傅世善
(北京全路通信信號研究設計院有限公司,北京 100073)
編者按:在2009年~2010年期間,本刊連續(xù)發(fā)表了軌道交通信號專家傅世善撰寫的鐵路信號系列知識講座,不僅得到了路內(nèi)同行的廣泛關注,同時也得到了對中國鐵路建設有興趣的廣大路外讀者的歡迎。因此,應讀者要求,編輯部再次邀請傅總為《知識講座》欄目撰寫“高速鐵路與鐵路信號”方面的文章。傅總曾任中國鐵路通信信號總公司研究設計院總工程師15年,在鐵路向準高速、提速、高速的重大發(fā)展中,曾負責或指導過眾多重要工程項目的系統(tǒng)設計和實施方案的研究工作。在即將發(fā)表的系列講座中,力求將深奧的列控知識寫得淺顯易懂,以幫助廣大讀者對CTCS列控技術(shù)的發(fā)展歷程有一個全面的了解。
自武廣350 km/h的高速鐵路順利開通,以無線通信為車地信息傳輸系統(tǒng)的中國列車運行控制系統(tǒng)CTCS-3得到成功運用,200 km/h以上的高速鐵路網(wǎng)建設也已初具規(guī)模,中國鐵路和鐵路信號的面貌為之一新。
高速鐵路對鐵路信號提出了很多需求,促進了鐵路信號的大發(fā)展,無論從概念、原則、構(gòu)成、技術(shù)上都發(fā)生很大的變化。較大的變化如下。
高速鐵路的鐵路信號系統(tǒng)從傳統(tǒng)的車站聯(lián)鎖、區(qū)間閉塞、調(diào)度監(jiān)督,發(fā)展為列控系統(tǒng)、車站聯(lián)鎖、綜合行車調(diào)度3大系統(tǒng)。
鐵路信號從以車站聯(lián)鎖為中心向以列車運行控制系統(tǒng)為中心轉(zhuǎn)化。
列車運行調(diào)度指揮從調(diào)度員—車站值班員—司機3級管理向?qū)崿F(xiàn)由調(diào)度員直接控制移動體(列車)轉(zhuǎn)化。
列車運行由以人為主確認信號和操作向?qū)崿F(xiàn)車載設備的智能化轉(zhuǎn)化。
車地信息傳輸從小信息量到大信息量,線路數(shù)據(jù)從車上貯存方式到地面實時上傳方式。
信號顯示制式從進路式、速差式,發(fā)展為目標-距離式;信號機構(gòu)從地面信號機為主,發(fā)展為車載信號為主,甚至取消地面信號機。
閉塞方式從三顯示、四顯示的固定閉塞,發(fā)展為準移動閉塞。
列車制動方式從分級制動到模式曲線一次制動,制動控制方式從失電制動發(fā)展到得電和失電制動優(yōu)化組合。
信號設備從繼電、電子技術(shù)為主,發(fā)展到信號控制、計算機、通信技術(shù)的一體化。
車站聯(lián)鎖從繼電聯(lián)鎖發(fā)展到計算機聯(lián)鎖,從傳統(tǒng)聯(lián)鎖發(fā)展到信息聯(lián)鎖。
信號系統(tǒng)從孤立設備組成,發(fā)展到通過網(wǎng)絡化、信息化構(gòu)成大系統(tǒng)。
主流移頻軌道電路的載頻從600 Hz系列調(diào)整為2 000 Hz,從少信息向多信息發(fā)展,數(shù)字化軌道電路的研究也取得初步成功。
軌道電路從在有砟軌道上運用,發(fā)展到在無砟軌道上運用。
站內(nèi)軌道電路從疊加電碼化向一體化站內(nèi)軌道電路發(fā)展。
應答器和計軸設備廣泛應用于信號系統(tǒng)。
道岔轉(zhuǎn)換設備改內(nèi)鎖閉為外鎖閉,提高轉(zhuǎn)轍機功率,加大轉(zhuǎn)換動程,改尖軌聯(lián)動為分動,采用密貼檢查器實現(xiàn)大號碼道岔尖軌的密貼檢查,對大號碼道岔由單點牽引改為多點牽引,解決了可動心軌的牽引鎖閉問題。
調(diào)度指揮系統(tǒng)從調(diào)度監(jiān)督,發(fā)展到分布自律的調(diào)度集中,構(gòu)建綜合調(diào)度指揮系統(tǒng),建設大型的客運專線調(diào)度中心。
高速鐵路安全性要求更高,防災報警系統(tǒng)納入綜合調(diào)度指揮系統(tǒng),開始與信號發(fā)生聯(lián)鎖。
高速鐵路要求開天窗維護,電務集中監(jiān)測納入綜合調(diào)度指揮系統(tǒng)。
調(diào)度集中的安全等級提高,限速系統(tǒng)采用專門的安全通信通道。
信號系統(tǒng)采用的通信通道從傳統(tǒng)的電線路,發(fā)展到光通信,從有線通信發(fā)展到無線通信,非安全通信通道用于信號安全領域。
故障-安全理念從傳統(tǒng)的追求絕對安全,發(fā)展到以概率論為基礎的安全性系統(tǒng)設計。
確立以歐洲鐵路標準體系為參考標準,建立安全評估機制,通過第三方進行安全認證,對系統(tǒng)進行綜合仿真與測試。
鐵路現(xiàn)代化、信息化擴大了“鐵路信號”的內(nèi)涵,鐵路信號技術(shù)向數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化和綜合化方向邁進。
350 km/h的高速鐵路,是當今國際鐵路技術(shù)的高峰。對鐵路信號來說是一個重要的里程碑,CTCS-2和CTCS-3的成功運用,標志著中國鐵路有了自已的列車運行控制系統(tǒng),鐵路信號重要裝備水平開始進入了世界先進行列。
鐵路信號為鐵路高速保駕護航,鐵路高速推動了鐵路信號的發(fā)展。
(作者附言:本講座是應讀者要求和編輯部約請而寫,講座題名“高速鐵路與鐵路信號”內(nèi)容涉及面廣,肯定是寫不全的。本人有幸參加了高速鐵路工程的前期設計和研究,講座將偏重于列車運行控制系統(tǒng),偏重于探討概念和原則,以回憶方式撰寫,不分次序,想到哪,先寫哪,寫不了就停止。
鑒于筆者精力、知識和資料有限,講述中引用資料多以本人經(jīng)歷過的為主,可以肯定其他同行單位同時也做了大量工作,只是本人不掌握而已,敬請諒解。)