高速铁路列车运行控制技术探讨

金 犇（辽宁铁道职业技术学院,辽宁 锦州 121000）

高速铁路列车运行控制技术探讨

金 犇
（辽宁铁道职业技术学院,辽宁 锦州 121000）

摘 要：高速铁路是一个列车运行速度超200千米每小时的干线铁路，它具有运行速度快、安全性较高、准确性良好、环境污染和运行成本较低的优势，凭借这一优势高铁得到越来越多人的关注。本文先对高速铁路进行概述，然后着重探讨了列车控制系统，最后针对列车运行控制技术发展现状，提出了具体的未来发展前景，希望能为相关研究提供一定的参考。

关键词：高速铁路；列车运行；控制技术；探讨

0 前言

铁路与公路相比，具有安全、流量大、能耗少、环境污染小的特点，它最开始形成在十九世纪，并快速发展崛起，经历了较短的时间便跃居交通工具前列。现阶段，各个国家正在积极探索高速铁路列车运行控制技术，并将其看作是增强综合实力的有效手段，纷纷致力于此项研究。

1 高速铁路概述

从客观层面上来讲，铁路具备高速的某些特点。一直以来，在铁路发展研究过程中，人们片面关注重量的增加以及速度的提升，这在很大程度上阻碍了铁路事业的发展，其中日本人最开始醒悟，法国随后醒悟，在九十年代，进入了全面、积极发展高速铁路的时代。然而，我国与其它国家相比，在高速铁路中的研究和发展滞后于其它国家。截止到目前为止，在全世界范围内，高速铁路技术已趋于成熟[1]。为此，我国应积极借鉴其它国家的发展经验以及先进模式，将高速铁路列车带到更高的层面。

2 高速铁路列车运行控制系统

2.1 控制系统内涵、结构与功能

2.1.1 内涵

近年来铁路运输任务日益加重，列车运输速度不断提升，人们也愈发关注运输安全。因此，加大了在列车运行控制系统中的研究力度，进而有效控制列车运行速度以及各个列车之间的距离，提升运输效率。科学技术的迅猛发展推动了铁路信号的发展，并为铁路信号系统的构成奠定了基础。列车运行控制系统集计算机信息技术、通信以及控制技术于一身，主要包含地面以及车载这两部分。

2.1.2 结构

目前，CTCS系统是高速铁路列车最为主要的控制系统，该系统主要包含地面系统以及车载系统这两部分，其中地面系统又包含轨道电路、控制中心以及反应器，对于轨道电路具有检测以及传递数据信息的功能，应答器作为一种传输设备，主要负责报文信息的传递。控制中心建立在安全计算机的基础上，其本质为一种控制系统，借助无线通信网络可在车载系统以及控制中心这两者之间传递数据信息，具有双向性，具体工作原理为，控制中心接收由地面系统传来的数据信息，经由车地信息系统，送至车载系统，切实保障了列车的高效、安全运行[2]。

2.1.3 功能

（1）该系统参照故障安全准则，有效避免列车无证运行的现象；

（2）避免溜逸现象出现；

（3）避免超速运行现象的出现，本文中的超速是指超出规定行使速度，可直观展现列车运行速度，并可及时提醒列车安全运行。

2.2 控制技术

2.2.1 列车测速与定位

测速与定位作为列车运行控制系统的主要内容，它直接影响着列车运行情况，这主要是因为通过测速与定位可明确列车位置，有利于各个运行列车间距的有效控制[3]。同时，测速与定位的准确度直接关乎着整个系统的准确度，如果准确度缺少真实性，将会影响列车的安全运行，并会增加预留防护距离，进而加大列车运行过程的不安全性。

现阶段，存在多种测速手段，参照不同的标准可将其划分为不同的类型，通常参照获取速度信息的渠道，可将其划分为以下两类，其一，通过轴轮旋转检测列车行驶速度；其二，借助无线直接测速，主要包含雷达以及GPS这两种形式。

2.2.2 定位方法

（1）轨道环线定位。轨道环线定位主要通过环线完成定位工作，且位于环线上方的电缆应在特定间隔内相互交叉，通常以轨道长度为间距，交叉操作可实现交变信号的转变，并将交变信号传送至交叉回线，并在回线周边形成交变电磁场，车载设备一旦遇到交变电磁场，便可准确检测信号变化，待列车行驶到下一个交叉点时，通过相位变化调整地址码，在车在计算机中参照地址码完成列车地理位置的计算，此种定位模式可通过绝对地址信息调整机车里程计的误差，有效降低了因车轮位置变动而引发的位置误差。

（2）计轴器定位。计轴器定位装设在固定的位置，主要借助该装置来完成列车位置计算工作，首先检测列车占用或者出清，以此为依据，确定列车位置。

（3）轨道电路绝缘节定位。将绝缘节设置在特定位置，它也是划分闭塞分区的主要标志，通常，其两侧传输的数据存在一定的差距，因此，列车可凭借这种差异性确定穿过绝缘节的最佳时间段，另外，以绝缘节的物理位置充当绝对信标，还能获取列车运行的准确位置。

（4）查询反应器定位。查询反应器通常装设在特定的物理位置中，并可向经由的所有列车传输公里坐标信息。

2.2.3 地车信息传输技术

地车信息传输技术主要包含以下三种信息传输形式：

（1）连续式传递

连续式传递从字面上来说，可以将其理解为可连续接收各种地面信息的一种传递形式，具体是指能够及时接收列车间隔、交错等各种数据信息，并可将这些信息及时地提供给列车司机，列车司机可有效掌控列车运行速度，切实保障了类车的安全、高效运行。

（2）连续交叉点式传递。如若连续式传递过程遇到一定的阻碍，无法满足实际控制需求时，则应实施连续交叉点式传递，CTCS2级系统便是最好的应用实例；

（3）点式传递。通常点式传递包含轨道环线、感应器以及反应器这三种形式，具体是指列车运行过程中经过的线路中装设多个感应点，一旦列车经由感应点，立即将地面信息传送至列车中。

综上所述，以上三种信息传输形式，在连续式传输形式中，列车可间歇性地接收各种地面信息，以此来实现对运行列车的全程、动态控制。对于点式信息传输形式，如若地面信息出现变动，列车也只能在到达感应电位置时，才能接收相关信息，由此可知，此种传输形式具有一定的滞后性，缺少时效性。

3 运行控制技术的发展前景

现阶段，已经研制出了某些列控制系统，然而，在具体的运行过程中仍然存在一定的缺陷，无法满足日新月异的高速铁路运行需求，因此，急需研制出一种智能化控制系统，该系统是指在列车正常运行过程中，通过智能系统完成控制工作，列车司机应及时提供各种信息、有效监控列车运行情况，一旦出现故障，应及时控制，采取针对性的解决对策，也可以重新设置智能系统。为实现这一目标，应将人的实践经验、理论知识、控制手段等有效应用于控制系统中。科学技术是社会发展的动力源泉，同样，对于列车运行控制系统而言，其发展崛起离不开现代技术，更需要一定的市场需求支撑。伴随着微处理器以及网络信息技术的蓬勃发展，为运行控制系统的成长奠定了一定的基础，并将影响或者左右运行控制系统的前景。

4 结语

现阶段，铁路在国民经济发展中发挥着重要的作用，其在交通工作中的地位不断提升，在其发展壮大的同时，也对相关部门提出更加严格的要求，使铁路部门面临巨大的挑战。因此，我们应加大在高速铁路中的研究力度，着重做好铁路信号工程，加强技术创新，积极探索，进而促进高速铁路的健康、稳定发展。其中CBTC技术最早出现在欧洲，主要运用在连续式列车控制系统中，后来随着时代的变迁和社会的进步，发生了一定的转变，并取得了一定的突破，跳出了用轨电路以及固定闭塞的瓶颈，该系统和原有的控制系统相比，具有便于操作、高效、灵活的特点，由此可知，在未来，列车运行控制系统将朝着CBTC的方向发展。

参考文献：

[1]刘忠富.高速铁路列车运行控制技术探讨[J].通讯世界,2014,(10):155-156.

[2]齐亚娜.我国高速铁路列车运行控制系统安全相关标准分析[J].中国铁路,2012(03):21-24.

[3]张亚东.高速铁路列车运行控制系统安全风险辨识及分析研究[D].西南交通大学,2013:50-50.