中国国家铁路集团有限公司日前颁布《新时代交通强国铁路先行规划纲要》，明确提出到2035年，率先完成智能化铁路网，全国铁路网长度将达到20万公里左右，其中高铁占据7万公里左右；高铁列车将拥有基于北斗卫星导航系统、5G通信技术的空天地一体化的“超级大脑”。

　　无论是普速客货运铁路，还是高速铁路，一般而言都是铺设两条并行轨道，火车左右行车互不干扰。那么动辄数百至上千公里的铁路线，是如何保证列车运行安全的呢？

　　我们知道，汽车行驶在高速公路上，前后两车间距不小于50米，才能保证必要的安全。我国普速火车一般运行速度为120-160公里/小时，高速列车的运行速度是350公里/小时，这么快的速度，势必对前后两列高速列车的安全间距要求更加严格。

　　铁路部门是通过“闭塞分区”来给列车划分运行空间的，从而为列车运行提供安全保障。“闭塞分区”就是通过轨道电路把铁路线路分成若干个长度不等的段落，每一段落两端用信号机进行控制，并在调度中心的显示屏上显示出来。当列车在闭塞分区运行时，车辆后端的信号机变红，说明这个区间段落有车占用，后面的列车就要提高警惕了，不能冒进，只有运行前方的信号显示绿色，才能全速行驶。

　　如今，无论客货混运铁路，还是高速铁路，绝大多数采用的都是“自动闭塞系统”。值得一提的是，“自动闭塞分区”一旦划分完毕，是不能随便改变的，也就是说自动闭塞分区是固定的，这和后面讲述的“移动闭塞”完全不同。

　　简单来说，固定的自动闭塞分区通过轨道电路来划分，其工作原理是这样的：当闭塞分区没有列车时，电流从轨道电路的正极通过钢轨、轨道继电器到达另一股钢轨电源负极。此时继电器中有电流通过，衔铁吸起，接通绿灯，指示区间空闲；当闭塞分区有列车占用时，车轮与轨道形成通路，电流被车轮短路之后不再给轨道继电器通电，衔铁开关落下，接通红灯，提醒后车该区间已经被占用。

　　在普速铁路上，司机可以通过观看信号机的信号变化来操控列车。到了高铁时代，由于列车运行速度很快，司机来不及对线路旁的信号做出反应，必须采用先进的列车运行控制系统才能保证安全。顾名思义，列控系统就是确保行车安全的信号系统，利用地面提供的线路信息、前车距离和进路状态，列控车载设备自动生成列车允许速度的控制模式曲线，并实时与列车实际运行速度进行比较，一旦发现列车超速就及时进行控制，从而保证高铁列车的安全。这套系统取消了普速铁路旁边的信号机，在轨道中间设置应答器，可以实现列车与地面间的数据交换。

　　固定的自动闭塞通过轨道电路划分区间，“超级大脑”的关键元器件——无线移动闭塞则是通过无线通信技术划分不固定的移动区间，这是二者本质的区别，并且移动闭塞对通信技术和定位技术要求更高。

　　在传统的固定自动闭塞方式下，系统无法知道列车在分区内的具体位置，因此列车制动的起点和终点总在某一分区的边界。为充分保证安全，必须在两列车间增加一个防护区段，这使得列车间的安全间隔较大，大大降低了线路的使用效率。

　　无线移动闭塞技术则在对列车的安全间隔控制上更前进了一步，其信息传递、列车定位、列车完整性检查等功能，不再依赖地面轨道电路，从而大幅度减少轨道旁边安装的设备数量。无线移动闭塞的车载设备子系统，利用速度传感器、雷达、光电传感器对列车进行速度和距离的测量，并结合地面应答器对列车位置进行校正，能够连续、自动地对列车位置进行检测，保证系统对列车速度以及行车间隔的安全防护。

　　如此一来，无线移动闭塞系统可以通过车载设备和轨旁设备不间断的双向通信，调度控制中心可以根据列车实时的速度和位置，动态计算列车的最大制动距离，使得“列车的长度+最大制动距离+安全防护距离”组成一个与列车同步移动的虚拟分区，这就是“移动闭塞分区”。

　　由于保证了列车前后的安全距离，两个相邻的移动闭塞分区就能以很小的间隔同时前进，让列车能以较高的速度和较小的间隔运行，实现高铁列车的“小编组、高密度”运输组织目标，大大缩短前后两车的发车间隔，从而极大地提高了线

　　无线移动闭塞系统可以说是高铁列车“超级大脑”的关键元器件，其最显著的特征就是要求对列车动态位置进行精确定位，同时还要借助高速度、大容量的通信技术实时传递列车的位置信息，这样才能让调度中心人员准确掌握列车的运行情况，从而指挥列车运行，保证行车安全。要完成这一艰巨任务，离不开“北斗”导航和5G技术。

　　基于“北斗”卫星定位的列控系统，可以连续且精准获取列车位置信息，改变传统的基于固定自动闭塞技术的列控追踪间隔方式，而通过采用移动闭塞的追踪间隔方式，使得追踪列车间隔大大缩小，从而提高运输效率。通过“北斗”卫星，还可以实现对同一列车的车头、车尾定位，从而开展列车的完整性检查，以防止列车解体后，给后面的列车带来安全风险。

　　多年来，欧洲开发了适合本土的欧洲列车运行控制系统(ETCS)，其中ETCS-2级列控系统在地面采用无线闭塞中心生成的行车许可，通过固定应答器提供列车定位基准，利用GSM-R无线网络实现“车-地”双向信息传输，在欧洲实现了普及应用。

　　美国的列车主动控制系统(PTC)功能也很强大，具有列车超速防护、防止列车相撞、保护轨旁工作人员安全等功能。列车根据GPS定位系统，获取自身所在位置，通过无线通信网络将列车位置发送至PTC服务器，PTC服务器可根据所得信息计算列车停车位置，并将位置信息发送至车载设备。PTC系统设有调度中心，可人为干预列车运行，防止列车相撞。

　　为了适应高速铁路建设发展需要，我国高速铁路列控技术借鉴欧洲ETCS成功经验，从无到有，取得了巨大飞跃。我国自主开发的中国列车运行控制系统(CTCS)一共分为5个等级，从CTCS-0到CTCS-4，都有不同的适用范围。我国时速300公里以上的高铁主要是采用CTCS-3系统，这是基于无线通信、轨道电路和固定的自动闭塞开发的一套先进的列车控制系统。

　　报社招聘招聘英才广告服务合作加盟供稿服务网站声明网站律师信息保护呼叫中心服务邮箱：违法和不良信息举报电话举报邮箱：

转载请注明出处。