【正文】 in electricalChina39。two months ago,set aagain and againrailwayconstruction andguarantee the electricalefficientconstruction；Safety management；CTC目錄中文摘要 iABSTRACT ii1 緒論 1 選題背景 1 選題的目的與意義 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 2 國外研究現(xiàn)狀 3 4 4 4 5 小結(jié) 5 研究內(nèi)容 5 研究思路與論文結(jié)構(gòu) 62 高速鐵路行車指揮自動化 6 行車指揮自動化系統(tǒng)簡介 7 構(gòu)造行車指揮自動化系統(tǒng)的基本思路 7 行車指揮自動化系統(tǒng)的主要功能 8 列車計劃的編制 8 列車運行管理 8 進行統(tǒng)計分析 8 行車指揮自動化系統(tǒng)的組成 8 行車指揮自動化系統(tǒng)的實例 9 COMTRAC的構(gòu)成 9 COMTRAC的主要功能 10 COMTRAC的最新發(fā)展 11 行車指揮自動化系統(tǒng)發(fā)展趨勢 113 高速鐵路機車速度監(jiān)控系統(tǒng) 11 我國機車普遍使用的自動化機車速度監(jiān)控系統(tǒng) 13 LKJ2000型監(jiān)控系統(tǒng) 15 TVM430系統(tǒng) 194 高速鐵路運營調(diào)度系統(tǒng) 24 系統(tǒng)總體技術(shù)方案 24 系統(tǒng)特點 24 高速鐵路調(diào)度系統(tǒng)構(gòu)成 25 GSMR系統(tǒng) 25 FAS系統(tǒng) 25 應(yīng)急通信系統(tǒng) 27 綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng) 27 防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng) 28 高速鐵路調(diào)度系統(tǒng)的發(fā)展 295 自動化設(shè)備在未來高速鐵路建設(shè)中的發(fā)展趨勢 316 結(jié)論 32參考文獻 341 緒論 選題背景中國是一個幅員遼闊的國家，擁有960萬平方公里的國土，是世界上第三大國，其經(jīng)濟聯(lián)系和交往跨度大，需要有一種強有力的運輸方式將整個國家和國民經(jīng)濟聯(lián)系起來。屆時，我國高速鐵路的線路里程將比目前世界高速鐵路總里程的2倍還要多。 選題的目的與意義隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市化進程的加速，鐵路客運專線進入大發(fā)展時期，合寧、合武、石太、溫福、甬臺溫客運專線以及京津、武廣、鄭西、哈大、京滬、滬寧、滬杭、長吉、京石武、廣珠、廣深港、福廈、高鐵已經(jīng)投入商業(yè)運營，在建的有海南東環(huán)等，截止2014年將有2萬公里客運專線正式投入運營。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國內(nèi)研究現(xiàn)狀快速化、高速化是當代鐵路技術(shù)發(fā)展的重要標志。1990年經(jīng)國務(wù)院批準，原鐵道部開始啟動以科技為先導(dǎo)的廣深準高速鐵路建設(shè)，拉開了我國鐵路提速的帷幕。原鐵道部于1998年10月1日決定再一次大面積提速：提速范圍重點還是上述三大干線，三大干線提速區(qū)段快速列車最高運行速度達到140—160km/h，非提速區(qū)段快速列車最高運行速度達120km/h。允許時速超過120公里的線路延長為9581公里，時速超過140公里的線路延長為6449公里，時速超過160公里的線路為1104公里。允許時速超過120公里的線路延長為13166公里，時速超過140公里的線路延長為9779公里，時速超過160公里的線路為1104公里。此次提速裝備的DF11G、SS7G、SS9等提速機車和龐巴迪、25T型提速客車，全部裝備了列車超速防護和客車軸溫報警等安全裝置。25T型提速客車全部安裝了集便裝置，這一系列的自動化設(shè)備均為保障高鐵建設(shè)及安全運營奠定了堅實的基礎(chǔ)。我國鐵路始終把行車安全作為自身發(fā)展和生存的永恒主題,把用 先進的技術(shù)裝備保障鐵路安全作為長治久安的根本大計。通過依靠科技進步,有效地改善了我國鐵路行車的安全狀況。由于全路紅外線軸溫探測裝置實現(xiàn)了聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,10年間列車斷軸事故下降了近90%。因此,我們必須進一步加快技術(shù)進步,加強技術(shù)創(chuàng)新,促進我國鐵路技術(shù)及裝備水平的全面提高,大幅度提高客貨運輸能力和質(zhì)量,適應(yīng)國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的需要。作為高速鐵路的安全保障系統(tǒng),法國也是采用與日本新干線類似的列車自動控制系統(tǒng)。從原先階梯式控制的TVM300系統(tǒng)發(fā)展到采用模塊結(jié)構(gòu)的速度模式曲線控制方式的TVM430系統(tǒng)。LZB系列是目前世界上典型的連續(xù)式列車 速度控制系統(tǒng)之一,目前應(yīng)用最廣泛的是LZB80系統(tǒng)。歐洲是繼日本之后高速鐵路得到迅速發(fā)展的地區(qū)。該系統(tǒng)將運用最新的數(shù)字通信技術(shù)和微機控制技術(shù),列車不管行駛到哪個國家的鐵路,這種列控系統(tǒng)都能確保列車安全。 小結(jié)綜觀世界先進國家的鐵路安全保障體系的特點,結(jié)合我國國情及鐵路的發(fā)展現(xiàn)狀,宜將我國鐵路行車安全保障體系的發(fā)展目標概括為：高效可靠、實時準確、反應(yīng)迅速、系統(tǒng)管理、責(zé)任清楚。通過對提速鐵路機車速度監(jiān)控系統(tǒng)的探討，了解我國鐵路當前所裝備的自動化機車速度監(jiān)控系統(tǒng)。第一章簡要介紹選題背景、選題目的和意義、國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀、論文的研究思路和方法。第五章通過上述研究，對自動化設(shè)備的發(fā)展前景進行分析、展望。傳統(tǒng)的鐵路行車施舍由鐵道部、鐵路局、車站的多級管理指揮系統(tǒng)。為改變這種狀況，許多國家逐步開發(fā)出了行車指揮自動化系統(tǒng)。 構(gòu)造行車指揮自動化系統(tǒng)的基本思路行車指揮自動化系統(tǒng)以鐵路現(xiàn)代化設(shè)備為基礎(chǔ)，以計算機為輔助工具，系統(tǒng)開發(fā)過程中一般采用如下思路：(1)取消分散安裝在線路兩側(cè)的信號設(shè)備，將列車運行指揮控制集中于地面的調(diào)度中心。(4)利用有線與無線的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)為調(diào)度中心與列車之間進行雙向信息傳遞。(2)根據(jù)列車計劃和未來列車實際，制定與之相適應(yīng)的乘務(wù)員和車輛運用計劃。包括掌握列車運行狀態(tài)，檢出運行紊亂的列車和進行緊急調(diào)整：進行列車運行模擬，編制預(yù)測運行圖；制定必要且適度的調(diào)整(包括車底運用的變更)方案，為調(diào)度員作決策支持，然后向有關(guān)處所發(fā)布命令。向有關(guān)處所(旅客向?qū)到y(tǒng)等)傳達列車及其運行狀態(tài)信息。前者兩機同步工作，并進行比較后構(gòu)成輸出，后者為熱備用方式；③三機系統(tǒng)，其中又可分為三中取二多數(shù)表決系統(tǒng)和三機的二重系統(tǒng)。自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用軟件主要有列車追蹤、進路控制和運行調(diào)整。②進路控制：列車按運行圖行車，實現(xiàn)計算機控制進路，首先要將管轄區(qū)段的運行圖存入計算機內(nèi)，然后根據(jù)設(shè)定進路時間、列車位置、列車順序和信號設(shè)備鎖閉條件等，按照程序設(shè)計的流程，經(jīng)過分析、比較等處理過程后，輸出某一列車進路的命令。由于各國的行車組織模式各不相同，其開發(fā)的系統(tǒng)一般不能直接引入到我國，但其開發(fā)思想、關(guān)鍵技術(shù)仍對我國具有重要借鑒意義。(2)不能適應(yīng)速度提高、列車追蹤間隔時間縮短等新形式的需要。為了消除這些不利影響，日本對COMTRAC進行重大的更新、改造，開發(fā)了新的行車指揮自動化系統(tǒng)——COSMOS(COmputerized，Safety，Maintenance and Operation Systems of Shinkansen)系統(tǒng)，并于1995年11月10日開始使用。在此基礎(chǔ)上可形成干線鐵路、樞紐地區(qū)以及較大范圍地區(qū)鐵路的控制中心，以更有效地組織鐵路運輸工作。20世紀90年代初。允許時速超過120公里的線路延長為1398公里，時速超過140公里的線路延長為588公里，時速超過160公里的線路延長為752公里。全路旅客列車提速后，中國鐵路的特快列車增加到80對，夕發(fā)朝至列車達到116列，以北京為中心的1200公里左右范圍內(nèi)的大城市之間，基本實現(xiàn)夕發(fā)朝至。提速的同時，旅客列車的等級也相應(yīng)調(diào)整，由過去的7個等級調(diào)整簡化為特快旅客列車、快速旅客列車和普通旅客列車3個等級。提速后，全國鐵路提速總里程達到13000公里，提速網(wǎng)絡(luò)基本覆蓋全國主要地區(qū)。在信號設(shè)備的維護管理上，利用微機監(jiān)測系統(tǒng)，加強了對設(shè)備的動態(tài)監(jiān)測，實時掌握設(shè)備狀態(tài)，實現(xiàn)故障診斷。這次提速最大的亮點是時速200公里及以上動車組投入使用。鐵路安全不僅關(guān)系到每個貨主、旅客的生命財產(chǎn),還關(guān)系到鐵路的聲譽、經(jīng)濟效益和競爭能力。重點開發(fā)了通用式機車信號、無線列調(diào)、列車自動停車裝置和列車安全運行速度監(jiān)控裝置、車站計算機聯(lián)鎖設(shè)備、客車紅外線軸溫探測裝置、鋼軌探傷儀、軌道動態(tài)檢查儀、道口報警裝置等安全設(shè)備,并在全路普遍推廣使用。1986年至1996年的10年間,我國鐵路每百萬列車總走行公里發(fā)生的重大、大事故件數(shù)減少了60%。50年來中國鐵路科技發(fā)展取得了偉大成就。鐵路行車安全事故所造成的不良社會影響和經(jīng)濟損失是巨大的,不算間接經(jīng)濟損失,當前僅每年的直接經(jīng)濟損失就以千萬元計。同時,同一類型事故對不同的速度和行車密度的路網(wǎng)造成的損失大不相同,如侵入物撞擊對高速列車的影響較之對常規(guī)列車的影響就大得多；而且與高速度相伴而來的是行車密度的大大增加,路段與路段間、站點與站點間的相關(guān)性增加,任一站段的事故、停車、緩行都勢必影響到其他區(qū)間列車的運行狀態(tài)。我國現(xiàn)廣泛使用的機車信號設(shè)備有JT1型數(shù)字化通用式機車信號，LSK型全數(shù)字機車信號，JT1—CZ2000型主體化機車信號及TUM430型帶超速防護機車信號。但是機車信號無法防止由于司機失去警惕而發(fā)生危及列車行車安全的行車事故。LKJ2000型行車安全監(jiān)控器除記錄功能外已兼有列車超速防護的功能。裝置是在鐵道部科教司、運輸局領(lǐng)導(dǎo)下,由河南思維自動化設(shè)備有限公司、株洲電力機車研究所及北方交通大學(xué)聯(lián)合研制的新型列車超速防護設(shè)備。分布式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)要有一種分布式的總線作為底層依托,我們使用CAN總線做為新一代監(jiān)控裝置 的總線方式,CAN是專門用于工業(yè)自動化領(lǐng)域的一種網(wǎng)絡(luò),不同于以太網(wǎng)等管理及信息處理網(wǎng)絡(luò),其物理層特性和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議更加強調(diào)工業(yè)自動化的底層監(jiān)控。（3）采用先進的32位微處理MC68332作為系統(tǒng)主CPU,具有較高的執(zhí)行速度、控制精度,較高的穩(wěn)定性和很強的數(shù)據(jù)處理能力。（6）對故障導(dǎo)向的安全措施作了較多的考慮。（9）具備列車事故狀態(tài)記錄器(黑匣子),可以詳細記錄事故前30分鐘的內(nèi)容,結(jié)構(gòu)合理,不易損壞。（13）系統(tǒng)電磁兼容性滿足IEC61000標準三級要求,抗干擾能力強,工作可靠性高。每組含有8個插件位置（包括一個預(yù)留的插件），兩組插件在機箱內(nèi)對稱排列。所有110V信號引入線均有濾波、浪涌吸收及電氣隔離，以防止機車各種電氣干擾對監(jiān)控裝置正常工作的影響。同時處理在軌道電路傳輸?shù)臋C車信號信息上疊加的其它控制用的信息，也可以處理類似地面應(yīng)答器裝置發(fā)出的其它點式信息，供監(jiān)控插件使用，可以更大地增加監(jiān)控裝置的控制功能，提高監(jiān)控裝置工作的可靠性及自動化程度。d 模擬量輸入/出插件完成對列車管壓力、制動缸壓力、原邊電壓、原邊電流等7路模擬輸入信號進行電氣隔離、A/D轉(zhuǎn)換；完成對速度、柴油機轉(zhuǎn)速等4路頻率信號進行電位隔離及電平調(diào)整，供主CPU采樣，并輸出雙針速度表驅(qū)動信號。g 電源插件采用模塊電源將機車上的110V輸入電源轉(zhuǎn)換為裝置工作所需的多路電源。屏幕顯示器根據(jù)外形尺寸及結(jié)構(gòu)不同，目前有A型、B型兩種。（5）事故狀態(tài)記錄器存儲列車事故發(fā)生前一定時間內(nèi)高密度記錄數(shù)據(jù)（30分鐘），并具有抗沖擊、防水及耐高溫等性能。b 壓力傳感器給裝置提供列車管壓力、均衡風(fēng)缸壓力及機車制動缸壓力信號。它可以使應(yīng)該減速的時機更加清晰、明了，從而提高了運行速度。在軟件的編輯方面也有一些地方需要改進和開發(fā)。這樣就可以使乘務(wù)員操縱水平有所提高，作業(yè)更加標準，保證行車安全的同時減少了區(qū)間運行時間，從而提高了運行速度。它與國產(chǎn)機車信號的主要區(qū)別是，不僅給出顯示，同時代替LKJ—2000參與控車。雖然設(shè)置了進站和出站信號機，但平時在調(diào)度自動集中控制下進、出站信號機均為滅燈狀態(tài)。 裝置主要功能（1） 機車信號功能可連續(xù)顯示列車的最大允許速度和實際走行速度及距前一分區(qū)的目標距離等。（3）連續(xù)式速度監(jiān)督功能系統(tǒng)能連續(xù)監(jiān)督司機是否按駕駛室內(nèi)DMI顯示的允許速度值行車，并保證在任何時候，列車實際在走行速度均要低于列車允許速度。該系統(tǒng)從傳感器到處理器再到顯示器均具有二個獨立的處理鏈。同時用于監(jiān)視故障性質(zhì)的微型斷路器被彈出，對故障內(nèi)容及故障板進行了定位。（1）機柜機柜設(shè)于動車組或SS9型電力機車上。繼電器和測試連接器單元包括左繼電器、右繼電器、測試連接器等。PICC處理器組匣內(nèi)主要包括微處理器板CUCB1N，動態(tài)校核板CKDB、連續(xù)式信息接收器板CRNB50、1/p點式信息接收器板CTP、n/p點式信息接收器板CDP、與測速組匣接口板CITA、輸入/輸出板CESO—CESO—2等。ATESS組匣接收來自速度傳感器的信號，處理后產(chǎn)生三個獨立的頻率與列車速度成正比的交變信號。（2）顯示器DMI顯示器DMI為雙套。顯示器A或顯示器B哪套工作可通過顯示器選擇開關(guān)（1）實現(xiàn)。（3）為TVM人工上載啟動按鈕ARM。（4）為列車選擇開關(guān)。當列車速度大于常用制動觸發(fā)速度后，SB亮綠，列車實施常用制動。該按鈕必須是在列車停車后才能按壓。若按鈕按壓亮紅后1分鐘內(nèi)機車未安全通過前方點式環(huán)線，紅燈熄滅后仍將觸發(fā)列車緊急制動。DMI盤面中部有兩個用3位7段數(shù)字顯示的矩形窗口。列車運行時，內(nèi)環(huán)顯示的數(shù)值小于回接近于外環(huán)，下窗口顯示的數(shù)值小于或接近于上窗口時，列車超速防護系統(tǒng)不干予司機工作。在兩個窗口中間有一個條形區(qū)域。在TVM300區(qū)段（通縣—狼窩鋪間），列車反向或側(cè)線運行時，該區(qū)段顯示白色。1/p模式點式信息傳感器共設(shè)有四個。（4）n/p模式點式信息傳感器n/p模式即指工作在信號制式為UM2000數(shù)字編碼軌道電路，使用BSP點式環(huán)線的區(qū)段。n/p模式點式傳感器也共有四個，與1/p模式點式傳感器設(shè)置相同，分裝在兩個方型非屏蔽的玻璃鋼箱內(nèi)。信息傳感器可接收軌面UM2000信息、UM71信息和8信息移頻信息。（7）連接盒連接盒包括連續(xù)式、點式傳感器連接盒和速度傳感器連接盒。4 高速鐵路運營調(diào)度系統(tǒng)我國鐵路運輸體系龐大、流程復(fù)雜，是一個需要多工種密切合作的活動，必須通過集中統(tǒng)一的調(diào)度指揮來保證鐵路運輸?shù)臅惩?、高效和安全。因此，研究通信信號如何能夠更好的滿足高速鐵路運營調(diào)度系統(tǒng)的需求，更好的為調(diào)度員的工作提供幫助，有著非常重要的意義。 系統(tǒng)特點客專運營調(diào)度系統(tǒng)的特點主要包括以下幾方面：（1）可擴展性。（3）高準