列車運行控制系統技術發展趨勢分析

陳 欣

湖南中車時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,從那時候起,鐵路給人們的出行帶來了許多的便利。隨著經濟和技術的發展,鐵路運輸的建設也由最開始的蒸汽火車變成了電力火車,科技的進步帶給火車的各方面都有很大的進步和發展。對鐵路的研究方面最關注最重視的就是鐵路運輸的安全性,鐵路運輸安全也是全世界各國鐵路運輸部門最關心的問題,同時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來對它進行填空,列車控制系統的核心就是列車的運行安全。

一、列車控制系統發展流程

通過很長時間對火車不斷的研發,終于在19世紀中葉制造了第一列火車。火車是用來運輸貨物和載人們去更遠的地方,自從火車誕生,立刻就有人提出了一個問題,怎么樣才可以對火車進行控制,讓它能夠安全的運行。在一開始有火車的時候,人們為了能夠使得火車安全的運行,對火車的控制還是無法完成的,那時候只能夠由人騎著快馬來指導火車怎么行走才是安全的,這樣就要耗費太多的人力財力,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置一名指導火車運行的旗手,也叫作導運員,當火車快來的時候,他們就揮動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。又經過一段時間的發展,1830年在英國第一次使用了橫木式帶燈光的信號機。又過了一段時間,1841年閉塞電報機在英國獲得專利,經過十年之后,在英國鐵路上運用很普遍,后來就出現了電話,指路牌,路簽等構成閉塞系統。再后來就發展成了鐵路鋼軌的電信號軌道電路,對列車的控制就進去了一個軌道電路的列車運行控制時代。但是軌道電路在傳達信息的使用過程中出現了一些問題,導致影響信息的接收,后來隨著科學技術的發展,又提出了采用通信方法來傳達信號,這就是后來一直使用的用通信來對列車進行控制的列車運行控制系統最原始的模樣。一直發展到如今。

二、列車控制系統國外發展情況

國外列車控制系統大部分都有在原來的基礎上進行技術改造而得到了發展,讓控制系統的功能不斷的增加,發展成越來越高級的系統。下文就具有代表性的歐洲列車控制系統進行分析。

為了解決歐洲國家的列車間互相聯系溝通的問題,研究了十年,終于研究出了ETCS系統。在還沒研究出ETCS 的時候,歐洲的列車要安裝很多的車載設備,這樣需要花費太大的成本,而且還不能保證絕對可靠安全。后來歐洲的列車全部被強制實行ETCS,它的研究進一步推動了ATP的發展。

ETCS1級在歐洲是運用非常廣泛的,它含有車載計算機,通過車載計算機可以很好的保證車輛運行安全。后來發展成了ETCS2級,它運用的是歐洲無線通訊系統,它不需要地面信號系統,只需要列車檢測設備,還可以對列車很好的進行定位。進一步提高了安全性。最后又發展成了ETCS3系統,沒有地面信號系統,也具有很好的安全性。國外的列車控制系統一直在不斷的研發升級,而且目前對列車的無線控制系統的前景是非常廣闊的。

三、我國鐵路在列車控制方面的發展

我國在二十世紀80年代初期就開始致力于研究列車超速安全防護系統,開啟了我國對列車控制系統的研究之路。但是因為列車閉塞制式具有復雜性和多樣性,這就阻止了我國列車超速防護系統在列車上的試驗工作。

在1985年的時候,我國首次引進了法國的UM71無絕緣軌道電路自動閉塞,還引進了TVM300超速防護系統,這兩個系統都是法國的,并且在法國都是取得了很好的效果,我們把這兩個系統運用在了鄭武線電氣化工程中。這兩個系統的運用,對我國的列車超速防護系統有很大的推動作用。但是由于各種因素上與法國存在差異,使得在法國運行很好的TM300列車超速防護系統在我國車速120千米每小時的列車上的運用情況并不理想。

1995年,我國自己研發的功關項目,也就是“LSK 旅客列車速度分級控制系統”被首次使用,并且是使用在廣州到深圳線路上,速度是160㎞每小時到200千米每小時的列車上運行,LSK 是全部由我國科學家自己研發制造的系統,它是對旅客列車的速度進行分級控制的系統,這意味著我國的列車速度控制系統發生了歷史性的轉變,我們有了屬于自己的列車控制系統。

1995年之后,列車運行監控裝置慢慢的由列車運行記錄器產生的,它依靠火車原來就有的數據記錄方式進一步發展,并且很快就得到了應用部門的大力推廣,運用很廣泛。2001年,又研發出了另一個更加好的監控系統,就是LJK-2000車載控制設備,這個車載監控設備使得我國的監控系統又得到了進一步的發展,但是還是沒有滿足國際公認的超速防護系統的要求,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能夠與國際要求一致,我國自己組建了列車控制系統項目組,制定了 CTCS 暫行規范。我國的京津客運專線已經開始使用了CTCS系統。

四、結束語

我國的鐵路運行控制系統一直都在不斷的研究和發展,但是我國的控制系統與其他發達國家的列車控制系統還是存在一定的差距,所以努力發展提高我國列車控制系統是列車發展中的重中之重。在發展的過程中要注意以下兩點：

1.在ERTMS或者是ETCS系統的基礎上進行我國列車控制系統的發展,同時要結合我國列車的特點來進行CTCS的規范,使得CTCS能夠更加規范科學和系統化。能夠很好的減少投資的風險。在實施過程中,要注意分階段實施,對于關鍵的項目要優先發展,使得工程能夠良性循環,減少資金浪費。

2.在列車控制系統的發展中,定位系統要采用最先進的定位系統,無線通訊技術也要使用先進的技術,這樣才可以實現列車控制系統的移動閉塞性。