未來的鐵路通信信號(hào)課件

淺論我國鐵路通信信號(hào)技術(shù)發(fā)展方向

傳統(tǒng)鐵路通信信號(hào)的主要作用

1825年世界第一條鐵路誕生于英國。鐵路誕生后，安全與效率就成為必須面對(duì)的一個(gè)重要問題。早期的鐵路一是站站停車；二是僅是白晝行車；三是速度較低；四是牽引重量不高。隨著鐵路成網(wǎng)和運(yùn)輸?shù)姆泵?，列車要晝夜行車，要不停車通過車站，速度和牽引重量要進(jìn)一步提高，就產(chǎn)生了鐵路電務(wù)專業(yè)。

鐵路在歷史上有一個(gè)很好的傳統(tǒng)：就是對(duì)科學(xué)技術(shù)非常敏感，能夠很快將其用在鐵路。例如電報(bào)、電話都是發(fā)明不久，就廣泛應(yīng)用于鐵路。曾有一個(gè)時(shí)期，鐵路的通信網(wǎng)是全社會(huì)最先進(jìn)的。當(dāng)然，這與鐵路的經(jīng)濟(jì)實(shí)力也是密不可分的。傳統(tǒng)鐵路信號(hào)的主要作用傳統(tǒng)鐵路信號(hào)主要是“信聯(lián)閉”三大功能：信即信號(hào)，聯(lián)即聯(lián)鎖，閉即閉塞。信聯(lián)閉是鐵路行車作業(yè)的基本業(yè)務(wù)，早期主要靠人來實(shí)現(xiàn)。人易出現(xiàn)失誤并導(dǎo)致事故，例如錯(cuò)辦信號(hào)、錯(cuò)辦進(jìn)路、錯(cuò)誤接發(fā)列車等等，后果都是非常嚴(yán)重。而鐵路信號(hào)則是在故障導(dǎo)向安全的原則下，通過機(jī)械的或電氣的設(shè)備，為行車提供正確的信號(hào)顯示，確保進(jìn)路聯(lián)鎖正確，實(shí)現(xiàn)兩站之間的半自動(dòng)或自動(dòng)閉塞。傳統(tǒng)鐵路信號(hào)的主要作用

一是指揮列車運(yùn)行；二是保證行車安全；三是提高作業(yè)效率；四是改善行車組織；五是減輕人的勞動(dòng)強(qiáng)度；六是為鐵路現(xiàn)代化奠定了重要基礎(chǔ)。

從某種意義上說，鐵路通信信號(hào)第一步“解放”了扳道員，第二步“解放”了值班員，第三步要“解放”調(diào)度員。鐵路通信信號(hào)已成為鐵路不可缺少的重要安全基礎(chǔ)設(shè)備，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和鐵路發(fā)展的需求，將進(jìn)一步為鐵路現(xiàn)代化提供重要技術(shù)支撐。要實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，必須在以下幾方面獲得較大發(fā)展：1.要有足夠發(fā)達(dá)的鐵路網(wǎng)，消除鐵路對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的瓶頸制約；2.大力發(fā)展和建設(shè)電氣化鐵路，提高電氣化鐵路的比重；3.建設(shè)高速鐵路網(wǎng)并在繁忙線路實(shí)現(xiàn)客貨分離；4.貨運(yùn)鐵路重載通道化、專業(yè)化；5.探索城市軌道交通發(fā)展的新途徑。

京津城際鐵路2008年8月1日正式投入開通運(yùn)行，其最高運(yùn)行速度已達(dá)到每小時(shí)350公里，標(biāo)志著我國鐵路開始進(jìn)入高速鐵路時(shí)代。高速鐵路主要包含四大核心技術(shù)：軌道技術(shù)，動(dòng)車組技術(shù)，通信信號(hào)技術(shù)和牽引供電技術(shù)。

鐵路的發(fā)展需求決定了鐵路通信信號(hào)的發(fā)展方向。高速鐵路的興起，對(duì)鐵路通信信號(hào)在安全上和功能上提出了新的更高的要求。要求鐵路通信信號(hào)要廣泛運(yùn)用3C（計(jì)算機(jī)、通信、控制）技術(shù)，迅速實(shí)現(xiàn)5個(gè)轉(zhuǎn)變：由地面固定信號(hào)控制到列車車載設(shè)備控制的轉(zhuǎn)變；由開環(huán)控制到閉環(huán)控制的轉(zhuǎn)變；由分散孤立的控制到成區(qū)段集中控制的轉(zhuǎn)變；由信聯(lián)閉簡單控制到速度綜合控制的轉(zhuǎn)變；由廣播式簡單通信到點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的多功能移動(dòng)通信轉(zhuǎn)變。

1.對(duì)傳統(tǒng)的鐵路傳輸網(wǎng)、接入網(wǎng)、電話交換網(wǎng)、調(diào)度通信網(wǎng)進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化。

一是綜合數(shù)據(jù)通信網(wǎng)，核心內(nèi)容就是建設(shè)以IP數(shù)據(jù)網(wǎng)為代表的信息化基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，形成鐵路自己的信息化網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。與此同時(shí)擴(kuò)大會(huì)議電視網(wǎng)，會(huì)議終端延伸到基層站段。

1.對(duì)傳統(tǒng)的鐵路傳輸網(wǎng)、接入網(wǎng)、電話交換網(wǎng)、調(diào)度通信網(wǎng)進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化。

二是進(jìn)行干線調(diào)度和區(qū)段調(diào)度的聯(lián)網(wǎng)，力爭(zhēng)全面實(shí)現(xiàn)調(diào)度通信數(shù)字化、業(yè)務(wù)綜合化。將逐步推廣大容量數(shù)字調(diào)度通信交換機(jī)（2000－4000線）和觸摸屏調(diào)度臺(tái)，進(jìn)一步提高調(diào)度通信服務(wù)質(zhì)量。

1.對(duì)傳統(tǒng)的鐵路傳輸網(wǎng)、接入網(wǎng)、電話交換網(wǎng)、調(diào)度通信網(wǎng)進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化三是對(duì)無線列調(diào)區(qū)間設(shè)備實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控，提高無線通信系統(tǒng)區(qū)間中繼設(shè)施的可靠性，推廣采用具有遠(yuǎn)程監(jiān)控能力的光纖直放技術(shù)，研究綜合使用區(qū)間中繼設(shè)備，提供多業(yè)務(wù)的技術(shù)裝備。1.對(duì)傳統(tǒng)的鐵路傳輸網(wǎng)、接入網(wǎng)、電話交換網(wǎng)、調(diào)度通信網(wǎng)進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化。五是適應(yīng)鐵路客貨運(yùn)營銷的需要，建立鐵路客運(yùn)、貨運(yùn)、公安等部門面向社會(huì)綜合使用的統(tǒng)一號(hào)碼通信接入平臺(tái)。

2.以GSM-R為龍頭，全面推進(jìn)鐵路通信裝備的技術(shù)進(jìn)步。

GSM-R初期在應(yīng)用上有兩種情況，一是參與列車運(yùn)行控制，如青藏線格拉段、大秦線以及實(shí)施中的武廣客專；二是不參與列車運(yùn)行控制，如膠濟(jì)線、京津城際，只為車地、人員提供一種移動(dòng)通信手段，取代并增強(qiáng)以往的無線列調(diào)通信系統(tǒng)。

2.以GSM-R為龍頭，全面推進(jìn)鐵路通信裝備的技術(shù)進(jìn)步。

當(dāng)前的重點(diǎn)是圍繞客專鐵路建設(shè)重點(diǎn)抓好GSM-R移動(dòng)通信網(wǎng)建設(shè)。一是研究制定好GSM-R的用戶需求標(biāo)準(zhǔn)與系統(tǒng)需求技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，二是

GSM-R核心網(wǎng)整體布局與建設(shè)，三是沿線無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。3.滿足鐵路客運(yùn)服務(wù)和安全監(jiān)控需要，建設(shè)綜合視頻監(jiān)控技術(shù)平臺(tái)。

在具體實(shí)施上，規(guī)劃建設(shè)鐵路局和鐵道部監(jiān)控中心，調(diào)整視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，統(tǒng)一IP地址，形成鐵路綜合視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的基本框架，目標(biāo)是建設(shè)一個(gè)鐵路共享一個(gè)視頻網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，為各類動(dòng)態(tài)圖像傳送業(yè)務(wù)提供通信平臺(tái)。4.建設(shè)應(yīng)急救援指揮通信系統(tǒng)。

結(jié)合客運(yùn)專線建設(shè)，建成北京、上海等鐵路局的應(yīng)急救援指揮中心應(yīng)急通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)緊急事件指揮的現(xiàn)場(chǎng)話音、圖像、數(shù)據(jù)的接入和傳送功能，并能與綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)、防災(zāi)安全監(jiān)控系統(tǒng)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)平時(shí)監(jiān)控與應(yīng)急通信的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)資源共享最大化。鐵路信號(hào)的發(fā)展方向

主要體現(xiàn)在以下6個(gè)方面：列控系統(tǒng)（CTCS）調(diào)度指揮閉塞與機(jī)車信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備編組站綜合自動(dòng)化基礎(chǔ)設(shè)備1.列控系統(tǒng)（CTCS）方面CTCS分為5級(jí)，ATP技術(shù)層次分為三級(jí)：1.面向既有線提速即160～200km/h和客貨共線新建鐵路即200～250km/h的CTCS-2級(jí)；2.面向高速鐵路即300～350km/h的CTCS-3級(jí)；3.面向移動(dòng)閉塞的CTCS-4級(jí)。

1.列控系統(tǒng)（CTCS）方面CTCS設(shè)備分為地面、車載設(shè)備兩大部分。地面設(shè)備：在ZPW-2000自閉的基礎(chǔ)上，通過增設(shè)車站列控中心、RBC以及點(diǎn)式應(yīng)答器（含LEU），滿足車載設(shè)備所需要的移動(dòng)授權(quán)和線路數(shù)據(jù)信息，以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)距離控制模式。1.列控系統(tǒng)（CTCS）方面

為實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)互聯(lián)互通，在不同CTCS級(jí)別轉(zhuǎn)換處設(shè)置具有預(yù)告、執(zhí)行功能的級(jí)間轉(zhuǎn)換應(yīng)答器，實(shí)現(xiàn)級(jí)間自動(dòng)轉(zhuǎn)換。1.列控系統(tǒng)（CTCS）方面

CTCS技術(shù)體系，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、功能需求、技術(shù)平臺(tái)基本統(tǒng)一，滿足動(dòng)車組跨線運(yùn)行。國外多采用高速動(dòng)車組下線到普速線，而我國采用兩者之間相互跨線運(yùn)行。2.調(diào)度指揮方面TDCS方面，已初步形成了覆蓋全路70條干線的調(diào)度指揮網(wǎng)，為調(diào)度指揮的現(xiàn)代化奠定了重要基礎(chǔ)。今后主要是解決70條干線以外的172條支線的TDCS建設(shè)任務(wù)，以實(shí)現(xiàn)全路全覆蓋。到2020年，繁忙干線、煤運(yùn)通道基本實(shí)現(xiàn)CTC；新建高速、客專CTC一步建設(shè)到位，行車調(diào)度指揮基本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。3.閉塞與機(jī)車信號(hào)方面

一是伴隨電氣化、提速與擴(kuò)能改造、設(shè)備大修等工程，逐步淘汰落后制式自閉設(shè)備；二是對(duì)ZPW-2000進(jìn)行高可靠性和可維護(hù)性再設(shè)計(jì)，并以其為基本制式，逐步統(tǒng)一我國鐵路自動(dòng)閉塞制式；三是新上自動(dòng)閉塞，干線通過能力不得低于6分鐘；3.閉塞與機(jī)車信號(hào)方面

四是實(shí)現(xiàn)我國機(jī)車信號(hào)車載設(shè)備JT-C（2000）型的全部升級(jí)換代，機(jī)車信號(hào)實(shí)現(xiàn)全路通用；五是半自動(dòng)閉塞在加裝區(qū)間檢查的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)站間閉塞。4.聯(lián)鎖設(shè)備方面

一是計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖實(shí)現(xiàn)操控界面，互聯(lián)接口協(xié)議，機(jī)柜尺寸，外觀形式的全路統(tǒng)一；二是進(jìn)一步開發(fā)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖在故障容錯(cuò)、安全保證、系統(tǒng)維護(hù)方面的智能化功能，在可用度上達(dá)到國際水平；4.聯(lián)鎖設(shè)備方面

三是今后新上計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖，120km/h以上主要干線以二乘二取二或三取二等為主，限制雙機(jī)熱備型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖和6502繼電聯(lián)鎖的發(fā)展；四是結(jié)合運(yùn)輸情況，逐點(diǎn)試驗(yàn)推廣區(qū)域聯(lián)鎖和全電子聯(lián)鎖。5.編組站綜合自動(dòng)化

一是路網(wǎng)和區(qū)域性編組站，以發(fā)展編組站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)為主；二是地區(qū)和中小能力駝峰，有條件時(shí)也應(yīng)發(fā)展信息化駝峰自動(dòng)化系統(tǒng)；三是研究制造高精度的測(cè)速、測(cè)長、測(cè)重設(shè)備。6.基礎(chǔ)設(shè)備方面指導(dǎo)思想：向國際標(biāo)準(zhǔn)靠攏，做好規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化；以高可靠性、高可用性、高可維護(hù)性和高安全性（即RAMS）替代單一的故障－安全原則，全面提升系統(tǒng)、設(shè)備、器材的設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)和建設(shè)水準(zhǔn)；與國際鐵路接軌，建立健全安全評(píng)估體系。

6.基礎(chǔ)設(shè)備方面一是新開發(fā)電子設(shè)備和器材必須具備智能診斷、運(yùn)行日志功能，具備信息聯(lián)網(wǎng)功能，配置實(shí)現(xiàn)冗余化；二是室外通用器材在標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上具備防盜防破壞功能，高質(zhì)量高可靠，壽命期內(nèi)做到少維修或無維修；6.基礎(chǔ)設(shè)備方面

三是新建、改造工程統(tǒng)籌考慮雷電和電磁兼容綜合防護(hù)，實(shí)現(xiàn)分區(qū)分級(jí)綜合防護(hù)；