高速列車運行控制系統的研究

摘 要：目前，隨著鐵路運輸業的快速發展，列車運行控制系統也在不斷更新以保證列車安全、高效地運行。文章主要研究了列車運行控制系統，詳細分析了該系統的原理、系統構成以及系統的具體應用狀況，并且以廣深線作為具體研究對象，在智能控制技術以及高速列車載控制系統的要求下，進一步探究了高速車載信號控制技術，為高速列車運行控制系統的研究提供了更有效的技術支撐。

關鍵詞：高速列車；運行；控制系統

隨著經濟的快速發展，鐵路運輸業也面臨著機遇和嚴峻的考驗，為了提高該行業的競爭力，謀求更穩定、更安全的、更有效的發展，這就提出了改進和創新高速列車運行控制系統，在提高列車速度、縮短運行時間并且保證列車安全行駛的基礎上，提升服務質量，進一步促進我國高速鐵路運輸業的不斷發展。

1 高速列車運行控制系統的研究

目前，高速列車運行控制系統是由鐵道部鑒定的準高速列車速度分級控制系統發展而來的，列車在運行過程中，其時速滿足200km的旅客列車信號安全控制的各方面要求，該系統運行的原則是“人機聯控，人控優先”的原則，然而，高速列車運行控制系統的原理是：當列車行駛過程中，司機可以根據列車的時速來控制設備。當列車超速時，設備就會自動發出警報，以便司機及時采用制動來減緩列車的行駛速度；當列車行駛速度低于高速標準速度時，允許司機暫時緩解。該系統在運行和控制過程中，基于可靠性與故障安全理論研究的基礎上，將信號安全技術、機電控制技術以及計算機技術相結合，最終形成了機電一體化信號安全的防護系統。整個系統采用的是VME總線技術以及歐洲結構標準，采用開放式結構以及雙機冗余的方式，確保高速列車在運行過程中，具有可靠性和安全性，提高列車行駛的安全指數。

1.1 運行控制系統的結構分析

高速列車運行控制系統的構成元素主要包含：（1）主機柜，雙套熱備冗余子系統組成，其中涉及連續信號譯碼單元、點式信號譯碼單元、速度控制保障以及查詢應答器設備等；（2）顯示器，高速列車在行駛過程中，采用彩色液晶顯示器向司機提供目標速度、距離以及列車相關設備的動作信息和故障，以便司機更加清晰、直觀地了解到列車運行狀態；（3）連續式信號天線，主要用來接收線路連續信號，為運行控制系統提供報警和提示。（4）環線點式信號天線，主要接收點式信息；（5）速度傳感器及對應的按鈕。列車運行控制系統的具體結構如圖1所示。

1.2 系統功能模塊研究

整個高速列車運行控制系統按照具體功能可以分為以下幾個模塊：（1）信號模塊。該模塊是列車運行控制系統的基礎模塊，主要用來接收車載系統所需要的地面信息，該模塊由連續信號接收子系統以及點式信號接收子系統共同組成，為列車的正常行駛提供信號保障。然而該模塊主采用先進的DSP處理技術，經過線譜識別對信號進行識別，以指示列車行駛。（2）人機接口模塊。該模塊的主要作用是為司機和車載列控制系統提供交換信息，通過車載列控制系統向司機提供列車在行駛過程中的目標速度、距離以及相關設備的動作等，為司機提供了一個動態行駛狀態。（3）測速測距模塊。該模塊用來測量列車的行駛速度和距離，以可靠、精確的數據跟蹤列車運行特性，避免列車出現不良運行狀況，引起不安全現象的發生。（4）雙機判決模塊。該模塊主要負責信息交換，在實時監測過程中，及時監測異常狀況，最終實現雙機冗余方式；（5）通信模塊。以網絡為平臺，對列車實施車載列控與其他模塊之間的信息交換，在網絡狀態下將信息共享，以方便列車控制及相關的記錄信息。（6）速度控制模塊。該模塊屬于高速列車運行控制系統的核心部分，在保證列車安全運行過程中，控制行駛的速度。該模塊采用實時監測的方式，不定時與允許標準速度進行對比，當行駛速度大于目標速度時，該模塊向司機發出制動命令；當列車速度低于緩解速度時，向司機發出允許緩解命令，以便司機隨時控制列車的形式速度，確保列車安全、可靠運行。

2 高速列車運行控制系統的應用

將高速列車運行控制系統應用于廣深線控車模式中，針對不同自動閉塞制式，結合不同控制模塊，最終達到控制列車安全、高效運行的目的，實現廣深線高速列車防“兩冒一超”的功能，增強列車行駛的安全性。具體應用模式表現在：（1）階梯控制模式，針對地面采用的UM71軌道電路，在各個區間正線中設置雙紅燈防護，加強對車載速度的控制；（2）曲線控制模式，為了提高列車運行效率，采用模式曲線控制，列車載正線進站停車后，根據接收到的信號進行停車，避免出現冒出站信號機現象，將其控制在限速點內，根據不同信號，做出不同的應對措施，具體如圖2所示。

當列車正線進站停車收到02信號時，設備限速值為45km/h；根據目標距離最終生成45km/h～0km/h的模式，保證列車正確、安全停車；當列車正線進站停車收到00S信號時，同樣設備的限速值為45km/h，將根據目標距離生成時速為45km/h～0km/h，確保列車載出站信號機前停車。

3 結束語

綜上所述，高速列車運行控制系統將智能化、網絡化、集成化等先進技術結合在一起，實現了提升高速列車運行控制系統的應用效率，確保高速列車在行駛過程中安全、可靠、高效運行。然而，為了更好地適應并滿足高速列車對車載控制系統的要求，還需要將列車運行控制系統進一步提升并改進，在ATP的基礎上增加ATO功能，當列車載允許的最高時速中實施緊急制動，增強列車行駛的安全性，以叫平穩的運行狀態，進一步改進列車調動系統，為高速列車行駛提供安全、舒適以及正點地運行提供系統保證，與此同時，該系統還可以從查詢應答器技術以及網絡化傳輸技術中，增強列車運行控制系統的整體性，促進我國鐵路運輸業不斷進步，推動經濟的快速發展。

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作者簡介：黃智博，通號國際控股有限公司，工程師。