(CTCS-3级高铁列车运行控制系统原理图) CTCS-3级列控系统包括车载设备、地面轨旁设备、室内设备三部分 。 车载设备由车载安全计算机(VC)、GSM-R无线通信单元(RTU)、轨道电路信息接收单元(TCR)、应答器信息接收模块(BTM)、记录单元(JRU/DRU)、人机界面(DMI)、列车接口单元(TIU)等组成; 地面轨旁设备主要有:由ZPW-2000系列轨道电路、应答器(含LEU)、GSM-R通信接口设备等组成; 室内设备主要有:RBC(无线闭塞中心)、TCC(列控中心)、临时限速服务器、计算机联锁、GSM-R移动交换中心、CTC(行车指挥中心) 。
(CTCS-3级高铁列车运行控制系统各部分设备) 根据中国铁路通信信号官网介绍:依据行车计划 , CTC(行车指挥中心)主动生成列车进路序列 , 计算机联锁根据该序列排列车站列车进路 , 并将进路信息通过信号安全数据网发送给RBC(无线闭塞中心)和TCC(列控中心) , 由无线闭塞中心和列控中心运算生成行车许可 , 分别通过GSM-R无线网络和ZPW-2000轨道电路及应答器发送给车载设备 , 根据收到的行车许可 , 车载设备生成目标距离连续速度模式曲线 , 监控列车运行 。
(基于准移动闭塞的速度一目标距离曲线模式 , 作者自绘) 如图所示 , CTCCS3系统下 , 在后方运行的动车组列车以禁止信号或前方动车组的尾部为目标点 , 系统计算出一个重要参数——后车距离前车目标点距离 , 同时考虑前车的运行速度、线路条件(坡度、曲线半径等)、动车组性能参数 , 计算出后车的允许速度曲线 。 值得指出的是 , 为了安全性考虑 , 在动车组列车实际运行中 , 实际速度曲线位于允许速度曲线下方 , 最大限度地保证了高速动车组列车行车安全 。 (四)“按流开车”定期调整 , 设计列车开行方案大有讲究 以上三部分对高铁线路、动车组列车、列车运行控制系统进行了介绍 , 接下来让我们来到线路运营的阶段 , 也就是要解决“车如何开”的问题 , 这就涉及到编制京沪高速铁路列车的开行方案 。 什么是列车开行方案?列车开行方案就是确定列车开行的起点站、终点站、经停站以及不同形式列车的开行对数 , 开行方案的设计要遵循“按流开车”的原则 , 即根据实际沿途车站的客流需求设计最合适的开行方案 , 并根据实际客流的变化对列车开行方案定期进行调整 。 对开行方案进行优化 , 可有效提升客座率、列车开行质量 。
(列车停站模式形式示意图 , 作者自绘) (注:模式1、模式4在京沪高速铁路运营中未实现 , 此处为保证模式全面 , 故列出) 从定性的角度来说 , 显然应该让客流量比较大的站多停几趟列车 , 让客流量比较小的站少停几趟列车 , 但实际的动车组运营计划是十分精确的 , 定性分析远远不够 , 必须给出上行、下行方向的列车具体开行数 。 一般来说 , 列车从北京出发前往其它站为下行方向 , 列车从其它站开向北京为上行方向 , 沿途的停站模式又可分为一站直达、大站停、择站停、站站停等模式 。 在一条线路的实际运营中 , 可能采取上述4种模式中的数种 。 在确定开行方案时 , 不仅要考虑旅客乘车的方便程度 , 也要考虑铁路运输部门的运营成本等因素 , 要在旅客和铁路部门的成本之间取得一个平衡 , 确定出较为合适的列车开行方案 。 (五)出行高峰期一票难求 , 京沪高铁运力能否进一步提升? 当京沪高速铁路列车开行方案确定下来后 , 接下来将形成京沪高速铁路列车运行图 。 什么是列车运行图?列车运行图规定了列车在铁路区间运行及在车站到发、通过的时刻 , 是组织列车运行的一个重要技术文件 。 列车运行图如下图所示:中国的列车运行图以横轴表示时间 , 以纵轴表示距离 , 水平线表示各车站的中心线 , 水平线之间的间隔表示车站之间的距离 , 运行图上的斜直线直观地展示了列车在不同时刻的位置 , 称为列车运行线 , 运行图上所标的数字表示列车在沿途车站的停车、发车或通过时分 。
(列车运行图示意图) (注:之所以出现运行线交叉 , 是因为上行、下行两个方向的列车行车计划均放在一张图中) 观察列车运行图可以看出 , 衡量京沪高速铁路运输能力的指标主要是列车开行数量 , 而列车开行数量主要由最小列车追踪间隔、列车开行速度决定 , 京沪高速铁路设计目标时速为350km/小时 , 设计区间最小列车追踪间隔3分钟 。 值得指出的是 , 铺画京沪列车运行图时 , 不可能将一天24h均利用上 , 这是因为高速铁路存在“天窗期” , 为施工和维修作业预留时间 。 为了保证高铁动车组行车安全 , 天窗一般是在午夜至凌晨 , 在列车停运的几小时内 , 铁路工人进行施工或对线路、供电、通信设备等进行检查、维修 。 近年来 , 客流量的不断增长使京沪高速铁路接近饱和运行 , 沿途各站经常“一票难求” , 在此背景下 , 京沪高铁面临对列车运行图、行车调度指挥等进行优化 , 进一步提升运输能力的情况 结语 作为京沪经济走廊的重要组成部分 , 京沪高铁极大地带动了沿线城市经济的发展 , 以京沪高速铁路为代表 , 中国高铁在工程建设、装备制造、运营调度等方面总体技术水平已进入世界先进行列 , 成为中国的一张闪亮名片 。 作为世界上认知度最高的标签 , 中国制造(Made in China)正寻求战略升级 。 「了不起的中国制造」专栏 , 力邀行业权威、资深玩家 , 呈现他们眼中的中国创新之路 。 官方图书《了不起的中国制造》现已上市 , 本书集结了专栏的优秀文章和经典案例 , 欢迎关注!
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