高速铁路与铁路信号(一)

第一篇：高速铁路与铁路信号(一)

高速铁路与铁路信号

（一）【字号：大 中 小】

时间：2011-9-29来源： 中国通号网作者：傅世善阅读次数：16

52高速铁路促进铁路信号的发展

自武广350 km/h 的高速铁路顺利开通，以无线通信为车地信息传输系统的中国列车运行控制系统CTCS-3得到成功运用，200 km/h 以上的高速铁路网建设也已初具规模，中国铁路和铁路信号的面貌为之一新。高速铁路对铁路信号提出了很多需求，促进了铁路信号的大发展，无论从概念、原则、构成、技术上都发生很大的变化。较大的变化如下。

高速铁路的铁路信号系统从传统的车站联锁、区间闭塞、调度监督，发展为列控系统、车站联锁、综合行车调度3大系统。

铁路信号从以车站联锁为中心向以列车运行控制系统为中心转化。

列车运行调度指挥从调度员—车站值班员—司机3级管理向实现由调度员直接控制移动体（列车）转化。列车运行由以人为主确认信号和操作向实现车载设备的智能化转化。

车地信息传输从小信息量到大信息量，线路数据从车上贮存方式到地面实时上传方式。

信号显示制式从进路式、速差式，发展为目标-距离式；信号机构从地面信号机为主，发展为车载信号为主，甚至取消地面信号机。

闭塞方式从三显示、四显示的固定闭塞，发展为准移动闭塞。

列车制动方式从分级制动到模式曲线一次制动，制动控制方式从失电制动发展到得电和失电制动优化组合。信号设备从继电、电子技术为主，发展到信号控制、计算机、通信技术的一体化。车站联锁从继电联锁发展到计算机联锁，从传统联锁发展到信息联锁。

信号系统从孤立设备组成，发展到通过网络化、信息化构成大系统。

主流移频轨道电路的载频从600 Hz系列调整为2000 Hz，从少信息向多信息发展，数字化轨道电路的研究也取得初步成功。

轨道电路从在有砟轨道上运用，发展到在无砟轨道上运用。

站内轨道电路从叠加电码化向一体化站内轨道电路发展。

应答器和计轴设备广泛应用于信号系统。

道岔转换设备改内锁闭为外锁闭，提高转辙机功率，加大转换动程，改尖轨联动为分动，采用密贴检查器实现大号码道岔尖轨的密贴检查，对大号码道岔由单点牵引改为多点牵引，解决了可动心轨的牵引锁闭问题。

调度指挥系统从调度监督，发展到分布自律的调度集中，构建综合调度指挥系统，建设大型的客运专线调度中心。

高速铁路安全性要求更高，防灾报警系统纳入综合调度指挥系统，开始与信号发生联锁。

高速铁路要求开天窗维护，电务集中监测纳入综合调度指挥系统。

调度集中的安全等级提高，限速系统采用专门的安全通信通道。

信号系统采用的通信通道从传统的电线路，发展到光通信，从有线通信发展到无线通信，非安全通信通道用于信号安全领域。

故障-安全理念从传统的追求绝对安全，发展到以概率论为基础的安全性系统设计。

确立以欧洲铁路标准体系为参考标准，建立安全评估机制，通过第三方进行安全认证，对系统进行综合仿真与测试。

铁路现代化、信息化扩大了“铁路信号”的内涵, 铁路信号技术向数字化、网络化、智能化和综合化方向迈进。

350 km/h的高速铁路，是当今国际铁路技术的高峰。对铁路信号来说是一个重要的里程碑，CTCS-2和CTCS-3的成功运用，标志着中国铁路有了自已的列车运行控制系统，铁路信号重要装备水平开始进入了世界先进行列。

铁路信号为铁路高速保驾护航，铁路高速推动了铁路信号的发展。

第二篇：高速铁路与铁路信号(四)

高速铁路与铁路信号

（四）【字号：大 中 小】

时间：2012-1-20来源： 中国通号网作者：傅世善阅读次数：1768

信息传输系统的选择车地信息传输系统的方式

列控系统有两大基本要素：列车运行控制方式与车-地信息传输方式。列控系统往往以两者之一来命名，例如，“基于准移动闭塞的列控系统”或“基于无线通信的列控系统”。

车-地信息传输方式是列控系统最基本的技术特征之一，车-地信息传输方式往往决定了列控系统的设备构成、功能和技术水平。

在高速前期研究时，分析了各国高速铁路列控系统采用的信息传输系统，车地间传输媒介主要包括以下几种方式，有的列控系统仅用一种传输媒介，有的列控系统以一种为主，辅以其他方式。

1.1 轨道电路

列控系统信息基于轨道电路传输是传统方式，有多信息与数字化轨道电路两类。

TVM300系统在1981年投入使用，采用无绝缘轨道电路UM71，地对车的信息传输容量仅有18个，速度监控是滞后阶梯式的。

TVM430 系统在1993 年投入使用。当时列车速度已达320km/h，采用数字化的无绝缘轨道电路U M2000，车地间的信息传输数字编码化，速度监控方式改为分级速度曲线控制模式。、日本于1964 年开通了世界上第一条高速铁路，采用基于有绝缘轨道电路的列控系统ATC，速度监控方式为超前阶梯式，制动方式是设备优先的模式。从1991 年日本开始试验和运用基于数字式轨道电路的数字列控系统I-ATC。

1.2 轨道电缆

德国鉴于国情采用钢枕，不用轨道电路，以计轴设备实现列车位置检查，德国列控系统LZB采用轨道电缆实现了列控系统的双向信息传输。

1.3 点式设备

利用点式设备提供列控系统信息传输通道的方式已经广泛采用。点式设备主要包括点式应答器和点式环线两种。

在欧洲ETCS2 级标准中主要提供列控系统的辅助信息，如里程标、线路数据、切换点等；在欧洲ETCS1级标准中利用点式设备提供全部控车信息。

1.4 无线传输

欧洲列控系统ETCS2及ETCS3 级技术标准明确利用GSM-R无线系统进行列控信息车地双向传输。无线传输具有信息量大、双向传输、通用及兼容性强等特点。CTCS对信息传输系统的选择

CTCS规范中各应用等级均采取目标距离式，各应用等级是根据设备配置来划分的，其主要差别在于地对车信息传输的方式和线路数据的来源。

CTCS-0级的控制模式是目标距离式，它在既有地面信号设备的基础上，采取大贮存的方式把线路数据全部贮存在车载设备中，靠逻辑推断地址调取所需的线路数据，结合列车性能计算给出目标距离式制动曲线。CTCS-1级的控制模式为目标距离式，采取大贮存的方式把线路数据全部贮存在车载设备中，靠逻辑推断地址调取所需的线路数据，结合列车性能计算给出目标距离式制动曲线。在车站附近增加点式信息设备，传输定位信息，以减少逻辑推断地址产生错误的可能性。

CTCS-1级与CTCS-0级的差别在于全面提高了系统的安全性，是对CTCS-0级的全面加强，可称为线路数据全部贮存在车载设备上的列车运行控制系统。

CTCS规范中对CTCS-2级的总体描述为：“CTCS-2级，是基于轨道传输信息的列车运行控制系统，„„” 应用等级CTCS-2级标准的规定是比较宽的，基于轨道传输信息的列车运行控制系统可以是多样的，例如，基于数字轨道电路的列控系统。但当时国内研究的数字轨道电路尚不成熟，又不愿受制于国外公司，于是铁道部组织研究了一种基本符合CTCS-2级标准的列控系统：基于ZPW-2000A型轨道电路和应答器进行车地

间信息传输的列控系统，以后该列控系统就直接称为CTCS-2级列控系统，第6 次铁路大提速中装备了CTCS-2级列控系统。

CTCS-2级列控系统是结合国情构思的，它的构成是当时历史背景下最佳和最实际的选择：当时ZPW-2000A型无绝缘轨道电路具有自主知识产权，已经作为统一的轨道电路制式推广使用，用其构成CTCS-2 级列控系统更有把握，更便于与既有信号系统兼容。充分发挥ZPW-2000A 型无绝缘轨道电路18个信息的作用，目标距离（移动授权凭证）由轨道电路进行连续信息传输，线路数据由应答器提供，构成了点连式的列控系统。系统具有自主知识产权：采用了具有自主知识产权的ZPW-2000A 型无绝缘轨道电路；采用通用设备的欧标应答器；列控中心由中国自主研发，符合欧洲标准；车载信号设备也符合欧洲标准，通过引进设备实现技术引进，最终实现国产化。

CTCS-3级是基于无线通信（如GSM-R）的列车运行控制系统，它可以叠加在既有干线信号系统上。轨道电路完成列车占用检测及完整性检查，点式信息设备提供列车用于测距修正的定位基准信息。无线通信系统实现地-车间连续、双向的信息传输，行车许可由无线闭塞中心产生，通过无线通信系统传送到车上。CTCS-3级选择基于无线通信是符合国际化技术发展趋势的明智之举。

CTCS-4级是完全基于无线通信（如GSM-R）的列车运行控制系统。由地面无线闭塞中心（RBC）和车载设备完成列车占用检测及完整性检查，点式信息设备提供列车用于测距修正的定位基准信息。车地信息传输系统的影响

车-地信息传输方式是列控系统最基本的技术特征之一，车-地信息传输方式往往决定了列控系统的设备构成、功能和技术水平。

车-地信息传输方式是多样的，信息量有大小，对列控系统的构成影响很大。

3.1 信息量的大小决定列车运行控制模式

采用阶梯式速度控制模式时，只要求地对车传输运行前方制动距离范围内闭塞分区空闲个数就行，所以多信息机车信号就可满足。

采用分级速度控制模式时，还需要地对车传输就近一个闭塞分区的距离和线路参数。列控系统TVM430，地面采用UM2000数字化轨道电路，信息量达228 位。

一次连续速度控制模式时，车载列控设备需要一个全制动距离内所有的线路参数，信息量相当大，可以通过无线通信、数字轨道电路、轨道电缆、应答器等地对车信息传输系统传输，据测算信息量应当在250位以上。

实现移动闭塞还需要前行列车的运行信息。

3.2 点式、连续式信息传输的影响

车-地间传输媒介中，应答器和点式环线是点式的，无线通信、轨道电路、轨道电缆等是连续式的。利用点式设备提供列控系统信息传输通道的方式也有广泛采用。

在欧洲ETCS1级标准中，利用点式设备提供全部控车信息。

由于信息的不连续，系统功能的完整性、安全性和运营效率等远远不如ETCS2级。

CTCS-1级采取大贮存的方式把线路数据全部贮存在车载设备中，靠逻辑推断地址调取所需的线路数据，结合列车性能计算给出目标距离式制动曲线。在车站附近增加点式信息设备，传输定位信息，以减少逻辑推断地址产生错误的可能性。

日本的数字列控系统I-ATC就是采取车载信号设备贮存电子地图，通过每一轨道区段的地址编码来调取所需的线路数据，这种方式可以使地-车信息传输的需求量减少。

采取大贮存的方式，一旦线路数据有变化，需及时更换车上数据库，日本国家小，铁路夜里不行车，动车组统一更换车上数据库是可行的。中国铁路动车组统一更换车上数据库是不可行的。

3.3 信息量的大小决定系统功能的完整性同样采取一次连续速度控制模式的列控系统也因信息量的大小而功能不同。

CTCS-2级采用了ZPW-2000A 型无绝缘轨道电路，仅有18个 信息，还要兼顾既有信号系统的使用，相对而言，信息量少了一些，因而会产生系统的局限性：传输目标距离的信息量偏紧；轨道电路不能给出目标速度信息；道岔 的限速采取变通方式解决；临时限速是由设在进站口的有源应答器来预告；防灾系统报警没有专门的信息；轨道电路没有编号（编号可以有效防止同频干扰）。

例如，目标距离的长度至少要满足全制动距离加上确认信号的长度，CTCS-2级的轨道电路只能给出7个闭塞分区的预告，显然不够充裕。目标距离能预告快一点，让司机早一点知道目标距离，心中更有数，对安全更有利。

3.4 车地信息传输双向优于单向

CTCS-2级采用轨道电路和应答器只能实现地对车单向信息传输，C TCS-3级采用无线通信GSM-R能实现地-车间连续、双向的大信息量传输。车对地的信息传输可以将列车的制动状况、司机驾驶状况、设备故障和列车速度等重要信息传给控制中心，使系统更趋安全和功能更趋完善。实现移动闭塞还需要车-车间信息传输

第三篇：高速铁路与铁路信号(五)

高速铁路与铁路信号(五）

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时间：2012-6-20来源： 通号设计院作者：傅世善阅读次数：1369

第五讲 几个主要技术原则的选择

1.车上模式的选择

从制动曲线的产生分为地面模式和车上模式。

德国LZB系统是基于轨道电缆传输的列控系统，是1965年以前开发的系统，是世界上首次实现连续速度控制模式的列控系统，早期探索中国高速列控方案时曾关注过。LZB系统基于能双向信息传输的轨道电缆，信息量有83.5bit，地面控制中心可以获得列车性能的重要信息，以地面控制中心为主计算制动曲线后，发送指令传至车载设备，车上存有多种制动曲线，按地面指令执行。地面控制中 心掌握在线所有列车的运行情况，并可以直接指挥列车运行。例如，地面控制中心可能组织前后行驶的列车加减速，以调整追踪间隔、运行时分和平衡牵引供电网； 地面控制中心可以监督列车的制动、速度、故障和司机操作等。我们考察时印象很深的是：司机表演“自动驾驶”，以及列车将设备故障情况报给地面动车段，列车 一回段，替换设备和维修者已在站台等候。

地面模式的车载信号设备相应简单，但智能化不够，与其他列控系统兼容比较困难。在早期计算机技术还没发展到当前水平时，采用地面模式是可以理解的，此模式在城轨交通中也有采用。

中国高速铁路网广大，还与普速线互连互通，长途列车较多，要求实现高、普速列车跨线运行。所以CTCS-2级和CTCS-3级均采取车上模式，列车运行速度曲线是车载信号设备根据地面上传的移动许可和线路数据及列车本身的性能计算的。车载信号设备具有一定的智能化，只要各线路移动许可和线路数据的信息标准化，可以实现系统兼容和跨线运行。

2.线路数据地面提供方式的选择

CTCS-0级和CTCS-1级采取大贮存的方式把线路数据全部贮存在车载设备中，靠逻辑推断地址调取所需的线路数据，结合列车性能计算给出目标-距离式制动曲线。CTCS-1级在车站附近增加点式信息设备，传输定位信息，以减少逻辑推断地址产生错误的可能性。

日本数字ATC使用575Hz和675Hz的频带，码长64bit，对用户开放43bit。将列车控制所需的全部信息都通过钢轨传送是不可能的，日本采用变通办法：在车上数据库预存闭塞分区的长度、坡道及区间曲线等地面信息，当列车收到地面传来ATC信息中的轨道电路编码为地址，从车上数据库中取出列车控制所必要的固定数据，结合其他编码信息生成列车控制模式曲线。为了弥补传输速率低的缺陷，日本设计了4种编码。

列车压入本闭塞分区时，首先收到第一种编码，以判断确认闭塞分区分界点；经一定时间后自动转为发送第二种编码，列车获得距停车点距离等列车控制信息；本轨道区段内容有变化时，为了及时向车上传递，发送2组缩短的第三种编码或第四种编码，然后再正常传送第二种编码。

采用第一种编码方式有效控制了分界点的确认，使电气绝缘误差控制在10m以内，安全距离只有50m。采用第二、三、四种编码方式，实际上既加快了应变速度，又扩大了信息含量，使列车控制精度较细。轨道电路有编码也有利于抗干扰。

由此可见，日本采用了数字轨道电路传输信息，传输速率低，信息量不够，又要利用轨道电路编码利于抗干扰，所以采取了车上预存线路数据的方式。日本高速铁路网相对短小，白天行车，有利于车上数据库的版本管理和修改，采用车上数据库预存线路数据的方式是有道理的。

CTCS-2级和CTCS-3级列控系统采取线路数据由地面提供方式。这种方式最大优势在于一旦地面线路数据因故需要变动，由地面修改，与车上设备无关，这非常适用于国情。我国地域广大，需要跨局、跨线的长途列车多，又日夜行车，大量列车在线运行，想统一修改车载设备的数据库是很难的。

CTCS-2级采取由地面应答器提供一个全制动距离范围内的线路数据，包括每一个轨道区段的坡道、曲线、长度等。由于ZPW-2000A型无绝缘轨道电路只有18个 信息量，轨道电路只能提供列车运行前方有若干个轨道区段空闲数来作为移动授权凭证，通过和区段长度数据的计算求得若干个空闲轨道区段总长度，列车到第一个 空闲轨道区段始端的距离则由测速测距系统计算后求得，两者相加就能求得目标距离。车载设备根据地面传送来的移动许可、线路数据和列车性能计算列车运行速 度，若列车接近前方减速点时，即刻生成目标-距离一次制动模式曲线。

CTCS-3级车载设备则是通过无线通信获得地面传送来的移动许可和线路数据，车载信号设备根据列车性能计算列车运行速度。若列车接近前方减速点时，即刻生成目标-距离一次制动模式曲线。

3.与制动系统接口方式的选择

列 控车载信号设备判断列车超速，引发列车制动时，总会有一个车载信号设备与制动系统的接口。在接口方式上历来有“得电制动”与“失电制动”之争。例如，车载 信号设备与制动系统的接口是一个继电器，继电器常态是失磁落下状态，需要时给电，使继电器励磁吸起，引发列车制动，这就称为“得电制动”；如继电器常态是 励磁吸起状态，需要时断电，使继电器失磁落下，引发列车制动，这就称为“失电制动”。如车载信号设备与制动系统的接口采取其他方式，仍然会存在“得电制 动”与“失电制动”之意思，其道理是一样的。

显然，“失电制动”方式符合传统的故障-安 全理念，任何断线、断电、断信号等常见故障时都会导致“失电制动”，因为制动停车是安全取向。采取分级制动模式时，只有一条模式曲线，列车超速，所谓“撞 线”

时，会限时引发列车紧急制动。这种方式有点副作用，当遇到常见故障时，司机紧张，旅客受惊，系统的可用性受到影响。

相反，“得电制动”可用性强些，但不符合故障安全理念，信号专业人士不易接受。CTCS-0级由通用机车信号+列车运行监控装置组成，就采取“得电制动”方式。

CTCS-2级和CTCS-3级列控系统的车载设备根据地面传送来的移动许可和线路数据，车载信号设备根据列车性能计算列车运行速度。若列车接近前方减速点时，即刻生成目标-距离一次制动模式曲线。一次制动模式曲线除紧急制动模式曲线外，还可生成若干条常用制动模式曲线，例，0.7或0.8 全制动力的常用制动模式曲线。列车进站停车时采用0.7常用制动模式曲线，旅客舒适性更好。在高速列车时代，应尽量避免使用紧急制动，紧急制动虽确保了列车不会闯过安全点，但旅客难免易受惊或受伤。如图1所示。

图1目标—距离一次制动模式曲线

图1中示意3条曲线。正常情况司机按实际列车运行速度曲线驾驶，一旦超速碰撞常用制动速度曲线时，采取“得电制动”方式，以提高系统的可用性。如继续超速碰撞紧急制动模式曲线时，采取“失电制动”方式。“得电制动”与“失电制动”的组合运用兼顾了安全性与可用性。

第四篇：铁路信号讲义

交通运输专业《通信信号》补充讲义

郑 伟

一、联锁道岔

（一）道岔的定反位

每组道岔都有两个位置：定位和反位。道岔的定位是指道岔经常开通的位置，而道岔的反位则是排列进路时临时改变的位置。

确定道岔定位的原则是：

1、单线车站上正线的进站道岔，为由车站两端向不同线路开通的位置为定位，由左侧行车制决定。如图1所示，以1号道岔开通1G，2、4号道岔开通ⅡG为定位。

图1

图2

2、双线车站正线上的进站道岔，为向各该正线开通的位置为定位。（如图2所示）

3、引向特别用途线的道岔定位方向为安全线（图6）和避难线（图7）开通的位置为定位。

4、所有区间及站内正线上的其他道岔，除引向安全线及避难线者外，均以向各该正线开通的位置为定位。

5、侧线上的道岔除引向安全线和避难线者外，为向列车进路开通的位置或靠近站舍的进路开通的位置为定位（如图3所示）。

图3

6、站内其他道岔，由车站依据具体情况决定，以搬动道岔次数最少为定位。

（二）联动道岔

排列进路时，几组道岔要定位都要在定位，要反位则都要在反位，这些道岔称为联动道岔。

例如：渡线两端的道岔。举例站场的1号和3号道岔是联动道岔，记为1/3，它们必须同时转换，否则不能保证安全。

（三）防护道岔和带动道岔

1、防护道岔：

为了防止侧面冲突，有时需要将不在所排进路上的道岔处于防护位置并予以锁闭，这种道岔称为防护道岔。

（1）如图4所示，排列D3至D9的进路，尽管1号道岔不在该进路上，但仍然要求1号道岔锁闭在反位。为的是防止1号道岔在定位时，一旦下行列车在长大下坡道运行失控而冒进下行进站信号机，在5号道岔处造成侧面冲突。

图4

图5

（2）又如图5所示，下行经3/5号道岔反位接车时，1号道岔不在该进路上，专用线方面也无长大下坡道，但因1号道岔是引向专用线的道岔，应使其锁闭在定位，开通安全线方向，以免专用线方面调车车列闯入D1信号机在5号道岔处造成侧面冲突。

（3）经由交叉渡线的一组双动道岔反位排列进路时，应使与其交叉的另一组双动道岔防护在定位。

2、带动道岔：

为了满足平行作业的需要，排列进路时还需把某些不在进路上的道岔带动到规定位置，并对其锁闭，这种道岔称为带动道岔。

对防护道岔必须进行联锁条件的检查，防护道岔不在防护位置，进路不能建立。对带动道岔则无需进行联锁条件检查，能带动到规定位置就带动，带动不到（若它还被锁闭）也不影响进路的建立，它不涉及安全，只是影响效率。

二、安全线和避难线

1、安全线：在进站信号机外制动距离内为超过6‰下坡道的车站，应在正线或到发线的接车方向末端设置一段线路，使进站列车停不住时，不致冲入邻线，与邻线上正在接入或正在发出的列车相撞，这段路叫安全线（如图6所示）。

图6

图7

2、避难线：在陡长下坡道上，为防止失去控制的列车发生冲突或颠覆，应在适当地点设置一段具有反坡的线路，称为避难线（尽头式线路）。避难线比安全线要长的多（如图7所示）。

三、挤岔

当列车顺着岔尖运行，这时道岔位置如果不对，车轮轮缘可以从尖轨与基本轨挤进去。并推动另一根尖轨靠近基本轨。挤岔时有可能使道岔和道岔转换器遭到损伤。

四、手摇道岔六步曲

1、一看。看道岔开通位置是否正确，是否需要改变位置；

2、二开。打开盖孔板及钩锁器的锁，拆下钩锁器；

3、三摇。摇道岔转向所需的位置，在听到“咔嚓”的落槽声后停止；

4、四确认。手指尖轨，“尖轨密贴，开通×位”并和另一人共同确认；

5、五加锁。另一人在确认道岔位置开通正确后，用钩锁器锁定道岔尖轨；

6、六汇报。向车站值班员（站控室）汇报道岔开通位置正确。

五、敌对进路（P28）同时行车会危及行车安全的任意两条进路的敌对进路。

1、同一到发线对向的列车进路；（如图1所示）

图1

图2

2、同一到发线对向的接车进路与调车进路；（如图2所示）

3、同一咽喉区对向重叠的列车进路；（如图3所示）

图3

图4

4、同一咽喉区对向重叠的调车进路；（如图4所示）

5、同一咽喉区对向重叠或顺向重叠的列车进路与调车进路；（如图

5、图6所示）

图5（对向重叠）

图6（顺向重叠）

6、进站信号机外方制动距离内接车方向为超过6‰下坡道，而该下坡道方向的接车线终端没有隔开设备时，该下坡道方向的接车进路与另一咽喉的接车进路、调车进路、非同一到发线顺向的发车进路；（如图7所示）{ 规定：下行3股道接车进路与上行咽喉的各条进路之间互为敌对进路。}

图7

7、防护进路的信号机设置在侵限绝缘处，禁止同时开通的进路。（如图8所示）

图8 由于D10处轨道绝缘侵入限界，则SⅢ至D8调车进路与D2至D10、D4至D10调车进路为敌对进路。因车辆停留在D10信号机前方时，如建立SⅢ至D8或D6至ⅢG调车进路，均会发生侧面冲突事故。

六、轨道电路的分类（P20）

5、按有无道岔分：

（1）无岔区段轨道电路；（2）道岔区段轨道电路。

①一送多受：一送两受、一送三受。

图：一送两受

②死区段：

A：概念：死区段是当轨道电路区段的两组钢轨绝缘不能设于同一坐标时，其错开距离间构成死区段。B：死区段易发生的地点：易发生在道岔区段和弯道上。C：规定：

a）死区段的长度不得大于2.5米；（如图1所示）

图1

图2

b）两相邻死区段的间隔不得小于18米；（如图2所示）c）与相邻轨道电路的间隔不得小于18米。（如图3所示）

图3

D：轮对压上死区段的后果：倘若有轮对在死区段内，轨道电路不会被分路，是非常危险的。（故应超过各种运用机车车辆的最大轴距）第六章 铁路列车调度指挥系统（TDCS）

TDCS系统是个全路联网的调度指挥系统，它由部中心TDCS系统，铁路局TDCS系统，车站系统三层机构有机地组成的，它采用数字化、网络化、信息化技术，是对传统调度指挥模式的革命性突破，它极大地减轻了调度员的劳动强度，提高了运输生产的效率。在TDCS系统基础上建设调度集中，是铁路跨越式发展的必经之路，所以TDCS系统为铁路调度实现现代化打下坚实基础。

TDCS系统的重点在直接指挥车站的路局TDCS系统一层，路局TDCS实现对全路局的行车进行实时、集中、透明指挥，用自动化的手段调整运输方案，通过计算机网络下达行车计划和调度命令，实现自动报点和车次号自动跟踪，改变过去车站值班员用电话向调度员人工报点、调度员用电话向车站下达计划和命令，车站手抄再复诵的落后方式。列车实际运行图自动绘制，自动过表，车站行车日志自动生成。这些都大大减轻了行车调度员和车站值班员工作强度。TDCS工程建成后，优化了运输调度指挥管理手段、提高了调度管理水平和运输效率。

一、系统特点

1、调度办公－无纸化

行调台延续多年的一张图、一只笔、一把尺、一块像皮的工作模式将被现代化的TDCS行调子系统所替代，调度员通过简单的点击鼠标即可实现运行线的自动铺画，调整，下达阶段计划和调度命令等操作。

列车运行的到发点由系统自动采集，实际运行线自动生成。每班的运行图可打印输出。

以计算机替代重复、简单的作业环节，减少作业员的工作环节、劳动强度。

2、流程管理－程序化

通过详细描述列调工作中的设备、规则、方式、流程等条件，由程序智能控制作业流程，规范作业过程管理。

3、安全检测－智能化

强大的防火墙系统和入侵检测系统保证了TDCS系统作为行车设备的高度安全性，防止黑客的非法入侵和病毒的侵入。

4、信息交换－网络化

调度员和车站值班员的信息交换全部采用网络传输，替代了原有的电话交流的模式，包括计划的下达，到发点的上报，调度命令的下达等信息，采用电话下达的方式一方面工作强度大，另一方面容易造成误报，错报的情况，网络下达高速，准确，很受调度员欢迎。

以信息和网络技术替代既有的信息采集、交换方式，提高信息交换的效率和质量，提高工作效率。

5、计划调整－自动化

针对３小时阶段计划的自动调整，由计算机的自动调整替代调度员人工调整，特别是单线调度区段，极大地减轻了调度员的工作强度，调度员只要把握住几个重点会让策略，进行人工干预，其他工作交给计算机来做就可以了。

通过系统自动调整列车会让计划、智能判别列车运行必须满足的逻辑关系，以一定的方式与车站的信、联设备联结，实现对车站设备的直接自动控制，满足调度集中或半集中的需要。

6、调度指挥－无声化

有了TDCS系统，调度员通过计算机网络来下达和获取相关的信息，实现信息的共享，不在依靠电话的联系，您将会看到一个非常安静的调度所，改善了调度人员的工作环境。

7、调度控制－集中化(预留功能)在调度集中区段，TDCS系统可以做到几百公里之外的车站全部由调度所来集中控制，调度员在调度台上便可直接控制车站的连锁设备，进行远程作业，可作到车站的无人值守，配以计算机辅助调度，可以实现按图排路，使整个运输调度工作跨上一个新台阶。

二、列车调度指挥系统（TDCS）

铁路 TDCS 是为了提高现有运输指挥管理手段、提高调度管理水平和运输效率、改善调度指挥人员工作条件的大型综合性系统工程，它覆盖全国铁路，实现全国铁路系统内有关列车运行、数据统计、运行调整及数据资料的数据共享、自动处理与查询。这一项目的实施将使中国铁路的调度指挥管理达到世界先进水平。

（一）系统结构：

调度指挥管理系统包括以下三个层次:

第一层铁道部调度指挥中心

TDCS系统的核心与各铁路局相连，接收全国铁路系统的各种实时信息与运输数据和资料，监视各铁路局、主要干线、路局交接口、大型客站、编组站、枢纽、车站、区间的列车宏观运行状态、运行统计数据、重点列车及车站的列车实际运行位置和站场状态显示，并建有全国铁路调度指挥系统数据库。

第二层铁路局调度指挥中心

接收各铁路局内的信息与资料，监视主要干线、路局交接口、大型客站、编组站、枢纽、车站、区间的列车宏观运行状态、运行统计数据、重点列车及车站的列车实际运行位置和站场状态显示，同时显示与铁道部及相临铁路局的信息交换。

第三层基层信息采集系统

安装在各车站，用来从信号设备及其它设备上采集有关列车运行位置、列车车次、信号设备状态等相关数据，并将上述数据通过专用通信线路传送到铁路局。实现运统

二、运统三的自动生成。

（二）系统十大功能

十大功能之一：列车车次自动跟踪和无线车次自动校核； 十大功能之二：实现区段、站间“两个透明”；

十大功能之三：调度命令、日班计划通过网络自动下达； 十大功能之四：列车运行自动采点； 十大功能之五：行车日志自动生成；

十大功能之六：列车实际运行图自动生成；

十大功能之七：列车运行方案实时调整和网络下达； 十大功能之八：分界口透明显示和统计分析；

十大功能之九：列车早晚点自动计算与部分运输指标自动统计； 十大功能之十：站场实际状况、列车运行实际状况历史再现。

（三）基层信息采集系统——车站TDCS系统

1、概述

车站作为基层信息采集系统是整个TDCS系统得以实现的基础。车站TDCS系统由分机和站机两部分组成。

车站分机主要负责信息的采集和传送等工作。车站分机是 TDCS系统的信息来源，如果车站分机出故障，不仅仅使该车站没有信息显示，影响该站TDCS系统的正常运行，TDCS功能如车次号跟踪、接受调度命令等都不能正常运行，对行车运输指挥造成直接影响。所以，保证TDCS系统的正常运行必须先保证各个车站分机的正常运行。

车站站机主要负责车次号跟踪和到发站报点。实现车站TDCS功能调监显示及运行图的自动绘制。

2、主要构成：

机柜、电源模块、采集板等各种板卡、总线板、路由器、工控机。

TDCS是覆盖全路的现代化铁路调度行车指挥管理和控制网络系统。它采用现代信息技术，将通信、信号、计算机、网络、数据传输、多媒体技术等融为一体，构成网络，覆盖全国铁路调度信息点，形成集中式综合型现代化的运输指挥调度系统。

• 部中心实时掌握全路干线、枢纽、分界口的列车运行状况、信号设备显示状况及气象情况，提供各种运输统计报表，按线别、路局、区段查询列车运行信息，同时建立专业技术资料库；

• 路局中心实时掌握全局干线、调度区段、枢纽、分界口的列车运行状况、信号设备显示状况；直接指挥行车，完成阶段计划调整及调度命令的生成和下达等功能，进行信息汇总、处理，向铁道部调度提供行车信息；

• 基层网由区段（枢纽）、分界口调度指挥管理网构成，负责列车运行信息的采集、显示、记录、整理，向路局中心提供信息，并接受其下达的指挥及控制命令；

• 符合铁道部信息化总体规划要求，易与其它系统安全连接，实现信息共享。

第五篇：高速铁路

一

高速铁路特点及对钢轨要求

1.1高速铁路特点

客运高速、货运重载，客货分线是我国铁路的发展方向高速铁路可分为纯客运高速和客货混运高速线路高速铁路曲线半径大，线路建设等级高，轨道平顺，线路条件好;列车轴重轻，速度快因此，对钢轨性能质量提出新的要求l’2一 1.2高速铁路对钢轨的要求

(1)高平直度、高儿何尺寸精度高平}I.度要求

钢轨轨端和本体平直度高，出现的周期性波动小高几高速铁路钢轨的研究与应用张银花等

何尺寸精度要求轨高、轨头宽、轨底宽、轨腰厚的尺寸公差小、轨冠饱满、轨底不平度小、断面对称

(2)高抗疲劳性能几高抗疲劳性能要求钢轨钢质洁净、表面无缺陷、脱碳层浅、残余拉应力小等

(3)安全、可靠。高安全性反映在钢质洁净、表面无缺陷、优良的韧塑性和焊接性能，以及便于生产、质量稳定和可靠性高等方面 2高速铁路钢轨技术条件

为满足我国建设世界一流高速铁路需要，学习和借鉴国外先进钢轨标准，起草和制定了与国际先进钢轨标准接轨，并适合我国实情的高速铁路钢轨系列技术条件，涵盖了250 km/h和350 km/h高速铁路及提速线路与道岔用钢轨:在使用中，根据实际情况进行了适时修汀【3】

在高速铁路钢轨系列技术条件中，充分体现了对钢轨内部高纯净度、表面高质量、高平直度，以及高几何尺寸精度要求二目前，我国现行的钢轨技术条件一是《350 km/h客运专线60 kg/m钢轨暂行技术条件》:适用于新建350 km/h客运专线二是《250 km/h客运专线60 kg/rn钢轨暂行技术条件》:适用于新建250 km/!，客运专线三是《250 km/h和350 km/h客运专线钢轨检验及验收暂行标准》:用于用户的质量监督和检验四是TB/T 2344-2003 4375 kg/m热轧钢轨订货技术条件:用于时速160 km以下的线路。五是TB/T 2635-2004热处理钢轨技术条件:用于时速l60 km以下的线路六是高速铁路60AT钢轨暂行技术条件，适用新建高速铁路道岔用轨七是60T Y特种断面翼轨暂行技术条件八是铁道部关于印发《350 km/h客运专线60 kg/m钢轨暂行技术条件》等三个技术条件局部修订条文的通知，主要修订了钢轨中硫的含量及成品轨氢的含量 3高速铁路钢轨材质选择 3.1我国钢轨化学成分及性能特点 3.!.!我国钢轨化学成分

目前，我国铁路广泛使用的U71Mn和U75V钢种钢轨的强度等级为880 MPa与980 MPa，其化学成分见表1,} 3.1.2 U71Mn和U75U钢种钢轨性能特点[4]

U7lMn钢种钢轨为我国至今使用时间最长的C-Mn钢轨，其含碳量较低，Mn含量较高，硬度为260300 HB ,韧塑性较好，尤其低温性能较好，焊接性能优良。当U71Mn钢种钢轨含锰量较高时，易发生锰的微观偏析，不适合全长热处理，通常以热轧态使用二1175V钢种钢轨为20世纪90年代攀钢集团有限公司研制开发的微合金钢轨，在L171 Mn钢种钢轨基础上增加了碳、硅含量，井添加了微合金元素钒，降低了Mn含量，热轧后硬度为280--320 H B，硬度、抗拉强度及裂纹扩展速率高于U71Mn钢种钢轨，断后伸长率(A)低于U71 Mn钢种钢轨r。在既有繁忙干线及重载运煤线路的直线_L几使用较好，但在小半径曲线上使用耐磨性不如热处理钢轨 3.2国外高速铁路采用的钢轨材质

国外高速铁路基本采用强度等级800880 MPa的热轧钢轨钢轨强度等级较低，但韧塑性能和焊接工艺性好，安全储备较大，可靠性较高。

口本新十线采用强度等级800 MPa、轨面硬度大于235 HB的钢轨L二法国和德国等高速铁路发达国家无论是纯客运高速铁路，还是客货混运高速铁路均采用强度等级880 MPa的LIIC 900A钢轨。日本和欧洲国家高速铁路钢轨化学成分及力学性能见表2-3.3我国高速铁路采用的钢轨材质

根据国外高速铁路选用的钢轨强度和对我国钢轨使用情况长期跟踪研究结果，结合我国高速铁路的实际情况和现有钢种的性能特点，提出了高速铁路钢轨材质强度的选择建议:在时速350 km的高速铁路上铺设强度等级为880 MPa的1I71Mnk钢种钢轨;根据运行条件，在时速250 km的高速铁路上可采用强度等级为980 MPa的1175V钢种钢轨_我国高速铁路钢轨的化学成分及力学性能见表3

U7l Mnk钢种的化学成分参照了欧洲钢轨标准EN 13674-1 : 2003 E中的EN260钢种的化学成分，并结合我国现有钢种的实际情况，在LI71Mn钢种成分基础上，对C , Mn及有害元素进行了调整。调整后的化学成分与国外高速铁路广泛采用的钢种成分基本一致，并在此基础上进行了优化。4高速铁路钢轨的生产技术 4.1钢轨“三精”生产设备和工艺

现代生产设备和工艺是转炉冶炼、连铸、万能轧机轧制、平立复合矫直、在线检测等，使钢轨内部和外观质量得到大幅度提高，满足高速铁路要求。

(1)钢轨钢的“精炼”技术。包括生铁脱硫预处理、氧气顶吹转炉冶炼、炉外精炼(LF)、真空脱气(VD或RH)和大方坯连铸等

(2)钢轨的“精轧”技术包括步进式加热炉加热、多道次高压水除鳞、万能轧机轧制和钢轨热预弯等二

(3)钢轨的“精整”技术。包括平立复合矫直、四面液压补矫、联合锯钻机床定尺和钻孔等。

(4)钢轨集中检测。包括超声波探伤、涡流探伤、激光辅助平直度和钢轨几何尺寸自动检测等

(5)钢轨的长尺化生产。采用长尺矫直冷锯定尺工艺，利用热轧头尾余量切除矫直和探伤盲区。其优点是整根钢轨尺寸高度一致，焊接接头数量少，提高轨道平顺性，保证钢轨端头内部质量，提高成材率等 4.2国外高速铁路钢轨的制造技术

高速铁路钢轨的安全使用性能好、几何尺寸精度高、平直度好，要求钢轨钢质洁净、韧塑性高、焊接性能优良、表面基本无原始缺陷。为此，国外高速铁路的钢轨生产采用炉外精炼、真空脱气、大方坯连铸等先进技术冶炼，保证钢轨钢的纯净性;采用万能法轧制技术，保证钢轨的几何尺寸精度;采用热预弯、平立复合矫直、四面液压补矫等技术精整钢轨，使其具有高平直度;采用长尺化生产，保证钢轨端部内部和外观质量，保证平顺性;利用检测中心对钢轨的内部和表面质量进行集中检测，保证出厂钢轨质量【5，6】 4.3我国钢轨生产设备技术改造

为满足高速铁路的钢轨需求，国内钢轨生产厂家投资完成了钢轨精炼、精轧、精整、长尺化生产和集中检测技术设备的现代化改造，达到国际先进水平，为我国铁路采用国产钢轨大规模修建高速铁路奠定了坚实基石出。6高速铁路钢轨的使用

为研究高速铁路钢轨的材质选用、钢轨伤损及预防、轨道参数设置，以及打磨列车打磨对钢轨使用的影响等问题，对广深铁路、秦沈高速铁路、既有线提速区段、百米定尺钢轨试验段的钢轨使用情况进行了连续多年的跟踪观测，对广深铁路出现的滚动接触疲劳伤损进行分析并提出应对措施;对高速铁路钢轨材质/钢种选用，以及轨底坡设置对钢轨使用影响等问题进行了系统研究，为高速铁路钢轨的维修和养护积累了数据 7钢轨维修养护及建议

国外高速铁路钢轨的大修换轨周期约为通过总重5亿一6亿r.欧洲高速铁路一般年通过总重约2 000万，钢轨可以使用25一30年目前，我国高速铁路刚刚运行，规律性的钢轨伤损还未出现，根据国外高速铁路运行经验，钢轨主要伤损形式是其轨面出现的滚动接触疲劳伤损和焊接接头伤损

针对高速铁路大量投人运营，建议目前钢轨维修养护工作重点如下二一是认真学习和借鉴国外成熟经验;二是针对出现的问题，「务、车辆等部门联合开展轮轨接触关系综合研究;二是规范钢轨打磨技术;四是长期跟踪观测轮轨使用状况，通过研究尽快制定适应我国实情的钢轨维修养护规范，并在实践中不断完善

参考文献

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度等级及材质选择【J].中国铁路，2007(7)[5]徐涌，贾国平，周清跃.法国、德国高速铁路钢轨 的生产和使用技术[J].中国铁路，2001(4)L6l周清跃.法国高速铁路用钢轨的生产技术及国内存

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