本系列讲述了高铁的组成,主要包括:1、车身,2、车身配件,3、引导系统,4、动力系统,5、传动系统,6、辅助系统,7、刹车系统,8、内部设备,9、车载控制系统,10、旅客信息系统,11、通讯系统,12、线束与电气开关箱,13、车门系统,14、冷暖空调系统,15、倾斜系统,16、照明,17、离合器,18、轨道机车和车辆,19、控制、指挥和信号系统,20、单独配件。
前期的文章有:高铁的组成之九---车载控制系统,高铁的组成之八—内部设备,高铁的组成系列之十---旅客信息系统,高铁的组成系列之七---刹车系统,高铁的组成系列之四---动力系统。
本篇主要讲述高铁的组成系列之十九---控制、指挥和信号系统。
高速铁路的信号与控制系统是集微机控制与数据传输于一体的综合控制与管理系统,是当代铁路适应高速运营、控制与管理而采用的最新综合性高技术,一般通称为先进列车控制系统(AdvancedTrainControlSystems)。是以调度集中为龙头,车站设备为基础,通信网络为骨架,集行车调度指挥、列车运行控制,设备检测,灾害防护和信息管理功能为一体的综合控制系统。
高速铁路信号与控制系统是保障高速列车运行安全,提高运输效率的关键技术装备。它是现代保障行车安全、提高运输效率的核心,也是标志一个国家轨道交通技术装备现代化水准的重要组成部分。被称为高速列车的中枢神经。
⾼铁信号系统的结构如下图所⽰:
高速铁路信号与控制系统的组成:
1)列控系统(CTCS-3级)
2)调度集中控制系统(CTC)
3)车站联锁系统(CBI)
4)信号集中监测系统(CSM)
5)电源系统
一、列控系统
列车运行控制系统简称列控。列车运行控制系统由地面设备和车载设备构成。该系统用于控制列车运行速度,保证列车安全、高效运行。列车运行控制系统根据列车的走行情况(包括进路状态、轨道占用情况、线路状况及调度命令等)计算生成对应列车的行车许可,并通过地面设备或无线通信将行车许可发送至车载设备,车载计算机根据行车许可计算出列车的允许速度曲线,当列车的实际速度超过允许速度时自动实施制动,保证行车安全。
调度集中控制系统
调度集中系统(Centralizedtrafficcontrol,CTC)是指行车调度员在调度中心集中控制和监视所管辖区段内各车站信号设备,统一调度和指挥列车运行的遥控、遥信系统。它由设于调度中心机械室的调度集中总机和设于各车站的调度集中分机组成,总机与分机由数据传输系统相连,以向分机下达控制命令,并将分机采集的现场状态、表示信息传至总机。
调度集中是分散型的远动系统,其控制中心在调度所,被控对象是铁路沿线各车站。
国外CTC系统:
1)西门子VICOSOC501
在中国,西门子现代信号技术已成功应用于广州地铁1、2、4、5、8号线,深圳地铁1、4号线一期工程、南京地铁1号线、上海辛闵轻轨线,北京地铁10号线(含奥运支线)项目。
2)ALSTOMICONISATS系统
在欧洲、亚洲、美洲广泛应用;
分三个等级:等级1——人工控制等级,基础数据;
等级2——自动控制等级,自动操作;
等级3——优化控制等级,支持资源决策和操作。
安全级别高。
3)日立cosmos系统
车站联锁系统
计算机联锁系统(简称:CBI)是负责行车进路建立铁路行车核心控制设备。车站联锁系统在信号操作员或者ATS系统操作下实现站内道岔、信号机、轨道电路之间联锁控制,是铁路安全高效行车不可缺少的保障装备。
车站联锁系统功能:根据列车运行图自动排列列车(或者调车)进路对信号机、轨道、道岔设备状态实行监测并显示监测道岔转换过程中转辙机电流及设备供电状态接收调度员进路操作命令或者ATS控制指令,进行运算处理拒绝执行错误的操作命令,对于操作失误及不满足联锁的状况给出语音提示对于设备故障或重要信息给出语音提示为其他设备提供接口。
四、信号
铁路信号有广义和狭义两种含义。
广义的铁路信号是在铁路运输系统中,为保证行车安全、提高区间和车站通过能力以及解编能力的手动控制、自动控制及远程控制技术的总称,它包括车站信号、区间信号、道口信号、驼峰信号等。
狭义的铁路信号是在行车、调车工作中,用特定物体(包括信号灯、仪表、音响设备)的颜色、形状、位置和声音等向铁路司机传达有关前方路况、机车车辆运行条件、行车设备状态以及行车命令等信息的装置或设备。
信号的分类
1.铁路信号按感官的感受方式可分为视觉信号和听觉信号两大类。
1)视觉信号
视觉信号是以颜色、形状、位置、灯光和状态等表达的信号。如用信号机、信号旗、信号灯、信号牌、信号表示器、信号标志及火炬等显示的信号都是视觉信号
2)听觉信号
听觉信号是以不同器具发出音响的强度、频率、和音响的长短时间等表达的信号。如用号角、口笛、响墩发出的音响以及机车、轨道车鸣笛等发出的信号,都是听觉信号。
2.铁路信号按使用时间分为昼间信号、夜间信号、昼夜通用信号。
昼间信号使用时机是从日出到日落,夜间信号使用时机是从日落到日出。在昼间或在昼间遇降雾、暴风雨雪等情况时,昼间信号达不到规定的显示距离时,应使用夜间信号。隧道内光线较暗,采用昼间信号不易嘹望,故隧道内只采用夜间或昼夜通用信号。
3.铁路信号又按信号机具是否可以移动分为固定信号、移动信号和手信号。固定信号是铁路信号设备的主要组成部分。
高速列车间隔控制和速度控制
高速铁路列车间隔控制是通过不同行车闭塞方式实现的。通过相邻车站,线路所、闭塞分区的设备或人为控制,使列车与列车相互间保持一定时空间隔,以保证列车运行安全的行车方法称为行车闭塞法。根据目标点位置或前行列车的位置自动调整后续列车的位置,保证两者之间在最小间隔距离之上。
350km/h及以上高客专线列控条件:
安全追踪间隔约13500m
最小行车间隔3min3/60*350=17500m
平均闭塞分区长度2000-2400m