列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)分析

陳 欣

湖南中車(chē)時(shí)代通信信號(hào)有限公司 湖南 長(zhǎng)沙 410199

引言

世界上第一條鐵路誕生在19世紀(jì),從那時(shí)候起,鐵路給人們的出行帶來(lái)了許多的便利。隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展,鐵路運(yùn)輸?shù)慕ㄔO(shè)也由最開(kāi)始的蒸汽火車(chē)變成了電力火車(chē),科技的進(jìn)步帶給火車(chē)的各方面都有很大的進(jìn)步和發(fā)展。對(duì)鐵路的研究方面最關(guān)注最重視的就是鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩?鐵路運(yùn)輸安全也是全世界各國(guó)鐵路運(yùn)輸部門(mén)最關(guān)心的問(wèn)題,同時(shí)也在大力支持對(duì)這方面的研究。列車(chē)是需要一系列的控制系統(tǒng)來(lái)對(duì)它進(jìn)行填空,列車(chē)控制系統(tǒng)的核心就是列車(chē)的運(yùn)行安全。

一、列車(chē)控制系統(tǒng)發(fā)展流程

通過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間對(duì)火車(chē)不斷的研發(fā),終于在19世紀(jì)中葉制造了第一列火車(chē)?；疖?chē)是用來(lái)運(yùn)輸貨物和載人們?nèi)ジh(yuǎn)的地方,自從火車(chē)誕生,立刻就有人提出了一個(gè)問(wèn)題,怎么樣才可以對(duì)火車(chē)進(jìn)行控制,讓它能夠安全的運(yùn)行。在一開(kāi)始有火車(chē)的時(shí)候,人們?yōu)榱四軌蚴沟没疖?chē)安全的運(yùn)行,對(duì)火車(chē)的控制還是無(wú)法完成的,那時(shí)候只能夠由人騎著快馬來(lái)指導(dǎo)火車(chē)怎么行走才是安全的,這樣就要耗費(fèi)太多的人力財(cái)力,后來(lái)就不再用這種方式,取而代之的方式是在鐵軌上,每隔一定的距離就設(shè)置一名指導(dǎo)火車(chē)運(yùn)行的旗手,也叫作導(dǎo)運(yùn)員,當(dāng)火車(chē)快來(lái)的時(shí)候,他們就揮動(dòng)手中的旗幟來(lái)讓列車(chē)知道鐵路的情況,能否順利通過(guò)。這些方法都要很多人力,所以都并沒(méi)有使用很久。又經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的發(fā)展,1830年在英國(guó)第一次使用了橫木式帶燈光的信號(hào)機(jī)。又過(guò)了一段時(shí)間,1841年閉塞電報(bào)機(jī)在英國(guó)獲得專利,經(jīng)過(guò)十年之后,在英國(guó)鐵路上運(yùn)用很普遍,后來(lái)就出現(xiàn)了電話,指路牌,路簽等構(gòu)成閉塞系統(tǒng)。再后來(lái)就發(fā)展成了鐵路鋼軌的電信號(hào)軌道電路,對(duì)列車(chē)的控制就進(jìn)去了一個(gè)軌道電路的列車(chē)運(yùn)行控制時(shí)代。但是軌道電路在傳達(dá)信息的使用過(guò)程中出現(xiàn)了一些問(wèn)題,導(dǎo)致影響信息的接收,后來(lái)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,又提出了采用通信方法來(lái)傳達(dá)信號(hào),這就是后來(lái)一直使用的用通信來(lái)對(duì)列車(chē)進(jìn)行控制的列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)最原始的模樣。一直發(fā)展到如今。

二、列車(chē)控制系統(tǒng)國(guó)外發(fā)展情況

國(guó)外列車(chē)控制系統(tǒng)大部分都有在原來(lái)的基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)改造而得到了發(fā)展,讓控制系統(tǒng)的功能不斷的增加,發(fā)展成越來(lái)越高級(jí)的系統(tǒng)。下文就具有代表性的歐洲列車(chē)控制系統(tǒng)進(jìn)行分析。

為了解決歐洲國(guó)家的列車(chē)間互相聯(lián)系溝通的問(wèn)題,研究了十年,終于研究出了ETCS系統(tǒng)。在還沒(méi)研究出ETCS 的時(shí)候,歐洲的列車(chē)要安裝很多的車(chē)載設(shè)備,這樣需要花費(fèi)太大的成本,而且還不能保證絕對(duì)可靠安全。后來(lái)歐洲的列車(chē)全部被強(qiáng)制實(shí)行ETCS,它的研究進(jìn)一步推動(dòng)了ATP的發(fā)展。

ETCS1級(jí)在歐洲是運(yùn)用非常廣泛的,它含有車(chē)載計(jì)算機(jī),通過(guò)車(chē)載計(jì)算機(jī)可以很好的保證車(chē)輛運(yùn)行安全。后來(lái)發(fā)展成了ETCS2級(jí),它運(yùn)用的是歐洲無(wú)線通訊系統(tǒng),它不需要地面信號(hào)系統(tǒng),只需要列車(chē)檢測(cè)設(shè)備,還可以對(duì)列車(chē)很好的進(jìn)行定位。進(jìn)一步提高了安全性。最后又發(fā)展成了ETCS3系統(tǒng),沒(méi)有地面信號(hào)系統(tǒng),也具有很好的安全性。國(guó)外的列車(chē)控制系統(tǒng)一直在不斷的研發(fā)升級(jí),而且目前對(duì)列車(chē)的無(wú)線控制系統(tǒng)的前景是非常廣闊的。

三、我國(guó)鐵路在列車(chē)控制方面的發(fā)展

我國(guó)在二十世紀(jì)80年代初期就開(kāi)始致力于研究列車(chē)超速安全防護(hù)系統(tǒng),開(kāi)啟了我國(guó)對(duì)列車(chē)控制系統(tǒng)的研究之路。但是因?yàn)榱熊?chē)閉塞制式具有復(fù)雜性和多樣性,這就阻止了我國(guó)列車(chē)超速防護(hù)系統(tǒng)在列車(chē)上的試驗(yàn)工作。

在1985年的時(shí)候,我國(guó)首次引進(jìn)了法國(guó)的UM71無(wú)絕緣軌道電路自動(dòng)閉塞,還引進(jìn)了TVM300超速防護(hù)系統(tǒng),這兩個(gè)系統(tǒng)都是法國(guó)的,并且在法國(guó)都是取得了很好的效果,我們把這兩個(gè)系統(tǒng)運(yùn)用在了鄭武線電氣化工程中。這兩個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)用,對(duì)我國(guó)的列車(chē)超速防護(hù)系統(tǒng)有很大的推動(dòng)作用。但是由于各種因素上與法國(guó)存在差異,使得在法國(guó)運(yùn)行很好的TM300列車(chē)超速防護(hù)系統(tǒng)在我國(guó)車(chē)速120千米每小時(shí)的列車(chē)上的運(yùn)用情況并不理想。

1995年,我國(guó)自己研發(fā)的功關(guān)項(xiàng)目,也就是“LSK 旅客列車(chē)速度分級(jí)控制系統(tǒng)”被首次使用,并且是使用在廣州到深圳線路上,速度是160㎞每小時(shí)到200千米每小時(shí)的列車(chē)上運(yùn)行,LSK 是全部由我國(guó)科學(xué)家自己研發(fā)制造的系統(tǒng),它是對(duì)旅客列車(chē)的速度進(jìn)行分級(jí)控制的系統(tǒng),這意味著我國(guó)的列車(chē)速度控制系統(tǒng)發(fā)生了歷史性的轉(zhuǎn)變,我們有了屬于自己的列車(chē)控制系統(tǒng)。

1995年之后,列車(chē)運(yùn)行監(jiān)控裝置慢慢的由列車(chē)運(yùn)行記錄器產(chǎn)生的,它依靠火車(chē)原來(lái)就有的數(shù)據(jù)記錄方式進(jìn)一步發(fā)展,并且很快就得到了應(yīng)用部門(mén)的大力推廣,運(yùn)用很廣泛。2001年,又研發(fā)出了另一個(gè)更加好的監(jiān)控系統(tǒng),就是LJK-2000車(chē)載控制設(shè)備,這個(gè)車(chē)載監(jiān)控設(shè)備使得我國(guó)的監(jiān)控系統(tǒng)又得到了進(jìn)一步的發(fā)展,但是還是沒(méi)有滿足國(guó)際公認(rèn)的超速防護(hù)系統(tǒng)的要求,甚至還是存在一定的距離。

為了能夠讓我國(guó)的列車(chē)控制系統(tǒng)能夠與國(guó)際要求一致,我國(guó)自己組建了列車(chē)控制系統(tǒng)項(xiàng)目組,制定了 CTCS 暫行規(guī)范。我國(guó)的京津客運(yùn)專線已經(jīng)開(kāi)始使用了CTCS系統(tǒng)。

四、結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)的鐵路運(yùn)行控制系統(tǒng)一直都在不斷的研究和發(fā)展,但是我國(guó)的控制系統(tǒng)與其他發(fā)達(dá)國(guó)家的列車(chē)控制系統(tǒng)還是存在一定的差距,所以努力發(fā)展提高我國(guó)列車(chē)控制系統(tǒng)是列車(chē)發(fā)展中的重中之重。在發(fā)展的過(guò)程中要注意以下兩點(diǎn)：

1.在ERTMS或者是ETCS系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行我國(guó)列車(chē)控制系統(tǒng)的發(fā)展,同時(shí)要結(jié)合我國(guó)列車(chē)的特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行CTCS的規(guī)范,使得CTCS能夠更加規(guī)范科學(xué)和系統(tǒng)化。能夠很好的減少投資的風(fēng)險(xiǎn)。在實(shí)施過(guò)程中,要注意分階段實(shí)施,對(duì)于關(guān)鍵的項(xiàng)目要優(yōu)先發(fā)展,使得工程能夠良性循環(huán),減少資金浪費(fèi)。

2.在列車(chē)控制系統(tǒng)的發(fā)展中,定位系統(tǒng)要采用最先進(jìn)的定位系統(tǒng),無(wú)線通訊技術(shù)也要使用先進(jìn)的技術(shù),這樣才可以實(shí)現(xiàn)列車(chē)控制系統(tǒng)的移動(dòng)閉塞性。