高速铁路采用的通信信号技术.doc

高速铁路的通信信号技术
及系统设计与实施
铁道部高速铁路办公室
铁路通信信号技术的发展是随着近百年的铁路发展以及继电器、半导体、电子信息技术的变化,不断的演进与发展的。几十年来,出现过路牌、路票信号标志、信号机色灯等多种形式,近年来,又出现半自动、自动闭塞设备,ATS自动停车设备,列车控制设备ATC,列车超速防护系统ATP,以及调度监督和调度集中CTC系统等。在通信领域,也从专用调度通信话路逐渐发展成话音、数据共存的综合业务数字网ISDN,无线列调发展成铁路综合无线通信系统。近年来,又出现了现场总线、列车总线和通信信号共用的综合光纤安全局域网技术。使铁路通信信号步入了数字和网络世界。
高速铁路通信信号系统,主要是由调度中心、车站微机联锁、列车运行控制系统等几个部分所组成。在这些系统之间,若干不同功能的局域网组成了一个完整的广域网,光纤构成的通信链路组成了具有保护功能的网络,传输着有关的信息,支撑着列车的安全运营。在高速铁路中,运营管理和调度指挥是通过网络中传递的数据实现的,传统的话音调度指挥方式不再适应。
在本文中,我们将简要地介绍高速铁路综合调度中心,列车运行控制系统,专用通信网络系统等几个部分。

高速铁路综合调度中心
高速铁路与普通铁路不同之处主要有:高速铁路设置综合调度系统,对列车运营指挥实行集中控制方式,同时负责与行车有关的管理工作。世界各国高速铁路的行车调度系统基本可以分为两类:第一类为高速客运专线,列车都在运行本线到发,机车车辆基本在高速线范围运转。调度系统充分利用上述运营特点的有利因素,以行车指挥为中心,集多种业务调度和管理功能于一体,构成综合调度系统,全线由一个综合调度所集中指挥。日本的新干线和法国的TGV就采用这种系统。第二类为客货混合运输高速线,列车类别多,速度差别大,与既有线行车组织和管理的关系密切,列车运行秩序易受引入线、相临既有线列车运行不正常情况的影响,行车调度业务难度大,这种高速线难以建立综合调度系统,仍采用行车调度中心的方式。德国ICE就采用这一类的调度形式。
京沪高速铁路是一条与既有京沪线平行修建的高速客运专线。高速线建成以后,线路实行以高速为主,高、中速客运列车混合运输的运营模式,既有线将主要为货物运输使用。设置综合调度指挥中心是保证高速列车运营的基本需求,而中速列车跨越高速线与既有线运行,又要求调度系统必须解决跨线运行列车调度指挥的衔接问题。
备用控制中心
控制中心
1、综合调度系统的组成
综合调度中心是高速铁路运营管理和控制指挥的中枢,中心根据列车运营计划、机车车辆配置和动力特性、车站作业、沿线线路状态、相邻车站列车运行状态及运行管理和人员的配备等,统一指挥列车运行和负责管理铁路运输各部门的协调工作。各国铁路均以本国运输的特有方式和科技水平建设具有本国特色的高速铁路调度中心控制系统。其主要目的是为了实现最大程度的集中管理、分散控制,以其高效率地得到最佳的经济与社会效益。归纳起来,大致有以下几个方面:
(1)根据旅客运输的需要,编制行车计划、车辆运用计划、车组乘务人员的值班计划,并作成运营计划;
(2)当行车次序出现混乱时,对沿线的主要信息进行搜集整理,调整运营计划,产生和传送为运行调整用的临时运行图,对沿线的运营车辆进行调度指挥;
(3)对沿线列车运行状况进行监视及各车站的进路实行自动/人工形式的集中控制;
(4)对各车站旅客集散情况的信息统计,根据需要对行车计划进行分析调整,并向旅客提供有关信息服务;
综合调度中心作为现代铁路管理中具有代表性的技术,我们简要地介绍其组成结构及功能。
随着计算机、通信和远程控制技术的发展,调度中心的系统技术也已经由传统的集中控制模式发展到网络化、智能化的集中管理、分散控制的新一代模式。近年来,在日本、欧洲等国家高速铁路新线所建设的综合调度集中系统,采用工作站客户机、服务器以及计算机网络技术。
其功能可以分为以下几个方面,即运输管理系统,运行调度系统,牵引供电调度系统,动车组调度管理系统,基础设施管理系统,客运调度系统,安全监督系统等。
列车调度
旅客调度动车及乘务员调度
轨道维护调度牵引供电调度通信信号监视及维修调度
动车组调度管理子系统
运行计划管理子系统
综合维护及基础设施管理子系统
高速铁路运行调度子系统
牵引供电调度子系统
旅客服务调度子系统
防灾安全监控子系统
(1)运行计划管理子系统
运输管理系统是高速铁路上层决策机构,负责从高速铁路的经营策略到制定高速铁路的列车运行计划工作。系统在调度中心作出基本计划,确认列车及乘务人员的运用计划,并将这些计划制成文件,与列车运行调度系统、车站、维护管理中心交换。
(2)列车运行调度子系统
系统接收并执行运输管理系统制定的列车运行计