高速铁路信号系统集成关键技术
高速铁路CTCS-3级列控系统集成工程技术优化的研究
案和技 术优化措 施 ，对 后 续 高速 铁路 Ｃ Ｃ －３ Ｔ Ｓ 级列控 系统 集成 工程 具有 重要 借 鉴意 义。 关 键 词 ： 高速 铁路 ；Ｃ Ｃ －３ 列控 系统 ； 系统 集成 工程 ；技 术优 化 ＴＳ 级
跨线运营时，始终保持顺畅运行 ，要求切换控车模
式时不停车 ，确保旅行舒适度 。 上述高速铁路建设难度和运营需求复杂度以及 人性化 的要 求，直接造成 Ｃ 列 控系统集成工程 实 ３
施 的高 难度 。
ｌ
满足 了高速铁路 的建设和运营要求，为后续高速铁 路 Ｃ 列控 系统 集成工程奠定 了扎实的基础 ，但考 ３
Ｄ ： ０３ ６ ／ｉ ｎ１ ７ —４ ０ ０ ０ ． １ ｏＩ １ ． ９ ．ｓ ． ３４ ４ ． １ ． ０ ９ ｊｓ ６ ２ １３ ０
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
１ 概述
近年来 ，我 国建设了多条高速铁路 ，并纳入全 国铁路网运营 ，武广 、沪宁、沪杭 、京沪等高速铁 路列车运行控制系统采用 Ｃ Ｃ － 级列车运行控制 Ｔ Ｓ３ 系统 （ 以下简称 “ ３ Ｃ 列控系统” 。 ） Ｃ 列控系统是中国列车控制系统 （ Ｔｃ ）的 ３ ｃ ｓ 重要组成部分 ，是我 国高速铁 路重要的技术装备 ， 与高速动车组、工务工程 并列为我国高速铁路 ３ 大
Ｃ 列控系统是确保 高速列 车运行安全 、稳定 ３ 可靠和高效的关键系统 ，它是基于 Ｇ Ｍ— Ｓ Ｒ铁路专 用无线通信网络实现列车和地面之间连续、双向和
大容 量 信 息 传 输 的列 控 系统 ，它 采用 先 进 的 控 制技
高速铁路系统集成简介
高速铁路系统集成简介作者：张辉张心刚来源：《无线互联科技》2013年第12期摘要：本文介绍了高速铁路系统建设目标和系统构成，主要包括工务工程系统、牵引供电系统、列车运行控制系统、高速列车系统、运营调度系统、客运服务系统六个部分，使大家对其有个简单认识。
关键词：高速铁路；系统集成高速铁路是信息技术、自动控制技术和新材料、新工艺等多种技术门类、多专业综合的高新技术集成，代表了当今世界铁路技术的最高成就。
发达国家的实践表明，由基础设施、动车组、通信信号、牵引供电、运营调度、旅客服务六个主要子系统购成的高速铁路，具有很强的系统性，各子系统之间既自成体系，又相互关联、相互影响。
特别是动车组、通信信号和运营调度系统，三者之间既有大量硬件接口，又有很多软件联系，对整体性和系统性的要求非常高。
在高速铁路建设中，必须尊重科学，尊重客观规律，认真吸取国外高速铁路建设的经验和教训，高度重视系统集成工作，确保各子系统相互匹配，相互兼容，整体优化，协调运转。
1 系统建设目标高速铁路系统集成的目标是要集中人力资源、管理资源、设计资源、施工资源及装备制造资源，实现高速铁路系统在技术上的优化配置，达到一流工程质量、一流装备水平、一流运营管理的目标。
2 系统构成高速铁路系统可以划分为工务工程系统、牵引供电系统、列车运行控制系统、高速列车系统、运营调度系统、客运服务系统六个部分，如图所示。
2.1 工务工程系统工务工程系统是一个庞大的系统，涉及路基、桥涵、隧道和轨道等专业工程，还涉及路基与桥梁的过渡，路基与隧道的过渡、桥梁与隧道的过渡，以及路基和桥隧等线下基础与轨道结构的衔接等。
与普速铁路相比采用了很多新技术和新工艺，其设计和施工控制标准高。
为了达到高速铁路线路的运营要求，高速铁路工务工程系统既要为高速运行的机车车辆提供高平顺性与高稳定性的轨面条件，又要保证线路各个组成部分具有一定的坚固性与耐久性，时期在运营条件下保持良好的状态。
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。
高速铁路四电系统集成通信信号工程重点工程施工方法
高速铁路四电系统集成通信信号工程重点工程施工方法1.1 通信系统重点难点工程的施工方法及措施根据本工程的情况，在通信工程中，光缆接续质量的好坏，直接影响传输信号的质量，列为重点难点工程。
光缆接续施工在光传输系统中是至关重要的环节，选用先进的熔接机、光时域反射仪(OTDR)双向监测接续。
杜绝在雨天、大雾天及仪器仪表临界环境进行接续作业，接续时做好防尘工作，避免因灰尘、沙粒影响接续施工及接续的质量。
依据光缆接头盒安装说明书及技术交底书安装骨架(收容盘)。
为防止感应电压的累积，光缆的铠装层、金属护套和加强芯在接头处断开并且不接地。
调整好工作台固定支架上光缆的距离，使两侧光缆基本平直对应。
将光纤熔接机及接续专用工具，擦洗干净放置在操作台上。
光纤接续采用熔接法，先按顺序在每根光纤上用编码纸编上号，再在一侧光纤穿入光纤热熔加强芯。
光纤接续完毕后对接头点进行检查，出现接头点有焊纹、接点成球状、接头变细、变粗、轴向偏差、气泡等现象必须重新接续。
光缆接续施工测试，采用“终端光纤环接，测试点随接续点移动的双向监测法”，用光时域反射仪(OTDR)实时监视接续质量。
具体施工方法如下：在测试端将光时域反射仪(OTDR)通过尾纤用V型槽或耦合管连接被测光纤，将被测光纤A通过尾纤接入OTDR的光发送输出端。
根据被测光缆接续处距OTDR的距离，在OTDR上设置好起始位置、测试距离、折射率等参数，启动发送光脉冲。
OTDR的荧光屏上即可显示出被测光纤的背向散射曲线，然后把被测接头处的曲线移至荧光屏的中间，通过放大曲线，在接续处左右两边各设置两个标记，使该两标记逼近背向散射曲线，将中心标记设在接续点下降沿的起始位置，此时OTDR即可计算出接头点的接续损耗值。
将环回的光纤B接至OTDR,用同样的方法测出光纤接续处的接续损耗。
光纤测试合格后，立即用热熔加强芯加强保护，确保收缩均匀，无气泡。
每接完一根光纤，把余长盘留在收容盘内，光纤接头（加强管）放在收容盘两侧固定槽内。
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
高速铁路信号系统介绍
引导模式 (CO)
（1）完全监控模式（FS）
C3 系统的正常工作模式。 当车载设备具备列控所需的全部基本数据（包括列车数据、 行车许可和线路数据等）时，列控车载设备生成目标距离连续 速度控制模式曲线，监控列车安全运行；并通过人机界面显示 列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离等信息。
目标距离连续速度 控制模式曲线
车站列控中心
限制速度 限速范围
ATP
ZPW2000轨道电路
可变应答器
可变应答器
CTCS-2区段和CTCS-0区段的切换
CTCS-2区域 CTCS车载控车
正 向 预 告 点
切 换 执 行 点
反 向 预 告 点
CTCS-0区域 LKJ控车
ZPW-2000轨道电路
应答器
应答器 ZPW-2000轨道电路
CTCS-2区段追踪运行模拟
列控中心 车站联锁 CTC/TDCS 车站分机
运行图
调度中心 CTC
轨道电路编码
应答器报文 控 制
轨道电路
应答器
道岔
信号机
速度曲线
101011101
车载系统
列车模拟运行
二 、CTCS-0级列控系统
CTCS-0级是既有线现状，地面为自动闭塞或半自动闭塞，车载 设备由列车运行监控记录装置LKJ和通用式机车信号组成。
目标停车点
时 速 (km/h)
速度限制曲线
四 、CTCS-3D级列控系统
1. 技术方案选择的原因背景
根据京津城际工期紧、GSM-R清频困难、采用GSM-R进行车地连续信息传输 存在较大风险的实际情况，采用以下技术原则构建了CTCS-3D系统方案：
原则一：在CTCS-2级的基础上 原则二：以基于应答器的ETCS-1级点式系统为原型 原则三：创造性的补充了轨道电路连续信息 原则四：集成ETCS和CTCS应答器信息
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
浅谈铁路通信信号系统联调联试关键技术
浅谈铁路通信信号系统联调联试关键技术随着我国高速铁路建设的不断推进和铁路通信信号系统技术的不断发展,铁路通信信号系统联调联试工作变得越来越重要,也越来越复杂。
铁路通信信号系统联调联试是指在铁路通信信号系统的安装和调试过程中,为了确保设备和系统的可靠运行,进行各种测试、调整和验证的过程。
需要通过联调联试对设备、系统进行质量控制和调试,以确保信号系统能够正常地工作,保证列车运行的安全和稳定性。
铁路通信信号系统联调联试的关键技术包括以下几个方面。
一、仿真技术仿真技术是一种通过对实际系统进行模拟来进行测试和验证的技术手段。
通过建立信号转发设备和信号处理设备的仿真模型,并对信号处理设备进行模拟测试,可以在实际设备未安装的情况下预先识别问题,避免因实际系统出现问题而带来的安全风险和经济损失。
二、测试设备测试设备是铁路通信信号系统联调联试的重要工具。
测试设备可以对通信信号系统的各个部件进行测试,并进行常规的可靠性和性能测试,包括静态测试、动态测试、质量测试和稳定性测试等。
测试结果可以为通信信号系统的调整、优化以及其他相关工作提供基础数据,确保通信信号系统满足安全、可靠和性能要求。
三、集成测试集成测试是指在各个信号转发设备的调试阶段,将所有的设备集成到一起进行测试,测试各个部件之间的相互关联和联接情况,测试各个部件的功能和性能是否符合要求。
集成测试应该充分考虑实际情况,模拟各种工作状态,以确保通信信号系统在各种复杂环境和情境下能够正常工作。
四、预设运行模拟预设运行模拟是把铁路客流情况、列车运行速度等因素纳入模拟系统中,对信号设备进行预设的联调测试,通过模拟运营的情况进行测试。
这样做可以有效地模拟实际情况,使得系统在运行前就能发现和解决问题,保证系统的可靠性、稳定性和安全性。
五、联合验证联合验证是指在正式通信信号系统投入使用前,通过与列车安全管理系统一起进行实际的测试和验证,验证该信号系统是否达到预期效果和要求。
高速铁路信号系统的集成化设计与优化
高速铁路信号系统的集成化设计与优化随着交通技术的不断发展，高速铁路在现代化交通网络中发挥着至关重要的作用。
高速铁路的快速、高效和安全性能要求对其信号系统的设计和优化提出了更高的要求。
本文将讨论高速铁路信号系统的集成化设计和优化，从而提升铁路的运行效率和安全性。
一、高速铁路信号系统的集成化设计高速铁路信号系统的集成化设计是为了实现各个子系统之间的无缝衔接，提高系统的可靠性和运行效率。
集成化设计需要考虑以下几个方面：1. 轨道电路系统：轨道电路系统可以通过检测轨道上的电信号来判断列车的位置和速度。
集成化设计需要考虑轨道电路系统的布置和维护，确保准确地检测列车的位置和速度信息。
2. 信号机系统：信号机系统负责向列车驾驶员提供行车指示信号，指示列车的行驶速度和安全距离。
集成化设计需要考虑信号机系统的布置和控制，确保准确地提供行车指示信号。
3. 通信系统：通信系统在高速铁路信号系统中起着重要的作用，可以保证不同子系统之间的信息传递和交互。
集成化设计需要考虑通信系统的可靠性和安全性，确保各个子系统之间的信息传递畅通无阻。
4. 控制系统：控制系统是整个高速铁路信号系统的核心，负责对各个子系统进行协调和控制。
集成化设计需要考虑控制系统的智能化和自动化程度，以提高铁路的运行效率和安全性。
二、高速铁路信号系统的优化高速铁路信号系统的优化是为了提升铁路的运行效率和安全性，减少人为错误和故障发生的可能性。
优化工作可从以下几个方面入手：1. 优化信号灯设计：通过优化信号灯的布置和显示方式，可以准确地传达行车指示信息给列车驾驶员，降低人为错误的发生概率。
2. 优化信号机设置：根据高速铁路的运行速度和列车数量，合理设置信号机，确保列车在行驶过程中能够按时获得行车指示信号，减少行车延误的可能性。
3. 优化轨道电路系统：通过优化轨道电路的布置和维护，可以提高信号检测的准确性，降低误判出现的概率。
4. 优化通信系统：采用高效可靠的通信技术，确保不同子系统之间的信息传递畅通无阻，减少信息传递延时和丢失的发生。
武广高速铁路通信信号系统集成及工程实施亮点
ｔｅ ｉｈｉｈｓｎｔｅ ｒｊｃ ｉ ｌｍｅ ｔｔ ｎｐｏ ｅｓ ｒｍ ｅ ｅｓ ｅｔ ｅｏ ｅｓｎ ｌｎ ｏｖ ｍｅ ｔ． ｈ ｇ ｌ ｔ ｉ ｈ ｏｅ ｔｍｐｅ ｎａｉ ｒｃ ｓ ｏ ｔ ｒｐ ｃｉ ｆ ｒｏ ａ ｉｖ ｌｅ ｎｓ ｈ ｇ ｐ ｏ ｆ ｈｐ ｖ ｐ
技术手册》通信 【】 北京 ：中国铁道 出版社 ，Ｉ９ ． Ｍ， ４ ９
［ Ｔ Ｉ５—１８ ４ Ｂ６０ ５电 气化 １０ ４０ Ｈ 铁路 列车 无线 电通 信 ］ ９ ／ ５ ５ Ｍｚ
最 小接 收 电平 值 及 其 测 量 方 法 【 ． ｓ 】
些 区间为 丘 陵地 形 ，地 势 平坦 的 区 间也有 不 少 深挖 的路 堑 和 弯道 ，其 中一 区段 内有 １１ 的隧 道 。 ．３ｋｍ
ctcs3级列控系统由地综合视频监控系统采用网络化数字化视频监面和车载设备构成关键技术和装备包括无线闭塞中控技术和ip传输方式构建为铁路各业务部门和信心列控车载设备应答器临时限速服务器以及息系统提供所需的视频信息实现对车站重点区域既有信号系统地面列控中心tcc自动闭塞联公跨铁立交桥通信机房信号机房牵引供电机房锁ctc等设备面向ctcs一3级应用的适配技术
设计 方 案 ： 站更换 无线列 调通 信系 统 ４ ０ＭＨｚ频 车 ５
段 Ｂ１ 式 电 台， 区 间弱 场 强 区 域 采 用光 纤 直 放 站 制 进 行 补 强 ，隧道 内采用 光 纤直 放 站 加 泄漏 电缆进行 补 强 ； 线 设置 了 １ 光 纤直 放 站 ，安 装 ３ 铁 全 ８处 ０ｍ 塔 ，天 线采 用高 增 益 的双 定 向天 线 ，在 比较 大 的 区 间设 置 了 ３处直 放站 进行 覆盖 。
在 武汉 和广 州 两地 分 别 设置 调度 指 挥 中心 和 核 心 网机 房 ，调度 指 挥 管辖 范 围 以广 州南 站进 站 信 号
高速列车关键技术
（2）高速列车通过隧道时列车的表面压力。 列车在隧道中运行时，引起隧道内空气压力 急剧波动，因此列车表面上各处的压力也呈 快速、大幅度变动状况，完全不同于在明线
上的表面压力分布。
列车车体 外形的优
化设计
（3）列车风。当列车高速行驶时，在 线路附近产生空气运动，这就是列车风。
1.2 高速列车车体技术
1.2 高速列车车体技术
1.列车车体外形的优化设计
随着列车运行速度的提高，列车与周围空气的动力作用明显加剧。对列车车体的外形 进行优化设计可以有效地减小运行空气阻力、列车交会压力波和解决高速列车运行稳定 性问题。列车在运行过程中遇到的空气动力学问题主要包括以下几种：
（1）高速列车会车时列车的表面压 力。当两列车会车时，将在静止列车 和两列相对运行列车会车一侧的侧墙
（4）空调环控设备设置压力 控制。
（3）为保障列车两侧侧门、车端的内端门本身及其与 车体连接的密封性能和两车间内风挡连接的密封性能。
1.2 高速列车车体技术
4.高速列车降噪技术
高速列车 降噪技术
按噪声来源可以将车内噪声简单地划分为轮轨噪声、设备噪声、气动噪声和受流噪声4个方面。 为了降低车内噪声，一方面要削弱噪声源发出的噪声的强度，另一方面要提高车体的隔声性能。 具体来说，可以从车体、内装、设备安装、门窗、研发及选用新材料等方面采取降噪措施。
1.2 高速列车车体技术
3.高速列车车体的密封技术
当前世界各国在高速列车上采用的密封技术主要有以下几种：
（1）车体结构采用连续焊 缝以消除焊接气隙；对不 能施焊的部位，必须用密 封胶密封。
（2）采用固定式车窗时，车 窗的组装工艺要保证密封的 可靠性和耐久性。
高速列车 车体的密 封技术
高速铁路信号集中监测系统在故障处理中的应用
高速铁路信号集中监测系统在故障处理中的应用高速铁路是现代交通运输中的重要组成部分，其安全性和运行效率直接关系到广大乘客的出行安全和舒适度。
高速铁路信号系统是保障高铁安全运行的重要组成部分，同时也是高铁行车控制的关键技术之一。
随着高速铁路的快速发展，信号系统的自动化、智能化程度也在不断提高，信号集中监测系统作为信号系统的重要组成部分，在故障处理中发挥着重要作用。
高速铁路信号集中监测系统是通过信号传感器、数据采集设备、信号控制器等装置，对高速铁路信号系统进行实时监测和管理的系统。
其作用主要有以下几个方面：1、故障检测：信号集中监测系统可以实时监测信号设备的运行状态，及时发现信号设备的故障情况，包括信号机、轨道电路、信号继电器等设备的故障，确保信号系统的正常运行。
2、故障报警：一旦系统监测到信号设备出现故障，将会通过相关的报警信号通知相关人员，并记录故障信息，为故障处理提供重要的参考依据。
3、故障定位：信号集中监测系统可以通过监测和分析信号设备的运行数据，对故障进行定位，明确故障出现的位置和范围，为故障处理提供重要的依据。
4、故障预防：通过对信号设备运行状态进行长期的数据分析，发现信号设备运行的异常情况，并及时进行维修和更换，从而预防信号设备的故障发生。
高速铁路信号集中监测系统作为现代高速铁路信号系统的重要组成部分，对于保障高速铁路的安全运行和提高运行效率具有非常重要的意义。
3、故障修复：一旦确定了故障的原因和性质，需要对故障进行及时有效的修复。
信号集中监测系统可以提供详细的故障信息和信号设备的运行状态，为故障处理人员提供必要的信息支持，从而帮助快速有效地修复故障。
4、故障分析：故障处理完成后，需要对故障进行详细的分析，总结故障的原因和故障处理的经验教训，为进一步提高信号系统的运行稳定性和可靠性提供重要的参考依据。
信号集中监测系统可以提供详细的故障数据和故障处理过程，为故障分析提供重要的数据支持。
三、高速铁路信号集中监测系统的发展趋势随着高速铁路技术的不断发展，高速铁路信号系统也在不断完善和提高，信号集中监测系统也在不断演进和改进。
铁路5G关键技术分析和发展路线
铁路5G关键技术分析和发展路线王同军（中国国家铁路集团有限公司，北京100844）摘要：构建铁路5G智能联接，是实现智能铁路各要素全面感知、泛在互联、融合处理的关键和基础，是铁路高质量发展的迫切需要。
在智能建造、智能装备和智能运营等领域的移动通信应用需求日益增长，5G集成了多种先进的通信信息技术，具有多元化、宽带化、泛在化等特点，适合铁路多场景应用需要。
在铁路5G发展过程中，无线频率、技术成熟度、产业周期、技术经济性、网络安全等是重点考虑的关键性因素，需要通过技术和管理创新化解制约条件。
发展铁路5G专网时，应秉持新发展理念，坚持创新驱动、协调有序、开放融合、合作共享的原则，强化顶层设计，统筹规划、分步实施。
关键词：智能铁路；移动通信；铁路5G；发展路线中图分类号：U285文献标识码：A文章编号：1001-683X（2020）11-0001-09 DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2020.11.0010引言2020年3月，党中央提出关于加快5G网络等新型基础设施建设的决策部署，各行各业加速向数字化和智能化转型。
据统计，2019年我国数字经济增加值35.8万亿元，对GDP增长贡献率为67.7%［1］。
铁路作为最大的传统基础设施行业，是国民经济大动脉、重大民生工程和综合交通运输体系骨干，是国家基础性、服务性和支柱型重要产业。
如何将铁路发展与数字新基建融合，既是新时代提出的要求，也是铁路自身提升效率效益、保持高质量发展的迫切需要。
发展智能铁路，在现有物理铁路网基础上，综合应用云、物、大、智、移、定位等多种新型技术，是实现铁路从传统基建向新基建转型升级的必然选择。
智能高铁不是先进智能技术与控制技术在高铁各专业独立应用的简单叠加，而是通过不同业务领域、面向高铁生命周期不同阶段信息系统的集成融合［2］，物理高铁与数字技术协同融合，共同构建智能高铁。
智能高铁概括为“一核三翼”［3］，实现“智能高铁大脑平台”这一核心与智能建造、智能装备、智能运营3个“翅膀”以及铁路现场各子系统之间的智能联接，是实现高铁移动装备、固定基础设施及内外部环境信息的全面感知、泛在互联、融合处理［3］的关键和基础。
高速铁路信号系统模块化改造方案
高速铁路信号系统模块化改造方案一、高速铁路信号系统概述高速铁路信号系统是确保列车安全、高效运行的关键技术之一。
随着科技的发展和铁路运输需求的不断增长，传统的信号系统逐渐暴露出一些局限性，如可扩展性差、维护成本高、技术更新缓慢等问题。
因此，对高速铁路信号系统进行模块化改造，以提高其灵活性、可靠性和经济性，已成为铁路行业的重要课题。
1.1 高速铁路信号系统的核心功能高速铁路信号系统的核心功能主要包括以下几个方面：- 列车运行控制：通过信号系统控制列车的启动、运行和停车，确保列车按照预定的轨道和速度运行。
- 列车追踪间隔：通过信号系统实现列车之间的安全追踪间隔，避免列车间的碰撞。
- 故障检测与诊断：信号系统能够实时检测列车和轨道的异常情况，并进行故障诊断，确保列车安全运行。
- 信息传输与处理：信号系统需要高效地处理和传输列车运行数据、轨道状态信息等，为列车运行提供决策支持。
1.2 高速铁路信号系统的技术特点高速铁路信号系统具有以下技术特点：- 高度自动化：信号系统能够自动控制列车的运行，减少人为干预。
- 高可靠性：信号系统需要具备高可靠性，以确保列车运行的安全性。
- 高实时性：信号系统需要快速响应列车和轨道的状态变化，实现实时控制。
- 高兼容性：信号系统需要能够与不同的列车控制系统和轨道设施兼容。
二、高速铁路信号系统的模块化改造模块化改造是指将传统的一体化信号系统拆分为多个的模块，每个模块负责特定的功能，通过标准化的接口实现模块间的互联互通。
这种改造方式可以带来以下优势：2.1 提高系统的可扩展性模块化设计使得信号系统可以根据实际需求灵活扩展，新增或替换模块而不影响整个系统的运行。
2.2 降低维护成本模块化设计简化了系统的维护工作，便于快速定位和修复故障模块，降低维护成本。
2.3 加速技术更新模块化设计允许快速集成新技术，加速信号系统的技术更新和升级。
2.4 模块化改造的关键技术模块化改造的关键技术包括：- 模块化设计：将信号系统拆分为多个功能模块，每个模块具有明确的功能和接口。
我国铁路机车车辆现代化的关键技术
我国铁路机车车辆现代化的关键技术前言高速铁路正在全世界如火如萘地发展，2002年底统计世界新建高速铁路已达5435km，2004年4月1日韩国首条高速铁路开通，速度达300km/h，2005年中国台湾省首条高速铁路也将开通，到2007年全世界新建高速铁路还要增加3267km。
高速列车是高速铁路的技术核心，是机车车辆现代化的具体载体。
如果说高速铁路是现代高新技术的综合集成，则高速列车是机械、电子、材料、计算机、控制等现代技术综合集成的集中体现。
根据国务院批准执行的“中长期铁路网规划”要求，2020年前我国将修建四纵四横客运专线及三个城际快速客运系统共计达12000km以上，为此研究开发并攻克高速列车的关键技术，推进我国机车车辆现代化已成为当前摆在铁路科技工作者面前的紧迫任务。
高速列车如按列车动力轮对分布和驱动设备的设置来分类，可分为动力集中型和动力分散型，如按列车的转向架布置、车辆联结方式来分类，可分为独立转向架式和铰接转向架式，各种类型的高速列车各有其优、缺点，但总体上均取得成功。
随着高速列车速度提高到300km/h以上，动力集中与动力分散两种类型正在相互靠拢，界线逐渐模糊，动力分散式相对集中，动力集中式将动轴扩展，粘着利用更加充分而性能价格比提高，正向着综合型式发展。
各型高速列车不论具体结构及设备如何，其关键技术是一致的，可以列出如下十大技术领域：一、交流传动技术1. 高速列车牵引传动装置的特殊要求高速列车在高速下运行，其基本阻力大大增加，尤其是空气阻力与速度成二次函数关系，其功率与速度成三次函数关系，因此，必须具备大功率的牵引动力。
高速列车牵引传动装置的特殊要求是：◆大的额定输出功率。
◆牵引电机重量轻，易维修，耐恶劣环境条件。
◆速度控制方便。
◆电机的转矩—速度特性较陡，可抑制空转，提高高速下粘着利用。
◆电机无换向，不会引起电气、机械损耗，无环火故障。
2. 交—直—交变换系统交—直交变换系统是将单相交流电通过整流转变为直流电，又通过逆变器将直流电转变为可改变频率与电压的三相交流电，供交流牵引电机牵引所用，高速列车的交流传动系统与一般工业领域的变流装置相比，有其技术上的特点：◆调速范围宽，可从0速度一直到最高速度300km/h以上，而且调频连续无冲击。
列车运行控制系统的关键技术
列车运行控制系统的关键技术（1）列车运行控制系统的技术规范。
高速铁路信号与控制系统是一个集计算机技术、控制技术和通信技术为一体的，能够实现通信信号一体化、车站区间一体化、车上地面一体化的综合系统。
为满足不同的运输需求，应建立对应的列车运行控制系统技术规范。
①系统功能需求规范（functional requirement specification，FRS）。
系统功能需求规范主要描述了列车运行控制系统应该具有的功能，包括联锁设备、TCC、轨道电路及点式信息设备的基本功能，车载设备的功能，防护功能，记录功能，列车的操作过程等。
②系统需求规范（system requirement specifications，SRS）。
系统需求规范主要描述了列车运行控制系统及各子系统的构成、工作原理及主要技术要求。
③接口规范（functional interface specification，FIS/for further study，FFS）。
接口规范主要定义了系统中各个子系统的软硬件标准，以便实现系统设备的集成和互操作性。
（2）地-车列控数据的传输方法。
地车信息传输通道是列车运行控制系统的重要组成部分。
列控的车载设备完全靠从地面控制中心接收到的行车控制命令进行行车，实时监督列车的实际速度和地面允许的速度指令，当列车速度超过地面行车限速时，车载设备将实施制动，保证列车的运行安全。
地-车信息传输方式分为连续式传递信息方式和点式传递信息方式。
连续式传递信息方式能连续不断地将地面信息及时地向车上传递，实时性好，有利于保证行车安全和提高行车效率。
点式传递信息方式通过感应点将地面信息传到车上，当地面信息发生变化时，列车只有在经过感应点时才能得到信息，实时性差。
（3）列车测速和定位。
列车测速和定位是列车运行控制与列车追踪运行的关键技术。
测速和定位的精度从根本上制约着列车运行控制系统的控制精度。
ATP系统将实测列车速度与计算允许速度相比较，实现对列车的超速防护。
高速列车系统集成国家工程实验室的关键研究领域
高速列车系统集成国家工程实验室的关键研究领域熊伟【摘要】通过高速列车系统集成国家工程实验室关键领域的研究,将有利于整合铁路机车车辆现有资源,为这一行业的"产学研"有效互动搭建平台,从产业技术源头上强化技术创新体系布局,以提高高速列车的持续创新能力;同时也有利于完善我国的技术创新体系,为我国高速列车产品的试验验证提供了基础保证;还将有利于本行业在磁浮列车、城市轨道客车等技术领域的自主创新,促进轨道交通技术领域的全面发展,以满足国民经济发展和人民群众日益增长的物质需求;并可为研制重大技术装备,保障重点工程的顺利实施创造必要条件,为掌握高新技术、加速新兴产业的形成和发展建立有效手段,为聚集、培养创新能力突出的高层次人才营造良好的环境.【期刊名称】《城市轨道交通研究》【年(卷),期】2010(013)002【总页数】4页(P73-76)【关键词】高速列车;系统集成;工程实验室;关键领域【作者】熊伟【作者单位】长春轨道客车股份有限公司,130062,长春【正文语种】中文【中图分类】U292.91+41 高速列车发展趋势的预测1.1 高速列车的运行速度不断提高据统计,从1890年到1990年的100年间,全世界铁路共创造了17次行车速度纪录。
目前,高速列车的运行速度在不断提高。
1964年10月日本建成了世界上第一条高速铁路,最高运行速度达到210 km/h。
此后,列车试验速度不断提高,到1990年5月法国阿尔斯通公司将试验速度提高到515.3 km/h,2007年法国阿尔斯通公司将最高试验速度提高到574 km/h。
目前,新建高速铁路的高速列车运行速度可以达到300～350 km/h,而既有线的高速列车运行速度可以达到200～250 km/h。
1.2 对高速列车可靠性、可用性、维修性和安全性的要求不断提高随着铁路运输的快速发展和市场竞争的日益加剧,对高速列车可靠性、可用性、维修性和安全性(RAMS)的要求不断提高。
高速铁路与城市轨道交通信号系统的比较
高速铁路与城市轨道交通信号系统的比较高速铁路和城市轨道交通都是现代化交通系统的重要组成部分，它们在运输效率和安全性方面都有着重要的作用。
在这两种交通系统中，信号系统起着至关重要的作用，它们能够保障列车的运行安全和运输效率。
本文将对高速铁路和城市轨道交通信号系统进行比较，以便更好地了解它们的特点和作用。
我们来看一下高速铁路的信号系统。
高速铁路是指设计时速在250公里/小时以上的铁路系统，它们一般采用电气化、自动化和高度集成化的技术，以实现列车的高速运行和高效运输。
在高速铁路上，信号系统采用了先进的通信、控制和监控技术，以确保列车的安全驶入和停车。
高速铁路的信号系统会采用无线通信技术、车载控制系统和线路侧信号设备，以确保列车按照规定的方式行驶和停车，避免相撞和其他事故的发生。
高速铁路的信号系统还支持列车的自动驾驶和调度功能，以提高列车的运行效率和运输能力。
与高速铁路相比，城市轨道交通的信号系统也有其自身的特点。
城市轨道交通主要指城市内部的地铁、轻轨和有轨电车等交通系统，它们一般具有较高的运行密度和服务频次。
在城市轨道交通中，信号系统也扮演着非常重要的角色，它们需要确保列车在复杂的城市环境中安全、快速地行驶。
城市轨道交通的信号系统通常采用有线通信技术、区域控制系统和线路侧信号设备，以确保列车在各种交通情况下能够保持安全距离和准确运行。
城市轨道交通的信号系统还支持列车的自动化驾驶和运行调度功能，以提高列车的运行效率和客运能力。
高速铁路和城市轨道交通的信号系统在技术和应用方面都有其独特的特点和优势，它们都在不断地进行创新和改进，以适应不断变化的运输需求和技术进步。
未来，随着智能化、自动化和互联网技术的不断发展，高速铁路和城市轨道交通的信号系统也将迎来更大的机遇和挑战，我们期待它们能够更好地满足人们的出行需求和提高城市交通的运输质量。
高速铁路主要技术
高速铁路概论1.引言武广客运专线是目前国内运营里程最长、运营速度最高、地质环境最复杂、管理模式最新的高速铁路线。
高速铁路项目的投产，极大地改善运需矛盾，提升铁路形象，对社会经济发展产生广泛而深远的影响。
高速铁路与普速铁路最显著的区别是科技含量高、管理标准高。
我们必须掌握高速铁路技术体系，了解关键技术，提高技术管理和运营管理的能力，为高速铁路的管理探索规律、积累经验。
2.通信系统GSM-R高速铁路通信系统采用成熟的2G 通信技术，GSM—R，全称是铁路无线通信系统。
它在GSM 蜂窝系统上增加了调度通信功能，使其适合高速运行环境，能满足高速铁路专用调度通信的要求。
该通信系统以传输、接入、电话交换、数据网、GSM—R 专用移动通信等设备为基础，建立调度、会议电视、救援指挥、动力环境监控和同步时钟分配等通信系统，将有线和无线通信有机结合，实现话音、数据、图像、列控的多种功能。
它担负着铁路列车指挥和控制系统、紧急救灾抢险等通信功能。
3.信号系统CTCS-3高速铁路信号系统由CTCS—3 级列车运行控制子系统、车站联锁KSB 子系统、调度集中CTC 子系统及集中监测子系统等构成。
与传统的信号系统相比，它利用GSM—R 无线网络来实现车—地连续、双向、大容量的信息传输；利用无线闭塞中心(RBC)接收列车位置、速度、进路状况、轨道区段占用情况等信息，结合线路参数、临时限速等信息，最终生成列车行车许可；通过临时限速服务器(TSRS)来实现列车运行中的临时限速管理；通过车载设备生成的连续速度控制曲线来监控列车的运行速度；由地面的应答器来完成列车的定位，在TCTS-3 系统的控制下，能实现列车安全、高速地运行。
4.电力、电气化系统电力系统是确保速铁路调度指挥、信号、通信、旅客服务系统等重要负荷安全、可靠、不间断运行的基础设施。
与行车相关的一级负荷或重要负荷至少能从供电网络接取两回10kV 独立电源，一级负荷中特别重要的负荷，除设两路电源外，还设置应急电源。
高铁概论18 高铁铁路动车组设备及九大关键技术)
6）钩缓装置
为了减少高速运行时的纵向冲击，高速动车组的车钩一般 采用自由间隙很小的密接式车钩。通常车端采用了密接式 自动车钩，并设有弹簧缓冲器及球形橡胶轴承，以减少车 辆运行中产生的纵向冲击力。中间车既可以采用与端部同 样的密接式车钩，也可以采用半永久车钩连接。
7）受流装置
采用电力牵引的高速列车必须通过弓网受流系统不间断地 从接触网上获取电能。受流装置是将电能由接触网顺利导 入动车组内部变压设备的重要装置。受流装置按其受流方 式有多种形式，但高速动车组通常采用受电弓受流器。弓 网受流系统必须满足的基本条件是：良好的受流质量，安 全的运行性能，足够的使用寿命，减少对周围环境噪声的 影响。良好的受流质量依赖于弓网系统的动态稳定和跟随 性，保证弓网间良好的接触，不离线、不产生火花。
CRH1—5
A表示普通组为8个车厢， B为长（大）编组有16节车 厢（380系列里有的型号第二 个字母L为长编组） C为中心组（CRH2C和CRH3C） E为卧铺动车组 G为高寒型 J为高速综合检测车。 另外，CRH6城际动车组里，
S为市域铁路（如用于温州
市域铁路S1线的CRH6S）。
长宽高
中国普通客车（旅客列车） 车箱宽度是3105mm。 CRH1型宽度为3328，车辆高 度为4040mm。CRH5型动车 组，车体宽度为3200mm。 CRH380ABCD四款车的宽度 分别是3380，326——3265， 3368。
1）动车组总成（即系统集成）
具体有： ① 轮轨关系接口——轮轨匹配关系。 ② 弓网关系接口——符合400 km/h以上运行速度的高速受电弓动力学参数， 满足气动性能、阻力要求和噪声要求的高速受电弓结构。 ③ 流固耦合关系接口——保证列车安全运行的环境风控制范围；隧道的断 面、洞口的形状和尺寸；列车阻力和气动抬升力限值； ④ 机电耦合关系接口——根据线路条件和动车组状态，给出满足高速列车3 min跟踪间隔需求的牵引供电系统的总体参数。 ⑤ 环境耦合关系接口——确定高速列车的噪声和噪声声强控制值，提出高 速铁路声屏障和隧道吸音材料的性能参数要求。 通过集成使动车组达到牵 引、制动、车辆动力学、列车空气动力学、舒适性和安全性等性能要求。
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高速铁路信号系统集成关键技术技术的发展一直是推动铁路运输进步的重要驱动力。
而在高速铁路
系统中，信号系统集成的关键技术发挥着至关重要的作用。
本文将介
绍高速铁路信号系统集成的关键技术，并探讨其对高速铁路运输的影响。
一、ETCS技术
ETCS（European Train Control System）是一种国际通用的列车控制
系统，也是现代化高速铁路信号系统集成的重要技术。
ETCS通过无线
通信技术和地面设备相结合，实现对列车运行状态的监控和控制。
1. ETCS Level 1
ETCS Level 1是最基础的ETCS技术，主要通过与列车上的设备进
行无线通信来实现列车的控制。
这种技术在高速铁路系统中应用广泛，可以提供列车位置、速度等信息，确保列车在不同区段间平稳运行。
2. ETCS Level 2
与ETCS Level 1相比，ETCS Level 2更为复杂和先进。
它不仅可以
提供列车的位置和速度信息，还能实现多列车同时运行和精确调度。
ETCS Level 2通过将地面设备与列车上的设备进行无线通信，实现列
车在高速铁路线路上的自动驾驶和调度。
二、CBTC技术
CBTC（Communication-Based Train Control）技术是另一种高速铁
路信号系统集成的关键技术。
与传统的信号系统相比，CBTC技术基于无线通信技术，可以实现对列车运行和位置的监控和控制。
1. CBTC的工作原理
CBTC技术通过地面设备和列车上的设备之间进行无线通信，获取
列车的位置和速度信息。
地面设备可以实时监控列车的位置，并按需
求进行调度。
同时，列车上的设备也可以通过无线通信技术与地面设
备进行双向交流，实现列车的自动控制。
2. CBTC的优势
相比传统的信号系统，CBTC技术具有以下优势：
首先，CBTC技术可以实现列车的更高运行密度和更短的列车间隔，提高铁路运输的效率。
其次，CBTC技术可以提供更精确的车辆位置和速度信息，提高列
车的运行安全性。
最后，CBTC技术可以实现列车的自动控制和调度，减少人为操作
的干扰，提高运输的可靠性。
三、高速铁路信号系统集成中的挑战与解决方案
尽管高速铁路信号系统集成的关键技术具有重要的意义，但其实施
过程中也面临一些挑战。
首先，技术标准的统一性是一个重要问题。
由于不同地区和不同国
家的铁路系统存在差异，因此需要制定统一的技术标准，以确保不同
系统之间的兼容性。
其次，设备的更新和维护是一个重要的任务。
随着技术的进步和发展，信号系统设备也需要不断更新和维护，以适应不断变化的运输需求。
针对这些挑战，可以采取以下解决方案：
首先，加强国际间的合作和交流，制定统一的技术标准，推动高速
铁路信号系统集成的发展。
其次，注重技术研发和创新，不断提升信号系统设备的性能和功能，满足不断变化的运输需求。
最后，建立完善的设备更新和维护机制，确保信号系统设备的长期
运行和可靠性。
结论
高速铁路信号系统集成的关键技术对于高速铁路运输的发展至关重要。
ETCS和CBTC等技术的应用，使高速铁路运输更加安全、高效。
然而，高速铁路信号系统集成中还存在一些挑战，需要加强技术标准
的制定和设备的更新和维护。
通过持续的努力和创新，高速铁路信号
系统集成的关键技术将为未来的铁路运输带来更多的机遇和挑战。