-3级：中国列车控制系统3级

● 基本阻力：列车在空旷地段沿平、直轨道运行时所受到 的阻力。
● 附加阻力：列车在线路上行驶时，受到的额外的阻力。 如坡道附加阻力、曲线附加阻力。
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（二） 铁路线路平面图
★用一定的比例尺和规定的符号，把线路中心线及两侧 的地形、地物投影到水平面上绘出的图。
★ 通过平面图我们可以看到线路的中心线和里程标，以 及沿线的车站、桥隧等建筑物。
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●坡道附加阻力
★列车在坡道上运行时，会受到一种由坡道引起的阻力，这 一阻力称之为坡道附加阻力，机车车辆每单位质量上坡时所受 的坡道阻力，等于用千分率表示的这一坡道度数。
★列车上坡时，坡道阻力规定为“+”，下坡时，坡道阻力规 定为“-”。
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● 限制坡度
●在一个区段上，决定一台某一类型机车所能牵引的货 物列车重量（最大值）的坡度，叫做限制坡度（‰）。
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（五）防爬设备
●防爬设备主要为穿销式防爬器，主要作用 防止轨缝不均、轨枕歪斜等线路病害。
（六）道岔 ●道岔是一种使机车车辆能从一股道转入另一股道 的线路连接设备，在车站上大量铺设。最常见的是 普通单开道岔。 ●普通单开道岔由转折器，辙叉及护轨、连接部分 组成。
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二、轨道类型
第三节 铁路选线设计
一、铁路选线设计步骤
预可行性研究 可行性研究 初步设计 施工图设计 工程施工和设备安装 验交投产，正式运营 后评估
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二、铁路选线设计的基本任务 确定设计线的类别 确定线路走向与主要技术标准 设计线路的平面和断面位置，进行车站分布 合理设置线路上的建筑物和设备 进行方案比较，选出合理的方案
●我国正线轨道共分为特重型、重型、次重 型、中型、轻型

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安全可靠
确保轨道结构在各种工况下的 安全性和稳定性，满足高速列
车运行的要求。
经济合理
在满足安全性和稳定性的前提 下，合理选用材料和结构形式 ，降低工程成本。
耐久适用
保证轨道结构的耐久性和适用 性，满足高速列车长期、高强 度运行的要求。
环保节能
采用环保、节能的设计理念和 技术措施，降低对环境的影响
。
轨道结构设计的方法与流程
未来高速铁路轨道结构的展望
绿色环保
未来高速铁路轨道结构将更加注 重环保和可持续发展，采用环保 材料和节能技术，降低对环境的
影响。
智能化管理
通过智能化管理和监测技术，实 现对高速铁路轨道结构的全面掌
控，提高运营效率和安全性。
国际合作与交流
加强国际合作与交流，引进国外 先进技术和管理经验，推动高速
铁路轨道结构的创新和发展。
02
轨道结构的组成与材料
轨道结构的组成
01
02
03
04
钢轨
承受列车载荷，提供列车运行 的轨道线。
轨枕
固定钢轨，分散列车的载荷， 提供弹性支撑。
道床
提供轨道的稳定性，防止轨道 变形。
扣件
固定轨枕和钢轨，传递载荷。
轨道结构的材料
钢材
用于制造钢轨和扣件，要求具有 高强度和耐磨性。
混凝土
用于制造轨枕和道床，要求具有 高抗压强度和耐久性。
国内外高速铁路轨道结构现状
国内现状
我国高速铁路轨道结构主要采用有砟和无砟轨道两种形式。有砟轨道多采用 CRTSⅠ型双块式和CRTSⅡ型双块式；无砟轨道则以CRTSⅠ型板式和CRTSⅡ 型板式为主。
国外现状
日本新干线、法国TGV和德国ICE等高速铁路系统都采用了无砟轨道结构。无砟 轨道具有高平顺性、高稳定性和少维修的优点，是当前国内外高速铁路的主要 发展方向。

高速列车高速铁路新技术的核心11日本高速列车发展沿革日本高速列车发展沿革200系400系e1e2e3e4star21100系300系700系951试验车961试验车198519921999300x100n系300n系500系win350东北上越山形北陆秋田1964200系400系e1e2e3e4star21100系300系700系951试验车961试验车198519921999300x100n系300n系500系win350东北上越山形北陆秋田1964新干线历代运营车辆的变迁2法国高速列车发展沿革tgvpsetgvatgv2ntgv东南线大西洋线第二代198119891990518创5153kmh记录ave1992西班牙高速线用tgvr高速联线北方线1993tgvtmst1994英比法三国国际线tgvpbka1996法荷比德四国国际线tgvk1997韩国高速线用1996第三代双层高速列车东南线地中海线第四代2006法国东部线第一代tgvpsetgvatgv2ntgv东南线大西洋线第二代198119891990518创5153kmh记录ave1992西班牙高速线用tgvr高速联线北方线1993tgvtmst1994英比法三国国际线tgvpbka1996法荷比德四国国际线tgvk1997韩国高速线用1996第三代双层高速列车东南线地中海线第四代2006法国东部线第一代200743创5748kmh纪录3德国高速列车发展沿革ice1ice3ice350ice1ice3ice350第一代第二代第三代第一代第二代第三代ice1ice3ice350ice1ice3ice350ice2ice21高速列车速度控制系统atc2无线列车控制系统移动闭塞3高速综合调度中心ctc4高速铁路线路监测诊断系统5自然灾害警报系统地震泥石流台风大雪暴风雨6高速列车定期检修系统1车站立体化的交通枢纽与周围环境充分协调新庄车站赤塚车站科隆车站名古屋车站2客票预约预售系统日本

（1)高速列车速度控制系统(ATC)
（2)无线列车控制系统—移动闭塞
（3)高速综合调度中心—CTC
（4)高速铁路线路监测诊断系统
（5)自然灾害警报系统
地震 泥石流 台风 大雪 暴风雨
（6)高速列车定期检修系统
3.高速铁路旅客服务系统—— 安全、舒适、正点、便利
（1)车站——立体化的交通枢纽、与周围环境充分协调
车 辆 管 理
供 电 管 理
客 运 调 度
综 合 维 修
票 务 系 统
客 服 务 系
场 营 销 策
运 组 织 管
统
统划理
工务工程系统：
1.为高速度运行的机车车辆提供高平顺性与高稳 定性的轨面条件； 2.保证线路各个组成部分具有一定的坚固性与耐 久性，长期在运营条件下保持良好的状态； 3.同时，要求建立严格的线路状态检测和保障轨 道持久高平顺的科学管理系统。
座椅上的视听系统
特种沙龙车厢
家庭专用包间
婴儿服务室
残疾人专座
酒吧车
餐车
4.高速列车十大关键技术
* 交流传动技术
* 高性能转向架技术
通过改变转向架结构、优化 参数使其具有较高的临界速 度，是研制高速转向架需要 解决的关键技术问题，也是 高速转向架有别于一般转向 架的主要特点。
通过合理设计转向架的悬挂 装置和选择其参数来提高高 速列车的平稳性。
谢谢!
通信与信号系统： •高速铁路通信系统 1.及时准确地完成指挥列车运行的各种调度命令 信息的传输，是列车高速、安全运行的重要保证； 2.为旅客提供各种服务的通信； 3.为设备维修及运营管理提供通信条件，能够满 足维修人员沿线作业时的需求。
动车组系统：
1.包含传统轨道列车车辆的车体、转向架和制动 技术； 2.具有复杂的牵引传动与控制、计算机网络控制、 车载运行控制等关键技术。

30.03.2020
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现代通信研究所
2. 铁路专用通信业务
铁路专用通信业务包括干、局线通信，区 段通信，站场通信，无线专用通信，应急通信 和列车通信等，其中铁路运输调度通信是铁路 专用通信的重要组成部分，下表为铁路专用通 信业务分类。
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现代通信研究所
区段通信
干、局线 通信
区段调度 通信
信息通道 对讲
务对讲 6.道口无线
报警
30.03.2020
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现代通信研究所
调度通信按铁路运输指挥系统分干线、局线、 区段三级调度通信体系 ： ➢ 干线调度通信是铁道部为统一指挥各铁路局， 协调地完成全国铁路运输计划，在铁道部与铁 路局之间设立的各种调度通信。 ➢ 局线调度通信是铁路局为统一指挥所属调度区 段及主要站段，协调地完成全局运输计划，在 铁路局与编组站、区段站、主要大站之间设立 的各种调度通信。 ➢ 区段调度通信是各调度区段为指挥运输生产， 在调度员与所辖区段的铁路各中间站按专业、 部门设置的调度通信系统，统称区段调度。
区段专用 电话
区段数据 通信
站场通信
无线专用 通信
应急通信
列车通信
1.干线各种1.列车调度1.车务、工1.各类MIS 1.站内调度1.列车无线1.救援指挥1.列车广播
调 2调 3会 4会...局 干 干度 度 议 议线 、 、通 通 电 电各 局 局信 信 话 视种 线 线通 2通 3通 4通...货 电 其信 信 信 信运 力 他调 调 调度 度 度务 供 话 2电 34...桥 道 区、 电 话隧 口 间水 等守 电 电电电护话话、信2通3温道4信...电红信息道检息力外号通测通远线控信通道动轴制电2电345系....站扳客客话话统场道运运内电广信部话播息调2防3电4移系...列站铁度护话动统车场路电报通无无数话警讯线 线 字系 23..图 数统像 据电传 传话输 输2345告....列 闭 旅 列警车 路 客 车系电 电 电 安统话 视 话 全 5.其他控制6.站场扩音5.公安、工

6.1 高速铁路信号系统基础知识
6.1.1 铁路信号系统的结构
7.信号微机监测系统
信号微机监测系统是电务安全的“黑匣子”，是保证 行车安全、加强信号设备管理、监测铁路信号设备运用质 量的重要行车设备。信号微机监测系统能够反映信号设备 的主要运行状态，并具有数据逻辑判断能力，当设备出现 故障时能及时报警。
信息交换，并起到硬件电路的转换等作用。执行表示层一般由具有采 集驱动功能的电路板和继电器接口电路两部分硬件构成。具有采集驱 动功能的采集板通过从联锁主机实时接收信号开放/关闭、道岔操纵 等命令来驱动继电器电路工作，继电器电路工作后将接通/断开室外 信号机、转辙机等的控制电路。采集板周期性地采集继电器电路中各 个继电器接点信息，以反映室外信号设备的当前状态，并将该信息发 送至联锁主机。采集板的采集周期一般应不大于250 ms。
6.4 分散自律调度集中系统
6.1 高速铁路信号系统基础知识
6.1.1 铁路信号系统的结构
铁路信号是保证行车安全、提高区间和车站通过能力，以及编 组站编解能力的自动控制及远程控制技术的总称。
其主要功能是保证行车安全，提高运输效率。 铁路信号设计的基本思想为故障—安全原则，即信号系统发生 故障时要导向安全，故障后不允许出现危及行车安全的结果，并且 故障应能及时被发现或最迟应于下一次使用过程中被发现，这已成 为铁路信号领域不可动摇的原则，凡涉及行车安全的器械、部件和 系统都必须具有故障—安全性能。
6.1 高速铁路信号系统基础知识
6.1.1 铁路信号系统的结构
2.区间闭塞系统 （2）闭塞设备
① 半自动 闭塞
② 自动 闭塞
③ 移动 闭塞
6.1 高速铁路信号系统基础知识
6.1.1 铁路信号系统的结构

绿色，全速运行（意味着前方有3个空闲区间）。
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7
第一节 概 述
复习
移动自动闭塞
移动闭塞是利用现代无线通信技术的新型闭塞方式，它以
机车信号替代轨道上的固定信号，不依赖连续的轨道电路
和固定的区间分隔点，闭塞区间可根据列车的前行向前移 动，有利于组织间隔小、密度大的连续运输。
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8
第一节 概 述
在闭塞方式发明以前，列车出发前和车站联络以后，照时
刻表运行；但是当运行图无法精准确认的时候容易发生冲
突，无法根本的防止追撞事故，所以开始研究闭塞方式作
为预防方案了。
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2
精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
笨，没有学问无颜见爹娘 ……” • “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
第一节 概 述
复习
历史
1840年代以前，列车运行以“时间间隔法”来保证安全，即每趟列车发出以后，间隔 一段时间才发出后一列车，但是这种方法无法防止列车因晚点或故障停车导致运行时 间与运行图相差较大时容易发生的追尾事故。 1842年英国发明的“空间间隔法”[1]，以两车之间相隔一段距离的方法来保证安全， 可以视为是现代闭塞技术的雏形。
继电半自动闭塞是半自动闭塞技术之一，轨道电路与色灯信号机之间 通过继电器连锁。是中国单线铁路区间闭塞的主要类型之一，目前正 在逐步升级改造为单线计轴自动闭塞。
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6
第一节 概 述
复习
自动闭塞
单线计轴自动闭塞、双线单向自动闭塞和双线双向自动闭塞，均是以计轴设 备为基础的自动闭塞技术。双线双向自动闭塞是为了解决在繁忙干线上的一 条线路需要检修或养护时仍能够让列车双向通行的技术措施，地面信号机关 闭，以机车信号来进行行车组织[4]。这三种闭塞技术其中根据色灯信号机显 示的状态数不同又分为三显示自动闭塞、四显示自动闭塞等，前者可预告列 车运行前方2个闭塞区间的空闲状态，适用于最高速度不超过115km/h的线路； 后者可预告列车运行前方3个闭塞区间的空闲状态，适用于最高速度不低于 115km/h的线路。 色灯信号的意义通常是（在不同的国家速度值的规定略有不同）： 红色，制动停车，不得进入下一个闭塞区间（意味着前方无空闲区间）； 黄色，减速到45km/h以下准备能在下一个闭塞区内制动停车（意味着前方有 1个空闲区间）； 黄绿色，减速到115km/h以下以准备能在下两个区间内制动停车（意味着前 方有2个空闲区间）；