基于狀態(tài)監(jiān)測的中國高鐵列控系統(tǒng)發(fā)展展望

蔣敏建 陶漢卿

摘 要：結(jié)合中國高鐵快速發(fā)展的過程，形成適合國情的高鐵自主技術(shù)體系。本文闡述了高速列車的列控系統(tǒng)的發(fā)展及當前典型的CTCS-3列控系統(tǒng)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(tài)監(jiān)測的列控系統(tǒng)發(fā)展策略，旨在保障行車安全與提高效率。

關(guān)鍵詞：中國高鐵;列控系統(tǒng);狀態(tài)監(jiān)測

一、高鐵發(fā)展概述

我國的高速列車控制技術(shù)是在不斷學(xué)習(xí)和借鑒別國經(jīng)驗基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。然后通過不斷總結(jié)提煉客專工程經(jīng)驗、科研實驗，逐漸解決高鐵線路建設(shè)和技術(shù)自主創(chuàng)新。當前，站前和站后技術(shù)都實現(xiàn)了創(chuàng)新發(fā)展，形成了適合中國國情、路情的高速鐵路自主技術(shù)體系[1]。

二、高鐵列控系統(tǒng)

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

其中主要單元的作用如下：

（1）RBC（無線閉塞中心）：①依據(jù)軌道電路、聯(lián)鎖關(guān)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(shè)備;③車載設(shè)備通過無線裝置進行信息回傳，指導(dǎo)列車運行。

（2）GSM-R核心網(wǎng)（鐵路專用全球數(shù)字移動通信系統(tǒng)）：①實現(xiàn)車-地信息雙向回傳;②網(wǎng)絡(luò)冗余交叉布置，提高通信可靠性[3]。

（3）Balise（應(yīng)答器）：①固定于鋼軌，向移動列車傳送位置信息;②向列車發(fā)送可變線路參數(shù)或車載設(shè)備傳送線路參數(shù)和TSRS（臨時限速數(shù)據(jù)）數(shù)據(jù)。

（4）VOBC（車載安全計算機）：結(jié)合地面?zhèn)鬏數(shù)男畔?，由目?距離控車模式生成控車曲線，指導(dǎo)列車安全行進。

（5）軌道電路：①監(jiān)測鋼軌占用/空閑狀態(tài);②傳輸?shù)貙噯蜗蛐熊囆畔ⅰ?/p>

三、基于狀態(tài)監(jiān)測的高鐵列控系統(tǒng)

（一）智能高鐵戰(zhàn)略

智能高鐵是面向2035年的高速鐵路業(yè)務(wù)集成化運營的分層、分級和一體化協(xié)同運作的需求體系。在龐大的鐵路系統(tǒng)中機-車-工-電-輛-供6大部分組成，針對電務(wù)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(jiān)控和智能運維5方面的內(nèi)容[4]。

（二）基于狀態(tài)監(jiān)測的高鐵列控系統(tǒng)

隨著智能高鐵戰(zhàn)略的實施，傳統(tǒng)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(tài)監(jiān)測是一種可監(jiān)測到設(shè)備最小可替換單元的技術(shù)。故此，在智能高鐵的發(fā)展過程中，做到將傳統(tǒng)的故障修、計劃修轉(zhuǎn)變?yōu)榛跔顟B(tài)監(jiān)測的狀態(tài)維護修，如圖2所示。當前，各種傳感技術(shù)和智能化技術(shù)方興未艾，建立基于狀態(tài)監(jiān)測的高鐵列控系統(tǒng)彌補傳統(tǒng)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(jié)論

本文主要探討了我國高速列車的發(fā)展狀況，以CTCS-3中國列車控制系統(tǒng)為例詳細闡述了列控系統(tǒng)如何進行信息交互。針對智能高鐵發(fā)展戰(zhàn)略的實施，本文提出基于狀態(tài)監(jiān)測的列控系統(tǒng)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(tǒng)的研究與實現(xiàn)[J].北京交通大學(xué)學(xué)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(shù)發(fā)展戰(zhàn)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(fā)展的研究[J].鐵路通信信號工程技術(shù)，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(tǒng)技術(shù)及應(yīng)用[J].北京交通大學(xué)學(xué)報，2019，43（01）：6-11.

[5]張曙光.CTCS-3級列控系統(tǒng)總體技術(shù)方案[M].2008.

基金項目：廣西高等學(xué)校高水平創(chuàng)新團隊及卓越學(xué)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。