高速列车运行控制系统集成技术研究
高速动车组制动系统PHM技术方案研究
高速动车组制动系统PHM技术方案研究发布时间：2021-06-30T03:16:51.727Z 来源：《中国科技人才》2021年第10期作者：王志龙1 张笑凡1 肖宇1 [导读] 随着我国高速动车组设计制造技术水平的突飞猛进，用于控制列车运行的基础装备和列车控制系统日趋复杂，复杂性、综合化、智能化程度不断提高，动车组的安全性和可靠性已成为当前研究热点[1]。
1.中车长春轨道客车股份有限公司转向架研发部长春 130062摘要：为解决动车组制动系统的预防性维修，对动车组制动系统故障预测与健康管理（PHM）技术进行了综合研究。
结合复兴号动车组制动系统特点，搭建制动系统PHM技术框架，提出了PHM主要功能与技术路线。
为实现动车组制动系统智能运维提供参考。
关键词：动车组；制动系统；故障预测与健康管理Research on The PHM Scheme of High SpeedEMU Brake SystemWANG Zhilong1，ZHANG Xiaofan1，XIAO Yu1 Abstract：In order to achieve preventive maintenance of EMU braking system，research on the PHM scheme of High Speed EMU braking System.Based on the characteristic of the brake system of Fuxing EMU，Seting up the technical framework of braking system PHM，put forward the main functions and technical route of PHM.providing a reference for the intelligent operation and maintenance of EMU braking system.Keywords：EMU Braking System PHM随着我国高速动车组设计制造技术水平的突飞猛进，用于控制列车运行的基础装备和列车控制系统日趋复杂，复杂性、综合化、智能化程度不断提高，动车组的安全性和可靠性已成为当前研究热点[1]。
列车运行控制参考文献
列车运行控制参考文献高速铁路的崛起和发展给世界铁路的重新振兴带来了勃勃生机，使铁路装备技术水平跃上了一个新台阶。
作为高速铁路的关键设备之一，列车速度自动控制系统具有以下3大特点：① 以高速铁路的崛起和发展给世界铁路的重新振兴带来了勃勃生机，使铁路装备技术水平跃上了一个新台阶。
作为高速铁路的关键设备之一，列车速度自动控制系统具有以下3大特点：① 以车载显示为行车凭证；② 用速度命令代替色灯含义；③ 信号直接控制列车制动。
44528与远程铁路相比，近年来城市轨道交通的发展较快，目前我国除北京、上海、广州已在建造现代化地铁外，大连、武汉、南京、沈阳、深圳等许多大城市也都在地铁、轻轨及城郊列车等城市轨道交通方面，着手建设或开展筹备工作。
地铁和城市轻轨铁路与高速铁路相比，尽管行车速度不高(8O km／h以下)，但列车间隔时间短，必须装备可靠性强的列车速度自动控制系统。
时至今日，城市轨道交通列车速度自动控制系统(ATC)在技术上已十分成熟，成为城市轨道交通的一个不可分割的组成部分2.与课题有关的文献内容：1.《城际铁路运营特点及列车运行控制系统功能定位研究》：：在国内目前尚未制订城际铁路技术标准的情况下，研究分析我国城际铁路的运营需求及可能呈现的特点，提出城际铁路列车运行控制系统应遵从国铁客运专线CTCS列控系统技术体系，并由此扩展ATP功能、新增ATO功能等观点。
在此基础上，对城市轨道交通和城际铁路ATO 的主要功能(列车自动驾驶、列车运行自动调整、节能运行、车站停车管理、车站跳停、精确定位停车、列车车门及站台门管理、列车自动折返等)进行了较为详细的对比分析，并参照中国铁路列车运行控制系统(CTCS)的分级思路，将城际铁路列车运行控制系统的功能定位划分4个层级(即最低功能、基本功能、高级功能、全面功能)，最后提出了我国城际铁路列车运行控制系统应优先采用高级功能层级的推荐意见。
2.《Check方式列车运行控制系统》: 介绍了上海市轨道交通明珠袅过程信号系统— check方式的列车运行控制系统。
干货详解高速铁路七大技术体系
客室内的传递。据了解，这项专利技术可适用于时速200公 里等级及以上的动车组车体结构，目前广泛应用于
CRH2C—300系列动车组车体，及CRH2长大编组系列动 车组车体，已装用700余辆，总价值近10亿元。
旅客服务系统大量运用了信息技术，需要给各位专家报告的
间0.3秒左右，高速列车动力丢失少，长距离运行节能效果
采用简单链型、弹性连型悬挂技术，研发高强高导接触网导 线。保证接触网与受电弓匹配良好、受流稳定。武广客运专
线接触网采用弹性缝型悬挂方式， 实现时速350公里双弓稳
系统的主体设备接触网，已经开始实现关键零部件的国产化。
3、列车运行控制列控系统是确保列车行车安全的控制系统，
速列车由45000个零部件组成，工程中分为九大关键技术。
韩国。二是车体制造。三是牵引系统，牵引系统是高铁竞争 的核心之一，主要由变压器九变流器、牵引控制、电机几个 不同的部分组成。高速列车所有的用电设备和运动器件都采 用传感器进行实时的监控。高速转向架，高速列车的转向架 是列车技术的核心也是轮轨技术的核心。高速专项架的结构 功能，高速列车技术的核心，具有承载、导向、减震、牵引 及制动等功能。传统意义上的火车头已经看不见了，转向架 技术创新点主要在于抑制它的蛇行运动，由于车轮的反面很 锥形，需要良好的工作曲线，锥形的爬点就形成了固有的刺 激震动，这也是转向架能跑多高速度的核心。还有脱轨安全 性。我们在研究高速列车转向架轮轨安全的时候做了一个突 破性的测试，世界各国高速铁路和它的普速铁路是不相吻的， 也就是说它不做跨线运行的技术准备，所以大多数国家，包 括日本，它的轮轨匹配都是按照高速线和普速线来设计。我 们国家高速铁路和现在了路网形成跨线，这个路网的效应就 会非常的好，我们在设计我们国家的轮轨匹配的时候采用了 特有方案，这个方案比德国的明显好，不仅可以满足本线运 行，而且还可以实现跨线运行，这项技术我们在本国和多国 申报了专利。高速转向架，我们希望有较高的临界速度，比 如时速350公里高速列车转向架理论上是490公里，在西南 交通大学做到了410公里，最后的实验没有做下去，只做到 了410公里。为了验证我们高速转向架的性能，我们用了
铁路信息系统架构与集成
架构组件
硬件组件
软件组件
数据组件
安全组件
包括服务器、存储设备、 网络设备等物理基础设
施。
包括操作系统、数据库 管理系统、应用程序等
软件系统。
涉及数据的组织、存储、 管理和保护等方面。
包括防火墙、入侵检测 系统、加密技术等安全
设备和措施。
架构标准与规范
01
国际铁路联盟标准
国家标准
02
03
行业最佳实践
铁路信息系统架构与 集成
目 录
• 铁路信息系统概述 • 铁路信息系统架构 • 铁路信息系统集成 • 铁路信息系统安全与可靠性 • 铁路信息系统应用案例 • 未来展望与研究方向
01
铁路信息系统概述
定义与特点
定义
铁路信息系统是指用于铁路运输管理 的各种信息系统的集合，包括列车运 行控制系统、调度指挥系统、客货运 管理系统等。
EDI
电子数据交换，实现企业间标准化的数据交 换。
MQTT
轻量级的发布/订阅消息传输协议，适用于 物联网场景。
集成模式
联邦集成
各系统保持独立，通过集成平台实现信息共享。
中心化集成
建立一个集中的数据中心，其他系统与之进行数据交互。
事件驱动集成
以事件为触发点，实现各系统间的实时响应。
面向服务的集成
基于SOA架构，实现松耦合、高可扩展的系统集成。
案例三：货运管理信息系统的安全防护
总结词
安全可靠、数据保密
详细描述
货运管理信息系统注重安全防护，采 取了多项措施确保数据的安全可靠和 保密性，保障了铁路货运的正常运转。
案例四：铁路交通控制系统的集成实践
总结词
跨区域、跨平台
高速铁路信号系统安全软件质量控制自动化技术研究
高速铁路信号系统安全软件质量控制自动化技术研究作者：谭向兵来源：《消费电子·理论版》2013年第03期摘要：现代科技发展总向智能化、自动化、信息化方向发展，该发展实现了社会生产力提高。
当下，高速铁路信号系统安全软件的研究也朝该方向前进，将信息化、电子化、自动化作为技术研究的终点。
高速铁路发展中推动社会经济效益提高，前沿科技的研究将极大的促进产业发展，高速铁路信号系统在技术不断研究下，将实现自动化管理。
关键词：自动化技术；安全软件质量；信号系统中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 06-0081-01目前，我国铁路技术发展越来越迅速，高速铁路信号系统作为控制列车安全运行的系统，在铁路技术中占据重要的位置。
从过去的CTCS-2级到CTCS-3级技术演进中，铁路信号系统组建结构越来越复杂，在整个软件系统起到举足轻重的作用、软件的重要性和复杂性给技术人员带来了新的挑战。
技术人员常常苦恼于，技术开发的流程及其复杂，却要保障软件质量，又要注重软件开发过程的效率。
这是一个兼顾多方面的技术开发工作，每个环节和内容都不能出现差错，要解决这一矛盾，除了基本的优化管理制度、优化管理流程需要提高培训力度之外，最有效的解决方法是借助现代软件设备，在管理过程中实现电子化、自动化、信息化管理。
该管理方式能够降低工作人员工作压力，能够提高管理质量。
一、应对方案高速铁路信号系统安全软件要实现管理电子化、信息化、自动化。
开发人员需要明确开发的重点，关键性的阶段要实现设计规范化、需求规范化、测试规范化等等要求。
不忽视审核对象，可以将其放置在安全的环境中，方面审核进行管理和开发。
对象审核要建立起相应的设计需求，确定测试追踪关系，对审核对象进行覆盖分析，实现了版本质量控制。
从项目基线管理上看，要发挥出最大功效必须在审核流程上加入审核工具，进行铺筑控制，实现自动审计过程。
当下，面对的版本管理、变更控制、需求管理等技术要求，需要借助生熟的工具软件进行开发使用。
CTCS-3列控系统介绍
CTCS-3级列控系统的分析与研究20100175 李洪赭摘要:CTCS一级列控系统是我国通过自主创新建成的具有自主知识产权的列车运行控制系统，凝结了我国铁道部、高校、科研院所和骨干企业群策群力的智慧结晶。
通过对国外列车控制系统发展现状及我国列控系统发展历程的介绍，阐述了我国CTCS一级列控系统研究的必要性及技术方向的选择;说明了我国CTCS一级列控系统的技术特点;同时还对CTCS一级列控系统结构及主要设备的功能作了简要介绍，并总结了系统研发的主要创新成果。
关键词:高速铁路;CTCS一级列控系统;控制模式CTCS一级列控系统是中国列车运行控制系统((Chinese Train Control System)简称CTCS)的重要组成部分，基于GSM-R无线通信实现车地信息双向传输，无线闭塞中心(RBC)生成行车许可，轨道电路实现列车占用检查，应答器实现列车定位，满足动车组运营速度350 km /h和最小追踪间隔3 min的要求，并具备CTCS-2级列控系统功能，满族200-250 km /h动车组跨线运行要求。
依托武广、郑西和广深港高速铁路的建设，铁道部成立了C3技术攻关组，组织开展CTCS 3级列控系统的攻关研究工作。
通过自主创新，经过两年多的努力，武广、郑西高速铁路己分别于2009年12月26日和2010年2月6日投入商业运营。
CTCS 3级列控系统的攻关工作在标准规范、车载和RBC等关键设备、CTCS 3级列控系统的测试验证、系统评估、GSM-R系统承载列控信息传输等方面取得了一大批创新成果，初步建成具有完全自主知识产权的CTCS一级列控系统技术标准体系和技术平台。
一、国外列控系统发展概况自1964年日本铁路新干线开始运营时速210 km高速列车以来，高速铁路的高安全、高可靠、高效率、高舒适等特点已引起世界铁路运输界的高度重视，德国、法国、意大利等发达国家也相继结合本国国情发展自己的高速铁路。
铁路交通列车运行智能调度系统
铁路交通列车运行智能调度系统第一章绪论 (3)1.1 研究背景及意义 (3)1.2 国内外研究现状 (3)1.3 系统设计目标与原则 (3)第二章列车运行智能调度系统概述 (4)2.1 系统组成 (4)2.2 系统功能 (4)2.3 系统技术架构 (5)第三章列车运行数据采集与处理 (5)3.1 数据采集技术 (5)3.1.1 概述 (5)3.1.2 传感器技术 (5)3.1.3 通信技术 (6)3.1.4 数据采集终端 (6)3.2 数据处理方法 (6)3.2.1 概述 (6)3.2.2 数据预处理 (6)3.2.3 特征提取 (6)3.2.4 数据挖掘 (6)3.3 数据存储与传输 (7)3.3.1 数据存储 (7)3.3.2 数据传输 (7)第四章调度策略与算法 (7)4.1 列车运行调度策略 (7)4.2 优化算法设计 (7)4.3 算法功能分析 (8)第五章列车运行实时监控与预警 (8)5.1 实时监控技术 (8)5.1.1 监控系统构成 (8)5.1.2 数据处理与分析 (8)5.1.3 实时监控技术在应用中的挑战 (9)5.2 预警系统设计 (9)5.2.1 预警系统构成 (9)5.2.2 预警算法设计 (9)5.2.3 预警系统在实际应用中的问题 (9)5.3 预警信息发布与处理 (9)5.3.1 预警信息发布方式 (9)5.3.2 预警信息处理流程 (9)5.3.3 预警信息发布与处理中的挑战 (10)第六章列车运行计划编制与调整 (10)6.1 计划编制方法 (10)6.1.1 概述 (10)6.1.2 基本原理 (10)6.1.3 编制流程 (10)6.1.4 关键环节 (10)6.2 计划调整策略 (11)6.2.1 概述 (11)6.2.2 调整原则 (11)6.2.3 调整策略 (11)6.3 计划执行与反馈 (11)6.3.1 执行过程监控 (11)6.3.2 反馈与改进 (11)第七章调度指挥与管理 (12)7.1 调度指挥体系 (12)7.1.1 概述 (12)7.1.2 调度指挥组织结构 (12)7.1.3 调度指挥职责 (12)7.2 调度指令发布与执行 (12)7.2.1 调度指令发布 (12)7.2.2 调度指令执行 (13)7.3 调度管理信息化 (13)7.3.1 概述 (13)7.3.2 信息化系统架构 (13)7.3.3 信息化系统功能 (13)第八章系统集成与互联互通 (13)8.1 系统集成方案 (13)8.2 互联互通技术 (14)8.3 系统兼容与扩展 (14)第九章列车运行智能调度系统应用实例 (14)9.1 系统部署与实施 (15)9.1.1 系统部署 (15)9.1.2 系统实施 (15)9.2 应用效果分析 (15)9.2.1 列车运行效率提升 (15)9.2.2 调度指挥能力增强 (16)9.3 存在问题与改进 (16)9.3.1 存在问题 (16)9.3.2 改进措施 (16)第十章发展趋势与展望 (16)10.1 技术发展趋势 (16)10.2 产业发展前景 (17)10.3 系统优化与升级 (17)第一章绪论1.1 研究背景及意义我国经济的快速发展，铁路交通作为国家重要的基础设施，其运输能力及效率日益受到广泛关注。
中国高铁调度集中系统集成技术发展与展望_武长海
2． 与 ＲBC 系统接口。每个高铁项目一般设置 1 套 CTC-ＲBC 接 口 服 务 器，双 向 交 互 信 息 包 括： 建立连接、连接检查、关闭连接，时钟同步，文本 信息； 列车位置、车次号、运营模式、速度等列车 状态，连接状态，报警，操作反馈信息等。 3. 1. 2 与信息安全系统结合
信息安全系统是承担高铁 CTC 系统内部不同 区域间、与外部系统间信息交换安全的关键子系 统； 工程应用适应于国家信息安全等级保护四级 （ 民用领域最高级别） 的信息安全技术方案； 按照 分区分域、主动防护的设计理念，在安全管理中心 的统一管理下，实现了针对 TDCS / CTC 系统的纵 深防御、整体防御。图 2 显示了路局 CTC、TDCS 与信息安全系统整体集成。 3. 1. 3 系统综合布线
为适应高铁运营网络的快速发展，原铁道部于 2007 年启动了北京、上海、武汉、广州及原铁道 部 “四所一中心” 调度指挥中心工程，开启了路 网性高铁 CTC 系统研究和建设进程。我国规划的 高速铁路具有运营里程长、路网纵横交织、覆盖范 围广、车辆类型多、与既有线联系复杂、部分线路 客货混运等特点； 各条高铁规划定位不同，速度目 标值、追踪密度、基础设施和技术装备水平存在差 异，在路网中发挥的功能不同，其运输组织和调度 模式与国外不同，与我国传统的运输组织也有较大 区别，运输组织的难度和协调的联动性较大； 高铁 CTC 系统须是一个系统构成复杂、技术要求高、功 能要求完善、可实施性要求强的庞大的路网性、系 统性平 台。 以 上 海 铁 路 局 高 铁 调 度 中 心 为 例， 2015 年度管辖的高速铁路、客运专线、城际铁路约 20 条近 6000 km。经过近 7 年的系统研究和建设，
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高速列车运行控制系统集成技术研究
高速列车作为现代化交通运输方式，受到了越来越多人的青睐，同时也受到了
社会各界的高度关注。
然而，高速列车的运行控制系统是整个高速列车系统中最核心的部分，对于高速列车的运行安全、运行效率和乘客出行体验等方面都有着至关重要的作用。
因此，高速列车运行控制系统集成技术的研究是非常重要的。
高速列车运行控制系统的作用
高速列车运行控制系统主要是指列车的控制单元、传感器单元、通信单元、能
源单元等几个主要模块，用以实现整个列车运行的自动控制。
该系统主要实现以下三个方面的功能：
1. 运行安全控制：在列车运行过程中，运行控制系统会不断地监测列车的运行
状态，并根据车速、线路等情况进行理性的分析和判断。
当列车出现异常情况时，运行控制系统会通过遥控和路网中央控制中心进行及时处理，确保列车的运行安全。
2. 运行效率控制：高速列车的运营效率是指列车在达到目的地前所需的时间，
控制系统通过尽可能地优化列车的运行控制，如优化列车的速度和加速、刹车和起动时间，最大限度地提高整个列车的运营效率。
3. 乘客舒适度控制：高速列车的乘客体验是指列车的运营过程中，乘客的舒适
度和便捷性。
控制系统通过提供电视、电话、维护服务、信号导航等多方面的服务，改善乘客的乘车体验。
高速列车运行控制系统集成技术研究
高速列车运行控制系统集成技术研究的主要目标是将运行控制系统各个模块之
间实现有效的信息共享，并且确保系统的整体性能和安全性。
同时，这种技术还
要实现列车之间的信息共享和联网，将每辆列车视为独立的节点，最终构建成为一个庞大的高速列车智能联网系统。
集成技术是一个综合性的技术，涉及到计算机、通信、控制等多个领域。
为了
实现高速列车运行控制系统集成技术的研究，需要应用到以下几个方面：
1. 组网技术：高速列车系统可能需要通过广域网和专用网络等方式进行联网，
这需要依靠现有的组网技术来实现信息的共享和传递。
2. 网络安全技术：对于高速列车系统来说，网络安全是非常关键的问题。
因此，需要使用密码学、防火墙等相关技术来保证数据的安全性。
3. 运行控制算法：高速列车的运行控制算法是集成技术研究中最核心的部分。
因此，该技术需要将了解运行控制系统的相关知识，并整合各方面的信息，从而开发出科学有效的控制算法。
4. 多模态通信技术：高速列车在运行过程中可能会与车站、其他车辆、中央控
制中心等多个方面进行通信，因此需要使用多模态通信技术。
总之，高速列车运行控制系统集成技术的研究是一个相对独立而重要的课题，
需要借助多种技术手段和理念的相互融合。
随着计算机和通信技术的快速发展，高速列车运行控制系统集成技术的研究已经取得了很大的进展，不断得到了市场的青睐。
我们相信，在未来，高速列车运行控制系统集成技术的研究将更加深入，从而在高速列车行业的稳定发展方面起到越来越重要的作用。