【第八章 国外高速铁路信号技术】.doc

第八章 国外高速铁路信号技术 第一节 日本高速铁路信号技术 新干线自运营至今己30多年，其间无任何人员伤亡事故，这是铁道运输史上的奇迹。正是新干线的信号安全系统保证了这个奇迹的实现。 新干线的信号设备体系包括许多装置。其主要的设备有：①列车速度自动控制系统(ATC)；②调度集中(CTC)；③信号装置；④联锁设备；⑤转辙设备；⑥其他。新干线的信号安全设备构成概况见图6—8—1。 在新干线30余年的历史中，有些设备随着新干线的建设而不断发展，如ATC设备、CFC设备、运行管理系统(COMTRAC)等，有些设备如轨道电路、转辙设备、联锁设备等无多大改变。因此，下面重点介绍ATC、CTC、COMTRAC等系统。 北陆新干线是日本最近建成的新干线。在信号系统方面有些新的特点，但详细资料尚未发表，故将已收集到的资料对比作一介绍。 ATC(列车自动控制)系统 1．新干线ATC系统概述 (1)目的 为保证高速安全地行驶，列车必须与前方行驶的列车保持一定的距离以避免追尾事故。为此，基本方法是把线路以电气的方式分割成一定距离的区段，每个区段内只允许一列列车进入。既有线路是在各区段的始端设置地面信号机，司机对发出的信号予以确认，并进行必要的操作，以相应的速度进入该区段。 由于新干线以270km／h高速行驶，制动距离很长，远远超出了地面信号机的目视距离。另外，在需要紧急制动时如果稍有犹豫就可能造成很大的影响。因此像既有线那样，靠司机确认地而信号以后再进行制动的系统就存在许多问题。不仅在接近先行列车时，而且在车站的停车和弯道，道岔等必须减速时，也会遇到相同的问题。 为了解决这些问题，保证列车安全行驶，新干线废弃了地面信号机而采用直接将信号显示于驾驶台的车载信号方式，此信号也不用颜色表示，而是直接显示速度的数字。 (2)功能 新干线列车控制系统是采用由ATC(AutomaticTrain Control：列车自动控制)装置对列车进行速度控制的方式。如果列车的速度比信号显示的速度快时，将会自动进行制动，当列车的速度降至信号要求的速度时，制动就会自动缓解。这是该系统的基本功能。系统优先考虑设备控制，对于发车，加速、时间调整及车站停车，即从30km／h到停车地点的停车操作均是由司机来进行操纵。在接近先行列车时的ATC动作及车站停车时的ATC动作如图6—8—2和图6—8—3所示。 在山阳新干线，ATC装置通过轨道电路将信号送到列车，列车接收到信号以后，将其显示于驾驶台，270、230、170、120、70、30、0(在500系列车运行时，追加300)等表示各种速度，0为停车信号。270、230、170、30、0作为基本的速度等级使用。由于列车经常是122270km／h的速度行车的，所以与先行列车之间的距离最少也要空出3个ATC闭塞分区：120、70用于弯道、岔道、施工现场等处的速度控制。随着列车列数的增加，有缩短行车时间间隔的必要，因此把原来30km／h为信号的站内轨道电路分割成两部分，采用了以70km／h为信号进入站台中部的方法。 (3)构成 ATC装置如图6—8—4、图6—8—5所示，由地面和车上装置构成，通过其相互结合来发挥系统功能。 (4)ATC信号收发装置 ATC信号收发装置的基本功能如下所述： ①检测每段轨道电路内有无列车： ②了解有关其他轨道电路的信号； ③了解前方线路的线路条件、道岔的开通方向、联锁装置的动作状态； ④将这些结果及各轨道回路所要的信号发送出去。 作为发挥该功能的手段使用了AF(Audio Frequency：音频)轨道电路。 AF轨道电路的长度为ATC闭塞分区的1/2~1/3。之所以如此，是因为如果将2．5~3km长的ATC进路区间作为一个轨道电路，由于信号在电路的途中衰减使信号接收电子降低，会导致信号不能正确地传送到车上。 ATC信号电流按照30~270的各个信号，分配主信号10~36Hz及副信号12~32Hz调制频率，将主信号和副信号组合在一起分别调制到载波上，以载频的信号电流传送出去。 载波如表6—8—1所示，在上行线和下行线分别配以不同的载频频率，以免相互干扰。在同一条线上使用2种不同的载波，相邻的轨道电路也使用不同的载波，以防止轨道的绝缘损坏事故。 (5)超高速设备 在山阳新干线为了适应300km／h的运行速度，用超高速试验车(500系)进行350km／h的行驶试验。ATC装置上也增加了300、330、350的信号显示。但是这个增加的信号由脉冲转发器对500系列进行识别，只在500系列行驶时向地面ATC装置发出允许超高速行车的