【文章內(nèi)容簡介】 系統(tǒng)普遍采用以下三種硬件冗余結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)核查方法。如阿爾卡特公司聯(lián)鎖裝置，采用兩臺計算機分別按兩種不同設(shè)計的程序工作，一臺計算機按輸入指令檢查運行和安全情況，另一臺計算機核查結(jié)果，采用不同的程序檢查后確認不會產(chǎn)生危險情況，最后發(fā)出指令。二取二結(jié)構(gòu)/二乘二取二結(jié)構(gòu)。如西門子公司SIMIS計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)和意大利安薩爾多公司的計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)（ACC）、英國的SSI和SGI、阿爾卡特公司的SELMIS等均采用了三取二結(jié)構(gòu)的硬件表決技術(shù)。有三臺相同的計算機，采用相同的程序，同時驗算指令，如有兩臺的結(jié)果相同，才發(fā)出指令。二、軟件冗余技術(shù)軟件冗余技術(shù)也就是采用具有相異性的不同版本軟件比較。軟件冗余有內(nèi)部比較與外部比較兩種方式。內(nèi)部比較即其中一處理通過通信獲得，而另一處理用程序狀態(tài)數(shù)據(jù)與其本身狀態(tài)比較，檢查結(jié)果正常與否。而外部比較則是第三者（軟件或硬件）獲得兩處理進程的狀態(tài)、邏輯數(shù)據(jù)，進行合理性表決判斷。意大利安薩爾多公司的計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)（ACC）采用具有相異性的不同版本軟件比較。三、動態(tài)信息及接口技術(shù)動態(tài)技術(shù)是針對計算機特征為滿足安全性而使用的一種技術(shù)。用動態(tài)碼表示計算機、程序、任務(wù)的正常運行，沒有死機、停機的發(fā)生。動態(tài)碼又稱為“心跳”信息，形象地表示當前計算在“活著”狀態(tài)。動態(tài)碼用于關(guān)鍵處理、輸出上，一旦動態(tài)碼停止，整個系統(tǒng)關(guān)鍵處理及輸出就被強行切斷，使系統(tǒng)處理處于安全態(tài)。這種方式類似于其于安全繼電器的邏輯電路。計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)采用動態(tài)繼電器就是基于這種思想。四、采用區(qū)域聯(lián)鎖方式隨著計算機技術(shù)和傳輸技術(shù)的發(fā)展，歐洲的區(qū)域聯(lián)鎖逐步發(fā)展起來，并且有廣闊的應(yīng)用，取得了顯著經(jīng)濟效益。區(qū)域聯(lián)鎖系統(tǒng)可用于控制道岔、信號及車站的其他設(shè)備。瑞典ABB公司研制生產(chǎn)的計算機區(qū)域聯(lián)鎖系統(tǒng)可用于控制道岔、信號及車站的其他設(shè)備，已在瑞典、挪威、波蘭、德國等國的百余個車站使用。這是一個分布式系統(tǒng)，聯(lián)鎖中的邏輯檢查及行車安全控制等任務(wù)在中央機實施，直接控制現(xiàn)場設(shè)備。系統(tǒng)保證列車安全運行的措施是：由不同工作人員編制的兩套軟件并行運算，并比較執(zhí)行結(jié)果；中央計算機與現(xiàn)場執(zhí)行端設(shè)備之間的信息傳輸采用安全數(shù)傳規(guī)程；對所控設(shè)備實現(xiàn)全面監(jiān)控，對工作進程中的每一個階段進行校驗。西門子公司向荷蘭鐵路交付了世界上最大的計算機區(qū)域聯(lián)鎖系統(tǒng)。它幾乎包括了所有的地面設(shè)備，取代了20km長區(qū)段的7個繼電聯(lián)鎖信號樓。從5個調(diào)度員終端控制與監(jiān)測列車運行。目前區(qū)域聯(lián)鎖信號樓作用區(qū)每晝夜大約開行1600列列車，進行500次調(diào)車。西門子公司在12年中安裝了80多套區(qū)域聯(lián)鎖系統(tǒng)，這些設(shè)備已經(jīng)在德國、法國、奧地利、瑞典及瑞士等國投入運營。五、計算機聯(lián)鎖的發(fā)展方向從歐洲信號公司生產(chǎn)的聯(lián)鎖系統(tǒng)可以看出，計算機聯(lián)鎖的進一步發(fā)展方向是：編制程序采用SIMATIC編程技術(shù)，使設(shè)備復(fù)雜程度低、規(guī)格小、靈活性大，且價錢便宜，確保進程安全。研制區(qū)域運輸?shù)目刂圃O(shè)備，尋求區(qū)域運輸系統(tǒng)新技術(shù)方案。有必要根據(jù)鐵路對電子聯(lián)鎖（計算機聯(lián)鎖）的要求、設(shè)備的復(fù)雜程度、規(guī)模以及聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)，對電子聯(lián)鎖設(shè)備進行分級，并確定分級方法。向區(qū)域化聯(lián)鎖發(fā)展，強調(diào)了集中控制和智能化。第四節(jié) 高速鐵路一、歐洲高速鐵路網(wǎng)的發(fā)展歐洲高速鐵路網(wǎng)未來的發(fā)展是以對歐洲居民流動量進一步增長的預(yù)測為基礎(chǔ)的。這種預(yù)測卻有賴于經(jīng)濟發(fā)展的速度。各國結(jié)成歐洲共同體和開放東部邊界，為歐洲城間運輸中居民流動量的增長提供了可能。1999年，歐盟成員國高速鐵路完成旅客周轉(zhuǎn)量527億人公里，約占總的鐵路旅客周轉(zhuǎn)量（2920人公里）的20%。到2000年6月，歐洲高速鐵路總長達到3000km。隨著一些國家在建和計劃修建高速新線，預(yù)計到2010年，歐洲高速鐵路網(wǎng)運營里程將達到6000km，2020年更進一步增加到10000km，同時還將在1500～2000km范圍內(nèi)的高速線上，組織開行夜間高速旅客列車和高速貨物列車，運量肯定會有新的增長。目前，法國國家鐵路公司SNCF、西班牙國家鐵路公司Renfe和歐洲之星Eurostar是歐洲高速鐵路的佼佼者。SNCF通過擴大運量，成為歐洲最廉價的鐵路；Renfe的高速鐵路使其獲得了最大的收益；Eurostar也占據(jù)了倫敦—巴黎、倫敦—布魯塞爾運輸市場的60%和40%。二、歐洲高速列車可互操作性的技術(shù)條件為了使橫貫歐洲的高速鐵路系統(tǒng)具有互操作性，歐洲制定了96/48/EC準則，并形成了各子系統(tǒng)的技術(shù)條件（TSI），子系統(tǒng)包括：線路基礎(chǔ)設(shè)施、供電、機車車輛、列車控制和安全、可靠性和運轉(zhuǎn)準備、人員的健康保護，環(huán)境保護和技術(shù)相容性。三、高速鐵路道岔的監(jiān)測系統(tǒng)由于高速鐵路的發(fā)展和列車密度的不斷增加，采用以往的道岔養(yǎng)護方法，安排維修天窗和施工人員安全等方面的問題日益突出。為此，奧地利VoestAlpine鐵路系統(tǒng)公司研制了一種監(jiān)測系統(tǒng)，即VARoadmaster2000道岔診斷系統(tǒng)。該系統(tǒng)可由監(jiān)測中心連續(xù)監(jiān)測道岔狀態(tài)，通過傳感器采集與運營有關(guān)的數(shù)據(jù)，并隨時向有關(guān)工務(wù)和電務(wù)部門提供信息，以便及時進行維修。該系統(tǒng)為模塊式結(jié)構(gòu)，可對道岔傳動機構(gòu)、道岔轉(zhuǎn)轍器、心軌和道岔融雪器等進行監(jiān)測。四、高速鐵路的列車運行控制技術(shù)高速鐵路列車運行的控制技術(shù)與普通鐵路不同。德國聯(lián)邦鐵路高速列車采用LZB列車自動控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過對額定速度與實際速度的比較，自動調(diào)節(jié)列車速度，監(jiān)督列車的運行。地面不設(shè)傳統(tǒng)的信號機，司機只按司機室內(nèi)顯示信號行車，即所謂“司機室顯示優(yōu)先于地面信號和列車時刻表”的方法。法國高速鐵路采用TGV系列列車運行控制系統(tǒng)。西班牙馬德里巴塞羅娜高速線采用ERTMS/ETCS2級的設(shè)備，實現(xiàn)全自動化運營。五、高速干線上的列車無線通信由于高速鐵路車地間傳輸信息速率要求高，所以德國和法國高速鐵路都采用列車無線通信系統(tǒng)實現(xiàn)高速列車的車地之間的信息傳輸。德國結(jié)合機車信號作為主體信號的具體條件，大多采用了ZBF70系統(tǒng)，型號為AEG70系統(tǒng)，型號為AEGTelefunken。這種列車無線設(shè)備的工作頻率為450～470MHz，可以保證調(diào)度員、司機和車站間的雙向通信。從1986年在部分地區(qū)開始使用ZBF90系統(tǒng)，1989年后又陸續(xù)采用AEG Olympia型號，后兩種設(shè)備的技術(shù)性能都優(yōu)于前者，便于與歐洲各國連網(wǎng)。在法國TGVA高速鐵路線上采用的是瑞士的Autophon型無線通信，其頻率為450ＭＨz，它有三個分系統(tǒng)。隨著歐洲鐵路信號標準化進程的推進，歐洲高速鐵路上的無線通信技術(shù)將統(tǒng)一采用GSMR標準。六、歐洲未來高速鐵路網(wǎng)的行車指揮技術(shù)建立行車指揮系統(tǒng)是保證未來歐洲高速鐵路網(wǎng)達到最佳效率和效益的關(guān)鍵。為了保證歐洲共同體未來高速鐵路與各國鐵路的既有信號系統(tǒng)繼續(xù)保留并與之兼容，歐洲高速鐵路網(wǎng)系統(tǒng)采用統(tǒng)一的標準體系，該標準體系分成五個層次：ERTMS/ETCS0級、ERTMS/ETCS STM級、ERTMS/ETCS1級、ERTMS/ETCS2級、ERTMS/ETCS3級。歐洲高速鐵路網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可采用模塊式或綜合式。七、高速線路的區(qū)域計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)歐洲高速鐵路采用了新型的區(qū)域計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)。如德國鐵路新的高速線路上采用了EIS型區(qū)域計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)。該系統(tǒng)的開發(fā)是一些車站區(qū)域計算機聯(lián)鎖試驗系統(tǒng)進一步發(fā)展的結(jié)果，也是曼海姆—斯圖加特高速線路上區(qū)域計算機聯(lián)鎖試運用裝置進一步發(fā)展的結(jié)果。有兩個新一代區(qū)域聯(lián)鎖總信號樓安裝在漢諾威—符次堡高速線路的車站上使用，每個EIS系統(tǒng)都能保證長約50km的線路區(qū)段內(nèi)地面設(shè)備的可靠控制。八、歐洲高速鐵路的發(fā)展計劃實現(xiàn)歐洲高速鐵路網(wǎng)是國際鐵路合作的一個關(guān)鍵性項目。為此，國際鐵路聯(lián)盟（UIC）成立了專門的高速鐵路工作小組，共有36個成員國，覆蓋了整個歐洲。同時，建成歐洲高速鐵路網(wǎng)也是歐盟（EU）的目標。因此，國際鐵路聯(lián)盟和歐盟合作，計劃在全歐洲（除原蘇聯(lián)外）建成35000km的高速鐵路網(wǎng)，其中20000km為新線。目前高速鐵路工作小組正在具體規(guī)劃中歐和東歐的高速鐵路網(wǎng)，該路網(wǎng)還將向東延伸到俄羅斯和烏克蘭。第五節(jié)行車指揮系統(tǒng)一、行車指揮系統(tǒng)的用途行車密度和速度的提高，各種列車速度的差異以及線路通過能力的提高對行車調(diào)度提出了越來越高的要求，調(diào)度決策必須迅速轉(zhuǎn)化為運營措施。上述情況要求把行車調(diào)度員和車站值班員的工作集中到一個多功能的工作站來完成，即把監(jiān)視和控制集中到一處完成，以達到更高程度的自動化。自動識別和解決運行沖突是構(gòu)成這種自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ)。行車控制中心是把行車操作控制和調(diào)度合并于一個系統(tǒng)，達到數(shù)據(jù)信息集中、技術(shù)設(shè)備集中和人員集中的目的。行車值班員和調(diào)度員均在各自的工作站上操作。因此，依靠行車指揮系統(tǒng)能提高工作效率，提高調(diào)度、運輸質(zhì)量和節(jié)省人員。鐵路行車指揮技術(shù)為使用最現(xiàn)代化的計算機技術(shù)提供了可能性，使鐵路系統(tǒng)更安全、靈活、準確和經(jīng)濟。鐵路行車指揮系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是集中化。鐵路行車指揮系統(tǒng)中的重要工作之一就是編制列車運行圖。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，列車運行圖的編制已經(jīng)采用計算機來完成。二、使用電子計算機編制列車運行圖使用電子計算機編制列車運行圖的主要目的是減輕勞動強度、提高運輸效率。如德國聯(lián)邦鐵路1989年開始使用上述系統(tǒng)。19921994運行圖中已有35%采用上述系統(tǒng)編制，目前德國鐵路已經(jīng)全部用電子計算機編制運行圖。三、列車運行圖的編制原理在相當長一段時間，人們試圖把公路運輸中眾所周知的，反映運輸繁忙程度的交通強度λ（車輛數(shù)/單位時間）和交通密度κ（車輛數(shù)/單位距離）的基本圖移植到鐵路運輸上來，但迄今為止取得的結(jié)果表明，不論在平衡曲線圖方面，還是“鐵路基本圖”方面，效果均很不理想。列車以間隔制運行的鐵路區(qū)段，列車密度與行車密度之間存在一種線性關(guān)系。歐洲已經(jīng)尋找到了新的科學(xué)評價方法，并建立了相應(yīng)的操作理論模型。德國研究采用了一體化均衡式列車運行圖（ITF）。為了使鐵路網(wǎng)主要樞紐站各個方向的長途旅客列車以及與市郊列車和城市公共汽車合理銜接，以縮短旅行時間、方便旅客換乘和繼續(xù)旅行，這種運行圖最早于1993年夏季在慕尼黑等一些地區(qū)采用，取得了較好效果。以后，于1994年在萊茵蘭法爾茨地區(qū)采用?，F(xiàn)已經(jīng)擴大到德國所有地區(qū)。為了在全國采用一體化均衡式列車運行圖，要求以最佳的協(xié)調(diào)條件予以保證，需要一定的投資用于購置新型機車車輛（特別是適宜于曲線上運行的擺式車體車輛）、改造基礎(chǔ)設(shè)施和實現(xiàn)地區(qū)化。綜合定時循環(huán)運行圖與城市快速鐵路。綜合定時循環(huán)運行圖起初是適用于多中心的居民點布局結(jié)構(gòu)的。這種運行圖也可稱為“地區(qū)城市快速鐵路”的運行圖。它是按其自身規(guī)律性發(fā)揮作用的。若一個地方存在兩種以上的交通系統(tǒng)，就會產(chǎn)生換乘問題。因此，各交通系統(tǒng)必須共同參與編制最佳的運行圖，以使乘客以最短的時間換乘。四、行車指揮系統(tǒng)的技術(shù)特點運行圖沖突自動預(yù)報軟件在行車調(diào)度自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用。該軟件可自動在顯示屏上以運行圖或表格形式預(yù)測顯示列車運行位置，運行圖沖突情況，能否保證旅客換乘和列車晚點等。行車調(diào)度控制與實時信息系統(tǒng)。在給定一段線路上的鐵路運能表現(xiàn)為預(yù)定時間內(nèi)通過的最多列車數(shù)。運能與下列因素有關(guān)：閉塞分區(qū)的數(shù)量列車的最高速度、列車的最大加速度、列車運行模式的可調(diào)整性、調(diào)度集中、計算機輔助調(diào)度管理系統(tǒng)的應(yīng)用程度。通過提供更多、更好的信息、減少對線路和機車車輛的投資，可以提高鐵路系統(tǒng)的運能，更好地滿足顧客的