列车运行控制系统技术发展趋势分析

陈 欣

湖南中车时代通信信号有限公司 湖南 长沙 410199

引言

世界上第一条铁路诞生在19世纪,从那时候起,铁路给人们的出行带来了许多的便利。随着经济和技术的发展,铁路运输的建设也由最开始的蒸汽火车变成了电力火车,科技的进步带给火车的各方面都有很大的进步和发展。对铁路的研究方面最关注最重视的就是铁路运输的安全性,铁路运输安全也是全世界各国铁路运输部门最关心的问题,同时也在大力支持对这方面的研究。列车是需要一系列的控制系统来对它进行填空,列车控制系统的核心就是列车的运行安全。

一、列车控制系统发展流程

通过很长时间对火车不断的研发,终于在19世纪中叶制造了第一列火车。火车是用来运输货物和载人们去更远的地方,自从火车诞生,立刻就有人提出了一个问题,怎么样才可以对火车进行控制,让它能够安全的运行。在一开始有火车的时候,人们为了能够使得火车安全的运行,对火车的控制还是无法完成的,那时候只能够由人骑着快马来指导火车怎么行走才是安全的,这样就要耗费太多的人力财力,后来就不再用这种方式,取而代之的方式是在铁轨上,每隔一定的距离就设置一名指导火车运行的旗手,也叫作导运员,当火车快来的时候,他们就挥动手中的旗帜来让列车知道铁路的情况,能否顺利通过。这些方法都要很多人力,所以都并没有使用很久。又经过一段时间的发展,1830年在英国第一次使用了横木式带灯光的信号机。又过了一段时间,1841年闭塞电报机在英国获得专利,经过十年之后,在英国铁路上运用很普遍,后来就出现了电话,指路牌,路签等构成闭塞系统。再后来就发展成了铁路钢轨的电信号轨道电路,对列车的控制就进去了一个轨道电路的列车运行控制时代。但是轨道电路在传达信息的使用过程中出现了一些问题,导致影响信息的接收,后来随着科学技术的发展,又提出了采用通信方法来传达信号,这就是后来一直使用的用通信来对列车进行控制的列车运行控制系统最原始的模样。一直发展到如今。

二、列车控制系统国外发展情况

国外列车控制系统大部分都有在原来的基础上进行技术改造而得到了发展,让控制系统的功能不断的增加,发展成越来越高级的系统。下文就具有代表性的欧洲列车控制系统进行分析。

为了解决欧洲国家的列车间互相联系沟通的问题,研究了十年,终于研究出了ETCS系统。在还没研究出ETCS 的时候,欧洲的列车要安装很多的车载设备,这样需要花费太大的成本,而且还不能保证绝对可靠安全。后来欧洲的列车全部被强制实行ETCS,它的研究进一步推动了ATP的发展。

ETCS1级在欧洲是运用非常广泛的,它含有车载计算机,通过车载计算机可以很好的保证车辆运行安全。后来发展成了ETCS2级,它运用的是欧洲无线通讯系统,它不需要地面信号系统,只需要列车检测设备,还可以对列车很好的进行定位。进一步提高了安全性。最后又发展成了ETCS3系统,没有地面信号系统,也具有很好的安全性。国外的列车控制系统一直在不断的研发升级,而且目前对列车的无线控制系统的前景是非常广阔的。

三、我国铁路在列车控制方面的发展

我国在二十世纪80年代初期就开始致力于研究列车超速安全防护系统,开启了我国对列车控制系统的研究之路。但是因为列车闭塞制式具有复杂性和多样性,这就阻止了我国列车超速防护系统在列车上的试验工作。

在1985年的时候,我国首次引进了法国的UM71无绝缘轨道电路自动闭塞,还引进了TVM300超速防护系统,这两个系统都是法国的,并且在法国都是取得了很好的效果,我们把这两个系统运用在了郑武线电气化工程中。这两个系统的运用,对我国的列车超速防护系统有很大的推动作用。但是由于各种因素上与法国存在差异,使得在法国运行很好的TM300列车超速防护系统在我国车速120千米每小时的列车上的运用情况并不理想。

1995年,我国自己研发的功关项目,也就是“LSK 旅客列车速度分级控制系统”被首次使用,并且是使用在广州到深圳线路上,速度是160㎞每小时到200千米每小时的列车上运行,LSK 是全部由我国科学家自己研发制造的系统,它是对旅客列车的速度进行分级控制的系统,这意味着我国的列车速度控制系统发生了历史性的转变,我们有了属于自己的列车控制系统。

1995年之后,列车运行监控装置慢慢的由列车运行记录器产生的,它依靠火车原来就有的数据记录方式进一步发展,并且很快就得到了应用部门的大力推广,运用很广泛。2001年,又研发出了另一个更加好的监控系统,就是LJK-2000车载控制设备,这个车载监控设备使得我国的监控系统又得到了进一步的发展,但是还是没有满足国际公认的超速防护系统的要求,甚至还是存在一定的距离。

为了能够让我国的列车控制系统能够与国际要求一致,我国自己组建了列车控制系统项目组,制定了 CTCS 暂行规范。我国的京津客运专线已经开始使用了CTCS系统。

四、结束语

我国的铁路运行控制系统一直都在不断的研究和发展,但是我国的控制系统与其他发达国家的列车控制系统还是存在一定的差距,所以努力发展提高我国列车控制系统是列车发展中的重中之重。在发展的过程中要注意以下两点：

1.在ERTMS或者是ETCS系统的基础上进行我国列车控制系统的发展,同时要结合我国列车的特点来进行CTCS的规范,使得CTCS能够更加规范科学和系统化。能够很好的减少投资的风险。在实施过程中,要注意分阶段实施,对于关键的项目要优先发展,使得工程能够良性循环,减少资金浪费。

2.在列车控制系统的发展中,定位系统要采用最先进的定位系统,无线通讯技术也要使用先进的技术,这样才可以实现列车控制系统的移动闭塞性。