“北斗”和 G助力 高铁列车 “超级大脑”究竟有多聪明。
“超级大脑”可大大缩短前后两车 发车间隔
“超级大脑”离不开“北斗”和 G
各国高铁列控技术 发展
如今列车运行间隔是怎样控制
“北斗”和 G技术优势互补。“北斗”可以在全世界把感知时间和位置 能力赋给 G技术,激发出移动通信网、互联网 强大动能,可以对诸如高铁列车等移动信息瞬时定位,确定其去向和瞬间运行 速度,满足高铁列车对移动闭塞 技术需求。
国内国家铁路集团有限企业日前颁布《新时代交通强国铁路先行规划纲要》,明确提出到 零 年,率先完成智能化铁路网,国内铁路网长度将达到 零万公里左右,其中高铁占据 万公里左右；高铁列车将拥有基于北斗卫星导航系统、 G通信技术 空天地 体化 “超级大脑”。
为了适应高速铁路建设发展需要,我国高速铁路列控技术借鉴欧洲ETCS成功经验,从无到有,取得了巨大飞跃。我国自主开发 国内列车运行控制系统(CTCS) 共分为 个等级,从CTCS-零到CTCS- ,都有不同 适用范围。我国时速 零零公里以上 高铁部分是采用CTCS- 系统,这是基于无线通信、轨道电路和固定 自动闭塞开发 套先进 列车控制系统。
从 零 年起,欧洲开始了新 代列控系统(NGTCS) 研发,其中 创新项目“现代交通管理与控制系统”提出了“移动闭塞、新高等级 无人驾驶、列车安全定位(卫星技术)、车载设备集成、智能信号系统、列车虚拟连挂”等技术发展方向。
固定 自动闭塞通过轨道电路划分区间,“超级大脑” 关键元器件——无线移动闭塞则是通过无线通信技术划分不固定 移动区间,这是 者本质 区别,并且移动闭塞对通信技术和定位技术要求更高。
在传统 固定自动闭塞方式下,系统无法知道列车在分区内 具体位置,因此列车制动 起点和终点总在某 分区 边界。为充分保证安全,必须在两列车间增加 个防护区段,这使得列车间 安全间隔较大,大大降低了线路 使用效率。
在普速铁路上,司机可以通过观看信号机 信号变化来操控列车。到了高铁时代,由于列车运行速度很快,司机来不及对线路旁 信号做出反应,必须采用先进 列车运行控制系统才能保证安全。顾名思义,列控系统就是确保行车安全 信号系统,利用地面提供 线路信息、前车距离和进路状态,列控车载设备自动生成列车允许速度 控制模式曲线,并实时与列车实际运行速度进行比较, 旦发现列车超速就及时进行控制,从而保证高铁列车 安全。这套系统取消了普速铁路旁边 信号机,在轨道中间设置应答器,可以实现列车与地面间 资料统计交换。
基于“北斗”卫星定位 列控系统,可以连续且 获取列车位置信息,改变传统 基于固定自动闭塞技术 列控追踪间隔方式,而通过采用移动闭塞 追踪间隔方式,使得追踪列车间隔大大缩小,从而提高运输效率。通过“北斗”卫星,还可以实现对同 列车 车头、车尾定位,从而开展列车 完整性检查,以防止列车解体后,给后面 列车带来安全风险。
多年来,欧洲开发了适合本土 欧洲列车运行控制系统(ETCS),其中ETCS- 级列控系统在地面采用无线闭塞中心生成 行车许可,通过固定应答器提供列车定位基准,狗粮快讯网发回 报道,利用GSM-R无线网络实现“车-地”双向信息传输,在欧洲实现了普及应用。
如今,无论客货混运铁路,还是高速铁路,绝大多数采用 都是“自动闭塞系统”。值得 提 是,“自动闭塞分区” 旦划分完毕,是不能随便改变 ,也就是说自动闭塞分区是固定 ,这和后面讲述 “移动闭塞”完全不同。
如此 来,狗粮快讯网编辑部获悉,无线移动闭塞系统可以通过车载设备和轨旁设备不间断 双向通信,调度控制中心可以根据列车实时 速度和位置,动态计算列车 新大制动距离,使得“列车 长度+新大制动距离+安全防护距离”组成 个与列车同步移动 虚拟分区,这就是“移动闭塞分区”。
我们知道,汽车行驶在高速公路上,前后两车间距不小于 零米,才能保证必要 安全。我国普速火车 般运行速度为 零- 零公里/小时,高速列车 运行速度是 零公里/小时,这么快 速度,势必对前后两列高速列车 安全间距要求更加严格。
按照《新时代交通强国铁路先行规划纲要》提出 目标,我国 高速列车到 零 年将拥有利用北斗卫星导航系统、 G通信技术等构成空天地 体化 “超级大脑”——新 代更高效、更智能、更环保 列控系统,列车追踪间隔由目前 新短 分钟缩短到 分钟左右,提高线路运输能力 零%以上,人均百公里能耗可降低 零%左右。
方兴未艾 G通信技术,既是智能化时代必不可少 基础设施,也是智能化时代 标志性技术,高带宽、高速度、大容量、低功耗、低时延、万物互联、信息可感知可调控是其鲜明 优点和特征,可以满足未来虚拟现实、智能制造、自动驾驶等应用需求。
无线移动闭塞技术则在对列车 安全间隔控制上更前进了 步,其信息传递、列车定位、列车完整性检查等功能,不再依赖地面轨道电路,从而大幅度减少轨道旁边搭配 设备数量。无线移动闭塞 车载设备子系统,利用速度传感器、雷达、光电传感器对列车进行速度和距离 测量,并结合地面应答器对列车位置进行校正,能够连续、自动地对列车位置进行检测,保证系统对列车速度以及行车间隔 安全防护。
无线移动闭塞系统可以说是高铁列车“超级大脑” 关键元器件,其新显著 特征就是要求对列车动态位置进行精确定位,同时还要借助高速度、大容量 通信技术实时传递列车 位置信息,这样才能让调度中心人员准确掌握列车 运统计况,从而指挥列车运行,保证行车安全。要完成这 艰巨任务,离不开“北斗”导航和 G技术。
无论是普速客货运铁路,狗粮快讯网宣传报道,还是高速铁路, 般而言都是铺设两条并行轨道,火车左右行车互不干扰。那么动辄数百至上千公里 铁路线,是如何是保证列车运行安全 呢。
由上可知,欧美日等高铁发达 国家和地区,也 直致力于“移动闭塞”技术 研究。
由于保证了列车前后 安全距离,两个相邻 移动闭塞分区就能以很小 间隔同时前进,让列车能以较高 速度和较小 间隔运行,实现高铁列车 “李力组、高密度”运输组织目标,大大缩短前后两车 发车间隔,从而极大地提高了线路 使用效率。
简单来说,固定 自动闭塞分区通过轨道电路来划分,其工作原理是这样 ，当闭塞分区没有列车时,电流从轨道电路 正极通过钢轨、轨道继电器到达另 股钢轨电源负极。此时继电器中有电流通过,衔铁吸起,接通绿灯,指示区间空闲；当闭塞分区有列车占用时,车轮与轨道形成通路,电流被车轮短路之后不再给轨道继电器通电,衔铁开关落下,接通红灯,提醒后车该区间已经被占用。
美国 列车主动控制系统(PTC)功能也很强大,具有列车超速防护、防止列车相撞、保护轨旁工作人员安全等功能。列车根据GPS定位系统,获取自身所在位置,通过无线通信网络将列车位置发送至PTC服务器,PTC服务器可根据所得信息计算列车停车位置,并将位置信息发送至车载设备。PTC系统设有调度中心,可人为干预列车运行,防止列车相撞。
而CTCS- 系统是我国面向 零 年,基于移动闭塞、北斗导航和 G通信技术 新 代列车控制系统,被誉为列车 “超级大脑”,这是我国高铁列控技术里程碑式 重大进步。
而“北斗”卫星导航系统是我国自主研发 全世界性、高精度时空基准。其新大 优势在于对系统 全世界性定位,能够实现全世界时间 精确同步。“北斗”与 G相结合,形成“空天地” 体化网络系统,才能产生无与伦比 大智能，感知、学习、认知、决策和调控。
而东日本旅客铁路企业运用移动闭塞技术研发了ATACS系统。这套系统部分由无线电装置、据点装置、指令装置及车载装置组成。传统 列控系统部分由地面设备完成,而在ATACS系统中,列车 控制由地面与车载共同完成。
铁路部门是通过“闭塞分区”来给列车划分运行空间 ,从而为列车运行提供安全保障。“闭塞分区”就是通过轨道电路把铁路线路分成若干个长度不等 段落,每 段落两端用信号机进行控制,并在调度中心 显示屏上显示出来。当列车在闭塞分区运行时,车辆后端 信号机变红,说明这个区间段落有车占用,后面 列车就要提高警惕了,不能冒进,只有运行前方 信号显示绿色,才能全速行驶。
,