列车管理系统

2024-11-27

列车管理系统（共12篇）

列车管理系统篇1

我国铁路随经济发展的需要正向高速, 重载方向发展“十二五”期间国家已将高铁技术定为优先发展的高端装备制造业, 以后三年每年投资约7000亿元, 加快了与国际先进水平接轨的步伐, 列车运行速度的提高, 更要求铁路信号系统核心设备--列车运行控制系统 (CTCS) 能在高速列车运行中控制其速度, 并调整与前行列车之间距离, 原有的铁路信号显示和区间闭塞设备均有较大的变化。

1 发展列车运行控制系统的必要

列车制动距离与其速度成正比, 当列车速度140km/h时, 紧急制动距离为1100米, 速度增到160km/h时制动距离为1400米, 而提速到200km/h时紧急制动距离达2000米, 速度愈高其制动距离将更长。当人的视距小于列车制动距离和操作所需的时间 (司机视觉能力对信号做出判断的最小时间为3-5秒) 时, 传统的信号控制系统以及随着列车速度的提高和密度的加大, 必须装备列车控制系统, 以确保行车安全, 我国借鉴世界发达国家经验, 制定了我国CTCS的技术标准, 并用于提速后的列车上, 这是铁路信号从车站联锁中心, 向以列车运行控制中心转化。列车进行调度指挥从车站联锁中心, 向以列车运行控制中心转化, 列车运行调度指挥从调车员——车站值班员——司机三级管理向实现由调度员直接控制移体化 (列车) 转化, 列车运行由以人为主确认信号和操作向实现车载设备的智能化转换, 区间闭塞由固定闭塞方式向准移动闭塞方式转化;信号显示制式由速差式向速度式 (目标距离) 转化。现今就区间列车运行自控制进行介绍。

2 列车控制系统的构成及应用等级

列控系统用于控制列车运行, 主要由车载子系统及地面子糸统两大部分组成地面子系统由应答器, 轨道电路, 无线通信网络, 列车控制中心等设备组成:见下图

针对不同线路, 不同传输信息方式和闭塞技术将其分为5个等级在同一条线路可以综合应用, 较高等级的列控系统兼容较低等级的列控系统, 以满足不同列车的速度需求。零级、1级较为落后现介绍160km/h以上速度的后三级CTCS功能:

2.1 CTCS 2级:该设备基于轨道传输信息的列车控制系统面

向提速干线和高速新线采用车--地一体化设计。CTCS2级适用于各种限速区, 地面不设通过信号机, 机车乘务员凭车载信号行车。

2.2 CTCS 3级:该设备是基于无线传输信息并采用轨道电路

方式检查列占用的列车控制系统, 它面向提速干线, 高速新线和特殊线路, 基于无线通信的固定闭塞或虚拟自动闭塞, 适用于各种限速区段, 地面不设通过信号机, 机车乘务员凭车载信号行车。

2.3 CTCS 4级:

该设备是完全基于无线通信的的列车控制系, 它面向高速新线或特殊线路, 基于无线通信传输平台, 可实现虚似闭塞或移动闭塞, 地面不设通过信号机、机车乘务员凭车载信号行车。

CTCS设备完成了列车对速度、间隔、目标距离、速度控制。适用于各种不同性能速度列车混合运行, 其追踪运行间隔要比分级速度控制小, 减速平稳, 旅客舒适度好, 现各大城市轨道交通均亦采用了该项技术。

3 CTCS的主要功能

3.1 基本功能

3.1.1列控系统的车载信号是列车运行的凭证。

3.1.2按运行列车安全制动距离自动调整列车运行间隔。

3.1.3防止列车运行时超过各种规定速度保证行车安全并实现加、减、缓速的自动控制。

3.1.4实现自动驾驶防止冒进信号

3.2 安全功能

3.2.1环境状况监督, 通过报警信号传输给车站和区段调度所, 列控系统根据这些信息发出限速或停车指令。

3.2.2列车状态检测, 将轴温报警信息, 传给列车, 使列控系统发出各种防护或限速命令对设备或人员进行安全防护。

3.3 其它功能

列控系统不仅具有列车速度控制功能, 根据需要其控制中心还应对所辖区间内渡线道岔及中间道岔进行控制, 实现信号基础安全设备一体化, 并将设备故障及信息传到区段调度所或车站操作员处。

4 列车运行控制模式及超速防护

列车运行控制系统按照人机关系分类, 分为设备优先和司机优先级控制两种类型, 按照速度防护模式分为阶梯速度模式和曲线防护模式两种。司机优先级阶梯防护模式现今已很少采用, 我们介绍曲线控制方式的速度--距离曲线模式, 该模式称一级制动模式如图所示:

它不在对每个闭塞分区规定一个目标速度而是向列车传送目标速度, 列车距目标的距离信息, 列车实行一次制动控制方式, 列车追踪间隔可以根据列车制动性能、车速、线路条件进行调整, 可以提高线路的通过能力是一种理想的运行控制模式CTCS二级以上即属于此种控制模式。

列车运行中, 地面设备不断地将速度控制命令, 运行地段的实时参数等信息, 通过信息传输媒体传送给车载设备。车载设备根据从地面设备接收到的信息, 实时计算得出列车运行的最大允许速度依此信息实时监督控制列车运行。若列车运行速度超过最大允许速度, 车载设备将自动实施不同等级制动, 迫使列车降速或停车, 保证列车始终在安全速度下运行。

列车运行控制系统为高速列车的运行提供了可靠的安全保证, 随着高速铁路的建设, 铁路信号装备将发生巨大变化并得到迅速发展。

列车管理系统篇2

关键字：旅游列车，铁路局，铁道部来源: 中国铁路更新时间： 2008-02-23

第一条为满足旅游市场需要，促进旅游列车规范有序发展，打造旅游列车服务品牌，特制定本办法。

第二条铁路局应当以方便旅客、质量优先、发挥路网整体效率和效益为原则，协调、统一组织旅游列车开行。

第三条本办法所称旅游列车是指由旅行社等单位(以下简称包车人)往返全部包用、运载旅游团体旅客的列车，两个以上(含本数)单位同时包用一列车时，应当由一个牵头单位作为包车人。

第四条开行旅游列车应当在图定旅游列车运行线中选择，不得开行图外旅游列车。

第五条旅游列车开行计划应当提前两个月提报，跨局旅游列车由铁道部批准。

包车人应于每月5 日前向始发站或当地铁路局提出第三个月的开车要求。开车要求包括列车编组、往返开车日期、运行区段、中途停车站、经由及运行时刻等内容。

铁路局应于每月10日前以电报向铁道部运输局提出第三个月旅游列车的开车申请报告。(见附件2)

铁道部运输局于每月15日前以局电下达第三个月的旅游列车开行批复意见。在旅游列车开行前5至7日内，铁路局将开行计划再次确认后电话报铁道部客调，由铁道部客调下达开车命令。

第六条开行旅游列车应当在列车始发站(局)具备相应的旅游客流量。

开行跨局旅游列车的，载客车辆不少于14辆；经过限制区段的，载客车辆为限制牵引辆数减3辆；宿营车只能使用1辆。

第七条开车计划经批准后，铁路局应当与包车人签订包车合同，就列车运行线路、经停车站及时刻，包车费用及支付办法，列车基本硬件设施质量，发生铁路运输事故、旅客伤病、不可抗力等情况时的应急处理措施、争议解决和责任承担办法等作出明确约定。

第八条旅游列车票价按相应的设备条件(非空调或空调，空调车按新空票价执行)、普快和标记定员的90％核收，车辆标记定员不足32人的按32人计算；使用豪华车辆(每辆车定员不足20人)的另核收服务费。使用宿营车内铺位时，按实际铺位计费。

旅游列车实际运行技术标准高于前述规定的，按相应等级核收票价。

旅游列车享受上款优惠后，不再同时享受其他任何形式的票价优惠。

第九条旅游列车在始发站发车前及终到站停车后，因调用车辆产生空驶的，不收取空驶费。

第十条旅游列车编挂一辆餐车时，不核收使用费；超过一辆时，对超过部分核收相应等级硬卧车标记定员票价。

旅游列车编挂娱乐车、会议车时，均按相应等级硬卧车标记定员票价核收使用费。

第十一条包车人对车辆设备、服务设施等有高于规定标准的特殊需求时，可以就特殊要求部分协商收取费用，但不得低于第八～十条规定的标准。

第十二条旅游列车中途站停留24小时、折返站停留48小时以内的，免收停留费。超过上述时限的，自超过时起，不足12小时的，按半日核收停留费，超过12小时但不超过24小时的，按1日核收停留费。

第十三条旅游列车单程里程通算计算票价；运行径路涉及国铁、地铁、合资铁路等特殊运价区段的，可分段计算，加总核收，但优惠幅度比照第八条规定办理。

第十四条铁路局可以在签订包车合同时，要求包车人向发站交付包车费用20％以内的定金。定金按照预付款管理和核算。

收取定金时，填写“预付款存入凭证”(财收一33)。制票时，已收定金填制“预付款抵用凭证”(财收一33—1)冲抵运输费用。

铁路方违约致双倍返还定金时，加倍部分填写“退款证明书”，在车站运输收入进款中垫付，月末向财务部门清算。包车人违约时，填写“客运杂费收据”核收定金、延期使用费或停止使用费。

第十五条包车费用由始发站使用代用票一次收清，其他站、车不得再另外收取任何费用。代用票交包车人持有，并另复印一张交折返站。二个以上(含本数)单位共同包用一列车时，可以按包车人数量出具代用票。

填写代用票时，发、到站栏填写如下：

北京——广州

广州——北京

旅游列车不从原径路返回时，按实际径路计算，以距始发站最远的停车站作为折返站填写票据。

代用票记事栏应当载明团体旅客证(见附件1)的起止号。经由栏必须按列车实际经由填写。

第十六条旅游列车按标记定员数发放团体旅客证。团体旅客证随代用票使用有效。旅客进、出站时，应当出示团体旅客证，包车人应当派员随同并出示代用票。站车工作人员应当认真核对团体旅客证和代用票。

第十七条旅客不能凭团体旅客证办理改签、变径或退票。

旅客中途下车中止旅行的，团体旅客证失效；恢复旅行时，应当另行购票。但因铁路责任造成的除外。

第十八条旅客旅行途中因伤、病需中途下车时，应当编制客运记录，载明系旅游列车旅客并记录代用票票号，交列车前方停车站。包车人应当派员陪同处理。

第十九条除经批准的中途站、折返站及有伤病旅客交接等特殊情况外，其他站不得为旅游列车提供旅客乘降服务。

第二十条列车乘务组不得允许包车人组织旅客在停留的车底上留宿。

第二十一条旅游列车不得超员运输，但随同成年人旅行的免费儿童除外。

第二十二条不得使用铁路免费乘车证乘坐旅游列车，铁路各级检查人员凭有效证件上车检查的除外。

第二十三条开行旅游列车必须使用25B型以上客车。车辆设备、设施、服务备品应符合规定标准，经过铁路局客运主管部门检查合格并获得卫生行政主管部门颁发的卫生许可证。

第二十四条旅游列车的值乘人员应当经过岗位培训，并持培训合格证和健康证上岗。

第二十五条旅游列车运行时分标准和技术站作业标准应不低于普通快车旅客列车标准。遇特殊情况，铁路局可以适当调整局管内图定普通旅客列车时刻。

第二十六条旅游列车由客运机车牵引，机车交路按图定客运机车交路办理，车辆技术检查和上水作业、上餐料等按照图定旅客列车办理。

第二十七条旅游列车在旅游点车站停留时，车站所在铁路局应当根据需要提供列车上水、整备、供电及乘务员住宿等条件。

第二十八条旅游列车中途需补油的，担当铁路局应当与相关铁路局协商解决，补油局应当提前做好为列车补油的各项准备工作。

第二十九条各级行车有关部门应加强运输组织．确保旅游列车安全正点。旅游列车的安全正点列入旅客列车正晚点统计；由于开行旅游列车而影响的其他货物列车．根据调度调整命令统计正晚点。

第三十条旅游列车服务、设备质量差的，责令担当铁路局限期整改。

发布开车命令后因包车人原因取消开车，或者因旅游服务质量纠纷引起旅客投诉、影响旅游列车品牌形象的，担当铁路局与该包车人已经签约但尚未履行的包车合同应予中止，并不得新签包车合同。

第三十一条旅游列车按票面记载人数分别统计始发局和折返局发送人数，杂费列发生局其他收入。

第三十二条铁路局于每月10 日前将上月旅游列车(分直通与管内)开行统计表(见附件3)统计后电传(或电子邮件)报运输局营运部和调度部(办公网邮箱地址：11200和113220)。

第三十三条本办法由铁道部运输局负责解释。

列车管理系统篇3

【关键词】城市轨道交通;列车控制系统;超速防系统;地铁

一、前言

随着城市现代化的发展，城市规模的不断扩大，城市轨道交通的发展已成为解决现代城市交通拥挤的有效手段，其最大特点是运营密度大、列车行车间隔时间短、安全正点。城市轨道交通列车自动控制系统是保证列车运行安全，实现行车指挥和列车运行现代化，提高运输效率的关键系统设备。

二、列车自动控制系统的组成

列车自动控制（ATC）系统由列车自动防护系统（ATP）、列车自动驾驶系统（ATO）和列车自动监控系统（ATS）三个子系统组成。

（一）列车自动防护（ATP-Automatic Train Protection）系统

列车自动控制系统中的ATP的子系统通过列车检测、列车间隔控制和联锁（联锁设备可以是独立的，有的生产厂商的系统也可以包含在ATP系统中）控制等实现对列车相撞、超速和其他危险行为的防护。

（二）列车自动驾驶系统（AT0–Automatic Train Operation）

列车自动驾驶子系统（ATO）与ATP系统相互配合，负责车站之间的列车自动运行和自动停车，实现列车的自动牵引、制动等功能。ATP轨旁设备负责列车间隔控制和报文生成;通过轨道电路或者无线通信向列车传输速度控制信息。ATP与ATO车载系统负责列车的安全运营、列车自动驾驶，且给信号系统和司机提供接口。

（三）自动监控（ATS-Automatic Train Super

-vision）系统

列车自动监控子系统负责监督列车、自动调整列车运行以保证时刻表的准确，提供调整服务的数据以尽可能减小列车未正点运行造成的不便。自动或由人工控制进路，进行行车调度指挥，并向行车调度员和外部系统提供信息。ATS功能主要由位于OCC（控制中心）内的设备实现。

三、列车自动控制系统原理

（一）列车自动防护（ATP）

ATP是整个ATC系统的基础。列车自动防护系统（ATP）亦称列车超速防护系统，其功能为列车超过规定的运行速度时即自动制动，当车载设备接收地面限速信息，经信息处理后与实际速度比较，当列车实际速度超过限速后，由制动装置控制列车制动系统制动。

ATP通过轨道电路或者无线GPS系统检测列车实际运行位置，自动确定列车最大安全运行速度，连续不间断地实行速度监督，实现超速防护，自动监测列车运行间隔，以保证实现规定地行车间隔。防止列车超速和越过禁止信号机等功能。

按工作原理不同，ATP子系统可分为“车上实时计算允许速度”及“地面集中计算后直接向列车传送速度信息”两大类。前者的工作原理是：通过车—地通信，不断将地面信息、线路参数信息、前方目标点的距离和允许速度信息等等传至车上，由车载计算机实时计算得出即时的运行速度，依此对列车速度实现速度监控。

在ATP基础上建立的ATC，其功能还包括对列车的起动、加速、惰行的监控。它是按规定程序结合有关地面信息来实施操作的，可以使列车经常处于最佳运行状态，避免了不必要的、过于剧烈的加速和减速，因此明显提高了旅客的舒适度，提高了列车的准点率，以及减少了轮轨磨耗。若与列车的再生制动配合，可以最大限度地节省电能。

ATP系统由地面ATP设备和车载ATP设备构成，地面设备主要包括轨道电路机构，联锁控制机柜，站联通信机柜，轨道电路，色灯信号机，道岔转辙机等设备组成。车载ATP设备主要由车载ATP CPU板，供电板，输入输入继电器板，列车状态采集电路板，司机状态显示单元，速度传感器等构成。

（二）列车自动驾驶（ATO）

列车自动驾驶系统的最基本功能包括：列车车站发车、列车区间运行、跳停、站内精确停车、列车自动折返、扣车等。

列车自动驾驶系统根据ATP系统提供的控制信息，如前方信号机状态，前方道岔状态，当前线路允许运行的最高速度等信息，实时计算列车达到目标速度值所需要的牵引力和制动力的大小，通过列车接口电路，完成对列车的加速与减速作业。

列车自动驾驶系统是闭环自动控制系统，即列车一方面检测本列车的实际行车速度，另一方面连续接收地面给予的最大允许车速，并依据其他与行车有关的因素如机车牵引特性、区间坡道、弯道等，求得最佳的行车速度，控制列车加速或减速，及紧急制动。

在列车自动驾驶系统中，司机起监督作用。ATO辅助ATP工作，ATP系统的完好是ATO工作的基础，ATO接受来自ATP的信息，其中有ATP速度指令、列车实际速度和列车走行距离。此外还从ATS子系统接受到列车运行等级等信息。根据以上信息，ATO通过牵引/制动线控制列车，使其维持在一个参考速度上运行;并在車站站台准确停车。

ATO系统由车载设备和车地通信系统构成，车载设备包括ATO CPU板，车地通信板，信息采集电路板，牵引/制动驱动板构成。车地通信系统包括轨旁车地通信换线，车地通信控制机柜等构成。其中车载ATO设备是列车驾驶系统中核心设备，它由硬件和软件两部分组成。

（三）列车自动监控系统（ATS）

列车自动监控系统主要是通过计算机来组织和控制行车的一套完整的行车指挥系统。ATS将现场的行车信息及时传输到行车指挥中心，中心将行车信息综合后，适时无误的向现场下达行车指令，以保证准确、快速、安全、可靠。

ATS在ATP和ATO系统的支持下，根据运行时刻表完成对全线列车的自动监控，可自动或由人工监督和控制正线（车辆段、停车场、试车线除外）列车进路，并向行车调度员和外部系统提供信息。ATS功能由位于控制中心内的设备实现。

ATS功能：自动进行列车运行图管理，及时调整运行计划，监控列车进路，自动显示列车运行和设备状态，完成电气集中联锁和自动闭塞的要求。

ATS系统不断地对计划时刻表与实际时刻表进行比较，通过调整停站时问自动调整列车按计划时刻表运行，在此基础上自动产生列车的出发时间。在装备有ATO的线路上能通过对列车运行等级的设置实现对列车运行的自动调整。调度员也可通过人工命令调整列车停站时间来调整列车运行。

ATS系统能及时记录被监测对象的状态，有预警、诊断和故障定位能力;监测列车是否处于ATP保护状态;监测信号设备和其他设备结合部的有关状态;具有在线监测与报警能力;监测过程应不影响被监测设备的正常工作。在相应工作站上，报告所有故障报警的状况并予以视觉提示，直到恢复正常状态为止。重要的故障以音响报警提示，直到确认报警状况为止。

四、结语

随着计算机技术、微电子技术的发展，是列车控制系统完成了一场革命，依赖列车控制系统的进步，地铁列车的最小行车间隔已经缩至100s以下。采用先进的列车控制系统，将大大提高行车的安全性，使得因人为的疏忽、设备的故障而产生的事故率降至最低。

参考文献

[1]吴汶麒.城市轨道交通信号与通信系统[M].中国铁道出版社，1998.

[2]毛俊杰.高速铁路列车速度自动控制系统[M].中国铁道出版社，1994.

列车自动停车减速系统篇4

1 研究背景

目前, 我国的列车自动停车减速系统大多应用列车自动保护系统 (Automatic Train Protection, 简称:ATP, 其工作示意图如图1) , 也叫做列车超速防护系统, 它的作用是列车超过指定速度时, 自动制动。当车载的设备接收到调度系统的限速信息, 与列车实际速度比较, 如果列车的实际速度超过限速, 则制动装置使列车减速或停车。

但是, ATP系统过多的依赖调度系统和列车车载的的信号控制系统, 当这些信号控制系统的某一环节发生故障时, 就会带来极大的安全隐患。像今年发生的震惊全国的甬温动车事故, 就是信号设备的故障造成的。所以, 目前的列车停车减速系统还有待完善。

2 思路介绍

为了减少列车对调度系统的依赖, 本文提供了一种车载的、不依靠于列车调度系统的列车自动停车减速系统 (如图2) 。此系统的基本思路为:在每辆列车上安装信息储存处理系统和无线电设备。信息储存处理系统用来分析和储存列车的行驶信息;无线电设备用来获取列车附近一定范围内的其它列车的信息储存处理系统内的信息以及分析与其它列车的距离。如果列车离同轨道的前方列车距离过近, 则对列车进行减速或停车。

3 具体实施方式

每辆列车安装有信息储存处理系统, 用来分析和记录列车的名称、所在的轨道、图2行驶速度、行驶方向;无线电设备每隔一段时间会对附近的列车进行探测 (假设前后两辆列车的安全距离为S, 无线电设备的有效探测距离必须大于S) 。经过此步骤, 列车就会获取周围列车的名称、所在轨道、行驶速度以及行驶方向。同时, 无线电设备会对同一轨道的前方列车进行测距, 并将此距离与安全距离S进行比较, 当此距离小于S时, 列车就会进行减速或者停车 (工作流程图如图3) 。

4 前景展望

铁路列车到发信息管理系统的研发篇5

铁路列车到发信息管理系统的研发

列车到发信息管理系统是针对行车指挥发展的.新形势研发的.对行车告知板操作进行了统一和规范.介绍该系统研发过程及功能.

作者：范津杰 FAN Jin-jie 作者单位：北京铁路局,南仓站,天津,300402 刊名：铁路计算机应用 ISTIC英文刊名：RAILWAY COMPUTER APPLICATION 年，卷(期)： 16(11) 分类号：U212.6 关键词：告知板列车到发信息管理系统开发

非正常接发列车监督系统开发研究篇6

关键词：非正常接发列车；监督系统；开发研究

1 概述

近几年来，我国的社会经济和科学技术正处于快速发展的阶段，随之而来的是人们对于生活水平以及出行质量的要求提高。我国的幅员辽阔，铁路运输行业始终是目前我国最为主要的交通运输方式之一，是我国的重要基础设施更是我国经济的动脉，因此，加强对铁路运输的安全正点、高速快捷已经成为了我国经济发展的需要及人们日常出行的要求，我国的铁路行业也迎来了其发展的黄金时期。在铁路面临高速发展的机遇同时，铁路列车运营的安全稳定也面临着巨大的挑战，其运行的安全稳定是最为重要的一个环节。由于铁路运输对于我国的重要意义，其运行的安全稳定性尤为重要。铁路运营的特点及环节较多，比如行车时间长、停车站点多、行车情况复杂、工作人员数量大、工作部门分散等，在这些运营特点及环节中，只要其中有一个环节出现问题，有一位工作人员出现工作上的严重失误，都可能会对列车的安全运营造成巨大的威胁。所以，加强对铁路列车的行车安全关注是尤为重要的，尤其是对在非正常情况下的列车接发情况，更要给予高度的重视。本文就对于铁路非正常接发列车的安全监督系统进行了深入研究，提出了监督系统的开发研究必须牢牢与铁路的发展状况相适应的开发设计口号。

2 国内外关于非正常接发列车监督系统的研究情况

通过对于国内外铁路车站的考察资料及大量的国内外列车监督系统的文献资料查阅分析，发现我国对于非正常接发列车监督系统的研究上还存在着很多的问题。一次偶然机会，在一份关于地铁监督软件开发设计研究的资料文献中，作者意外地发现了在韩国地铁内有一种能够在非正常情况对地铁工作人员进行接发地铁辅助的监督软件系统，尽管地铁与铁路的接发列车具有很大的差异，但这也给目前关于非正常接发列车的监督系统的开发提供了一个极好的思路。在目前我国铁路的非正常接发列车监督系统研发中，我国的成绩不够理想，尽管几年前，我国呼和浩特铁路局就对于这类软件进行了开发设计，但由于其系统设计的单一和结构的简单，并不能适用于多种环境下，因此始终没能得到广泛的使用。在铁路列车的接发工作中，硬件的配备也是非常重要的，我国北京铁路局在近几年已经开始设计出了能够在非正常情况下问题列车进出站的安全监督控制设备，但是这些成果与我国所要面对的非正常接发列车监督系统的开始设计难题来讲，确实很小。我国的铁路行业不但在列车质量、信息设备配备、人员技术水平等方面与国外发达国家具有一定的差距，在行车组织上也有着极大的不同。我国的客货列车都是在同一线路上进行混合运行的，而且其客货列车的列车时速差距较大，列车的调度、交汇非常频繁，而发达国家因为客货分跑，所以不会出现这样的问题；除此之外，我国还是世界上铁路运输最为繁忙的国家，在如此巨大的运输线路和运输时间基数下，列车的故障率更会进一步提升，面对这些问题，不难发现国外对于非常正接发列车情况的处理控制要比我国容易很多，因此，加强对于我国铁路非正常接发列车监督系统的开发研究势在必行，这对于提高我国的铁路行车安全及乘客货物安全有着非常重要的意义。

3 非正常接发列车监督系统的开发设计要点

我国的铁路运输承担着我国过半的交通运输压力，其运营的安全稳定是列车运输系统正常运转、乘客人身安全得到保障、货物及运输设备完好的综合保障，为了更好地保障我国铁路运输的安全稳定，加强对于非正常接发列车的监督系统开发是十分必要的，只有确保在任何情况下都可以保证列车行车的安全稳定，才可以实现我国经济更快发展的目标，达到人们对于列车出行安全的更高要求。换而言之，加强对于非正常接发列车监督系统开发研究，就是加强我国列车在任何情况下运营的安全稳定性能。

由于我国的铁路铺设长度居于世界前列，在带给我国人民方便的同时，其巨大长度所带来的问题也有很多。铁路行业的工作开展是需要多方面的共同合作的，如行车管理、车站管理、列车维修等许多方面，由于铁路行业的工作范畴繁多，也为铁路行车的安全稳定造成了一定的影响。在铁路行车的过程中，哪怕是一个路段的损坏，一个车站管理人员的操作失误，一次列车维修过程中的维修不当，都可能造成列车的行车故障。面对这一情况，非正常接发列车监督系统的开发研究就显得非常重要，其对于列车出站进站及运行过程中的数据监测可以形象直观的把列车的各项数据展现出来，让工作人员可以及时地发现并采取有效措施，除此之外，非正常接发列车监督系统还可以让监督人员对铁路职工的工作失误进行及时的发现更正，对于特殊情况下的列车接发提供一定的科学参考，发挥出其对于铁路行业中各项工作良好开展的保障功能。因此对于非正常接发列车监督系统的开发设计上，对于其功能的设计要给予更多的关注，非正常接发列车监督系统的开发主要分为以下三个主要模块及九个子模块。

在系统功能内的运行设置中，为了确保系统能够适应多种不同情况下的非正常接发列车，运行设置模块功能需要对该路段内是否设有列车信号员、是否存在需要紧急通知的列车交汇路口、问题路段由于发生了列车故障还是临时的道路施工是进行分析，加强对于该系统的系统运行设计及流程选择设置的设计重视程度，确保系统对于非正常接发列车情况下的非正常原因分析，使得系统能够根据其分析结果进行更加科学的判断并采取相应措施。

流程监督功能的科学设计非正常接发列车监督系统的有力保障，列车在过程中，人力是无法对其进行全方面全天候的实时状况监控的，但是非正常接发列车监督系统就可以做到，实时监控的实现有利于列车行车管理人员与车站职工之间关于列车状况的更好沟通，能够及时地列车过中的安全隐患，并对列车运行过程中的数据进行实时记录，在大数据的基础上，分析当前列车可能存在的问题，将问题在细微处进行处理，减少列车非正常情况下的运营发生。流程监督功能的科学设计，实现了对于列车运营过程的远程监控，方便车站管理人员在非正常接发列车情况下对于列车内部状况的了解，以便于采用更加科学有效的接发措施。

违章查询系统是非正常接发列车监督系统中极为重要的环节，是避免非正常情况下接发列车的有力手段，在列车的每一个交汇路口，都进行反复的消息提醒，避免列车驾驶人员操作失误所带来的不必要损失。对道岔位置行驶错误的列车，及时地进行规章提醒，并在全网范围内进行通知，及时地协调各个车次，避免危险事故的发生，并对违章列车进行实时帮助，最大限度地保证非正常情况下接发列车的安全可靠。

在目前我国的铁路运营过程中，非正常接发列车的情况就有百种之多，因此非正常接发列车的监督系统开发首先要具备对于正常与非正常接发列车的区分功能，在这一功能的基础上，不断地对非正常接发列车的监督系统对于单双线铁路的区分、对于车站是否设置信号源的区分，是否具有信号的通知通道、设备是临时故障还是出现问题、非正常接发列车的接车引导方式选择等情况进行有区别的监督管理。例如有的车站规模较小，没有专门的信号员，非正常列车接发监督系统就要采取与有信号员不同的方式去通知车站的相关人员采取相应的措施，保障非正常接发列车的运营安全。除此之外，还要保证非正常接发列车监督系统对于列车接发数据的记录保存，方便以后的资料查阅，非正常接发列车监督系统的开发还要与互联网相连，方便铁路总局的管理人员对于各个铁路分局的非正常接发列车监督系统的实时监测，及时地了解每一段铁路区域的非正常接发列车监督情况，保障非正常接发列车监督系统的更好运行。

4 结语

综上所述，针对于我国的铁路运输现状，为了更好地保障铁路列车的行车安全，满足我国的铁路行车发展需求，加强对于非正常接发列车监督系统的开发已经成为当前我国铁路工作的核心内容，本文就国内外的非正常接发列车监督系统的研究现状及必要性进行了分析，提出了非正常接发列车监督系统开发的几个要点，希望为以后的非正常接发列车监督系统的研究提供一些参考。

参考文献：

[1]李祺.铁路接发列车系统安全分析及人员可靠性研究[D].西南交通大学，2011.

[2]杜大军.接发列车安全监督及信息管理系统[D].郑州大学，2005.

双层列车主动径向导向系统篇7

一种解决方案是引进双层列车, 但这会对轨道造成损伤。庞巴迪公司通过把双层列车和主动径向导向系统相结合, 解决了这个两难问题。在解决载客量问题的同时, 也减少了轨道和车轮的磨损, 从而减少了维护成本, 实现了轻量化, 降低了能耗。

庞巴迪FlexxTronic技术包括侧滚补偿 (Wako) 和主动径向导向系统 (ARS) 。侧滚补偿系统的性能特点包括高速度、低损耗和长寿命。通过自动防故障装置, 其安全性也得到了加强, 无论出现单个部件或者整个系统故障, 无需主动附加任何单元, 系统就会自动恢复到安全状态。FlexxTronic技术其可靠性比传统摆式系统至少高10倍～15倍, 并提高了可用性。这套系统配有自诊断系统和自动校准传感器, 维护简单、方便。

尽管侧滚补偿的原理并不新颖, 但应用在双层列车上还是比较少见。FlexxTronic侧滚补偿系统是基于在瑞士研发的已知和已证明过的部件, 尽管如此, 还是在转向架的研制中提出了新的标准。

FlexxTronic Wako侧滚补偿系统 (图1) 的基本原理是在二系, 向曲线轨道内侧倾摆车体 (图2) , 补偿一系和二系向曲线轨道外侧产生的侧滚位移, 从而降低乘客的离心力。

侧滚补偿系统是集成在二系中的, 这就避免了常规单层倾摆列车转向架所需要的附加摆枕装置或附加倾摆机构。所有由侧滚补偿系统产生的横向和垂向偏移均由空气悬挂系统吸收。为了实现冗余性和横向舒适性, 每台转向架安装了2个作动器, 以控制转向架构架和摇枕之间的横向力。

作动器的控制器和传感器均采用冗余设计, 从而保证其大于传统倾摆系统15倍的可靠性。系统能自动防故障, 从而确保在系统关闭后或整个系统失效的任何情况下, 车辆运动包络线和接触网的接触状态都能保持原样。

增加列车载客量、提高列车性能的需求必然导致更大轴重, 相当于需要更大的线路投资。轨道磨损主要受轮轨垂向力、轮轨横向力以及轮轨间摩擦能量的影响。因此, 径向导向轮对将对减少磨损、降低滚动接触疲劳起到决定性作用。

装有弹性轮对或主动导向轮对的转向架相对于轮对刚性定位的转向架, 前者对钢轨的损伤比后者减少10倍。优化后的径向导向技术, 借助于主动径向导向和维持稳定系统, 在应用到双层列车上以后, 切实降低了轨道损伤。

ARS的基本原理是使轮对纵向柔性导向, 借助于一个高动态主动导向设备——电液作动器, 就能确保车辆通过曲线时轮对处于径向, 轮轨作用力得以大幅降低。

首批准备就绪的列车作为瑞典高级列车 (Green Train) 项目的一部分, 已在Regina电动车组上进行了测试, 并通过了200 km/h的速度验证 (图3) 。当时在轴箱上安装了1台机电作动器, 通过板式连杆对轮对施加力和位移。借助于一个电液双向作动器, FlexxTronic Wako和ARS与Wako一起, 提供了一种最优动作功能。

配装轮对主动稳定系统后, 车体和转向架间不再需要安装抗蛇行液压减振器或抗蛇行摩擦减振器, 而传统转向架为了抑制转向架的蛇行运动, 往往需要安装抗蛇行减振器。配装轮对主动稳定系统能显著消除转向架和车体连接处的噪声与振动。由于去掉了车辆与车辆之间的减振器, 使得轻量化设计成为可能, 用于加强结构和车体隔声的材料也可大大减少。

相对于普通列车结构, 轮对主动导向系统能够降低甚至消除轮轨之间的蠕滑, 这对减少轨道表面损伤——滚动接触疲劳以及钢轨磨耗是大大有利的。另外, 列车过弯道时的刺耳啸叫声也将彻底消除。而传统的定位刚度较大的转向架在通过曲线时, 其导向轮对和非导向轮对的轮轨作用力差别非常大。通过在弯道上自由调整轮对, 主动径向导向系统会显著降低导向轮对轮轨作用力与非导向轮对轮轨作用力的大小差异 (图4) 。通过优化控制算法, 可以消除导向轮对与非导向轮对的横向力之差, 这对某些大蠕滑特性的车辆如机车尤其有效。

减少轮轨之间因磨耗产生的蠕滑就会降低滚动摩擦力, 从而有助于减少列车能量消耗。而钢轨磨耗和滚动接触疲劳的下降, 使得车轮寿命延长并降低了维修成本。上述因素致使使用寿命周期内列车运营商和线路拥有者的成本持续降低。

FlexxTronic 主动径向导向系统的主要优势是:

(1) 列车总的能量消耗节约近1.5%;

(2) 车体内噪声降低高达4 dB (A) (与车型有关) ;

(3) 车轮使用寿命延长大约25%;

(4) 列车质量减少3 t。

车轮磨损的下降使得车轮旋修周期延长了25%, 并且两个车轮之间的差异变小。一套经过优化的磨耗管理程序, 可以进一步延长车轮使用寿命, 并可防止车轮发生局部磨耗现象。上述程序充分利用了主动导向的功能, 使车轮磨耗均匀, 从而能防止车轮发生局部磨损、锥度变化大及材料硬化。

取消抗蛇行减振器也就消除了转向架和车体之间的刚性连接, 这将提高乘坐舒适度。抗蛇行减振器是造成车体振动特别是结构噪声传递的一个重要因素。机电一体化的基本原则是引入多功能主动系统, 降低机械复杂度, 同时把部件集成到信息网络中。FlexxTronic Wako和ARS在转向架中引入了一种非常简单、易于维护的系统。上述设计是基于作动器原理, 将侧滚补偿、舒适度控制、曲线径向导向和高速状态下的稳定性控制, 与双向作动器有机地结合在一起。

历时8年多开发的铁路兼容电气设备是这个系统的核心。上述系统主要采用市面上有售的电子元件, 特别强调要满足转向架和轴箱的环境。

主动系统需要一种智能体系结构 (如诊断和Teds传感器) , 这样司机和维修人员始终能被告知系统状况, 从而使维修工作和运行状态可以自动转换。一旦发生危险状况, 系统会自动关闭并进入安全运行模式。

上述智能体系结构能使系统自动进行自配置, 并不需要专业技术人员每日检修相关部件, 专业技术人员工作仅限于更换部件。所有关键部件如作动器、阀、传感器、电子部件和连接器都很容易观测到, 确保关键部件能按要求进行检查和更换。

在FlexxTronic系统中, 作动器是完全一系悬挂的, 隔离了车轴加速度大、振动剧烈的工作环境, 从而大大提高了关键部件的使用寿命和可靠性 (图5) 。

Wako和ARS双向作动器采用紧凑型设计, 无需在转向架上安装液压管件和接头, 否则是很难进行维护的。在车辆段进行的例行维护作业过程中, 可以毫不费力地更换作动器。

相信FlexxTronic Wako和ARS系统提供了一种切实可行的解决方案, 同时对线路养护做出了持久的贡献。在瑞士联邦铁路城际/区域线路上即连接圣加伦、苏黎世、伯尔尼、洛桑和日内瓦的线路上, 对这种系统的全面经济性进行考察。单层列车和双层列车在上述线路上混跑, 运行速度达到200 km/h。

装有Wako的双层列车载客量可以增加约30%。ARS使轨道维护费用最多可降低35%, 轨道维护间隔时间可延长2.7倍。如果不采用Wako技术, 则将增加轨道磨损, 轨道维护成本增长35%, 相应地在未来30年～50年内, 轨道维护间隔时间会进一步缩短。

车站列车信息语音提示系统篇8

铁路运输系统是一个大型综合性系统, 为保证整个系统的安全、稳期的维护是必要的, 但随着列车运行速度的不断提高, 特别是近几年多次大提速之后, 如何在正常施工维护设备的过程中保证铁路职工的人身安全的问题变得越来越难解决;长期以来, 老式室内室外分别盯看、配合通知的方式已无法解决运输速度与人身安全的矛盾, 因此, 如何利用现代成熟的先进技术, 正确及时地获取列车的运行实际位置, 自动给予施工者以声音提示, 已成为当前保障施工防护中人身安全的当务之急。

1 方案介绍

全自动站场信息无线语音提示系统由监测采集机 (既有) 、监测站机 (既有) 、地面信息处理机、手持电台 (既有) 等组成。

整个功能实现的系统结构图见图1。

1.1 各部分组成及作用

1.1.1 监测采集机:

实时在线采集站场开关量和模拟量。

1.1.2 监测站机:

对监测采集机上送的开关量和模拟量进行综合处理, 形成语音提示信息, 以串口通讯的方式, 在符合发送条件时, 将“列车接近、信号开放”等语音提示信息通过声卡发送给地面信息处理机。

1.1.3 地面信息处理机:

把监测站机送达的语音信息, 进行电平转换后加到电台的音频输入接口发射。

1.1.4 手持电台:

收听地面信息处理机发送的语音提示信息。

1.2 具体功能实现过程

在微机监测站机中增加声音驱动卡, 端口扩展卡。通过专用通讯线连接微机监测站机和地面信息处理机。

在监测软件中增加对进站与出发信号机、熔丝断丝报警、信号机灯丝断丝等关键信号设备的分析, 使列车在一接近、二接近、进站信号开放、出发信号开放、熔丝断丝、灯丝断丝、轨道电路异常红光带、信号非正常关闭时输出声音提示信息。

在信号机械室内安装地面信息处理机, 接收站机声卡输出的语音信息, 然后通过无线对外发送。

室外手持电台与地面信息处理机在相同频点时, 即可接收室内发出的无线声音信息。

2 系统功能

2.1 基本功能

自动发送“列车接近、信号开放”等语音提示信息;

自动发送“灯丝断丝、熔丝断丝、异常红光带”等关键报警信息;

监测站机对所产生的语音提示信息进行记录并存储, 并提供查询窗口。

2.2 系统特点

投资少。利用既有的微机监测系统, 既有的手持台对讲系统, 增加少量设备即可完成系统功能。

高可靠性。由于利用了微机监测系统的采样, 保证了采样数据的高稳定性和高可靠性。微机监测站机软件又对数据进行了更加全面的分析判断, 保证了报警信息的多样性。

自动通知。系统通讯采用自动发送方式, 使地面信息处理机以无线方式自动向有关人员通知关键报警信息, 使现场施工人员和信号值班员能够及时准确地获取相关信息。

2.3 扩展功能

可利用微机监测的既有网络, 将各车站的语音报警信息传送到监测服务器, 监测各终端可调看所管辖范围内车站的语音提示信息。

3 设备技术条件

3.1 供电电源

地面信息处理机采用交流电源和蓄电池供电。交流供电电源220V (1±20%) 50Hz。在正常情况下, 交流供电并对备用蓄电池进行充电 (最大充电电流不大于5A) , 并具有过充过放保护功能。交流电源故障时, 自动转换至备用蓄电池供电 (标称电压12V) 。交流供电恢复后, 自动转换至交流供电。

3.2 工作环境要求:工作环境要求应符合表1规定。

3.3 安全要求

3.3.1 应符合GB.15842-1995标准的中5.2节有关规定。

3.3.2 产品所有可触及部分之间或可触及部分与地之间的峰值电压均不允许超过72V。

3.3.3 产品设有独立的安全接地端子, 并标有安全接地符号。

3.3.4 产品应装有有效断电的熔断器。

3.4 结构要求

3.4.1 结构工艺的一般要求

a.设备的结构应做到构件坚固、造型优美、色彩协调、面板表示清楚, 文字使用标准汉字, 操作方便、按键可靠。b.设备结构应在不打开机壳就能测量电性能, 应留有调制入等必须的测量接口。c.设备结构应便于维修、检测。装卸构件牢固耐用, 同型号设备的相同部件应能互换。

3.4.2 天线:

天线结构设计应牢固, 安装架设方便, 应防水、防电化学腐蚀。

3.5 可靠性指标

可靠性指标采用产品平均故障间隔时间MTBF值表示。地面信息处理机MTBF值应不低于600h。

可靠性试验方法应符合GB/T15844.3标准中第9节的有关规定。

3.6 地面信息处理机发射电台性能

3.6.1 发射频率:150.875MHz

3.6.2 频率容差:≤5*10-6

3.6.3 发射功率:5W可调

3.7 天馈线系统技术要求

工作频率范围:150.875±4MHz。

天线增益:4~8d B (全向)

天线端的标准阻抗:50Ω

电压驻波比 (VSWR) ≤1.5

极化方向:垂直极化

最大输出功率:不小于10W。

3.8 系统功能指标

3.8.1 列车接近

一是能准确提示接近方向 (上行、下行或其它方向)

二是能准确提示一接近、二接近

三是能准确提示进几股道

进站信号开放:能准确提示方向 (上行、下行或其它方向)

3.8.2 出发信号开放

一是能准确提示方向 (上行、下行或其它方向)

二是能准确提示几道出发

反向列车接近:能准确提示方向 (上行、下行或其它方向)

反向列车通知出发:能准确提示方向 (上行、下行或其它方向)

信号非正常关闭:能准确提示非正常关闭的信号机名称

熔丝断丝:能准确提示几排几架熔丝断丝

灯丝断丝:能准确提示灯丝断丝的信号机名称

异常红光带:能准确提示出现异常红光带的区段名称

道岔断表示:能准确提示出现道岔断表示的道岔名称

4 结束语

通过以上内容可知:本方案利用既有的信号设备, 增加少量的设备就能解决信号工现场维护维修的实际问题。本系统已经在本公司研制成功, 应用于铁路信号产品中。

摘要：文章提供种车站列车信息全自动无线语音提示系统的种设计方案, 它包括车站列车位置信息的自动生成、无线语音发送装置和手持电台部分。该方案利用既有的信号设备, 通过增加简单的设备就能够完成及时通知现场施工人员和信号值班人员“列车接近、信号放”及关键设备报警的语音信息。

关键词：无线,防护,自动,语音,报警

参考文献

[1]GB 15842-1995.移动通信设备安全要求和试验方法.

列车自动防护系统技术浅析篇9

1 列车自动防护系统概述

列车运行自动控制由三个子系统组成, 分别是:列车自动防护 (ATP) 、列车自动驾驶 (ATO) 以及列车自动监督 (ATS) 。其中ATP是一个关键的列车自动防护系统, 它的主要作用是对列车进行自动防护, 负责列车的安全运行, 控制列车运行的间隔。在列车的运行中, 尤其是在十分注重设备的列车运行控制当中, ATP的安全决定了整个列车的安全, 因此在列车运行控制中起着不可忽视的作用。因此, 我们对列车自动防护系统的原理和功能进行了系统的分析, 得出它具备以下几种功能, 一是安全性停车点防护, 它主要是保证列车能在安全区段停下来。二是超速防护和制动保证。在列车超速行驶的情况下, 确保列车一旦超过规定速度, 立即施行制动。

2 列车自动防护系统技术

列车自动防护系统 (ATP) 是城市轨道交通运行中必不可少的安全保障, ATP系统主要负责“超速防护”起保障安全的作用。结合实践我们将列车自动防护系统的这种功能做了具体的分析。

2.1 列车自动防护系统的工作原理

2.1.1 轨旁设备的工作原理

每个轨旁区域控制器都要接受临时限速指令和该控制区内列车发出的位置信息, 根据所有以知障碍物的位置和预计的交通荷载确定其区域内所有列车的移动授权, 并持续更新和传输移动权限指令。最后通过移动闭塞确保列车以最小的运行间隔安全运行。

2.1.2 车载设备工作原理

车载控制器是在微处理器上的基础上建立的, 里面会存储与列车运行有关的轨道线路数据, 它是通过与每个子系统的端口连接, 来实现列车定位、允许速度执行、控制模式的管理、移动授权这些命令的。

2.1.3 数据通信的工作原理

轨旁骨干网络是由骨干交换机构成, 两个单独的单模光缆会交互连接, 骨干网采的弹性分组数据环技术将接入交换机连接起来, 具有智能化、经济性、高效率和可靠性的优点。

2.2 列车自动防护系统的功能

2.2.1 安全性停车点防护

看列车的停车点是否安全, 主要是看它是否停在危险点上。无论如何都不能超越危险点。列车在运行的过程当中会有一个安全间隔, 列车的安全间隔既能保证行车安全, 还能提高运行的效率。由前行列车的位置确定其后方轨道的限速, 后续列车的速度不能超过轨道电路的限速。ATP系统能在列车运行时将移动限定在前行列车尾部后面的安全距离外方停车点, 保证列车之间的最小安全间隔。从而有效保障列车在运行中的安全。

2.2.2 列车的防护和制动

ATP系统有固定的限速, 比如由线路参数决定的区间最大允许速度、由列车的物理特性决定的列车最大允许速度以及临时限速, ATP系统会根据列车当前状态及线路条件, 实时计算出紧急制动情况下列车运行不超出目标点时应满足的速度限值。将这些速度限值连成一条曲线便是速度距离模式曲线。如果列车的时速超越最大允许速度, ATP车载速度会立刻发出报警提示;当超速达到一定值时, 会输出最大常用制动命令, 保证在预计时间内能达到制动或减速的命令, 否则的话立刻实施紧急制动, 保证无论在什么情况下配有车载设备的列车都不会超出限制范围。

2.2.3 列车的紧急制动

紧急制动系统是确保列车在安全制动模式下的停车距离内停车的系统。一旦开启紧急制动, 列车在完全停车前将不会缓解。在实施紧急制动时, 任何外力都无法对它进行干扰, 包括检测出列车在运行中出现错误这一状况。一般情况下不会实施紧急制动, 除非出现以下几种情况:1) ATP被检测出涉及安全故障。2) 列车的移动不正常。3) 运行中车门没有关闭。4) 列车脱钩。

2.2.4 安全控制车门

车载ATP系统对车门控制的监督十分严格, 是为了确保列车准确的在站内开门和避免列车未停稳开门及车门打开时列车启动的情况, 只有在ATP检测得出列车符合所有的安全条件时才会按运行模式开门。

3 列车自动防护系统的速度命令

列车防护系统的速度命令由车载ATP设备和ATP速度命令接收器两部分构成, 车载ATP设备主要是通过阻抗变压器来将接收到的速度命令输入轨道, 再由速度命令来对它的信号进行翻译和显示, 它的目的是保证列车按ATP速度命令安全运行, 一旦检出超速, 立刻采取相应的制动。ATP速度命令接收器的工作原理则是将命令传递给列车感应线圈, 然后车载接收单位将信号过滤变换为限速信息。将测试过的继电器接传接到带通滤波器, 系统处理器会自动将接收到的信号放大、解调, 为了达到测定实际速度的目的, 系统处理器CPU及控制器会重新接收到由比较的结果形成的检测信号, 一旦检测出超速, 车载ATC会立刻实施相应的制动。

4 总结

总的来说, 列车速度的不断提高, 在一定程度上改变了铁路信号技术。很多的铁路在实施列车自动防护系统的过程中, 都将故障安全放在十分重要的位置, 统一设计地面和车载设备, 及时更新技术和强化改造, 以此来保证整个系统的安全性和可靠性。如今铁路信号正在向通信信号一体化这个方向发展。因此, 今后的发展趋势是有效实施列车自动防护系统。

参考文献

[1]郜洪民, 段晨宁, 尹逊政.城轨交通CBTC关键技术——列车自动防护车载 (ATP) 子系统[J].现代城市轨道交通, 2011.

列车接收直播卫星广播系统篇10

列车接收直播卫星广播系统 (简称列车之声系统) 是广电总局广播科学研究院为了适应铁道部门应用需求而研发的专用卫星广播系统。

中国铁路从建国初期到现在, 经过几十年的发展, 铁路线路四通八达, 遍布全国各地, 2010年全国铁路营业里程9.1万公里, 其中西部多山地区铁路里程达3.6万公里。针对我国的现实铁路分布情况和沿线地理条件, 利用卫星进行广播节目的传输无疑是最为经济有效的旅客列车广播覆盖手段。

列车在行进过程中要经过很多铁路隧道, 其中大部分为山岭隧道。据统计, 目前国有营业线路隧道5941座、3750271延长米, 按照目前国内列车的实际运行情况来看, 列车穿过隧道的时间可能为数分钟甚至数十分钟, 容易造成信号丢失和广播播出中断, 对于密集隧道群来说这种情况更加严重。列车卫星广播系统必须有效地解决此类问题, 实现列车运行过程中实时广播节目的不间断播出。

1 系统设计

目前, 旅客列车采用数字广播机对列车进行广播播出, 为了保护铁道部现有投资, 列车之声广播系统需要依托现有列车条件, 以确保系统技术先进、成熟、稳定、与相关行业标准兼容、安全可控、易于扩展为原则进行设计和构建。

针对应用部门的服务需求, 列车之声广播系统主要包含前端播发系统、传送系统、终端接收及列车广播系统三个部分。系统总体设计如图1所示。

1.1 前端播发系统

前端播发系统主要用于列车之声节目的播出发送。一路原始广播节目经过AAC编码、时间分集处理后生成多路复用延时业务码流, 送往复用器与其他上星数据进行再复用处理, 经过调制后送往卫星上行系统。

一路原始广播节目经过AAC单声道编码之后, 节目有效码率约为35kbps, 再经过时间分集处理 (假定设定的延时路数为n, 最大总延时参数为τ0) , 将生成含有一路实时码流和n路延时码流的MPEG复用码流, 实时码流和多路延时码流之间延时平均分布, 相邻码流延时为τ0/n, 总码流有效码率约为35× (n+1) kbps, 由于音频码流数据率较低, 它可以与其他上星数据进行再复用处理后进入传送系统传输。

1.2 传送系统

传送系统采用中国广播电视直播卫星系统实现对全国主要铁路干线的广泛覆盖, 传送系统采用数字传输和误码保护技术, 提高了传输效率和接收质量, 并节约了空间频率资源。

直播星调制器对来自前端播发系统的复用码流进行安全模式信道编码调制, 生成的中频信号通过卫星上行站发送到中星9号卫星上的转发器, 通过中星9号卫星实现对全国的信号覆盖。

安装在旅客列车顶部的车载卫星电视接收系统完成卫星信号的接收, 并将其传送到终端系统。列车在移动过程中, 由于其姿态和地理位置发生变化, 会引起原对准卫星天线偏离卫星, 使通信中断, 要在运动列车上不间断的收听广播节目, 需要有一套可以快速、准确的实时跟踪卫星信号的移动式车载卫星接收天线。这种天线应具有接收灵敏度高、噪声指数小、跟踪速度快、精度高、信号长时间失锁后重新捕获所需时间短、体积小、重量轻、适合安装等特点。通过链路估算, 若全国主要铁路城市满足雨衰条件99.9%接收可用度, 则北京地区实测天线增益至少约为29.4d B。

1.3 终端接收及列车广播系统

终端接收及列车广播系统是解码播放卫星广播节目并对车厢进行广播的系统, 它采用专用接收机对卫星信号进行解调、码流拼接和解码, 并采用线路输入方式向列车数字广播机提供播出音源, 由列车数字广播机进行功率放大和车厢播出。

2 关键技术

列车之声专用接收机在进行实时节目接收时, 同时接收业务码流和冗余码流, 采用特定算法对多路码流进行拼接, 拼接后的码流进行解码播放, 这是解决隧道遮挡影响的关键因素。下面以延时码流数n=1、总延时τ0=10分钟进行说明。

如图2所示, 当不存在任何接收障碍时, 实际在列车车厢播出的码流等同于延时码流;当时间8:25～8:30出现短隧道、建筑物遮挡或信号干扰时, 实时码流丢失了实际播出内容为8:25～8:30的节目数据, 延时码流丢失了实际播出内容为8:15～8:20的节目数据。接收终端通过自动检测技术与码流拼接技术, 通过提取两路码流中的数据, 可以将播放节目的数据补齐, 从而实现连续的、实时的音频广播节目播出。

根据理论计算, 增加系统总延时τ0可以增强系统对抗长隧道的性能, 而增加延时码流的路数n, 可以有效地改善系统抗短时遮挡的性能。通过对全国隧道分布的调研分析和系统仿真优化, 最终确定n=39、τ0=10分钟的参数配置能够对抗全国大部分的隧道遮挡。对于长达数十公里的超长隧道, 增大延时没有意义, 将采用垫场音乐解决, 即在数据缺失达到数秒后, 专业接收机将自动启动循环播放垫场音乐, 同时检测缓存数据, 一旦缓存足以实现完整音频播放, 立刻切换到实时广播。

3 试验情况

从2009年开始开展了多次旅客列车实际接收试验, 试验线路选取了兰州-成都-兰州路线, 该线路属于典型的多山多隧道遮挡类型, 以宝成铁路段为例, 隧道总长达165公里, 占该段线路总长1/4。试验系统抗遮挡性能非常突出, 由于篇幅所限, 下面摘取宝成铁路宝鸡-阳平关路段数据, 展示试验效果 (本路段共拥有隧道242座, 其中1公里以上隧道16座, 最长的琵琶崖隧道长达3295米) 。

图3为宝鸡-阳平关路段接收机锁定/失锁状态图, 其中红色线条表示失锁状态。

图4为宝鸡-阳平关路段列车之声系统实际播出效果图, 可以看出即使由于信号丢失导致接收机失锁, 系统仍然可以进行有效播出。

4 结束语

列车之声系统提供了灵活的参数配置手段, 既满足旅客列车不间断接收卫星广播的需求, 也适用于城市接收车载卫星广播需要, 相对于仅提高车载动中通天线性能来解决信号中断的方案, 拥有极大的性能和价格优势。

参考文献

列车管理系统篇11

【关键词】信号工讲训辅行教学模式

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2016）06C-0144-02

培养高素质技术技能型人才是高等职业院校的办学使命。开展校企合作、培养高素质技术技能型人才是高职院校教育具有的独特优势，这为高职院校提供了一个良好的发展机遇和广阔的发展空间，同时也带来了挑战。原有的模式不是重理论、少实训实践，就是偏实践、缺理论，前一种模式导致理论知识得不到有效的验证与实践，后一种模式导致学生只是一个“熟练工”。而没有理论知识指导，不管是哪一种教学模式，都不利于理论与实践有机的结合，偏离认知的基本规律而影响学生整体素质提高，达不到培养实用人才的目的和要求。而我院的目标是把学生培养成高技术技能型人才，具备高素质要求，为铁路及相关行业的发展做出贡献。

列车运行控制系统维护课程是铁路高职院校铁道通信信号专业核心课程，通过开展“讲训辅行”的教学模式，加强理论教学与技能教学、个别辅导与全体辅导、学校实习与生产实训的有机结合，改变现有的纯理论讲授教学组织模式，突破原有课程体系的局限，构建“讲训辅行”教学模式和对应课程体系，结合实际需要改进职业教育教学工作，在每个实训项目中融入模块化的职业技术理论知识，达到理论指导实践，实践强化理论，通过实训将理论升华到新的认识，为推动技术创新和实现科技成果做出贡献。

一、教学模式实践

“讲训辅行”是指以“能力本位”为指导，坚持“理论必需、够用”原则，通过工学结合、校企合作等方式，整合课程教学内容，将理论讲授、技能实验实训、个体或群组辅导及能力体现融为一体，构筑起一个教师引导、学生主动参与，在讲、训、辅、行相融的教学环境中完成课程学习的教学形式。

（一）“讲”：针对学生从事的专业技能，有针对性地进行理论讲授，结合案例引入、视频动画、模拟仿真及多媒体信息技术等方法。如项目“机车信号设备维护”，在学习时，以2006年“4·11铁路重大交通事故”引入，主讲铁路机车信号系统构成与机车信号功能。按照铁路机车信号工职业标准，对系统中的主机、机车信号机、接线盒、双路接收线圈分别进行讲解，并结合检测或检修标准、步骤、方法，讲授所需要的职业理论知识。

（二）“训”：每学完一个环节或一个项目，有针对性地开展实验、实训或仿真实验等。比如，在学完“列车运行监控装置”后，铁路车载信号工职业标准要求：能够对列车运行监控装置进行安装与调试。为了达到该职业标准所定的目标，开设了“LKJ监控装置安装与维护”实验，分别进行了主机箱、屏幕显示器、传感器及事故状态记录器的安装。安装完毕，进行通电前的检查等工作，最后通电进行LKJ调试。实验实训过程中，通过设置一些故障，让学生结合所学知识，观察故障现象，定位故障，从而解决故障。

（三）“辅”：对学生存在疑问开展一对一重点辅导和跟踪训练。在相关知识学习过程中，老师要时刻关注每位学生是否能够在规定时间内接受知识。对于个别学生达不到要求时，老师与学生面对面、一对一进行讲解，对共同的问题，老师可以把这些学生集中起来，进行跟踪指导。在实验实训中，有问题时，老师可以有针对性地指导，达到教学目的。

（四）“行”：通过自我践行，强化辅导、训练成果，实现知识内化。还可以通过设置相关故障、设计课题，要求每位学生独立思考、独立解决。对于理论知识，坚持“理论必需、够用”的原则，课后布置练习作业，培养学生独立解决问题的能力。对于技能实践，通过在实验实训过程中，设置铁路现场常见故障，引导学生分析故障原因，进而排除故障。通过这样的自我践行，实现知识内化、技能融通。

该教学模式适合我院学生特点的列车运行控制系统维护课程教学模式，能够提高课程教学质量，在满足“理论必需、够用”的前提下，有效提高实践技能。通过“讲训辅行”教学模式实践，构建了针对讲解、及时实践、个别辅导与跟踪及自我践行的新的教学形式，以全面提高学生整理素质，培养现代化高素质技术技能型人才，适应社会和市场的人才需要。

二、教学效果

通过“讲训辅行”教学模式的实践教学，在课堂教学实践中，以学生为主体，教师为引导，使学生自主学习、主动参与、积极探究，不断构建新知。在针对性的实践训练中，提高技能，强化理论。教师通过个别辅导与跟踪，及时了解与解决在学习中存在的问题，课后布置相关作业，使学生自我践行，提高学生技能。“讲训辅行”教学模式，有效改变了学生传统的单纯接受式学习方式，完成了自主学习、自主探究学习方式的转变，提高了学生的综合能力。通过“讲训辅行”教学的实施，解决技术理论和技能操作的问题，培养高素质技术技能型人才，拓宽服务社会、服务企业的途径。具体效果有：

（一）丰富了教学方法。列车运行控制系统维护课程具有理论性强、知识点多、内容抽象等特点，在教学中，以优化教学效果为核心，促进学生学习能力提高为宗旨，改革传统的、旧的教学方法，大力推行先进的教学方法和手段。课堂中，充分发挥学生的主体地位，培养学生自主性学习、创造性学习的能力，提高教学质量，力求建立一个能够引起学生兴趣，唤起学生学习热情的教学方法体系。

（二）明确了教学目的。比较系统、具体地阐述了列车运行控制系统维护在高职铁路信号专业中的地位，并从学生参与铁路信号设备维护与建设、意识的养成及个人分析和解决问题能力的提高等几个方面，回答了我们为什么要开设这么一门理论性、应用性都很强的学科，从根本上解决了广大高职学生厌烦理论学习的陋习，全面提高了学生学习的积极性与主动性。

（三）优化了教学内容体系。从列车运行控制系统维护课程教学内容的内在关系出发，兼顾学生的特点、专业需求以及课时安排，较好地解决了列车运行控制系统维护课程内容多，课时少，学生学习吃力等诸多教学问题，并比较成功地化解了高职理论教学与实践技能之间的矛盾。

（四）从学生对教学目的的认识、学习态度、学习过程中的表现、学习内容与结果的作用评价以及教师评价等几个方面，在学生中作了一个抽样问卷调查，调查表明：与以往教学模式相比，学生学习列车运行控制系统维护课程的目的更加明确，自觉性、主动性更高，学习感觉更轻松，学习感觉收获更大，对授课老师满意度更高。

“讲训辅行”教学理念是一种全新、开放式思路，是实现理论讲授、实践讲练的有机结合的一种教学模式，针对性地对个别或群组进行实际辅导，以学生为中心，充分发挥学生的主体地位，培养学生自主性学习、创造性学习的能力，在此基础上提高该课程教学质量。

【参考文献】

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[2]张铁增.列车运行控制系统[M].北京：中国铁道出版社，2011

[3]姬瑞海，李存霞，潘荣江.“教学做赛融合”培养数控高端技能型人才[J].高等工程教育研究，2014（1）