列車運(yùn)行控制系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢分析

陳 欣

湖南中車時(shí)代通信信號有限公司 湖南 長沙 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)也由最開始的蒸汽火車變成了電力火車,科技的進(jìn)步帶給火車的各方面都有很大的進(jìn)步和發(fā)展。對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鐵路運(yùn)輸部門最關(guān)心的問題,同時(shí)也在大力支持對這方面的研究。列車是需要一系列的控制系統(tǒng)來對它進(jìn)行填空,列車控制系統(tǒng)的核心就是列車的運(yùn)行安全。

一、列車控制系統(tǒng)發(fā)展流程

通過很長時(shí)間對火車不斷的研發(fā),終于在19世紀(jì)中葉制造了第一列火車。火車是用來運(yùn)輸貨物和載人們?nèi)ジh(yuǎn)的地方,自從火車誕生,立刻就有人提出了一個(gè)問題,怎么樣才可以對火車進(jìn)行控制,讓它能夠安全的運(yùn)行。在一開始有火車的時(shí)候,人們?yōu)榱四軌蚴沟没疖嚢踩倪\(yùn)行,對火車的控制還是無法完成的,那時(shí)候只能夠由人騎著快馬來指導(dǎo)火車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)火車運(yùn)行的旗手,也叫作導(dǎo)運(yùn)員,當(dāng)火車快來的時(shí)候,他們就揮動(dòng)手中的旗幟來讓列車知道鐵路的情況,能否順利通過。這些方法都要很多人力,所以都并沒有使用很久。又經(jīng)過一段時(shí)間的發(fā)展,1830年在英國第一次使用了橫木式帶燈光的信號機(jī)。又過了一段時(shí)間,1841年閉塞電報(bào)機(jī)在英國獲得專利,經(jīng)過十年之后,在英國鐵路上運(yùn)用很普遍,后來就出現(xiàn)了電話,指路牌,路簽等構(gòu)成閉塞系統(tǒng)。再后來就發(fā)展成了鐵路鋼軌的電信號軌道電路,對列車的控制就進(jìn)去了一個(gè)軌道電路的列車運(yùn)行控制時(shí)代。但是軌道電路在傳達(dá)信息的使用過程中出現(xiàn)了一些問題,導(dǎo)致影響信息的接收,后來隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,又提出了采用通信方法來傳達(dá)信號,這就是后來一直使用的用通信來對列車進(jìn)行控制的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)最原始的模樣。一直發(fā)展到如今。

二、列車控制系統(tǒng)國外發(fā)展情況

國外列車控制系統(tǒng)大部分都有在原來的基礎(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)展成越來越高級的系統(tǒng)。下文就具有代表性的歐洲列車控制系統(tǒng)進(jìn)行分析。

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

ETCS1級在歐洲是運(yùn)用非常廣泛的,它含有車載計(jì)算機(jī),通過車載計(jì)算機(jī)可以很好的保證車輛運(yùn)行安全。后來發(fā)展成了ETCS2級,它運(yùn)用的是歐洲無線通訊系統(tǒng),它不需要地面信號系統(tǒng),只需要列車檢測設(shè)備,還可以對列車很好的進(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),沒有地面信號系統(tǒng),也具有很好的安全性。國外的列車控制系統(tǒng)一直在不斷的研發(fā)升級,而且目前對列車的無線控制系統(tǒng)的前景是非常廣闊的。

三、我國鐵路在列車控制方面的發(fā)展

我國在二十世紀(jì)80年代初期就開始致力于研究列車超速安全防護(hù)系統(tǒng),開啟了我國對列車控制系統(tǒng)的研究之路。但是因?yàn)榱熊囬]塞制式具有復(fù)雜性和多樣性,這就阻止了我國列車超速防護(hù)系統(tǒng)在列車上的試驗(yàn)工作。

在1985年的時(shí)候,我國首次引進(jìn)了法國的UM71無絕緣軌道電路自動(dòng)閉塞,還引進(jìn)了TVM300超速防護(hù)系統(tǒng),這兩個(gè)系統(tǒng)都是法國的,并且在法國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,對我國的列車超速防護(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存在差異,使得在法國運(yùn)行很好的TM300列車超速防護(hù)系統(tǒng)在我國車速120千米每小時(shí)的列車上的運(yùn)用情況并不理想。

1995年,我國自己研發(fā)的功關(guān)項(xiàng)目,也就是“LSK 旅客列車速度分級控制系統(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)的列車上運(yùn)行,LSK 是全部由我國科學(xué)家自己研發(fā)制造的系統(tǒng),它是對旅客列車的速度進(jìn)行分級控制的系統(tǒng),這意味著我國的列車速度控制系統(tǒng)發(fā)生了歷史性的轉(zhuǎn)變,我們有了屬于自己的列車控制系統(tǒng)。

1995年之后,列車運(yùn)行監(jiān)控裝置慢慢的由列車運(yùn)行記錄器產(chǎn)生的,它依靠火車原來就有的數(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車載控制設(shè)備,這個(gè)車載監(jiān)控設(shè)備使得我國的監(jiān)控系統(tǒng)又得到了進(jìn)一步的發(fā)展,但是還是沒有滿足國際公認(rèn)的超速防護(hù)系統(tǒng)的要求,甚至還是存在一定的距離。

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

四、結(jié)束語

我國的鐵路運(yùn)行控制系統(tǒng)一直都在不斷的研究和發(fā)展,但是我國的控制系統(tǒng)與其他發(fā)達(dá)國家的列車控制系統(tǒng)還是存在一定的差距,所以努力發(fā)展提高我國列車控制系統(tǒng)是列車發(fā)展中的重中之重。在發(fā)展的過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)行我國列車控制系統(tǒng)的發(fā)展,同時(shí)要結(jié)合我國列車的特點(diǎn)來進(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)施過程中,要注意分階段實(shí)施,對于關(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)列車控制系統(tǒng)的移動(dòng)閉塞性。