信号系统是中国高铁的“超级大脑”。左脑CTC系统负责调度指挥,右脑CTC系统负责安全防护,左右脑分工明确,保证高铁规划行驶千里。
边肖序言
请问:
诸葛亮“运筹帷幄,决胜千里”的第一仗是()
A.燃新野
B.燃烧的博望坡
C.安珠平武路
D.燃烧赤壁
估计你会选择D,因为你只知道这场战斗。其实答案是B,再给你一次机会:
中国高铁之所以能“驰骋千里”,是哪个“诸葛亮”在谋划?( )
A.反恐委员会系统
B.CTCS系统
C.通信信号系统
D.阻断技术
一猜就知道不知道,所以,下面的内容很不错!
中国高铁正处于高速发展的黄金时代,无砟轨道正以惊人的速度延伸到中国的每个角落。到2016年底,中国高铁运营里程达到22000公里,同比增长3000公里左右,占世界运营总里程的60%以上,居世界第一;2016年1月、5月、9月进行了3次大规模的全国铁路运营图调整,加密或新增多条高铁线路;2017年春运高峰,高铁发送旅客达1.8亿人次,首次超过普通旅客列车。
2020年中国高速铁路网2020年中国高速铁路网
我国高铁覆盖的地理区域极其广阔,运营速度和密度高,客流巨大,全天候准点运营,运营环节复杂,运营图调整频繁,这些都对高铁运输组织提出了极高的要求。然而,2011年7月23日甬温铁路追尾事件的发生,也敲响了中国高铁快速发展的警钟。列车调度指挥和列车运行控制的一切工作,都要始终把安全放在第一位,以安全和效率为目标,对运行过程进行智能控制,实现无人干预或少人干预的列车自动安全运行。
通信信号系统——保证高铁高效运行的“大脑”
保证中国高铁安全高效运行的“大脑”是高铁的通信信号系统,其中交通集中控制系统(CTC)和中国列车控制系统(CTCS)占据核心地位。
大脑的“左右脑”协同工作,职责明确:铁路行车调度采用CTC技术,用技术手段代替人工调度,提高了调度工作的准确性和调度效率,即告诉列车何时发车,去哪里;CTCS技术是监视和控制列车运行模式,然后告诉列车如何运行,也就是解决如何从这里安全到达那里的问题。
左脑(CTC)——负责调度指挥
CTC集中调度又称列车集中控制,是控制中心集中控制某一调度区段的信号设备,直接指挥和管理列车运行的技术设备。直接影响是列车运行管理的自动化和远程控制。
CTC系统有两种控制模式:集中控制模式和分散自控模式。美国、加拿大等国家在重货物运输中采用集中控制方式,通过CTC系统与各站相连,在控制中心设置进路控制等功能。为了保证在控制中心瘫痪或中心与车站之间的网络发生故障时,车站仍能正常运行,CTC系统呈现出由中央向分散、自律的发展趋势。
目前国内使用的CTC系统都是分散自律的。顾名思义,分散化就是各个车站独立控制列车运行和调车作业,而不是集中控制。而自律,则意味着“因地制宜”。车站子系统根据每个车站的不同特点,协调处理运行中的矛盾,提高了控制的灵活性和适应性。
分工明确的三层结构
第一层是铁路总公司调度中心的CTC系统。总行CTC中心接收各调度员发送的列车运行状态、信号设备显示状态、计划运行图、实际运行图、施工、事故、灾害等信息,为总行各类工作调度提供数据支持;
中国铁路总公司(原铁道部)调度指挥中心中国铁路总公司(原铁道部)调度指挥中心
第二层是铁路局调度所(含客运专线调度所)的高铁CTC系统。截至2015年,北京、上海、武汉、广州、成都五个铁路局调度所已建立高铁CTC系统,高铁CTC系统仍在其他10个高铁、城际铁路调度中心推广应用,负责指挥整个调度区段列车群运行;北京铁路局调度指挥中心北京铁路局调度指挥中心
第三层是车站CTC子系统,根据调车计划通过自动控制联锁系统实现进路控制功能。上述“自律机”是站内CTC子系统自律的核心设备。车站自控机具有生成路线运行命令的功能。当它收到列车运行调整计划时,它会“高速运行”,并将计划快速转换为运行命令。“检查”无误后,会向联锁系统发出指令,启动进路。
分散自律调度集中系统工作流程图分散自主调度集中系统工作流程图
右脑——负责安全保护关于右脑列车控制系统,西方发达国家发展历史悠久,如熟悉的日本新干线,其列车控制系统为ATC系统,法国和韩国高速铁路的TGV铁路TVM系统,德国和西班牙铁路采用的LZB系统等。1996年,为了解决欧洲高速铁路的互联互通问题,欧盟制定了标准体系——ETCS,这也是目前欧洲铁路的法定强制性规范。
当然要有自己的标准。2004年,原铁道部发布了《CTCS技术规范通则》。参照ETCS等国外标准,结合我国铁路的具体情况,CTCS系统应运而生。
CTCS-3级列控系统总体技术方案图CTCS三号列车控制系统总体技术方案图
CTCS是中国列车控制系统的英文缩写。好吧,请直译。这个右脑系统非常强大,不仅可以实时监控列车的运行速度和区间,还可以减轻司机的劳动强度,提高乘客的舒适度。地面和车辆设备是核心
CTCS包括地面设备和车载设备,通过车路合作确保驾驶安全。
地面设备包括列车控制中心、轨道电路等模块。列车控制中心一般设置在车站内,从调度系统获取调度命令,而轨道电路可以实时获取列车位置并传输命令。操作后,地面设备生成命令,然后将命令发送给车载设备。
车载设备是列车运行的主角。通过车载安全计算机、通信模块、测速模块和人机界面,在列车运行过程中根据不同的行车条件选择不同的控制方式,可以实现右脑的上述功能,生成速度控制曲线,并将列车位置和速度信息告知其他系统。
高铁司机室,司机通过人机界面实时监测和处理CTCS系统信息在高速铁路司机室中,司机通过人机界面实时监控和处理CTCS系统信息
速度决定了CTCS被“分级”根据中国铁路不同的线路、不同的信息传输方式和闭塞技术,CTCS可以依次分为CTCS 0-CTCS 4五个等级,以满足不同的线路速度要求。其中0-3分别适用于最高时速120公里、160公里、200-250公里和300-350公里的路段。当然,两个设备的配置在不同的速度下是不同的。
CTCS-4还没有应用到高速列车的实际运行中。它基于铁路专用无线通信技术,独立于轨道电路,实现虚拟闭塞或移动闭塞,是未来的发展方向。
阻挡技术——防止列车追尾的“必备技能”
上述闭塞技术是列车运行控制中确保安全的一项极其重要的技术。列车进入某一区段后,通过信号或凭证与外界隔离,该区段两端车站不再向该区段发车,以防止列车相撞和追尾。如果某个区段被列车占用,CTCS系统将通过控制信号灯、向调度中心提供列车信息和直接控制列车制动来保证列车的安全运行。
7月23日甬温列车追尾原因之一是该区段CTCS-2系统轨道电路和信号采集电路因雷击故障,随后列车自动闭塞失败,造成事故悲剧,反映了系统关键部件冗余设计不足的问题。在CTCS三号系统中,增加了自动闭塞系统的冗余设计,通过无线通信模块监测列车位置,并通过轨道电路进行验证,有助于提高系统的安全性。
动车防追尾系统原理示意图列车防追尾系统示意图
标签当然,高铁是一个非常复杂的系统,要让它高效、有序、安全、稳定的运行,需要的不仅仅是左右脑系统。还需要能满足我国各地实际情况的高铁通信信号设备。这些系统的设计极其复杂,每一个细节都需要极其谨慎地处理;优秀的工程建设技术、高速列车技术、客运站建设技术、系统集成技术、运维技术等。
经过多年的技术引进、消化、吸收和再创新,中国高铁在短时间内从零开始在中国的土地上飞翔,并拥有自己的国际竞争力,这不得不说是一个非常惊人的成就。另一方面,我们也看到,与其他国家相比,我们在某些方面仍然存在一些不足。只有不断克服技术上的困难,中国的高铁才能继续进步。
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