高速鐵路列車運行控制技術探討

金 犇（遼寧鐵道職業技術學院,遼寧 錦州 121000）

高速鐵路列車運行控制技術探討

金 犇
（遼寧鐵道職業技術學院,遼寧 錦州 121000）

摘 要：高速鐵路是一個列車運行速度超200千米每小時的干線鐵路，它具有運行速度快、安全性較高、準確性良好、環境污染和運行成本較低的優勢，憑借這一優勢高鐵得到越來越多人的關注。本文先對高速鐵路進行概述，然后著重探討了列車控制系統，最后針對列車運行控制技術發展現狀，提出了具體的未來發展前景，希望能為相關研究提供一定的參考。

關鍵詞：高速鐵路；列車運行；控制技術；探討

0 前言

鐵路與公路相比，具有安全、流量大、能耗少、環境污染小的特點，它最開始形成在十九世紀，并快速發展崛起，經歷了較短的時間便躍居交通工具前列。現階段，各個國家正在積極探索高速鐵路列車運行控制技術，并將其看作是增強綜合實力的有效手段，紛紛致力于此項研究。

1 高速鐵路概述

從客觀層面上來講，鐵路具備高速的某些特點。一直以來，在鐵路發展研究過程中，人們片面關注重量的增加以及速度的提升，這在很大程度上阻礙了鐵路事業的發展，其中日本人最開始醒悟，法國隨后醒悟，在九十年代，進入了全面、積極發展高速鐵路的時代。然而，我國與其它國家相比，在高速鐵路中的研究和發展滯后于其它國家。截止到目前為止，在全世界范圍內，高速鐵路技術已趨于成熟[1]。為此，我國應積極借鑒其它國家的發展經驗以及先進模式，將高速鐵路列車帶到更高的層面。

2 高速鐵路列車運行控制系統

2.1 控制系統內涵、結構與功能

2.1.1 內涵

近年來鐵路運輸任務日益加重，列車運輸速度不斷提升，人們也愈發關注運輸安全。因此，加大了在列車運行控制系統中的研究力度，進而有效控制列車運行速度以及各個列車之間的距離，提升運輸效率。科學技術的迅猛發展推動了鐵路信號的發展，并為鐵路信號系統的構成奠定了基礎。列車運行控制系統集計算機信息技術、通信以及控制技術于一身，主要包含地面以及車載這兩部分。

2.1.2 結構

目前，CTCS系統是高速鐵路列車最為主要的控制系統，該系統主要包含地面系統以及車載系統這兩部分，其中地面系統又包含軌道電路、控制中心以及反應器，對于軌道電路具有檢測以及傳遞數據信息的功能，應答器作為一種傳輸設備，主要負責報文信息的傳遞。控制中心建立在安全計算機的基礎上，其本質為一種控制系統，借助無線通信網絡可在車載系統以及控制中心這兩者之間傳遞數據信息，具有雙向性，具體工作原理為，控制中心接收由地面系統傳來的數據信息，經由車地信息系統，送至車載系統，切實保障了列車的高效、安全運行[2]。

2.1.3 功能

（1）該系統參照故障安全準則，有效避免列車無證運行的現象；

（2）避免溜逸現象出現；

（3）避免超速運行現象的出現，本文中的超速是指超出規定行使速度，可直觀展現列車運行速度，并可及時提醒列車安全運行。

2.2 控制技術

2.2.1 列車測速與定位

測速與定位作為列車運行控制系統的主要內容，它直接影響著列車運行情況，這主要是因為通過測速與定位可明確列車位置，有利于各個運行列車間距的有效控制[3]。同時，測速與定位的準確度直接關乎著整個系統的準確度，如果準確度缺少真實性，將會影響列車的安全運行，并會增加預留防護距離，進而加大列車運行過程的不安全性。

現階段，存在多種測速手段，參照不同的標準可將其劃分為不同的類型，通常參照獲取速度信息的渠道，可將其劃分為以下兩類，其一，通過軸輪旋轉檢測列車行駛速度；其二，借助無線直接測速，主要包含雷達以及GPS這兩種形式。

2.2.2 定位方法

（1）軌道環線定位。軌道環線定位主要通過環線完成定位工作，且位于環線上方的電纜應在特定間隔內相互交叉，通常以軌道長度為間距，交叉操作可實現交變信號的轉變，并將交變信號傳送至交叉回線，并在回線周邊形成交變電磁場，車載設備一旦遇到交變電磁場，便可準確檢測信號變化，待列車行駛到下一個交叉點時，通過相位變化調整地址碼，在車在計算機中參照地址碼完成列車地理位置的計算，此種定位模式可通過絕對地址信息調整機車里程計的誤差，有效降低了因車輪位置變動而引發的位置誤差。

（2）計軸器定位。計軸器定位裝設在固定的位置，主要借助該裝置來完成列車位置計算工作，首先檢測列車占用或者出清，以此為依據，確定列車位置。

（3）軌道電路絕緣節定位。將絕緣節設置在特定位置，它也是劃分閉塞分區的主要標志，通常，其兩側傳輸的數據存在一定的差距，因此，列車可憑借這種差異性確定穿過絕緣節的最佳時間段，另外，以絕緣節的物理位置充當絕對信標，還能獲取列車運行的準確位置。

（4）查詢反應器定位。查詢反應器通常裝設在特定的物理位置中，并可向經由的所有列車傳輸公里坐標信息。

2.2.3 地車信息傳輸技術

地車信息傳輸技術主要包含以下三種信息傳輸形式：

（1）連續式傳遞

連續式傳遞從字面上來說，可以將其理解為可連續接收各種地面信息的一種傳遞形式，具體是指能夠及時接收列車間隔、交錯等各種數據信息，并可將這些信息及時地提供給列車司機，列車司機可有效掌控列車運行速度，切實保障了類車的安全、高效運行。

（2）連續交叉點式傳遞。如若連續式傳遞過程遇到一定的阻礙，無法滿足實際控制需求時，則應實施連續交叉點式傳遞，CTCS2級系統便是最好的應用實例；

（3）點式傳遞。通常點式傳遞包含軌道環線、感應器以及反應器這三種形式，具體是指列車運行過程中經過的線路中裝設多個感應點，一旦列車經由感應點，立即將地面信息傳送至列車中。

綜上所述，以上三種信息傳輸形式，在連續式傳輸形式中，列車可間歇性地接收各種地面信息，以此來實現對運行列車的全程、動態控制。對于點式信息傳輸形式，如若地面信息出現變動，列車也只能在到達感應電位置時，才能接收相關信息，由此可知，此種傳輸形式具有一定的滯后性，缺少時效性。

3 運行控制技術的發展前景

現階段，已經研制出了某些列控制系統，然而，在具體的運行過程中仍然存在一定的缺陷，無法滿足日新月異的高速鐵路運行需求，因此，急需研制出一種智能化控制系統，該系統是指在列車正常運行過程中，通過智能系統完成控制工作，列車司機應及時提供各種信息、有效監控列車運行情況，一旦出現故障，應及時控制，采取針對性的解決對策，也可以重新設置智能系統。為實現這一目標，應將人的實踐經驗、理論知識、控制手段等有效應用于控制系統中。科學技術是社會發展的動力源泉，同樣，對于列車運行控制系統而言，其發展崛起離不開現代技術，更需要一定的市場需求支撐。伴隨著微處理器以及網絡信息技術的蓬勃發展，為運行控制系統的成長奠定了一定的基礎，并將影響或者左右運行控制系統的前景。

4 結語

現階段，鐵路在國民經濟發展中發揮著重要的作用，其在交通工作中的地位不斷提升，在其發展壯大的同時，也對相關部門提出更加嚴格的要求，使鐵路部門面臨巨大的挑戰。因此，我們應加大在高速鐵路中的研究力度，著重做好鐵路信號工程，加強技術創新，積極探索，進而促進高速鐵路的健康、穩定發展。其中CBTC技術最早出現在歐洲，主要運用在連續式列車控制系統中，后來隨著時代的變遷和社會的進步，發生了一定的轉變，并取得了一定的突破，跳出了用軌電路以及固定閉塞的瓶頸，該系統和原有的控制系統相比，具有便于操作、高效、靈活的特點，由此可知，在未來，列車運行控制系統將朝著CBTC的方向發展。

參考文獻：

[1]劉忠富.高速鐵路列車運行控制技術探討[J].通訊世界,2014,(10):155-156.

[2]齊亞娜.我國高速鐵路列車運行控制系統安全相關標準分析[J].中國鐵路,2012(03):21-24.

[3]張亞東.高速鐵路列車運行控制系統安全風險辨識及分析研究[D].西南交通大學,2013:50-50.