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干货 详解高速铁路七大技术体系
干货详解高速铁路七大技术体系2016-05-08转自RT轨道交通地铁二三事导读本文介绍高速铁路七大技术体系。
高速铁路从技术体系上讲大致可以分为这样一个板块：公路工程，牵引供电、运行控制与通信、高速列车、客运服务、综合维修、安全防灾和应急处理、工务工程。
1、工务工程工务工程一般包括轨道结构、路基、桥梁、隧道、房建工程等各个子系统，我国铁路建设在公路工程方面主要依靠技术创新。
我们国家的高速铁路一般采用全线高架、无砟轨道、高速道和超长无缝钢轨等技术。
京津城际采用CRTS-II型板式无渣轨道结构，6.5米轨道板纵向连接，专业化制造，加工机施工安装精度高。
运营一年表明，无砟轨道京都高稳定性好，刚组均匀。
我们的无缝线路，采用60公斤/米、100米定尺、U71Muk高性能钢轨。
现场焊接、弹性扣件、轨温锁定技术。
跨区间超长无缝路线。
高速道岔。
大号码高速道岔，直向通过速度350km/h，侧向通过速度120-250km/h。
中国高铁技术适应复杂地形。
日本国土面积小，铁路所跨越的地区气候和地质条件比较类似。
而中国国土面积大，地形复杂，横跨多个不同的气候和地质区域，因此在高铁的实际建设中完全照搬引进日法德的技术显然行不通，技术必须进行创新。
因此，作为应对复杂地形方面，贯穿辽阔国土面积的中国高铁，在设计上自然有更多的实际经验，技术上也比日本具有更多的优势。
铁道部总工程师何华武就指出，中国京津、武广、郑西高速铁路非常典型：京津城际是软土路基，武广高铁是岩溶路基，郑西高铁是黄土湿陷性路基，这样的地质条件下建铁路，尤其是建高速铁路，需要处理好地基以及路基的填入技术。
而日本、法国、德国都没有这样的地质条件。
“中国的综合能力超过他们。
”许克亮表示：“如果说中国的?线上?（主要指机车）是走引进、消化、吸收?之路，那么线下工程（主要指土建）则是由中国人自己创造的一个完整系统的标准。
中国高铁经过的地方地质难度较大，要穿越水下60米深的浏阳河，还要从70多米高的地方跨越山谷等，地质的难度，决定了中国高铁的线下功夫。
3高速铁路系统构成
通信与信号系统： •高速铁路通信系统 1.及时准确地完成指挥列车运行的各种调度命令 信息的传输，是列车高速、安全运行的重要保证 ； 2.为旅客提供各种服务的通信； 3.为设备维修及运营管理提供通信条件，能够满 足维修人员沿线作业时的需求。
动车组系统：
1.包含传统轨道列车车辆的车体、转向架和制动 技术； 2.具有复杂的牵引传动与控制、计算机网络控制 、车载运行控制等关键技术。
通过系统集成、自主创新，建立包括工务工程、 牵引供电、通信信号、动车组、运营调度、客运服 务等在内的中国铁路高速铁路技术体系。
（1）工务工程：以原始创新为主，依靠自己的 力量，建立我国高速铁路和客运专线工务工程的技 术体系。
（2）牵引供电和通信信号：通过集成创新，建 立我国铁路客运专线牵引供电系统和通信信号系统 的技术平台。关键设备和主要配件正在逐步实现国 产化。
通信系统 调度集中CTC 联锁子系统 地面子系统 车载子系统 远程监控系统
电力系统 接触网系统
变电系统
供电系统 站场工程 隧道工程 桥梁工程 轨道工程 路基工程
通信信号
牵引供电
工务工程
工务工程系统：
1.为高速度运行的机车车辆提供高平顺性与高稳 定性的轨面条件； 2.保证线路各个组成部分具有一定的坚固性与耐 久性，长期在运营条件下保持良好的状态； 3.同时，要求建立严格的线路状态检测和保障轨 道持久高平顺的科学管理系统。
1.高速列车--高速铁路 新技术的核心
（1）日本高速列车发展沿革
东北·上越·山形·北陆 秋田
STAR21
200系 400系
E1 E2 E3 E4
东海道
0系
1964
[951试验车]
[961试验车]
高速铁路信号系统介绍ppt课件
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列控系统是确保行车安全的信号系统。利用地面提供 的线路信息、前车(目标)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
运行速度进行比较，超速后及时进行控制。
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列控系统构成
CTC/TDCS
计 令 车 位调 C向 向 车和成全计 列 生 轨T算，站置度车列载应控运算控成道C机控联并中站控分机中轨电设 答 制 行联制锁进心联中机联心道路备 器 模 。锁道采行下锁心实锁根电编接 报 式按岔集处达联下时将据路码收 文 曲照、轨理运锁达:进进编发到信线C信道。行下临路路码送T轨息，号电图发时信信和给C道后监机路下至进限息息临轨，的达车路速电，控发和时道排列进站命信路计列送临限电列车路令息C给时速路码 算 车T进占的列限报;C序 生 安路用命分控速文。信机中信息心息、: 道临岔时限速车进信站路息分信机 息
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应答器 载频： 车→地：27.095MHz±5KHz 地→车：4.234MHz±200KHz 信息量： 报文码长：1023 bit 可用码长：830 bit
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应答器
应答器分两种： 无源应答器（固定信息应答器）；
有源应答器（可变信息应答器）。
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应答器可提供的信息
线路参数； 临时限速； 行车许可； 级间转换； 线路里程；
高速铁路信号系统 集成技术介绍
中铁电气化局集团有限公司
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第一部分
CTCS-3列控系统介绍
2
高速铁路信号名词术语
CTCS（Chinese Train Control System），中国列车运行控制系 统规范，包括地面子系统和车载子系统。 CTCS-2级：中国列车控制系统2级 CTCS-3级：中国列车控制系统3级
高速铁路系统概述
总体发展情况
法国 1955年 1971年 1981年 1990年 德国 1985 1988
E2-1000（川崎重工）
Velaro-E（西门子）
SM3（阿尔斯通）
中国高速铁路发展
1978年的秋天，邓小平在日本考察新干线 时感慨地说：“像风一样快，我们现在很需 要跑！”
当时，国外高速列车时速已达300公里，而 中国旅客列车的平均时速却仅为43公里。
广深铁路技术改造（1991－1994）
1964年10月，日本东海道新干线建成，列车以 210km/h速度营运，世界上才真正出现第一条高速 铁路
上世纪七、八十年代
20世纪70年代末期 ，英国HST(200km/h)、 Inter City 225(225km/h)
80年代，法、德等国相继建成高速铁路 TGV—PSE高速列车营运速度为260km/h，TGV-
2005年正式运营于秦沈专线，运营速度为 160km/h。2006年8月2日停运
引进策略
川崎重工
四
E2-1000
方 股
份
庞巴迪 Regina
阿尔斯通 SM3
西门子 Velaro-E
B
S
引进
P
长
消化 吸收
客
中 国 品 牌
股
份
唐 山 工 厂
国产动车组
B
S
CRH1：速度等级200km/h
P
四
方 股
牵引供电 (电气计算)
高速铁路概论
1.高速铁路信号与控制系统的组成：主要由列车运行控制子系统、车站联锁子系统和调度集中子系统组成，还包括一些附属子系统，如诊断与服务子系统、微机监测子系统、灾害信息处理子系统、通信网络子系统、培训子系统等。
2•简述中国CTCS^J控系统发展规划：发展我国CTCS勺总体原则是借鉴世界各国经验，结合我国国情路情，制定我国统一的ATP系列技术标准和规范；实行跨专业合作；坚持技术先进、系统成熟、经济合理、等级配置的原则；坚持通信信号一体化的方向，新线建设优先发展基于无线的ATP坚持新线建设与既有线改造并重，在总体规划的指导下，分步实施，有序发展；坚持机车信号主体化与发展ATP相结合。
3.中国高速铁路列车运行控制系统发展概况：我国高速铁路列车运行控制系统目前运营和正在建设中的包括既有提速线路200~250km/h 的CTCS2级列控系统、客运专线200~250km/h 的CTCS2级列控系统、客运专线300~350km/h 的CTCS；级列控系统、京津300~350km/h的ETCS1级和CTCS2级结合的列控系统。
4.计算机联锁系统功能和基本结构：计算机联锁系统的功能有：车站信号基本联锁控制功能；排列列车调车进路、引导、引导总锁、单操单锁、封闭道岔、单溜、连溜等功能；满足车站、编组场、枢纽等各种铁路信号作业要求；各种场间、站间联系与结合；信号相关设备诊断功能；与CTG TDCS列控等系统交互信息功能。
基本结构：双机热备结构；三取二结构；二乘二取二结构。
5.高速铁路调度集中的功能：① 行车调度：在CTC综合显示盘和调度员显示终端上显示在线列车实时状态，自动向车站下达进路控制命令，按时刻表组织列车运行。
② 客运调度：管理客运信息，向车站、车长传递调度命令，为旅客服务。
③ 机车车辆调度：处理机车辆运行中出现的问题，统计车辆行驶里程，检查车辆维修计划，车辆整备工作等。
④ 维修调度：掌握线路及固定设备管理、维修、保养等工作，协调行车与维修施工关系，发生事故及灾害时实施抢险救灾工作。
世界高速铁路发展概况—高速铁路系统构成
六大核心系统：
• 基础设施 • 动车组 • 牵引供电系统 • 通信信号系统 • 运营调度系统 • 客运服务系统
➢六大核心系统——基础设施
• 高速线路技术是实现高速的基础。
• 高速铁路要求：
• 线路的空间曲线平滑，即平纵断面变化尽可能 平缓；
• 路基、轨道、桥梁具有高稳定性、高精度和小 残余变形；
➢六大核心系统 ➢牵引供电系统
牵引供变电系统 接触网系统 SCADA系统
检测系统
• 主要功能是为高速铁路列车运行提供稳定、高质 量的电流。
• 特点：牵引功率大、所受阻力大、受电弓移动速 度快、电流易发生波动性等。
牵引供电系统的工作原理
牵引供电系统的组成
电力机 车
牵引网
高压输 电线路
牵引供 电系统
• 主要功能：①能完成指挥列车运行的各种调度命 令信息及时、准确的传输；
• ②为旅客提供各种服务通信；
• ③为设备维修及运营管理提供通信条件。
高速铁路系统构成
六大核心系统：
• 基础设施 • 动车组 • 牵引供电系统 • 通信信号系统 • 运营调度系统 • 客运服务系统
➢六大核心系统
➢运营调度系统
• 高速列车的发展趋势： ①车体结构和动力设备不断轻量化； ②转向架动力学性能不断优化； ③采用先进的交流传动技术； ④复合制动进一步强化； ⑤车头流线型进一步完善； ⑥列车控制系统向网络通信技术方向发展。
动车组的概述
• 动车组是自带动力、固定编组、两端均可操作驾驶、 穿梭运行的旅客列车。
• 下图为CRH高速动车组。
的技术平台。关键设备和主要配件正在逐步实现 国产化。
（3）动车组：通过“引进先进技术、联合设计生
高速铁路信号系统基础知识课件
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高速铁路信号系统基础知识
1. 铁路信号系统的结构
1.车站联锁系统
路车站基本是以建立进路的方式实现对列车和车列运行的控制。进路是 由相关道岔和轨道区段组成，有信号机指示和防护的特定经路。为了保证行 车安全，在进路建立之前，对车站内的信号、道岔、轨道电路等基本信号设 备必须按照一定的条件和程序严格操作，我们称这些条件和程序为联锁，而 实现联锁的技术称为联锁技术。联锁设备是铁路车站保证列车和车列正常、 安全运行必不可少的核心基础设备。目前，联锁系统主要有继电集中联锁和 计算机联锁。
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高速铁路信号系统基础知识
1.1 铁路信号系统的结构
信号设备
铁 路 信 号
信号系统
信号设备第主一要节有继电器、信号机、轨道电路、
转辙机、控制台和电源屏等。
信号系统第一一般节是对指挥列车运行，控制列车运行
速度和追踪方式，传递列车相关控制信息，监督 列车运行及各种作业情况的总称。
铁路信号系统第主一要节包括车站联锁系统、区间闭塞系统、列车运行控制系统
高速铁路信号系统基础知识
1.2 各种信号系统和设备的关系
行车调度指挥控制系统和列车运行控制系统在上述所有的信号子 系统中是处于最关键、最重要的位置，行车调度指挥控制系统负责列 车运行的总体调度安排，而列车运行控制系统直接与列车运行速度相 关。车站联锁和区间闭塞是这两个系统的基础设备，为其提供相应的 行车相关信息，列车运行控制系统根据数据信息发送行车许可凭证， 通过车站联锁完成遥控功能。信号微机监测系统则对各种信号设备进 行检测，保证设备的运用质量。
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高速铁路信号系统基础知识
我国高速铁路运营调度系统的组成
我国高速铁路运营调度系统的组成我国高速铁路运营调度系统的组成我国高速铁路运营调度系统由运输计划、运行管理、车辆管理、供电管理、客运服务和综合维修六个功能子系统构成。
各部门之间通过专用网络连接，传递各种生产所需的信息。
调度所直接指挥列车的运行，动车基地、乘务基地、维修基地等为受控部门，按调度所的安排进行工作。
调度中心一般情况下只监视各调度所的工作，对跨调度所的业务进行协调，特殊情况下调度中心也可以接管调度所的工作，对列车运行进行直接指挥。
一、运输计划子系统中国铁路和各高速铁路调度所运输计划编制部门采用统一的计划编制系统，能随时按业务需求的调整进行权限控制和功能切换。
计划编制系统依据计划编制规则要求，提供计算机辅助计划编制方式，具备牵引计算、合理性检查和模拟仿真功能。
二、运行管理子系统运行管理子系统具备实施计划接收、人工和自动列车运行计划调整、列车运行监视、列车运行调整计划下达、人工和自动进路控制、实绩运行图描绘、调度命令传送、列车跟踪及车次号校核等功能。
在异常情况下，中国铁路调度指挥中心运行管理系统能接管高速铁路调度所指挥权。
三、车辆管理子系统系统具备接收列车运行计划、动车组交路计划和列车运行调整计划的功能，可实时显示动车组的运行位置、运用情况和动车组状态。
根据列车运行调整计划、车载诊断信息等，制定动车组交路计划和车辆分配调整计划并发送至有关单位。
查询动车组的修程、修制和与动车组运用相关资料的功能，接收动车检修部门的动车组相关信息，并在动车组发生故障时，提供紧急处置预案。
此外，系统还具备动车组各项运用指标的统计与分析的功能。
四、供电管理子系统1、接收列车运行计划、供电计划、综合维修计划、列车运行调整计划和列车运行状态的功能。
2、实时监视牵引供电系统运行状态、系统设备带电状态的功能，将重要信息发往相关系统。
3、实时监视牵引供电设备技术状态和故障信息分类归档的功能，将重要信息发往相关系统。
4、可靠完善的遥控功能，包括单控、程控两种方式，程控内容可由用户根据系统控制需要编制，遥控功能具有严格的防误操作闭锁措施。