高速铁路概论讲义五到八章

高速铁路概论（讲稿）五到八章2019年8 月25 日控制系统（ Communication Based Train Control System，CBTC），或先进列车控制系统（Advanced Train Control System，ATCS ）。

高速铁路信号与控制系统是集计算机技术、通信技术和控制技术于一体的综合控制与管理自动化系统。

ATC--列车运行控制系统ATP--列车自动防护系统ATO--列车自动驾驶系统ATS--列车自动监控系统CTC--调度集中系统CBTC--基于通信的列车控制系统第二节计算机联锁系统、第三节列车运行控制系统一、列车运行控制系统由列控地面设备和车载设备组成。

作为保证列车行车安全（用于控制列车间隔）和提高运输效率的信号设备。

列控系统从列车方面保证安全。

根据车站进路、前行列车位置、安全追踪间隔等向后续列车提供行车许可、速度目标值等信息，由车载列控设备对列车速度实施监督和控制。

二、采用计算机技术来排列列车进路，实现进路锁闭、进路解锁、信号机控制、道岔控制等逻辑功能称为计算机联锁。

计算机联锁系统用于控制进路，不管行车指挥，只从线路（区间和车站）上保证安全。

根据计划实时建立各列车安全进路，为列车提供进、出站及站内行车的安全进路。

（1）调度集中系统CTC为核心，构建调度指挥中心平台。

（2）以车站列控中心、联锁系统和区间信号设备为核心，构建区域控制中心平台。

（3）调度指挥系统按照运行图计划发出列车运行指令，列车通过地面轨旁设备或无线通信网络获得车站联锁和列控中心的行车信息和命令，车载设备控制列车运行三、高速铁路信号与控制系统的主要特点（1）采用列车运行自动控制系统（ATC）。

（2）高速铁路都建有调度中心。

（3）在各车站及区间信号室附近设置车次号核查等列车-地面信息传递设备（TIPB）。

（4）车站采用计算机联锁（CI）和大号码道岔，道岔转换采用多台转辙机多点牵引。

（5）重视安全防护。

（6）通信信号一体化在高速铁路得到充分体现。

（7）高速列车运行中不允许线路上进行施工及维修作业。

四、代表世界先进水平的高速铁路列控系统1.德国LZB系统：采用轨道环线电缆传送列控信息；2.日本DS-ATC系统：采用有绝缘的数字轨道电路传送列控信息；3.法国UM2000+TVM430系统：采用无绝缘数字轨道电路传送功能划分等级。

CTCS体系的构建原则是以地面设备为基础，车载与地面设备统一设计。

CTCS-0 由通用机车信号和运行监控记录装置构成。

既有线现状。

CTCS-1由主体机车信号和安全型运行监控记录装置组成。

CTCS-2基于应答器和轨道电路传输，机车乘务员凭车载信号行车。

已用于200-250km/h线路，动车组的追踪间隔缩短至5分钟。

CTCS-3基于无线通信平台，机车乘务员凭车载信号行车。

用于300-350km/h线路，动车组的追踪间隔缩短至3分钟。

CTCS-4基于无线通信平台，取消轨道电路，实现虚拟/移动闭塞。

未来发展方向。

注：CTCS-3基于应答器和轨道电路传输，用于300-350km/h 线路，动车组的追踪间隔缩短至3分钟。

（京津）第四节调度集中系统由传统的集中控制模式发展为网络化、智能化的集中管理、分散控制的新一代模式。

例：日本、欧洲等国采用工作站客户机、服务器以及计算机网络技术。

组成：运输管理系统，运行调度系统，牵引供电调度系统，动车组调度管理系统，基础设施管理系统，客运调度系统，安全监督系统等。

第七章高速铁路运输组织第一节概述一、高速铁路运输组织的流程(1).高速铁路运输的目的：在高效使用铁路固定设备、活动设备和人力资源的基础上满足旅客的运输需求，并保持良好的运输秩序和运营效果。

(2).高速铁路的综合运输计划：列车各运行图、动车组运用计划、乘务员运用计划。

(3).高速铁路运输质量的关键：建立一套设备先进、安全可靠、功能丰富、使用方便的高速铁路调度指挥系统。

二、高速铁路的运输组织模式（1）高速铁路运输组织模式基本概念：运输组织模式、列车运行方案和修建模式。

（2）运输组织模式：决定高速铁路主要技术方案与技术标准的前提和基础。

第二节高速铁路车站布局与作业组织一、高速铁路车站分布1.高速铁路车站及枢纽是高速铁路运输组织工作的基层单位，是高速铁路提供客运服务和进行行车组织工作的主要场所之一。

2.高速铁路车站是连接高速铁路与城市的桥梁，是沟通高速铁路与旅客的纽带，是诠释高速铁路服务内涵的载体，是代表铁路形象的标志性建筑。

武汉火车站效果图如图所示。

2.高速铁路所提供的服务具有高速度、高密度、大运能等特点，因而高速铁路车站主要设在大城市所在地。

二.高速铁路噪声危害噪声对人体的影响和危害是多方面的，概括起来，强烈的噪声可以引起耳聋，诱发各种疾病，影响人们的休息和工作，干扰语言交流和通信，掩蔽安全信息，造成生产事故，降低生产效率，影响设备的正常工作。

（1）引发噪声性耳聋（2）影响人体健康（3）影响睡眠（4）降低工作效率三.高速铁路噪声环境评价标准不同国家不同发展阶段的高速铁路，在噪声水平控制技术上有很大的差异。

尤其是铁路噪声所受的影响颇多，在噪声产生和传播的过程中，不同的线路结构、桥梁结构、建筑类型和布局以及不同的动车组等均对噪声的大小及范围有很大影响。

因此，确定噪声的控制标准是一项比较复杂的任务。

有关高速铁路噪声标准，目前仅日本和法国已经制定执行，其他国家大多仍采用既有铁路噪声控制标准。

标准值是由各国通过调查沿线居民对噪声的烦恼度，进行数理统计分析后提出的，因而其数值大小与各国国情有关。

日本新干线噪声限值为列车通过时的最大声级LA，max，其限制如下：Ⅰ类地区（住宅地区），LA，max≤70 dB(A)；Ⅱ类地区（商业、工业等Ⅰ类以外地区），LA，max≤75 dB(A)。

法国高速铁路标准为等效声级Lep，昼间为65 dB (A)。

我国铁路噪声标准仍执行《铁路边界噪声限值及其测量方法》(GB 12525—1990)，铁路边界噪声限值按表9-3的规定执行。

其他国家既有铁路边界噪声限值为60~68 dB（A）。

等效声级Lep相当于以一个稳定的连续噪声来代替随机噪声，两者在规定的一段时间内具有相同的能量。

四．高速铁路噪声控制技术制噪声一般可从噪声源、传播途径和受声点三个方面入手。

在噪声源方面，可通过优化列车相关结构及参数来降低噪声源强；在传播途径方面，通过拦截噪声的传播，从而隔离噪声源来保护对象。

其中，从噪声源方面入手来降低噪声污染是较为经济有效的方法。

4.噪声源方面的措施（1）控制轮轨噪声。

（2）控制列车整体噪声（3）控制桥梁低频噪声和隧道噪声第三节高速铁路的振动及其防护一、高速铁路振动及控制概况随着高速铁路网的加密和列车运行速度的提高，列车运行所引起的振动问题越发严重，受到人们的广泛关注。

高速运行的列车会对轨道和基础产生冲击，尤其当列车速度接近轨道及基础系统的临界速度时，冲击荷载产生的能量来不及在轨道结构和周围地基中逸散，积聚在车轮和轨道接触位置附近，使列车和地基产生很大的振动位移。

高速移动荷载引起的振动会导致两个方面的问题：一方面是高速运行列车引起的列车、轨道和地基的振动，涉及运行舒适性和安全性问题；另一方面是振动以波的形式通过土体向外传递，引起周围环境的振动问题。

式中， L0为参考条件下的振级；Ld、Lg、Lt、Lb、L1、Ls分别为距离、地质条件、列车速度、基础、高架桥、线路条件下的振级修正量。

日本新干线的研究结果表明，距离轨道20 m处，软土地质，钢梁结构高架桥，预制桩结构，速度200 km/h环境下，L0为97 dB。

三、高速铁路振动控制技术按照振动传播的三个环节（振动源、传播途径、受振点），高速铁路振动控制技术可以从以下几个方面来讨论：1.动车组方面（1）动车组车辆轻型化。

降低车辆轴重，以减少轮轨之间垂直动力的作用。

（2）采用弹性车轮。

在轮箍与轮心间添加橡胶垫，以防止振动和消除轮轨间的噪声。

（3）改进车辆的转向架结构。

2.线路、桥梁方面（1）采用无缝长钢轨，修磨钢轨使其平滑；采用低弹枕木和隔振垫板，以及浮动式板式轨道。

（2）采用预应力混凝土桥，改变梁式高架桥的长度和跨度，安设动态减振器，控制振动辐射方向；尽量不采用无砟四、电磁干扰防护措施电磁干扰防护可从如下方面采取措施：（1）电气方面：设置屏蔽线，采用单个受电弓，在受电弓上安装铁氧体套管。

（2）机械方面：在受电弓上安装微动滑板，改进滑板材料，缩小接触网吊弦间距，以降低受电弓的离线率。

（3）电视信号接收方面：采用方向性较强的接收天线，装设远离铁路（防护距离以外）的共用接收天线，由其接收后用电缆馈送至邻近铁路用户；将沿线城市及乡镇未并入有线电视网的用户纳入当地有线电视系统。

第九章磁悬浮铁路第一节概述与传统铁路相比，磁悬浮铁路由于消除了轮轨之间的接触，时速可达500公里以上；无废气排出和污染，有利于环境保护；由于磁悬浮系统采用导轨结构，不会发生脱轨和颠覆事故、车轮、接触导线等摩擦部件，可以省去大量的维修工作和维修费用一、磁悬浮铁路的发展。