基于狀態監測的中國高鐵列控系統發展展望

蔣敏建 陶漢卿

摘 要：結合中國高鐵快速發展的過程，形成適合國情的高鐵自主技術體系。本文闡述了高速列車的列控系統的發展及當前典型的CTCS-3列控系統如何指揮行車的過程。針對當前的維護維修策略，提出一種基于狀態監測的列控系統發展策略，旨在保障行車安全與提高效率。

關鍵詞：中國高鐵;列控系統;狀態監測

一、高鐵發展概述

我國的高速列車控制技術是在不斷學習和借鑒別國經驗基礎上發展而來的。然后通過不斷總結提煉客專工程經驗、科研實驗，逐漸解決高鐵線路建設和技術自主創新。當前，站前和站后技術都實現了創新發展，形成了適合中國國情、路情的高速鐵路自主技術體系[1]。

二、高鐵列控系統

列控系統作為高速列車的神經中樞，其基本原理為：結合LEU（地面電子單元）和其他設備提供路況、目標列車、列車進路基本信息。由列控車載設備（VOBC）實時更新防護曲線，指導列車運行[2]。如圖1的中國列車運行控制系統CTCS-3。

其中主要單元的作用如下：

（1）RBC（無線閉塞中心）：①依據軌道電路、聯鎖關系自動生成行車許可;②由無線通信方式（CTCS-3采用GSM-R）將行車許可、路況信息等傳送給列控車載設備;③車載設備通過無線裝置進行信息回傳，指導列車運行。

（2）GSM-R核心網（鐵路專用全球數字移動通信系統）：①實現車-地信息雙向回傳;②網絡冗余交叉布置，提高通信可靠性[3]。

（3）Balise（應答器）：①固定于鋼軌，向移動列車傳送位置信息;②向列車發送可變線路參數或車載設備傳送線路參數和TSRS（臨時限速數據）數據。

（4）VOBC（車載安全計算機）：結合地面傳輸的信息，由目標-距離控車模式生成控車曲線，指導列車安全行進。

（5）軌道電路：①監測鋼軌占用/空閑狀態;②傳輸地對車單向行車信息。

三、基于狀態監測的高鐵列控系統

（一）智能高鐵戰略

智能高鐵是面向2035年的高速鐵路業務集成化運營的分層、分級和一體化協同運作的需求體系。在龐大的鐵路系統中機-車-工-電-輛-供6大部分組成，針對電務部分，智能高鐵主要具備：自動駕駛、智能控制、智能診斷、智能監控和智能運維5方面的內容[4]。

（二）基于狀態監測的高鐵列控系統

隨著智能高鐵戰略的實施，傳統的維修策略存在過渡維修（浪費）和維修不足（漏修）兩種缺陷。狀態監測是一種可監測到設備最小可替換單元的技術。故此，在智能高鐵的發展過程中，做到將傳統的故障修、計劃修轉變為基于狀態監測的狀態維護修，如圖2所示。當前，各種傳感技術和智能化技術方興未艾，建立基于狀態監測的高鐵列控系統彌補傳統維修維護、維修策略的缺點，對于保障列車行車的RAMS作用重大[5]。

四、結論

本文主要探討了我國高速列車的發展狀況，以CTCS-3中國列車控制系統為例詳細闡述了列控系統如何進行信息交互。針對智能高鐵發展戰略的實施，本文提出基于狀態監測的列控系統將對保障列車行車安全及提高效率方面具有重要意義。

參考文獻：

[1]荀徑，寧濱，郜春海.列車追蹤運行仿真系統的研究與實現[J].北京交通大學學報，2019，8（2）：38-41.

[2]唐濤，郜春海，李開成.基于通信的列車運行控制技術發展戰略探討[J].都市快軌交通，2019，2（6）：31-35.

[3]鐘章隊，劉秋妍.對中國GSM-R發展的研究[J].鐵路通信信號工程技術，2006（1）：1-7.

[4]寧濱，郜春海，李開成.中國城市軌道交通全自動運行系統技術及應用[J].北京交通大學學報，2019，43（01）：6-11.

[5]張曙光.CTCS-3級列控系統總體技術方案[M].2008.

基金項目：廣西高等學校高水平創新團隊及卓越學者計劃（2017KY1239）

作者簡介：蔣敏建（1987-），男，漢族，廣西桂林人，本科，實驗師，研究方向：列車運行自動控制。