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高速铁路设备系列介绍之八——列车运行控制系统的地-车信息输送传播技术
时间:2015-07-02  点击量:

 

列车运行控制系统的核心构成部分是地-车信息输送传播技术。尤其,对高速行驶列车的控制,车载列控设备需要获取从地面控制中心发送的列车控制命令、前方列车的位置、速度、前方线路状况等信息,这些个信息都是从地面发送到列车上,因此,没有地-车信息输送传播通道,列车运行控制系统列车是无从谈起的。
 
目前,地面信息传递到列车上有三种方式:
 
一种是点式传递信息方式。点式信息传递方式有感应器、环线或应答器方式,它是在列车行进的线路上设置若干感应点,当列车经过感应点时,将地面信息传到车上。但当本地面信息发生变化时,列车只能感应点时才能获取信息,实时性稍差。另一种为持续式传递信息方式,能连续不断地将地面信息即列车间隔、线路容许的速度等情况及时地向车上反应,使司机随时掌握列车速度,有利于保证行车安全和提高行车效率。但其所能输送传播的信息量受到限制。
 
以轨道电路为基础的地-车信息传道输送的系统,专业人员称为基于轨道电路的列车控制系统(TBTC),优点是:在进行信息输送传播的同时,可以检测列车位置,可以发现铁轨断轨。缺点是,由于受到轨道电路输送传播特性的限制,所输送传播的信息数量少,很难大量增加,传道输送距离受到限制;只能进行地-车信息单传道输送,无法使成为事实双向传道输送。
 
再一种为满足控制列车需要时,就需要把上述二种方法重新组合,产生第三种方式,即持续叠加点式信息传道输送方式,我国的CTCS2级系统采用的就是这种方式。
 
随着无线通信技术的发展为列控系统,地-车信息输送传播技术开辟了新的路子,无线通信技术克服了轨道电路由于受到轨道电路输送传播特性的影响,传道输送的信息数量少、传道输送距离不很长、无法实现双向传道输送的可能。因此,以无线通信技术为基础的地-车信息传道输送的系统,将成为未来列控系统地-车信息传道输送的首要发展方向,专业人员称为基于通信的列车控制系统(CBTC)。其中有GSM-R移动通信技术。
 
GSM-R其意为铁路专用全球移动通信系统。GSM是一种数码移动通信体制。GSM-R是国际铁路同盟(UIC)和欧洲电信规范协会ETSI,为欧洲新一代铁路无线移动通信研发的技术规范。UIC通过EIRENE(欧洲综合铁路无线加强收集)对各类数码移动通信系统进行了对比,最后决定GSM-R为新一代欧洲铁路无线移动通信基本制式。欧洲委员会在900MHzGSM的频率频段上分配4MHz给铁路实施GSM-R。GSM-R通过保持列车和地面控制中心的持续联系,是提供给列车控制数值的输送传播通道。
 
我国铁路按照铁路运输现代化的需求,已确定GSM-R作为发展铁路专用综合数码移动通信收集的技术体制,正在建设具有列车调度、区间公(工)务通信、公安通信、应急迅速抢救通信和车次号传道输送、无线机车信号传道输送通道和列车运行控制系统传道输送通道等功效的无线通信系统。
 
铁路专用移动通信网GSM-R与经常使用的移动通信网GSM之间的首要区分在于所施用的频带(GSM-R有其自身专用频带)及基本结构。GSM-R是按照铁路专用及必要的优质服务要求建立起来的,它由无线收集、交换收集、及与其他通信收集的接口构成。
  
除了采用GSM-R技术之外,另有许多无线通信技术可以应用于列控系统。如:在磁悬浮列车信号和通信系统中应用了微波传道输送技术,西门子公司研发的基于2.4GHz扩频专用无线系统的CBTC已在美国纽约地铁应用。应用比较多的还有轨道电缆传输技术。在轨道铺设的感应电缆,通过车载感应线圈和感应电缆的电磁巧合完成信号和数值的传道输送,地面控制中心系统通过轨道电缆与车载列控设备联系,可以使列车成为闭环控制。采用这种方式分有轨道感应环线和漏泄同轴电缆方法。

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