第一篇：歐洲鐵路發(fā)展趨勢(shì)

歐洲鐵路發(fā)展趨勢(shì)

近年來(lái)，歐洲常規(guī)鐵路在運(yùn)輸需求持續(xù)增長(zhǎng)的情況下，營(yíng)業(yè)額卻增加不多。而通過(guò)發(fā)展高速鐵路，建立快速、舒適、遍及歐洲的鐵路運(yùn)輸網(wǎng)已成為奪回市場(chǎng)份額的有力手段。

目前歐洲鐵路還存在著一些影響客運(yùn)市場(chǎng)發(fā)展的問(wèn)題，如鐵路服務(wù)還不適合一些旅客，運(yùn)輸成本較高限制了競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)等。為了在未來(lái)需求的增長(zhǎng)中更好地發(fā)揮鐵路的潛在優(yōu)勢(shì)，歐洲鐵路聯(lián)盟確定旅客運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展目標(biāo)是：在歐洲城市間經(jīng)營(yíng)競(jìng)爭(zhēng)能力強(qiáng)、利潤(rùn)大的特色列車；通過(guò)建立互聯(lián)分銷系統(tǒng)使乘客能在多種運(yùn)輸方式間使用通票；在所有國(guó)際鐵路中轉(zhuǎn)站設(shè)立綜合服務(wù)區(qū)；降低成本，提高安全性。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，歐洲人口、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的綜合發(fā)展趨勢(shì)是人們預(yù)期壽命延長(zhǎng)，精力充沛的退休人員增加；教育旅行機(jī)會(huì)增多；購(gòu)買力提高；需求個(gè)性化等等，所有這些將對(duì)運(yùn)輸需求的數(shù)量和種類產(chǎn)生重大影響。據(jù)預(yù)測(cè)，歐洲鐵路客運(yùn)量將以每年2％的速度持續(xù)增長(zhǎng)，國(guó)際間客運(yùn)量將呈現(xiàn)更強(qiáng)勁的增長(zhǎng)勢(shì)頭，且各種運(yùn)輸方式均如此。按這一設(shè)想，旅客運(yùn)輸市場(chǎng)將持續(xù)增長(zhǎng)到2010年，其絕對(duì)值將比現(xiàn)在增加30％。需求增長(zhǎng)為鐵路帶來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇，為此，歐洲鐵路聯(lián)盟確定了鐵路發(fā)展的相應(yīng)對(duì)策。

一、提高舒適度

為了提高列車服務(wù)質(zhì)量，歐洲鐵路聯(lián)盟正著手建立國(guó)際客運(yùn)舒適度標(biāo)準(zhǔn)，主要涉及可接受性、車廂內(nèi)震動(dòng)與噪聲、高速車輛密封性、空調(diào)等。為了增強(qiáng)鐵路服務(wù)重要組成部分——車站的作用，歐洲鐵路聯(lián)盟已制定建立歐洲車站網(wǎng)計(jì)劃。網(wǎng)中各車站都與城市交通網(wǎng)融為一體，并使旅客可以直接進(jìn)入一個(gè)完備的服務(wù)區(qū)。

二、發(fā)展鐵路通用卡

歐洲和摩洛哥鐵路使用鐵路通用卡已有26年的歷史，數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的青年人持這種卡乘火車在歐洲旅行，并享受很多優(yōu)惠。區(qū)域性旅客也可以持卡在一國(guó)或多國(guó)旅行。它不僅用于旅行，還可以在博物館、飯店和徒步旅行青年招待所享受打折優(yōu)待。歐洲各鐵路公司加快了使用電子車票的步伐，國(guó)際鐵路聯(lián)盟的“靈通卡”工程可保證旅客能在國(guó)際范圍內(nèi)通用。鐵路公司還可以把“靈通卡”作為市場(chǎng)營(yíng)銷的工具，追蹤每個(gè)使用者的行程并為其安排旅行計(jì)劃。

三、建立互聯(lián)分銷系統(tǒng)

互聯(lián)分銷系統(tǒng)(ESPOIR)確保每一服務(wù)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)往來(lái)被其他系統(tǒng)所接受，對(duì)任何一個(gè)旅游咨詢，各系統(tǒng)給予唯一的、完整的、與鐵路服務(wù)相一致的回答。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，國(guó)際鐵路聯(lián)盟正在發(fā)展一個(gè)開(kāi)放的、可以與其他運(yùn)輸方式對(duì)話的通訊標(biāo)準(zhǔn)。

四、降低成本

歐洲各國(guó)鐵路在不影響舒適和安全的前提下，采取一系列措施降低機(jī)車車輛造價(jià)。對(duì)于歐洲鐵路經(jīng)營(yíng)者來(lái)說(shuō)，下部基礎(chǔ)設(shè)施費(fèi)用是成本中重要組成部分，一些國(guó)家正研究減少下部基礎(chǔ)設(shè)施的收費(fèi)措施。

五、縮短常規(guī)鐵路旅行時(shí)間

在建立泛歐高速鐵路網(wǎng)的同時(shí)，努力縮短常規(guī)鐵路的旅行時(shí)間，采取的兩項(xiàng)最有效措施是：利用各種方法采用擺式技術(shù)；改進(jìn)結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)擺式技術(shù)的性能。

六、加強(qiáng)旅客安全

常規(guī)鐵路提速前，必須先加強(qiáng)車輛抗沖擊性研究。繼續(xù)加強(qiáng)列車安全和防襲擊等方面的研究。歐洲鐵路聯(lián)盟堅(jiān)信，下一世紀(jì)歐洲鐵路將以旅行時(shí)間短、服務(wù)水平高等具有典范的高質(zhì)量服務(wù)和極具吸引力的票價(jià)開(kāi)創(chuàng)一個(gè)新紀(jì)元。

第二篇：歐洲鐵路信號(hào)系統(tǒng)概況

歐洲鐵路信號(hào)系統(tǒng)概況

歐洲是世界上鐵路最發(fā)達(dá)的地區(qū)之—。歐洲國(guó)家多，國(guó)土面積小，各國(guó)內(nèi)部的鐵路網(wǎng)很密集。近幾年來(lái)，歐洲鐵路公司和信號(hào)公司在對(duì)各自的既有信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)或者技術(shù)改造的同時(shí)，在歐盟(EU)委員會(huì)和國(guó)際鐵路聯(lián)盟(UIC)的推動(dòng)下，歐洲7大鐵路信號(hào)公司，如法國(guó)的Alstom(阿爾斯通)公司、瑞典的Adtranz公司、德國(guó)的Siemens(西門子)公司、法國(guó)的Alcatel(阿爾卡特)公司、意大利的Ansaldo(安薩爾多)公司(含法國(guó)CSEE公司)、英國(guó)WestingHouse(西屋)公司，以及Invensys公司，聯(lián)合起來(lái)為信號(hào)系統(tǒng)的互聯(lián)和兼容問(wèn)題制定信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，并制造了相關(guān)的產(chǎn)品：

在較大范圍內(nèi)開(kāi)發(fā)并應(yīng)用新型計(jì)算機(jī)輔助鐵路運(yùn)輸管理系統(tǒng)；

在進(jìn)路控制方面，隨著區(qū)域計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖技術(shù)逐步取代陳舊技術(shù)，自動(dòng)化系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用；

在列車防護(hù)和控制系統(tǒng)方面，研制了基于通信的列車控制系統(tǒng)(CBTC)；

為了歐洲鐵路信號(hào)系統(tǒng)的互聯(lián)和兼容問(wèn)題，制定了統(tǒng)一的、開(kāi)放性信號(hào)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，從而實(shí)現(xiàn)歐洲各國(guó)鐵路互通運(yùn)營(yíng)。

本章根據(jù)搜集到的有關(guān)歐洲鐵路信號(hào)系統(tǒng)的論文、報(bào)道和技術(shù)資料，對(duì)它們進(jìn)行了歸納整理，從列車運(yùn)行控制系統(tǒng)、歐洲統(tǒng)一先進(jìn)的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)(即ETCS)、聯(lián)鎖系統(tǒng)、行車指揮系統(tǒng)、高速鐵路，以及磁懸浮鐵路等方面介紹歐洲鐵路信號(hào)系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展，有關(guān)法國(guó)、英國(guó)和德國(guó)的鐵路信號(hào)系統(tǒng)的詳細(xì)情況在另外章節(jié)專門介紹。

第一節(jié) 列車運(yùn)行控制系統(tǒng)一、種類繁多的列控系統(tǒng)

歐洲有7大鐵路信號(hào)公司（Alstom、Adtranz、Siemens、Invensys、Alcatel、Ansaldo、WestingHouse，它們都是UNIFE的成員），它們研制生產(chǎn)的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)（ATP/ATC）有十余種，如德國(guó)的LZB系列和FZB系列、法國(guó)的TVM系列等。這些運(yùn)行控制系統(tǒng)有的適用于中速鐵路，有的適用于高速鐵路。在歐洲鐵路網(wǎng)上，各個(gè)國(guó)家的鐵路部門使用各自不同的信號(hào)制式管理列車的運(yùn)營(yíng)。

二、基于通信的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)

近年來(lái)，幾乎所有歐洲國(guó)家鐵路都在建立列車運(yùn)行管理和保證行車安全系統(tǒng)方面尋求新的經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)方案，其中包括地區(qū)性線路。德國(guó)鐵路和Adtranz公司共同研究制定了無(wú)線通信管理列車運(yùn)行（FFB）地區(qū)性線路運(yùn)營(yíng)規(guī)劃，在建立的列車運(yùn)行管理系統(tǒng)中，幾乎全部通過(guò)無(wú)線通信系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)通信服務(wù)聯(lián)系，完全不用地面信號(hào)和監(jiān)督線路空閑的線路設(shè)備，保證在任何線路上的列車運(yùn)行安全。基于通信的列車控制系統(tǒng)（CBTC）按歐洲統(tǒng)一的安全標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)符合歐洲PrEN50129和PrEN50128標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的一體化安全要求（SIL4，安全完善度等級(jí)4）。

三、列車控制系統(tǒng)向標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化發(fā)展

目前，歐洲由于種類繁多的鐵路信號(hào)帛式互不兼容，影響了歐洲鐵路跨國(guó)運(yùn)輸?shù)男省Ｔ跉W盟（EU）和國(guó)際鐵路聯(lián)盟UIC的支持下，歐洲鐵路制定了統(tǒng)一的列車運(yùn)行管理系統(tǒng)ERTMS（歐洲鐵路運(yùn)輸管理系統(tǒng)），包括歐洲列車運(yùn)行控制系統(tǒng)ETCS（歐洲列車控制系統(tǒng)）、列車與地面的雙向無(wú)線通信系統(tǒng)GSM-R和歐洲運(yùn)輸管理系統(tǒng)ETMS。

第二節(jié)

歐洲列車控制系統(tǒng)（ETCS）

一、ETCS的產(chǎn)生背景

在歐洲鐵路網(wǎng)上，各個(gè)國(guó)家的鐵路部門使用各自不同的信號(hào)制式管理列車的運(yùn)營(yíng)，列車運(yùn)行控制系統(tǒng)（ATP/ATC）多達(dá)十余種，如LZB系列/FZB系列、TVM系列等，這些信號(hào)和控制系統(tǒng)互不兼容。因此，跨國(guó)境運(yùn)營(yíng)的列車要么穿過(guò)邊境抵達(dá)另一個(gè)國(guó)家后停下來(lái)更換機(jī)車，要么根據(jù)運(yùn)行線路的不同裝備多種不同的控制系統(tǒng)（最多的有6種），當(dāng)列車穿過(guò)邊境抵達(dá)另一個(gè)國(guó)家后，切換相應(yīng)的運(yùn)行控制系統(tǒng)。

因信號(hào)制式和控制方式的不同，列車無(wú)法在歐洲境內(nèi)穿越國(guó)境時(shí)實(shí)現(xiàn)互通運(yùn)營(yíng)；當(dāng)列車裝備多種控制系統(tǒng)后，由于每種控制系統(tǒng)價(jià)格昂貴，使得列車運(yùn)營(yíng)及維護(hù)費(fèi)用上升，同時(shí)所遇到的繁多的信號(hào)技術(shù)使得穿越邊界的操作非常低效。

基于上述原因，這就產(chǎn)生了研制通用信號(hào)系統(tǒng)和新型列車控制系統(tǒng)的要求。這種通用信號(hào)系統(tǒng)應(yīng)能滿足：

跨國(guó)境運(yùn)營(yíng)的列車不受限制地穿越邊界，提高列車運(yùn)行效率；

信號(hào)和列車控制系統(tǒng)界面標(biāo)準(zhǔn)化，盡可能減少不同國(guó)家的特殊要求；

通過(guò)鼓勵(lì)對(duì)設(shè)備的開(kāi)放市場(chǎng)來(lái)產(chǎn)生商業(yè)吸引力，從而降低設(shè)備的成本。

歐洲鐵路運(yùn)輸管理系統(tǒng)ERTMS是歐洲鐵路和歐洲信號(hào)工業(yè)在歐洲委員會(huì)的財(cái)政支持和國(guó)際鐵路聯(lián)盟UIC的支持下，經(jīng)過(guò)大約10年的工作得到的結(jié)果。其目的是為了改善信號(hào)制式互不兼容的狀況，在全歐洲范圍內(nèi)創(chuàng)立一個(gè)既可以兼容現(xiàn)有信號(hào)體制，又可以在各國(guó)統(tǒng)一推廣使用的鐵路信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，保證各國(guó)的列車在歐洲鐵路網(wǎng)內(nèi)的互通運(yùn)營(yíng)，提高運(yùn)輸效率。

二、ETCS的組成

前已述及，歐洲鐵路運(yùn)輸管理系統(tǒng)ERTMS包括三個(gè)組成部分：

歐洲列車控制系統(tǒng)ETCS（European Train Control System）；無(wú)線通信系統(tǒng)（GSM-R）；歐洲運(yùn)輸管理系統(tǒng)ETMS（European Traffic Management System）。

其中，ETCS涉及列車控制和信號(hào)方面，它包含了所有的信號(hào)技術(shù)，也就是歐洲信號(hào)一體化技術(shù)。ERTMS的信號(hào)技術(shù)表示為ERTMS/ETCS。

GSM-R是基于成熟的公共無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)GSM的技術(shù)，為鐵路專用的通信網(wǎng)絡(luò)。GSM-R可以覆蓋地面設(shè)備和車載設(shè)備，為它們提供連續(xù)的、雙向的信息（包括數(shù)據(jù)和語(yǔ)音）傳輸通道。無(wú)線電技術(shù)（GSM-R是基于歐洲EIRENE和MORANE的結(jié)果。ERTMS的無(wú)線通信技術(shù)表示為ERTMS/GSM-R。

ERTMS中的ETCS是一個(gè)先進(jìn)的列車自動(dòng)防護(hù)（ATP）系統(tǒng)和機(jī)車信號(hào)（Cab Singnalling）技術(shù)規(guī)范，安裝符合ERTMS/ETCS技術(shù)規(guī)范的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，不僅能提高列車的安全性，而且使列車能夠在歐洲境內(nèi)穿越國(guó)境時(shí)實(shí)現(xiàn)互通運(yùn)營(yíng)。

歐洲采用ERTMS/ETCS的目的，不僅能保證系統(tǒng)的可互操作性，而且還要增強(qiáng)系統(tǒng)的性能，增加系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的靈活性，并降低系統(tǒng)的成本。

三、ETCS等級(jí)

歐洲列車控制系統(tǒng)ETCS考慮到長(zhǎng)期發(fā)展的需要，制定了5個(gè)應(yīng)用等級(jí)；ERTMS/ETCS等級(jí)0、ERTMS/ETCS等級(jí)STM、ERTMS/ETCS等級(jí)

1、ERTMS/ETCS等級(jí)

2、ERTMS/ETCS等級(jí)3。高等級(jí)向下兼容，使得歐洲各國(guó)鐵路部門可以根據(jù)各自的實(shí)際需要安裝使用不同等級(jí)的信號(hào)和控制系統(tǒng)。

在5個(gè)應(yīng)用等級(jí)中，ERTMS/ETCS等級(jí)2和ERTMS/ETCS等級(jí)3采用移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)GSM-R技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)地面與列車之間雙向的信息傳輸（包括語(yǔ)音和數(shù)據(jù)），因此這兩個(gè)等級(jí)屬于CBTC的范疇。

（1）ERTMS/ETCS等級(jí)0

在ERTMS/ETCS等級(jí)0中，裝備了ERTMS/ETCS的列車可以在沒(méi)有裝備ERTMS/ETCS地面設(shè)備或者無(wú)本國(guó)信號(hào)系統(tǒng)的線路上運(yùn)行，或者在試運(yùn)行中的ERTMS/ETCS線路上運(yùn)行。

（2）ERTMS/ETCS等級(jí)STM

在ERTMS/ETCS等級(jí)STM中，裝備了ERTMS/ETCS的列車，在裝備了本國(guó)信號(hào)系統(tǒng)的線路上運(yùn)行。

為了能夠識(shí)別本國(guó)地面信號(hào)，車載設(shè)備還需另增加STM（Specific Transmission Module，專用傳輸模塊）接口設(shè)備。STM把接收到的本國(guó)信號(hào)譯成標(biāo)準(zhǔn)的ETCS報(bào)文格式，然后傳送給ETCS。

（3）ERTMS/ETCS等級(jí)1

在ERTMS/ETCS等級(jí)1中，裝備了ERTMS/ETCS的列車，在裝備有點(diǎn)式傳輸設(shè)備歐洲應(yīng)答器Eurobalise的線路上運(yùn)行，地面向列車傳輸?shù)男畔⑼耆揽縀urobalise，軌道電路只完成軌道區(qū)段的空閑/占用檢查和列車的完整性檢查。

為了增加信息傳輸?shù)母采w范圍，線路上可以安裝歐洲環(huán)線Euroloop或者無(wú)線注入單元。

因此ERTMS/ETCS等級(jí)1分成帶注入信息和不帶注入信息兩種類型。

（4）ERTMS/ETCS等級(jí)2

在ERTMS/ETCS等級(jí)2中，裝備了ERTMS/ETCS的列車，在由無(wú)線閉塞中心控制的、并且裝備了Eurobalise（歐洲查詢應(yīng)答器）和Euroradio（歐洲無(wú)線通信）的線路上運(yùn)行。

車地之間的雙向信息通信由GSM-R提供傳輸通道，由Eurobalise提供列車定位信息，地面設(shè)備完成列車完整性檢查。

（5）ERTMS/ETCS等級(jí)3

在ERTMS/ETCS等級(jí)3中，裝備了ERTMS/ETCS的列車，在由無(wú)線閉塞中心控制的、并且裝備了Eurobalise和Euroradio的線路上運(yùn)行。

車地之間的雙向信息通信由GSM-R提供傳輸通道，列車定位和列車完整性檢查由車載設(shè)備實(shí)現(xiàn)。

Eurobalise只提供ETCS等級(jí)轉(zhuǎn)換命令。

四、ETCS的特點(diǎn)

1、ETCS的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

ETCS在結(jié)構(gòu)上具有以下特點(diǎn)：

模塊化結(jié)構(gòu)。模塊化結(jié)構(gòu)便于系統(tǒng)的維護(hù)和管理。

接口標(biāo)準(zhǔn)化。在歐洲聯(lián)盟EU和國(guó)際鐵路聯(lián)盟UIC的支持下，歐洲所有信號(hào)公司共同組建了UNISIG工作組，共同制定了統(tǒng)一的ERTMS標(biāo)準(zhǔn)，即ERTMS技術(shù)規(guī)范。該規(guī)范對(duì)設(shè)備的功能、設(shè)備間連接的接口、數(shù)據(jù)通信協(xié)議與格式等制定了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)、不同的應(yīng)用等級(jí)。針對(duì)歐洲各國(guó)鐵路信號(hào)制式的差異和運(yùn)輸需要的不同，定義了5個(gè)應(yīng)用等級(jí)。5個(gè)等級(jí)的系統(tǒng)按模塊方式構(gòu)成，為ERTMS/ETCS的用戶提供了極大的靈活性。低等級(jí)系統(tǒng)升級(jí)方便，不同等級(jí)可以互通運(yùn)營(yíng)。

顯示界面一致性。不但不同廠家設(shè)備的顯示界面一致，而且在不同的應(yīng)用等級(jí)中，顯示界面的布局相同，只是顯示內(nèi)容有所差別。

設(shè)備的操作方法相同。不同廠家設(shè)備的操作方式相同，只要熟悉一個(gè)廠家的設(shè)備，就會(huì)使用其他廠家的設(shè)備。

設(shè)備的維護(hù)方法相同。

設(shè)備研制與生產(chǎn)依據(jù)相同的安全設(shè)計(jì)規(guī)范和生命周期規(guī)范。

2、ETCS的技術(shù)特點(diǎn)

ETCS在技術(shù)上具有以下特點(diǎn)：

系統(tǒng)的開(kāi)放性：是指對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的一致性、公開(kāi)性，強(qiáng)調(diào)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的共識(shí)與遵從。一個(gè)開(kāi)放系統(tǒng)，是指它可以與世界上任何地方遵守相同標(biāo)準(zhǔn)的其他設(shè)備或系統(tǒng)連接。通信協(xié)議公開(kāi)，不同廠家的設(shè)備之間可實(shí)現(xiàn)信息交換。ETCS技術(shù)規(guī)范是得到歐洲聯(lián)盟和國(guó)際鐵路聯(lián)盟承認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)，而且該標(biāo)準(zhǔn)是公開(kāi)的。所有ETCS的設(shè)備供應(yīng)商都可以按照標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備生產(chǎn)ETCS設(shè)備。

互可操作性與互用性：互可操作性是指實(shí)現(xiàn)互連設(shè)備間、系統(tǒng)間的信息傳送與溝通；而互用性則意味著不同生產(chǎn)廠家的性能類似的設(shè)備可實(shí)現(xiàn)相互替換。由于所有的ETCS的設(shè)備供應(yīng)商均按照統(tǒng)一的ETCS技術(shù)規(guī)范來(lái)設(shè)備生產(chǎn)，所以不同廠家的ETCS設(shè)備可以任意組合、任意互換使用。

兼容性：ERTMS/ETCS的5個(gè)應(yīng)用等級(jí)的機(jī)車盡管其設(shè)備的車載設(shè)備不同，但機(jī)車可以在不同等級(jí)的線路互通運(yùn)營(yíng)。

可升級(jí)：ERTMS/ETCS的低等級(jí)系統(tǒng)在原有設(shè)備的基礎(chǔ)上，增加一些新的設(shè)備（模塊）就能方便地升級(jí)到更高的等級(jí)，原有的列車運(yùn)行控制車載設(shè)備在高等級(jí)的系統(tǒng)中繼續(xù)使用。

第三節(jié)

聯(lián)鎖系統(tǒng)

近十多年來(lái)，歐洲聯(lián)鎖設(shè)備經(jīng)歷了從繼電器聯(lián)鎖技術(shù)到電子計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖技術(shù)、再到區(qū)域計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖技術(shù)的歷程，取得了令人矚目的發(fā)展。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)主要用以下方式實(shí)現(xiàn)故障—安全：

硬件冗余表決：

軟件冗余表決（具有相異性的不同版本軟件比較）；

動(dòng)態(tài)信息及接口技術(shù)。

一、硬件冗余表決技術(shù)

目前歐洲聯(lián)鎖系統(tǒng)普遍采用以下三種硬件冗余結(jié)構(gòu)：

結(jié)構(gòu)核查方法。如阿爾卡特公司聯(lián)鎖裝置，采用兩臺(tái)計(jì)算機(jī)分別按兩種不同設(shè)計(jì)的程序工作，一臺(tái)計(jì)算機(jī)按輸入指令檢查運(yùn)行和安全情況，另一臺(tái)計(jì)算機(jī)核查結(jié)果，采用不同的程序檢查后確認(rèn)不會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)情況，最后發(fā)出指令。

二取二結(jié)構(gòu)/二乘二取二結(jié)構(gòu)。如西門子公司SIMIS計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)和意大利安薩爾多公司的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)（ACC）、英國(guó)的SSI和SGI、阿爾卡特公司的SELMIS等均采用了三取二結(jié)構(gòu)的硬件表決技術(shù)。有三臺(tái)相同的計(jì)算機(jī)，采用相同的程序，同時(shí)驗(yàn)算指令，如有兩臺(tái)的結(jié)果相同，才發(fā)出指令。

二、軟件冗余技術(shù)

軟件冗余技術(shù)也就是采用具有相異性的不同版本軟件比較。軟件冗余有內(nèi)部比較與外部比較兩種方式。內(nèi)部比較即其中一處理通過(guò)通信獲得，而另一處理用程序狀態(tài)數(shù)據(jù)與其本身狀態(tài)比較，檢查結(jié)果正常與否。而外部比較則是第三者（軟件或硬件）獲得兩處理進(jìn)程的狀態(tài)、邏輯數(shù)據(jù)，進(jìn)行合理性表決判斷。

意大利安薩爾多公司的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)（ACC）采用具有相異性的不同版本軟件比較。

三、動(dòng)態(tài)信息及接口技術(shù)

動(dòng)態(tài)技術(shù)是針對(duì)計(jì)算機(jī)特征為滿足安全性而使用的一種技術(shù)。用動(dòng)態(tài)碼表示計(jì)算機(jī)、程序、任務(wù)的正常運(yùn)行，沒(méi)有死機(jī)、停機(jī)的發(fā)生。動(dòng)態(tài)碼又稱為“心跳”信息，形象地表示當(dāng)前計(jì)算在“活著”狀態(tài)。動(dòng)態(tài)碼用于關(guān)鍵處理、輸出上，一旦動(dòng)態(tài)碼停止，整個(gè)系統(tǒng)關(guān)鍵處理及輸出就被強(qiáng)行切斷，使系統(tǒng)處理處于安全態(tài)。這種方式類似于其于安全繼電器的邏輯電路。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)繼電器就是基于這種思想。

四、采用區(qū)域聯(lián)鎖方式

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳輸技術(shù)的發(fā)展，歐洲的區(qū)域聯(lián)鎖逐步發(fā)展起來(lái)，并且有廣闊的應(yīng)用，取得了顯著經(jīng)濟(jì)效益。區(qū)域聯(lián)鎖系統(tǒng)可用于控制道岔、信號(hào)及車站的其他設(shè)備。

瑞典ABB公司研制生產(chǎn)的計(jì)算機(jī)區(qū)域聯(lián)鎖系統(tǒng)可用于控制道岔、信號(hào)及車站的其他設(shè)備，已在瑞典、挪威、波蘭、德國(guó)等國(guó)的百余個(gè)車站使用。這是一個(gè)分布式系統(tǒng)，聯(lián)鎖中的邏輯檢查及行車安全控制等任務(wù)在中央機(jī)實(shí)施，直接控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。系統(tǒng)保證列車安全運(yùn)行的措施是：由不同工作人員編制的兩套軟件并行運(yùn)算，并比較執(zhí)行結(jié)果；中央計(jì)算機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行端設(shè)備之間的信息傳輸采用安全數(shù)傳規(guī)程；對(duì)所控設(shè)備實(shí)現(xiàn)全面監(jiān)控，對(duì)工作進(jìn)程中的每一個(gè)階段進(jìn)行校驗(yàn)。

西門子公司向荷蘭鐵路交付了世界上最大的計(jì)算機(jī)區(qū)域聯(lián)鎖系統(tǒng)。它幾乎包括了所有的地面設(shè)備，取代了20km長(zhǎng)區(qū)段的7個(gè)繼電聯(lián)鎖信號(hào)樓。從5個(gè)調(diào)度員終端控制與監(jiān)測(cè)列車運(yùn)行。目前區(qū)域聯(lián)鎖信號(hào)樓作用區(qū)每晝夜大約開(kāi)行1600列列車，進(jìn)行500次調(diào)車。西門子公司在12年中安裝了80多套區(qū)域聯(lián)鎖系統(tǒng)，這些設(shè)備已經(jīng)在德國(guó)、法國(guó)、奧地利、瑞典及瑞士等國(guó)投入運(yùn)營(yíng)。

五、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的發(fā)展方向

從歐洲信號(hào)公司生產(chǎn)的聯(lián)鎖系統(tǒng)可以看出，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的進(jìn)一步發(fā)展方向是：

編制程序采用SIMATIC編程技術(shù)，使設(shè)備復(fù)雜程度低、規(guī)格小、靈活性大，且價(jià)錢便宜，確保進(jìn)程安全。

研制區(qū)域運(yùn)輸?shù)目刂圃O(shè)備，尋求區(qū)域運(yùn)輸系統(tǒng)新技術(shù)方案。

有必要根據(jù)鐵路對(duì)電子聯(lián)鎖（計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖）的要求、設(shè)備的復(fù)雜程度、規(guī)模以及聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)，對(duì)電子聯(lián)鎖設(shè)備進(jìn)行分級(jí)，并確定分級(jí)方法。

向區(qū)域化聯(lián)鎖發(fā)展，強(qiáng)調(diào)了集中控制和智能化。

第四節(jié) 高速鐵路

一、歐洲高速鐵路網(wǎng)的發(fā)展

歐洲高速鐵路網(wǎng)未來(lái)的發(fā)展是以對(duì)歐洲居民流動(dòng)量進(jìn)一步增長(zhǎng)的預(yù)測(cè)為基礎(chǔ)的。這種預(yù)測(cè)卻有賴于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度。各國(guó)結(jié)成歐洲共同體和開(kāi)放東部邊界，為歐洲城間運(yùn)輸中居民流動(dòng)量的增長(zhǎng)提供了可能。

1999年，歐盟成員國(guó)高速鐵路完成旅客周轉(zhuǎn)量527億人·公里，約占總的鐵路旅客周轉(zhuǎn)量（2920人·公里）的20%。到2000年6月，歐洲高速鐵路總長(zhǎng)達(dá)到3000km。隨著一些國(guó)家在建和計(jì)劃修建高速新線，預(yù)計(jì)到2010年，歐洲高速鐵路網(wǎng)運(yùn)營(yíng)里程將達(dá)到6000km，2020年更進(jìn)一步增加到10000km，同時(shí)還將在1500～2000km范圍內(nèi)的高速線上，組織開(kāi)行夜間高速旅客列車和高速貨物列車，運(yùn)量肯定會(huì)有新的增長(zhǎng)。

目前，法國(guó)國(guó)家鐵路公司SNCF、西班牙國(guó)家鐵路公司Renfe和歐洲之星Eurostar是歐洲高速鐵路的佼佼者。SNCF通過(guò)擴(kuò)大運(yùn)量，成為歐洲最廉價(jià)的鐵路；Renfe的高速鐵路使其獲得了最大的收益；Eurostar也占據(jù)了倫敦—巴黎、倫敦—布魯塞爾運(yùn)輸市場(chǎng)的60%和40%。

二、歐洲高速列車可互操作性的技術(shù)條件

為了使橫貫歐洲的高速鐵路系統(tǒng)具有互操作性，歐洲制定了96/48/EC準(zhǔn)則，并形成了各子系統(tǒng)的技術(shù)條件（TSI），子系統(tǒng)包括：線路基礎(chǔ)設(shè)施、供電、機(jī)車車輛、列車控制和安全、可靠性和運(yùn)轉(zhuǎn)準(zhǔn)備、人員的健康保護(hù)，環(huán)境保護(hù)和技術(shù)相容性。

三、高速鐵路道岔的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

由于高速鐵路的發(fā)展和列車密度的不斷增加，采用以往的道岔養(yǎng)護(hù)方法，安排維修天窗和施工人員安全等方面的問(wèn)題日益突出。為此，奧地利Voest-Alpine鐵路系統(tǒng)公司研制了一種監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，即VA-Roadmaster2000道岔診斷系統(tǒng)。該系統(tǒng)可由監(jiān)測(cè)中心連續(xù)監(jiān)測(cè)道岔狀態(tài)，通過(guò)傳感器采集與運(yùn)營(yíng)有關(guān)的數(shù)據(jù)，并隨時(shí)向有關(guān)工務(wù)和電務(wù)部門提供信息，以便及時(shí)進(jìn)行維修。該系統(tǒng)為模塊式結(jié)構(gòu)，可對(duì)道岔傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、道岔轉(zhuǎn)轍器、心軌和道岔融雪器等進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

四、高速鐵路的列車運(yùn)行控制技術(shù)

高速鐵路列車運(yùn)行的控制技術(shù)與普通鐵路不同。

德國(guó)聯(lián)邦鐵路高速列車采用LZB列車自動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)對(duì)額定速度與實(shí)際速度的比較，自動(dòng)調(diào)節(jié)列車速度，監(jiān)督列車的運(yùn)行。地面不設(shè)傳統(tǒng)的信號(hào)機(jī)，司機(jī)只按司機(jī)室內(nèi)顯示信號(hào)行車，即所謂“司機(jī)室顯示優(yōu)先于地面信號(hào)和列車時(shí)刻表”的方法。

法國(guó)高速鐵路采用TGV系列列車運(yùn)行控制系統(tǒng)。

西班牙馬德里-巴塞羅娜高速線采用ERTMS/ETCS2級(jí)的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化運(yùn)營(yíng)。

五、高速干線上的列車無(wú)線通信

由于高速鐵路車地間傳輸信息速率要求高，所以德國(guó)和法國(guó)高速鐵路都采用列車無(wú)線通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高速列車的車地之間的信息傳輸。

德國(guó)結(jié)合機(jī)車信號(hào)作為主體信號(hào)的具體條件，大多采用了ZBF-70系統(tǒng)，型號(hào)為AEG-70系統(tǒng)，型號(hào)為AEG-Telefunken。這種列車無(wú)線設(shè)備的工作頻率為450～470MHz，可以保證調(diào)度員、司機(jī)和車站間的雙向通信。從1986年在部分地區(qū)開(kāi)始使用ZBF90系統(tǒng)，1989年后又陸續(xù)采用AEG Olympia型號(hào)，后兩種設(shè)備的技術(shù)性能都優(yōu)于前者，便于與歐洲各國(guó)連網(wǎng)。

在法國(guó)TGV-A高速鐵路線上采用的是瑞士的Autophon型無(wú)線通信，其頻率為450ＭＨz，它有三個(gè)分系統(tǒng)。

隨著歐洲鐵路信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程的推進(jìn)，歐洲高速鐵路上的無(wú)線通信技術(shù)將統(tǒng)一采用GSM-R標(biāo)準(zhǔn)。

六、歐洲未來(lái)高速鐵路網(wǎng)的行車指揮技術(shù)

建立行車指揮系統(tǒng)是保證未來(lái)歐洲高速鐵路網(wǎng)達(dá)到最佳效率和效益的關(guān)鍵。為了保證歐洲共同體未來(lái)高速鐵路與各國(guó)鐵路的既有信號(hào)系統(tǒng)繼續(xù)保留并與之兼容，歐洲高速鐵路網(wǎng)系統(tǒng)采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系，該標(biāo)準(zhǔn)體系分成五個(gè)層次：ERTMS/ETCS0級(jí)、ERTMS/ETCS STM級(jí)、ERTMS/ETCS1級(jí)、ERTMS/ETCS2級(jí)、ERTMS/ETCS3級(jí)。

歐洲高速鐵路網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可采用模塊式或綜合式。

七、高速線路的區(qū)域計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)

歐洲高速鐵路采用了新型的區(qū)域計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)。如德國(guó)鐵路新的高速線路上采用了EIS型區(qū)域計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)。該系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)是一些車站區(qū)域計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)一步發(fā)展的結(jié)果，也是曼海姆—斯圖加特高速線路上區(qū)域計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖試運(yùn)用裝置進(jìn)一步發(fā)展的結(jié)果。有兩個(gè)新一代區(qū)域聯(lián)鎖總信號(hào)樓安裝在漢諾威—符次堡高速線路的車站上使用，每個(gè)EIS系統(tǒng)都能保證長(zhǎng)約50km的線路區(qū)段內(nèi)地面設(shè)備的可靠控制。

八、歐洲高速鐵路的發(fā)展計(jì)劃

實(shí)現(xiàn)歐洲高速鐵路網(wǎng)是國(guó)際鐵路合作的一個(gè)關(guān)鍵性項(xiàng)目。為此，國(guó)際鐵路聯(lián)盟（UIC）成立了專門的高速鐵路工作小組，共有36個(gè)成員國(guó)，覆蓋了整個(gè)歐洲。同時(shí)，建成歐洲高速鐵路網(wǎng)也是歐盟（EU）的目標(biāo)。因此，國(guó)際鐵路聯(lián)盟和歐盟合作，計(jì)劃在全歐洲（除原蘇聯(lián)外）建成35000km的高速鐵路網(wǎng)，其中20000km為新線。

目前高速鐵路工作小組正在具體規(guī)劃中歐和東歐的高速鐵路網(wǎng)，該路網(wǎng)還將向東延伸到俄羅斯和烏克蘭。

第五節(jié)

行車指揮系統(tǒng)一、行車指揮系統(tǒng)的用途

行車密度和速度的提高，各種列車速度的差異以及線路通過(guò)能力的提高對(duì)行車調(diào)度提出了越來(lái)越高的要求，調(diào)度決策必須迅速轉(zhuǎn)化為運(yùn)營(yíng)措施。上述情況要求把行車調(diào)度員和車站值班員的工作集中到一個(gè)多功能的工作站來(lái)完成，即把監(jiān)視和控制集中到一處完成，以達(dá)到更高程度的自動(dòng)化。自動(dòng)識(shí)別和解決運(yùn)行沖突是構(gòu)成這種自動(dòng)化系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

行車控制中心是把行車操作控制和調(diào)度合并于一個(gè)系統(tǒng)，達(dá)到數(shù)據(jù)信息集中、技術(shù)設(shè)備集中和人員集中的目的。行車值班員和調(diào)度員均在各自的工作站上操作。因此，依靠行車指揮系統(tǒng)能提高工作效率，提高調(diào)度、運(yùn)輸質(zhì)量和節(jié)省人員。

鐵路行車指揮技術(shù)為使用最現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)技術(shù)提供了可能性，使鐵路系統(tǒng)更安全、靈活、準(zhǔn)確和經(jīng)濟(jì)。鐵路行車指揮系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)是集中化。

鐵路行車指揮系統(tǒng)中的重要工作之一就是編制列車運(yùn)行圖。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，列車運(yùn)行圖的編制已經(jīng)采用計(jì)算機(jī)來(lái)完成。

二、使用電子計(jì)算機(jī)編制列車運(yùn)行圖

使用電子計(jì)算機(jī)編制列車運(yùn)行圖的主要目的是減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高運(yùn)輸效率。

如德國(guó)聯(lián)邦鐵路1989年開(kāi)始使用上述系統(tǒng)。1992-1994運(yùn)行圖中已有35%采用上述系統(tǒng)編制，目前德國(guó)鐵路已經(jīng)全部用電子計(jì)算機(jī)編制運(yùn)行圖。

三、列車運(yùn)行圖的編制原理

在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間，人們?cè)噲D把公路運(yùn)輸中眾所周知的，反映運(yùn)輸繁忙程度的交通強(qiáng)度λ（車輛數(shù)/單位時(shí)間）和交通密度κ（車輛數(shù)/單位距離）的基本圖移植到鐵路運(yùn)輸上來(lái)，但迄今為止取得的結(jié)果表明，不論在平衡曲線圖方面，還是“鐵路基本圖”方面，效果均很不理想。

列車以間隔制運(yùn)行的鐵路區(qū)段，列車密度與行車密度之間存在一種線性關(guān)系。歐洲已經(jīng)尋找到了新的科學(xué)評(píng)價(jià)方法，并建立了相應(yīng)的操作理論模型。

德國(guó)研究采用了一體化均衡式列車運(yùn)行圖（ITF）。為了使鐵路網(wǎng)主要樞紐站各個(gè)方向的長(zhǎng)途旅客列車以及與市郊列車和城市公共汽車合理銜接，以縮短旅行時(shí)間、方便旅客換乘和繼續(xù)旅行，這種運(yùn)行圖最早于1993年夏季在慕尼黑等一些地區(qū)采用，取得了較好效果。以后，于1994年在萊茵蘭法爾茨地區(qū)采用?，F(xiàn)已經(jīng)擴(kuò)大到德國(guó)所有地區(qū)。為了在全國(guó)采用一體化均衡式列車運(yùn)行圖，要求以最佳的協(xié)調(diào)條件予以保證，需要一定的投資用于購(gòu)置新型機(jī)車車輛（特別是適宜于曲線上運(yùn)行的擺式車體車輛）、改造基礎(chǔ)設(shè)施和實(shí)現(xiàn)地區(qū)化。

綜合定時(shí)循環(huán)運(yùn)行圖與城市快速鐵路。綜合定時(shí)循環(huán)運(yùn)行圖起初是適用于多中心的居民點(diǎn)布局結(jié)構(gòu)的。這種運(yùn)行圖也可稱為“地區(qū)城市快速鐵路”的運(yùn)行圖。它是按其自身規(guī)律性發(fā)揮作用的。若一個(gè)地方存在兩種以上的交通系統(tǒng)，就會(huì)產(chǎn)生換乘問(wèn)題。因此，各交通系統(tǒng)必須共同參與編制最佳的運(yùn)行圖，以使乘客以最短的時(shí)間換乘。

四、行車指揮系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)

運(yùn)行圖沖突自動(dòng)預(yù)報(bào)軟件在行車調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用。該軟件可自動(dòng)在顯示屏上以運(yùn)行圖或表格形式預(yù)測(cè)顯示列車運(yùn)行位置，運(yùn)行圖沖突情況，能否保證旅客換乘和列車晚點(diǎn)等。

行車調(diào)度控制與實(shí)時(shí)信息系統(tǒng)。在給定一段線路上的鐵路運(yùn)能表現(xiàn)為預(yù)定時(shí)間內(nèi)通過(guò)的最多列車數(shù)。運(yùn)能與下列因素有關(guān)：閉塞分區(qū)的數(shù)量列車的最高速度、列車的最大加速度、列車運(yùn)行模式的可調(diào)整性、調(diào)度集中、計(jì)算機(jī)輔助調(diào)度管理系統(tǒng)的應(yīng)用程度。通過(guò)提供更多、更好的信息、減少對(duì)線路和機(jī)車車輛的投資，可以提高鐵路系統(tǒng)的運(yùn)能，更好地滿足顧客的需求。運(yùn)輸現(xiàn)場(chǎng)集中信息最多的地方是調(diào)度控制中心，未來(lái)的調(diào)度控制系統(tǒng)可能有兩種形式：

（1）列車仍然由車上司機(jī)駕駛，列車控制系統(tǒng)通過(guò)先進(jìn)的信號(hào)和智能設(shè)備決定運(yùn)行條件；

（2）通過(guò)采用一種多功能自動(dòng)駕駛裝置，由調(diào)度控制系統(tǒng)駕駛列車。

由奧地利開(kāi)發(fā)的ELEKTRA安全和控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，可用于電子聯(lián)鎖和行車指揮系統(tǒng)。它采用了經(jīng)過(guò)精心挑選和組配的硬件和軟件，如16位0802系列過(guò)程控制計(jì)算機(jī)、VOTRICS容錯(cuò)通信系統(tǒng)、CHILL程序語(yǔ)言、RMT系列實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)等。

用ZLS900型車站進(jìn)路自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)車站行車指揮自動(dòng)化。ZL器S900型是以微機(jī)構(gòu)成的改進(jìn)型車站進(jìn)路自動(dòng)控制系統(tǒng)，它包括列車自動(dòng)選路數(shù)據(jù)管理器ZLＭ900如列車自動(dòng)選路系統(tǒng)兩大功能。ZLS900系統(tǒng)連接在車站操縱工作站系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)局域網(wǎng)上，通過(guò)局域網(wǎng)與車次表示系統(tǒng)和集中聯(lián)鎖操縱工作站進(jìn)行通信，構(gòu)成調(diào)度集中和車站聯(lián)鎖之間的中間環(huán)節(jié)，代替行車值班員的人工操作，自動(dòng)控制列車進(jìn)路和信號(hào)。設(shè)定系統(tǒng)時(shí)，把ZLS900系統(tǒng)裝在高效工作站上，把列車自動(dòng)選路和管理數(shù)據(jù)讀入設(shè)定。

調(diào)度中心采用的BOS行車指揮系統(tǒng)。奧地利聯(lián)邦鐵路繁忙干線新建的調(diào)度中心是綜合調(diào)度所，其主要構(gòu)成部分是BOS行車指揮系統(tǒng)，用于自動(dòng)控制和調(diào)度40～60km線路區(qū)段上的列車運(yùn)行。BOS、RZU機(jī)輔調(diào)度系統(tǒng)，其他各種外圍設(shè)備以及與沿線車站聯(lián)鎖設(shè)備之間的連接均統(tǒng)一采用X.25接口。BOS系統(tǒng)已在韋爾斯站投入運(yùn)用。

第六節(jié)

磁懸浮鐵路

高速鐵路以及磁浮系統(tǒng)都是每個(gè)國(guó)家在當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)、社會(huì)和政治各項(xiàng)制約下，針對(duì)特定的運(yùn)輸要求而發(fā)展起來(lái)的。作為鐵路先進(jìn)技術(shù)的儲(chǔ)備和發(fā)展需要，德國(guó)是最先進(jìn)行磁懸浮鐵路研究的國(guó)家之一。

德國(guó)1971年開(kāi)始研究磁懸浮技術(shù)，1980-1987年建成埃姆斯蘭特磁浮鐵路試驗(yàn)基地。1988-1993年試驗(yàn)速度分別達(dá)到413km/h和450km/h。歐洲磁懸浮列車采用電磁懸浮技術(shù)，同步長(zhǎng)定子線性電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。利用傳感器調(diào)節(jié)浮力，速度400km/h時(shí)，懸浮間隙為10mm。德國(guó)研制的Transrapid磁浮高速鐵路是一種速度介于飛機(jī)和汽車/鐵路之間的革新的自動(dòng)化交通系統(tǒng)。這種新的軌道交通系統(tǒng)是用磁力作動(dòng)力，在特殊的軌道上運(yùn)行的。

一、磁浮列車的運(yùn)行控制系統(tǒng)

磁浮鐵路列車采用無(wú)線控制系統(tǒng)，磁浮列車Transrapid的運(yùn)行是通過(guò)行車指揮中心自動(dòng)控制的，只有排除故障時(shí)，人才介入。移動(dòng)設(shè)備和地面行車調(diào)度固定設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸是通過(guò)無(wú)線電進(jìn)行的，無(wú)線傳輸系統(tǒng)采用38GHz通信系統(tǒng)，雙向不間斷傳輸數(shù)據(jù)。

二、磁浮列車的安全技術(shù)規(guī)范

為了預(yù)防出現(xiàn)互不兼容的制式，統(tǒng)一德國(guó)磁浮高速鐵路的安全技術(shù)規(guī)程，1993年開(kāi)始安全技術(shù)規(guī)程的制定工作，1996年完成了磁浮高速鐵路規(guī)程（RWMSB）的編制工作。RWMSB是有關(guān)磁浮鐵路安全技術(shù)要求和驗(yàn)證方面的匯編。該規(guī)程滿足了磁浮系統(tǒng)的特殊要求，是其他規(guī)程不能代替的。該規(guī)程集中了有關(guān)各方在磁浮鐵路開(kāi)發(fā)全過(guò)程中取得的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，代表了德國(guó)磁浮高速鐵路安全技術(shù)的當(dāng)前水平。內(nèi)容包括：

應(yīng)用范圍和意義；

安全技術(shù)要求；

與MbBO（磁浮鐵路修建和運(yùn)營(yíng)規(guī)則）安全技術(shù)要求的關(guān)系；

為滿足安全技術(shù)要求進(jìn)行的驗(yàn)證。

第七節(jié)

分析與建議

一、信號(hào)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化

隨著歐洲一體化的發(fā)展，歐洲鐵路信號(hào)系統(tǒng)制定了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，如信號(hào)設(shè)備技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)ERTMS/ETCS、安全標(biāo)準(zhǔn)PrEN50129和PrEN50128標(biāo)準(zhǔn)等腰三角形。

目前，歐洲鐵路信號(hào)系統(tǒng)制定并采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，正受到世界上很多國(guó)家的關(guān)注，美國(guó)、日本、澳大利亞和印度等國(guó)家正在積極關(guān)注ETCS規(guī)范。

二、現(xiàn)代鐵路信號(hào)系統(tǒng)特征

現(xiàn)代鐵路通信信號(hào)系統(tǒng)具有如下特征：

網(wǎng)絡(luò)化?，F(xiàn)代鐵路信號(hào)系統(tǒng)不僅僅是各種信號(hào)設(shè)備的簡(jiǎn)單組合，而是功能完善、層次分明的控制系統(tǒng)。系統(tǒng)內(nèi)部各功能單元之間獨(dú)立工作，同時(shí)又互相聯(lián)系，交換信息，構(gòu)成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)，使指揮者能夠全面了解轄區(qū)內(nèi)的各種情況，靈活配置系統(tǒng)資源，保證鐵路系統(tǒng)的安全、高效運(yùn)行。

信息化。全面、準(zhǔn)確獲得線路上的信息是高速列車安全運(yùn)行的保證。因而現(xiàn)代鐵路信號(hào)系統(tǒng)采用了許多先進(jìn)的通信技術(shù)，如光纖通信、無(wú)線通信、衛(wèi)星通信與定位技術(shù)等。

智能化。智能化包括系統(tǒng)的智能化與控制設(shè)備的智能化。系統(tǒng)智能化是指上層管理部門根據(jù)鐵路系統(tǒng)的實(shí)際情況，控制設(shè)備的智能化則是指采用智能化的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，來(lái)準(zhǔn)確、快速地獲得指揮者所需的信息，并根據(jù)指令來(lái)指揮、控制列車的運(yùn)行。

標(biāo)準(zhǔn)化。制定并采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的互操作性。

安全設(shè)計(jì)與評(píng)估。采用標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)規(guī)范，提高信號(hào)設(shè)備的安全性，同時(shí)按照系統(tǒng)生命周期規(guī)范設(shè)計(jì)，降低設(shè)備的成本。

三、歐洲鐵路信號(hào)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

歐洲鐵路信號(hào)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)是：

大力發(fā)展基于GSM-R的列車控制系統(tǒng)（ETCS），研究與ETCS相適應(yīng)的移動(dòng)閉塞技術(shù)；

對(duì)聯(lián)鎖技術(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和簡(jiǎn)化；

在ETCS基礎(chǔ)上，開(kāi)展把進(jìn)路設(shè)置從地面轉(zhuǎn)移到機(jī)車上的可行性研究；

向列車增添更多的智能功能，從而精簡(jiǎn)大量的地面設(shè)備。

第三篇：中國(guó)鐵路的發(fā)展趨勢(shì)

中國(guó)鐵路機(jī)車車輛工業(yè)發(fā)展之路的思考

一、鐵路機(jī)車車輛工業(yè)發(fā)展業(yè)績(jī)斐然

中國(guó)鐵路機(jī)車車輛工業(yè)經(jīng)過(guò)幾十年的努力，從無(wú)到有，從小到大，以不斷升級(jí)換代的“中華牌”產(chǎn)品支持了鐵路運(yùn)輸業(yè)的大發(fā)展，為推進(jìn)中國(guó)鐵路的現(xiàn)代化作出了重大貢獻(xiàn)。

1.1 發(fā)展歷程的回顧

我國(guó)鐵路機(jī)車車輛工業(yè)的發(fā)展，大體經(jīng)歷了3個(gè)階段。

1.2通過(guò)仿制起步，培育開(kāi)發(fā)能力，闖過(guò)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的幼稚期

解放前，我國(guó)沒(méi)有一輛自己制造的機(jī)車，少數(shù)工廠只能擔(dān)當(dāng)維修任務(wù)。新中國(guó)成立后，從仿造國(guó)外機(jī)車著手，1952年制造出第1臺(tái)蒸汽機(jī)車，1958年開(kāi)始制造內(nèi)燃機(jī)車和電力機(jī)車。通過(guò)仿制，培養(yǎng)了中國(guó)自己的技術(shù)力量，建立了自己的機(jī)車車輛制造業(yè)。60年代末，國(guó)產(chǎn)內(nèi)燃、電力機(jī)車已經(jīng)批量生產(chǎn)并投入運(yùn)營(yíng)，機(jī)車車輛工業(yè)成功地渡過(guò)了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的幼稚期。

1.3引進(jìn)吸收，自主創(chuàng)新，渡過(guò)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的成長(zhǎng)期

伴隨著我國(guó)改革開(kāi)放，鐵路機(jī)車車輛工業(yè)進(jìn)入了成長(zhǎng)期。70年代，在引進(jìn)、消化國(guó)外產(chǎn)品的基礎(chǔ)上加強(qiáng)自主開(kāi)發(fā)，研制了東風(fēng)4型、韶山3型等第2代內(nèi)燃、電力機(jī)車。進(jìn)入80年代，鐵路抓住擴(kuò)大開(kāi)放的機(jī)遇，利用技貿(mào)結(jié)合的方式引進(jìn)國(guó)外機(jī)車產(chǎn)品，通過(guò)消化吸收，自主創(chuàng)新，在內(nèi)燃機(jī)車的柴油機(jī)、電力機(jī)車的控制技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)等核心技術(shù)領(lǐng)域取得了突破，大幅度提高了國(guó)產(chǎn)電力、內(nèi)燃機(jī)車的技術(shù)水平和工藝水平。我國(guó)自行研制的東風(fēng)

5、東風(fēng)

6、東風(fēng)

7、東風(fēng)8型大功率內(nèi)燃機(jī)車和韶山

4、韶山

6、韶山7型電力機(jī)車，以及應(yīng)用新型轉(zhuǎn)向架、制動(dòng)機(jī)、車鉤、緩沖器的客車和貨車，技術(shù)含量不斷提高，制造工藝日趨成熟，為鐵路擴(kuò)能、重載，提供了急需的技術(shù)裝備。90年代初，為了支持鐵路運(yùn)輸業(yè)應(yīng)對(duì)日趨激烈的競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)，機(jī)車車輛工業(yè)著手研制提速機(jī)車車輛，取得了重大突破。與此同時(shí)，鐵路機(jī)車車輛工廠通過(guò)密集投資，引進(jìn)和自行研制了先進(jìn)的工藝裝備及生產(chǎn)線，進(jìn)行了大規(guī)模的技術(shù)改造，制造工藝和開(kāi)發(fā)能力上了一個(gè)新臺(tái)階。

1.4適應(yīng)鐵路發(fā)展需要，全面提升產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平，進(jìn)入產(chǎn)業(yè)發(fā)展的成熟期進(jìn)入90年代中期，我國(guó)已經(jīng)形成了具有很強(qiáng)開(kāi)發(fā)制造能力的機(jī)車車輛工業(yè)體系。機(jī)車車輛工業(yè)在研制生產(chǎn)滿足重載需要的機(jī)車車輛后，又相繼開(kāi)發(fā)成功東風(fēng)4D、東風(fēng)

11、韶山

8、韶山9等準(zhǔn)高速機(jī)車和25型提速客車，適應(yīng)了提速的需要。1994年底，廣深準(zhǔn)高速鐵路開(kāi)行了時(shí)速160km旅客列車；此后不久，全路進(jìn)行了4次大規(guī)模提速，旅客列車最高時(shí)速達(dá)到200km。以批量生產(chǎn)重載、提速機(jī)車車輛為標(biāo)志，我國(guó)機(jī)車車輛工業(yè)開(kāi)始進(jìn)入產(chǎn)業(yè)發(fā)展的成熟期。2000年以來(lái)，具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的交流傳動(dòng)高速電力機(jī)車“奧星”號(hào)落成出廠；我國(guó)生產(chǎn)的“先鋒”號(hào)交流傳動(dòng)電動(dòng)車組在廣深線創(chuàng)造了250km／h的試驗(yàn)速度。這標(biāo)志著我國(guó)在鐵路牽引動(dòng)力技術(shù)的前沿領(lǐng)域開(kāi)始融入國(guó)際發(fā)展大趨勢(shì)。機(jī)車車輛的發(fā)展趨勢(shì)

列車方案選擇的原則是：電力牽引功率大、經(jīng)濟(jì)性好、利于環(huán)境保護(hù)，；符合額定功率、空氣動(dòng)力學(xué)、粘著力和加速力方面要求。

2.1 機(jī)車電氣設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)

隨著微機(jī)技術(shù)發(fā)展，機(jī)車車輛已開(kāi)始發(fā)展總線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，機(jī)車電氣設(shè)備將面臨著能與總線對(duì)話的要求，智能電器發(fā)展已成當(dāng)務(wù)之急。發(fā)展智能電器的關(guān)鍵技術(shù)

是采用大規(guī)模專用集成電路和單片機(jī)、高精度傳感器、脫扣器功能電路設(shè)計(jì)、系統(tǒng)合成等。智能電器能記錄顯示電路參數(shù)（電壓、電流、功率因數(shù)），存儲(chǔ)故障工況，便于查詢、分析研究。智能電器能擴(kuò)展保護(hù)功能，如主斷路器實(shí)現(xiàn)di/dt，it保護(hù)，能與電機(jī)熱特性曲線密合的電子式熱保護(hù)器。智能電器還能進(jìn)行自我診斷，例如測(cè)量剩余電壽命。智能電器將大大提高電器產(chǎn)品技術(shù)性能。智能電器要求產(chǎn)品的電磁兼容性能大大提高。電磁兼容性應(yīng)包含兩個(gè)含義：一個(gè)是不干擾別的設(shè)備，另一個(gè)不受別的設(shè)備干擾。對(duì)于主斷路器等大型電器其控制電路同樣要進(jìn)行電磁兼容試驗(yàn);同時(shí)主斷路器開(kāi)斷時(shí)引起的過(guò)電壓要小，要求真空斷路器的截流值要小。各種電磁線圈開(kāi)斷時(shí)均應(yīng)釋放能量，以減少干擾信號(hào)。隨著微機(jī)控制的發(fā)展，有接點(diǎn)電路越來(lái)越簡(jiǎn)單，要求接點(diǎn)可靠性越來(lái)越高。環(huán)境污染對(duì)產(chǎn)品可靠性影響很大，發(fā)展真空電器和密封充氮電器對(duì)提高產(chǎn)品耐環(huán)境污染能力有很大好處。為了適應(yīng)環(huán)境條件要求，發(fā)展系列機(jī)車車輛專用密封電器成當(dāng)務(wù)之急，如變流機(jī)組由風(fēng)冷向液冷、熱管冷卻發(fā)展，無(wú)空氣污染硅元件絕緣技術(shù)提高了其耐環(huán)境能力。密封電器的電氣安全可靠性高、維護(hù)工作量很少，甚至能設(shè)計(jì)成免維護(hù);制造成本雖然提高，但逐年的維修保養(yǎng)費(fèi)用卻大大降低。實(shí)現(xiàn)直流接觸器以及繼電器的全密封式設(shè)計(jì)具有相當(dāng)重要意義。設(shè)計(jì)真空型交流電器也是發(fā)展方向。

機(jī)車電器發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題是如何提高可靠性和使用壽命，該問(wèn)題已在行業(yè)中得到共識(shí)，在國(guó)內(nèi)外也都得到重視。發(fā)展智能電器、耐環(huán)境電器，研發(fā)高性能、多功能、模塊化結(jié)構(gòu)電器對(duì)提高可靠性是有益的;但實(shí)踐運(yùn)用80%是由于設(shè)計(jì)不完善引起的。要證明，電氣產(chǎn)品故障的想提高電器產(chǎn)品的可靠性，首先要開(kāi)展產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)，要進(jìn)行各種極限條件下的設(shè)計(jì)，要進(jìn)行穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、過(guò)渡狀態(tài)、故障狀態(tài)的分析與設(shè)計(jì)，電子、電器產(chǎn)品要進(jìn)行降額設(shè)計(jì)、容差設(shè)計(jì)、潛通路分析、熱設(shè)計(jì)熱分析、電磁兼容設(shè)計(jì)、耐環(huán)境設(shè)計(jì)、冗余設(shè)計(jì)等;要建立以質(zhì)量為核心的保證體系，要把質(zhì)量控制從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、工藝、試驗(yàn)、質(zhì)量管理的全方位、全系統(tǒng)發(fā)展的基礎(chǔ)上向全過(guò)程、全壽命（售后服務(wù)、報(bào)廢處理）方向延伸。

2.2車體控制

瑞典高速動(dòng)車組X 2同意大利的ETR~50一樣，高速通過(guò)曲線線路時(shí)產(chǎn)生的問(wèn)題通過(guò)車輛側(cè)向傾斜予以解決。X 2列車的特點(diǎn)是采用徑向輪對(duì)作為導(dǎo)向并根據(jù)曲線半徑進(jìn)行車體傾斜控制，這樣可以在曲線比例高達(dá)30 的線路上運(yùn)行，即使不改造既有線也能將運(yùn)行時(shí)間縮短25。這在高速列車中具有特珠的地位。瑞典X 2列車車體向兩側(cè)的傾斜度為6．5。，意大利ETR 450列車為8～ 1O。

2.3 舒適度和服務(wù)設(shè)施

高速歹哺；除了牽 f，走行和制動(dòng)技術(shù)的巨大進(jìn)步外，還有信息處理技術(shù)。主要內(nèi)容包括：各車廂的空調(diào)設(shè)備，高質(zhì)量的座席，車內(nèi)裝璜、烹調(diào)設(shè)備和現(xiàn)代化的信息顯示系統(tǒng)。TGV 大西洋列車比TGV 巴黎～東南具有較高的舒適度，為旅客提供了小型會(huì)議室、灑吧間、影視室、兒童包廂以及寬敞的家庭包最小曲線半徑為4000 m，最大坡度15‰ 時(shí)，運(yùn)行速度設(shè)計(jì)為260km／h。但是，以26O～270km／h 速度運(yùn)行的試驗(yàn)列車，在隧道里出現(xiàn)了阻力急劇增加的現(xiàn)象，而且服務(wù)人員也感到側(cè)面通道的氣流速度在提高。夸后擬把行車速度提高到280~300km／h 時(shí)，要求制造出廂。經(jīng)改善的隔音設(shè)備和空氣彈簧以及無(wú)聲響的空調(diào)設(shè)備，使得速度在300km／h 時(shí)，車內(nèi)噪聲只有65dBA(ICE73dBA)。還有按照人類工程學(xué)要求新研制的座席、液晶燈光信息顯示牌、無(wú)線廣播和錄音

節(jié)目以及新設(shè)計(jì)的有通訊設(shè)備的餐車。

2.4計(jì)算機(jī)診斷系統(tǒng)

高速列車具有由計(jì)算機(jī)控制的診斷系統(tǒng)，它的工作與列車的控制功能無(wú)關(guān)。在列車啟動(dòng)前，它負(fù)責(zé)靜止檢驗(yàn)，列車運(yùn)行中負(fù)責(zé)功能診斷，而在工廠作為維修診斷。

2.5未來(lái)１０年內(nèi)我國(guó)內(nèi)燃機(jī)車發(fā)展方向的建議

４０多年來(lái)，我國(guó)內(nèi)燃機(jī)車經(jīng)過(guò)了早期試制階段、第１代和第２代，現(xiàn)已發(fā)展到第３代，并開(kāi)始了第４代內(nèi)燃機(jī)車的研制。２０００年６月首批２臺(tái)ＤＦ４ＤＪ型機(jī)車在大連機(jī)車車輛廠落成，它是我國(guó)第１種交流電傳動(dòng)干線內(nèi)燃機(jī)車。其傳動(dòng)裝置采用西門子公司的ＩＧＢＴ功率元件的變流器、ＩＴＢ２６３０型交流異步牽引電動(dòng)機(jī)。另外，戚墅堰機(jī)車車輛廠正在研制４２６０ｋＷ交流傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車，該個(gè)裝有與奧地利令斯特研究所（ＡＶＬ）合作改進(jìn)的電噴式１６Ｖ２８０／３００ＺＪＢ型柴油機(jī)，并采用交直交傳動(dòng)、三軸徑向轉(zhuǎn)向架、柴油機(jī)交流變速起動(dòng)、交流輔機(jī)電傳動(dòng)等新技術(shù)。

根據(jù)當(dāng)前世界內(nèi)燃機(jī)車技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)和可能性，我國(guó)應(yīng)當(dāng)在把第３代機(jī)車迅速投入批量生產(chǎn)的同時(shí)，立即著手開(kāi)發(fā)以交流傳動(dòng)技術(shù)為主要特征的第４代內(nèi)燃機(jī)車。

國(guó)產(chǎn)第４代內(nèi)燃機(jī)車應(yīng)當(dāng)具有的特征

據(jù)初步研究，適應(yīng)重載、提速要求的我國(guó)第４代內(nèi)燃機(jī)車的基本特征如表１所示。歸納起來(lái)，其基本特征有：采用成熟的微機(jī)控制技術(shù)；采用交流傳動(dòng)技術(shù)：貨運(yùn)機(jī)車采用徑向轉(zhuǎn)向架，客運(yùn)機(jī)車采用高速、準(zhǔn)高速轉(zhuǎn)向架和徑向轉(zhuǎn)向架；采用電子噴射的新型柴油機(jī)。

國(guó)產(chǎn)第４代內(nèi)燃機(jī)車的傳動(dòng)方式選擇

第４代內(nèi)燃機(jī)車的傳動(dòng)方式應(yīng)采用交流傳動(dòng)。交流傳動(dòng)中，最重要的器件是逆變器，主要包括ＧＴＯ和ＩＧＢＴ。

國(guó)產(chǎn)第４代內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)的發(fā)展方向

我國(guó)１、２、３代內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)噴油控制方式都是采用機(jī)控方式、機(jī)械式調(diào)速器，國(guó)外大功率內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)均采用電子噴射和電子調(diào)速器。如德國(guó)ＭＴＵ４０００型機(jī)車柴油機(jī)采用共軌式（ｃｏｍｍｏｎ ｒａｉｌ）電子燃油噴射系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的中凸輪軸驅(qū)動(dòng)的柱塞式噴油泵和噴油器系統(tǒng)完全不同，“共軌系統(tǒng)”是由高壓油泵、儲(chǔ)壓器、噴油器和電子控制裝置組成。

鑒于我們國(guó)家的技術(shù)及工藝水平，走技術(shù)引進(jìn)、消化吸收之路可以說(shuō)是一條盡快趕上世界先進(jìn)水平的捷徑。在這方面，美國(guó)ＧＭ公司和德國(guó)西門子公司可以說(shuō)是一個(gè)成功合作的范例。ＧＭ公司最初的微機(jī)控制系統(tǒng)是山西門子公司提供，后來(lái)ＧＭ公司自行開(kāi)發(fā)出ＥＭ２０００微機(jī)控制系統(tǒng)，用于機(jī)車控制。國(guó)產(chǎn)第４代內(nèi)燃機(jī)車的最高速度

對(duì)于第４代內(nèi)燃機(jī)車的最高速度，根據(jù)我國(guó)的線路情況，貨運(yùn)為９０—１００ｋｍ／ｈ；客運(yùn)應(yīng)提高到１４０—１６０ｋｍ／ｈ，考慮到技術(shù)發(fā)展的可能性和國(guó)際市場(chǎng)的需要，還可以考慮速度到１８０—２００ｋｍ／ｈ。事實(shí)上美國(guó)、英國(guó)、加拿大等國(guó)的客運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車的速度早已達(dá)到２００ｋｍ／ｈ。因此，如果市場(chǎng)需要，第４代內(nèi)燃機(jī)車的最高速度為２００ｋｍ／ｈ應(yīng)當(dāng)是可能的。國(guó)產(chǎn)第４代內(nèi)燃機(jī)車的可靠性與可維修性設(shè)計(jì)

內(nèi)燃機(jī)車可靠性與可維修性設(shè)計(jì)也是國(guó)外大功率內(nèi)燃機(jī)車的一個(gè)發(fā)展方向。經(jīng)驗(yàn)表明，大功率交流傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車無(wú)故障運(yùn)行能力要比傳統(tǒng)的直流傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)

車大４０％左右?？煽啃蕴岣叱ㄟ^(guò)結(jié)構(gòu)方面的改進(jìn)外，一個(gè)顯著的特點(diǎn)是叫可靠性技術(shù)的應(yīng)用。提高內(nèi)燃機(jī)車可靠性問(wèn)題不只是通過(guò)對(duì)薄弱零件改進(jìn)來(lái)解決，而且要將可靠性技術(shù)貫穿于內(nèi)燃機(jī)車設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、制造、使用維修和管理等各個(gè)環(huán)節(jié)中，形成一個(gè)系統(tǒng)工程。在設(shè)計(jì)中除采用概率統(tǒng)計(jì)方法，把影響應(yīng)力和強(qiáng)度的各因素視為隨機(jī)變量運(yùn)用可靠性理論保證所設(shè)計(jì)的零部件具有規(guī)定的可靠度外，還要進(jìn)行可靠性規(guī)劃與設(shè)計(jì)，主要包括“建立可靠性模型”；將系統(tǒng)可靠性指標(biāo)分配給各級(jí)組成部分，進(jìn)行“可靠性分配”；根據(jù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行“可靠性預(yù)測(cè)”；按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行“故障模式、影響及危害性分析（ＦＭＥＣＡ）”及“故障樹(shù)分析（ＦＴＡ）”等，找出影響可靠性、安全性的關(guān)鍵部件及薄弱環(huán)節(jié)。國(guó)產(chǎn)第４代內(nèi)燃機(jī)車，應(yīng)具有可靠性、維修性及模塊化設(shè)計(jì)。

09級(jí)交運(yùn)茅班

張要（20092880）

第四篇：鐵路通信的發(fā)展趨勢(shì)

鐵路通信的發(fā)展趨勢(shì)

鐵路通信網(wǎng)發(fā)展至今，發(fā)生了天翻地覆的變化，從模擬到數(shù)字，從電纜到光纜，從PDH到SDH，從STM到ATM，從ATM到IP/DWDM……。一代又一代新技術(shù)、新系統(tǒng)層出不窮。然而，絕大多數(shù)新技術(shù)、新系統(tǒng)都是應(yīng)用于骨干網(wǎng)中，用戶接入網(wǎng)仍為模擬雙絞線技術(shù)所主宰。由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)和通信技術(shù)的發(fā)展，單純的語(yǔ)音業(yè)務(wù)已難以滿足用戶和發(fā)展的需求，特別是光纖技術(shù)的出現(xiàn)，以及用戶對(duì)新業(yè)務(wù)，尤其是對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求增加，給整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)帶來(lái)了影響，同時(shí)也為用戶接入網(wǎng)的改造和更新帶來(lái)了轉(zhuǎn)機(jī)。所謂接入網(wǎng)是指骨干網(wǎng)絡(luò)到用戶終端之間的所有設(shè)備。其長(zhǎng)度一般為幾百米到幾公里，因而被形象地稱為“最后一公里”。由于骨干網(wǎng)一般采用光纖結(jié)構(gòu)，傳輸速度快，因此，接入網(wǎng)便成為了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的瓶頸

鐵路無(wú)線通信接入網(wǎng)的發(fā)展過(guò)程

20世紀(jì)50年代，中國(guó)鐵路車站值班員和編組場(chǎng)內(nèi)線路值班員開(kāi)始使用列車無(wú)線調(diào)度電話和站內(nèi)無(wú)線電話，采用工作頻率為2MHz和 40MHz的電子管設(shè)備。70年代初，全部改用150MHz和450MHz頻段的晶體管設(shè)備。80年代初，在編組場(chǎng)上推廣應(yīng)用攜帶小型的150MHz、450MHz的站內(nèi)無(wú)線電話。鐵路沿線維護(hù)作業(yè)人員的無(wú)線電話也相繼推廣使用。養(yǎng)路、施工的報(bào)警無(wú)線裝置也得到迅速的發(fā)展和應(yīng)用，并進(jìn)行了山區(qū)隧道區(qū)段的列車無(wú)線調(diào)度電話試驗(yàn)。形成了鐵路無(wú)線通信的覆蓋范圍為鐵路沿線的狹長(zhǎng)地帶和站場(chǎng)、車站所在地的區(qū)域。由于鐵路沿線地形復(fù)雜、無(wú)線電傳播環(huán)境惡劣，加之列車的快速移動(dòng)，決定了鐵路無(wú)線通信網(wǎng)與公用移動(dòng)通信網(wǎng)和區(qū)域性的專業(yè)移動(dòng)通信網(wǎng)的差別，它是一種屬于線面結(jié)合、以線為主的鏈狀網(wǎng)。

鐵路無(wú)線通信接入網(wǎng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

由于鐵路列車具有高速運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，因而無(wú)線接入網(wǎng)在鐵路通信網(wǎng)中占有相當(dāng)大的比重。隨著鐵路現(xiàn)代化改造進(jìn)程的迅速推進(jìn)，從前單一的無(wú)線列調(diào)系統(tǒng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足鐵路無(wú)線通信的需要，這樣就迫切需要建設(shè)一套適合于鐵路現(xiàn)代化運(yùn)營(yíng)指揮需要的先進(jìn)的無(wú)線通信系統(tǒng)。系統(tǒng)必須可以實(shí)現(xiàn)調(diào)度中心與車站值班員之間、車站值班員與列車司機(jī)之間、列車司機(jī)與調(diào)度中心之間的通話功能，必須可以實(shí)現(xiàn)線路管理區(qū)間的公務(wù)移動(dòng)通信功能，同時(shí)還必須能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)度中心與列車司機(jī)室之間實(shí)時(shí)的雙向數(shù)據(jù)通信功能。這樣，專門為鐵路通信設(shè)計(jì)的綜合專用數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)GSM-R（GSMforRailways）就應(yīng)運(yùn)而生了。GSM-Railway屬于專用移動(dòng)通信的一種，專用于鐵路的日常運(yùn)營(yíng)管理，是非常有效的調(diào)度指揮通信工具。GSM-R是基于分組數(shù)據(jù)的通信方式。它在GSMPhase2+的規(guī)范協(xié)議的高級(jí)語(yǔ)音呼叫功能，如組呼、廣播呼叫、多優(yōu)先級(jí)搶占和強(qiáng)拆業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，加入了基于位置尋址和功能尋址等功能，適用于鐵路通信特別是鐵路專用調(diào)度通信的需要。主要提供無(wú)線列調(diào)、編組調(diào)車通信、區(qū)段養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)通信、應(yīng)急通信、隧道通信等語(yǔ)音通信功能，可為列車自動(dòng)控制與檢測(cè)信息提供數(shù)據(jù)傳輸通道，并可提供列車自動(dòng)尋址和旅客服務(wù)。

鐵路無(wú)線通信接入網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著鐵路安全、重載、信息化及運(yùn)營(yíng)管理等方面對(duì)無(wú)線通信業(yè)務(wù)需求日益增多，鐵路客票、機(jī)務(wù)、工務(wù)、車輛、電務(wù)等多個(gè)部門均需提供車地之間無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸通道。鐵路車地之間的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸需求包括：工務(wù)軌道動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)信息無(wú)線傳輸；工務(wù)線路環(huán)境監(jiān)測(cè)信息無(wú)線傳輸；客車運(yùn)行安全監(jiān)控信息（TCDS）無(wú)線傳輸；電務(wù)信號(hào)設(shè)備動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)信息無(wú)線傳輸；機(jī)務(wù)安全監(jiān)測(cè)信息無(wú)線傳輸；客票查詢信息無(wú)線傳輸。其中，客票查詢信息無(wú)線傳輸主要是列車進(jìn)站時(shí)，列車長(zhǎng)可以手持無(wú)線終端設(shè)備向地面客票信息發(fā)布中心發(fā)送請(qǐng)求，以便掌握本列車當(dāng)前客票銷售狀態(tài)，對(duì)客車上座位和鋪位等進(jìn)行統(tǒng)一管理。因此，鐵路部門急需搭建全路統(tǒng)一的無(wú)線通信接入平臺(tái)，設(shè)立統(tǒng)一出口，為各項(xiàng)應(yīng)用系統(tǒng)等車地之間信息傳遞提供無(wú)線傳輸通道。接入平臺(tái)應(yīng)能與公網(wǎng)（GPRS和短信中心）、鐵路各應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)信息接收、存儲(chǔ)、處理和轉(zhuǎn)發(fā)，具備安全保障、日志記錄和分類統(tǒng)計(jì)等功能

鐵路通信網(wǎng)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)該是向著與公用網(wǎng)相融合的方向，并達(dá)到與公用網(wǎng)的統(tǒng)一。從而使得用戶無(wú)論是在運(yùn)行中的列車上，還是在鐵路網(wǎng)的覆蓋區(qū)域均能夠通過(guò)鐵路通信網(wǎng)進(jìn)行如同辦公室一樣方便的信息交流，如進(jìn)行電話聯(lián)絡(luò)、數(shù)據(jù)通信和圖像傳輸、接入Internet等。而要滿足這一要求，集群移動(dòng)通信系統(tǒng)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，GSM（R）和現(xiàn)行的CDMA技術(shù)也不能達(dá)到這一要求。從現(xiàn)在的發(fā)展情況看，惟有第三代的CDMA技術(shù)才可能擔(dān)當(dāng)起這一重任。因此，鐵路通信網(wǎng)的無(wú)線接入部分今后的發(fā)展方向也必須是朝著第三代CDMA的方向。當(dāng)然，并不是說(shuō)第三代的CDMA技術(shù)就可以直接用來(lái)完成未來(lái)的鐵路無(wú)線接入系統(tǒng)的功能，如同GSMR一樣，必須將鐵路通信所必備的功能（如群呼、組呼、優(yōu)先級(jí)別、強(qiáng)插、強(qiáng)拆等功能）融入這一技術(shù)之中，形成具有鐵路通信特有要求的公用無(wú)線通信接入網(wǎng)。

以鐵道部的全程全網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)全力發(fā)展如隨時(shí)隨地的提供鐵路客貨運(yùn)輸資訊信息、訂購(gòu)火車票等服務(wù)，在列車就能享受語(yǔ)音、傳真、數(shù)據(jù)、視頻、移動(dòng)通信及Internet等服務(wù)。另外，考慮到鐵路已經(jīng)延伸到很多較為偏僻的地區(qū)，這些地區(qū)的公用通信網(wǎng)尚未建立起來(lái)。利用已經(jīng)建立好的鐵路通信網(wǎng)，并將其經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)臄U(kuò)容改造，比如建立單基站無(wú)線接入系統(tǒng)，增加移動(dòng)交換功能，適應(yīng)信息社會(huì)的發(fā)展，有效發(fā)揮鐵路通信網(wǎng)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。隨著人們生活水平的提高和環(huán)境噪聲污染的加劇，改善城市和鄉(xiāng)村的聲環(huán)境質(zhì)量已經(jīng)成為人們迫切的需求。噪聲監(jiān)測(cè)作為噪聲污染防治的基礎(chǔ)也自然成為環(huán)境保護(hù)部門的工作重點(diǎn)。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)方法耗時(shí)、費(fèi)力并且可靠性差，因此，環(huán)境噪聲網(wǎng)絡(luò)化自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)對(duì)于實(shí)現(xiàn)環(huán)境噪聲的長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

由于國(guó)外歐美一些發(fā)達(dá)國(guó)家的工業(yè)化和城市化進(jìn)程比較早，環(huán)境問(wèn)題的產(chǎn)生和相應(yīng)的環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)研究與應(yīng)用已有二十多年的歷史，西班牙、法國(guó)及瑞典等發(fā)達(dá)國(guó)家已生產(chǎn)出全天候長(zhǎng)年能在戶外進(jìn)行測(cè)量噪聲的自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并能根據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行噪聲預(yù)測(cè)軟件的設(shè)計(jì)和城市規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)科學(xué)合理地控制城市環(huán)境噪聲［1 ～4］。

由于環(huán)境噪聲自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在國(guó)外城市區(qū)域的廣泛應(yīng)用，大大地促進(jìn)了城市區(qū)域環(huán)境噪聲的戰(zhàn)略研究。有關(guān)噪聲軟件根據(jù)環(huán)境噪聲自動(dòng)連續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可繪制城市區(qū)域的瞬時(shí)三維立體彩色噪聲譜圖以顯示噪聲超標(biāo)地段、時(shí)間［5，6］。目前，國(guó)內(nèi)的大部分環(huán)境噪聲網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是前端利用噪聲采集終端或數(shù)據(jù)采集儀完成噪聲信號(hào)的采集，然后利用顯示屏直接顯示噪聲分貝等級(jí)，或者是利用 GPRS 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)上傳到噪聲監(jiān)控中心，噪聲監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)噪聲數(shù)據(jù)的處理、存儲(chǔ)及噪聲等級(jí)顯示等功能［7］，這些方案具有費(fèi)用較高、操作復(fù)雜及資源不能重復(fù)利用等缺點(diǎn)。因此，筆者提出基于虛擬儀器技術(shù)的環(huán)境噪聲自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

第五篇：透過(guò)歐洲看國(guó)內(nèi)戶外用品發(fā)展趨勢(shì)

透過(guò)歐洲看國(guó)內(nèi)戶外用品發(fā)展趨勢(shì)

隨著戶外運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者的增加，國(guó)內(nèi)外戶外用品市場(chǎng)也漸入佳境。為了響應(yīng)“戶外”號(hào)召，筆者專程赴歐洲做了一回背包客。在短短的9天時(shí)間里，筆者見(jiàn)聞了法國(guó)和德國(guó)的全民戶外運(yùn)動(dòng)熱潮，零距離感受當(dāng)下歐洲運(yùn)動(dòng)健康的生活狀態(tài)。透過(guò)成熟的歐洲戶外用品市場(chǎng)，為國(guó)內(nèi)戶外用品市場(chǎng)提供些許的參考和啟示。

歐洲市場(chǎng)戶外用品需求殷切

法國(guó)，巴黎，塞納河靜靜地流淌,人們的悠閑生活便在這不急不緩中安然度

過(guò)。坐在河邊專供行人行走的甬道旁，將相機(jī)舉在眼前，透過(guò)鏡頭觀察來(lái)往行人。

根據(jù)筆者的統(tǒng)計(jì)，短短半小時(shí)，就有100多位輪滑者、跑步者或自行車手經(jīng)過(guò)，有單身老人、或是成對(duì)情侶、還有三五成群的孩子。在這個(gè)美麗浪漫的國(guó)度，戶

外運(yùn)動(dòng)形成了男女老少全民參與的發(fā)展格局。

在法國(guó)，幾乎人人都會(huì)騎單車，也許正因如此，才造就了聞名于世的環(huán)法自

行車大賽。旅途中筆者還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有趣的現(xiàn)象：街道邊的跑步者會(huì)穿著跑步專

用的緊身衣褲，而騎車一族也同樣選擇那些旨在以強(qiáng)身健體的運(yùn)動(dòng)單車，同時(shí)還

配備了相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)行頭，如方便放取物品的運(yùn)動(dòng)腰包、防震音樂(lè)耳機(jī)以及必要的護(hù)膝和頭盔等。

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，超過(guò)3400萬(wàn)名法國(guó)人經(jīng)常做運(yùn)動(dòng)，當(dāng)中1800萬(wàn)人喜歡騎

自行車、1400萬(wàn)人喜歡游泳、1260萬(wàn)人遠(yuǎn)足、800萬(wàn)人緩跑步，另外有700萬(wàn)

人滑雪。年齡在25歲以下的人士是最大的戶外運(yùn)動(dòng)消費(fèi)者，法國(guó)人每年在運(yùn)動(dòng)

方面的花費(fèi)超過(guò)270億歐元。其中，個(gè)人的消費(fèi)最大，占總銷售額一半，政府則

占41%，而企業(yè)只占9%。

而在德國(guó)科隆購(gòu)物時(shí)，筆者無(wú)意間走進(jìn)一家專業(yè)的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)品商城，一下子被

眼前的場(chǎng)景震撼了：商城是中空式的建筑設(shè)計(jì)，樓高四層，底層設(shè)有游泳池，頂

樓是藍(lán)天白云，水上、登山、鍛煉、自行車等非常有序分布在各個(gè)樓層。更嘆為

觀止的是，這是一個(gè)運(yùn)動(dòng)體驗(yàn)中心：如果你買攀巖裝備，可以在旁邊的巖壁上試

用，買潛水器材可以到泳池里先試一番。店員告訴筆者，這種體驗(yàn)式銷售普遍而

有效，可以在最短的時(shí)間內(nèi)讓體驗(yàn)者體會(huì)到不同戶外運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)魅力。當(dāng)然，經(jīng)

常會(huì)有企業(yè)根據(jù)員工的個(gè)人愛(ài)好來(lái)此選購(gòu)不同運(yùn)動(dòng)裝備，作為禮物送給員工。

調(diào)查數(shù)據(jù)表明，有58%的德國(guó)人是活躍的戶外活動(dòng)愛(ài)好者。近兩年，德國(guó)的戶外用品營(yíng)業(yè)額也在不斷增長(zhǎng)，如德國(guó)最大體育用品經(jīng)銷商Intersport，在2009

年有了7%的增長(zhǎng)，戶外產(chǎn)品份額占據(jù)了15%。

多元化和大眾化并存

考究的戶外設(shè)備和專業(yè)的體驗(yàn)場(chǎng)所，這些與歐洲注重運(yùn)動(dòng)的科學(xué)性和專業(yè)性

密不可分。經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，戶外運(yùn)動(dòng)現(xiàn)在不僅是一個(gè)日臻成熟的產(chǎn)業(yè)，更逐

漸發(fā)展為一種影響至深的生活方式和社會(huì)運(yùn)動(dòng)，歐洲這種全民戶外的態(tài)勢(shì)已從萌

芽期過(guò)渡到茁壯成長(zhǎng)階段。來(lái)自市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)NPD的數(shù)據(jù)表明，歐洲戶外用品市

場(chǎng)規(guī)模約達(dá)到143億歐元。

戶外運(yùn)動(dòng)的多樣化，為歐洲戶外市場(chǎng)注入了新鮮活力。如，A水面運(yùn)動(dòng)及航

海類（潛水、沖浪、摩托艇、漂流等）、B陸地運(yùn)動(dòng)及單車運(yùn)動(dòng)、C山地運(yùn)動(dòng)及地下運(yùn)動(dòng)（滑雪、攀巖、探洞等）、D野營(yíng)活動(dòng)及獵捕飲食（野營(yíng)、釣魚(yú)等）、E機(jī)動(dòng)車船及航空運(yùn)動(dòng)（越野、蹦極、跳傘等）、F娛樂(lè)休閑及軍體運(yùn)動(dòng)（球類、騎馬、射擊等）。戶外運(yùn)動(dòng)種類紛繁多樣，使之形成了一大批穩(wěn)定且優(yōu)質(zhì)的消費(fèi)群體--歐洲中產(chǎn)階級(jí)。

在熱愛(ài)戶外運(yùn)動(dòng)的歐洲人看來(lái)，這些對(duì)場(chǎng)地和設(shè)備要求高的運(yùn)動(dòng)固然不可少，但必定受到一定的限制。于是，簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)成為時(shí)尚。據(jù)筆者此次法、德之行的觀察，最常見(jiàn)的就是單車、輪滑、跑步、健走和室內(nèi)簡(jiǎn)單器械運(yùn)動(dòng)，這類運(yùn)動(dòng)設(shè)備輕便，運(yùn)動(dòng)靈活，可獨(dú)行亦可結(jié)伴。

從戶外用品的品類銷量來(lái)看，服裝和鞋類成為戶外市場(chǎng)發(fā)展強(qiáng)有力的推動(dòng)力量，加上背包、睡袋、帳篷以及一些必要裝備等，占據(jù)了戶外用品市場(chǎng)至少75%的份額。除了一些功能性很強(qiáng)的針對(duì)極限戶外運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的裝備以外，大眾化的戶外產(chǎn)品如戶外服裝市場(chǎng)發(fā)展迅速。

透過(guò)歐洲看國(guó)內(nèi)戶外用品發(fā)展趨勢(shì)

可喜的是，戶外運(yùn)動(dòng)熱這一現(xiàn)象也在國(guó)內(nèi)日益盛行。當(dāng)人們逐漸認(rèn)識(shí)到健康不僅僅是以沒(méi)有疾病來(lái)衡量時(shí)，健康市場(chǎng)將蘊(yùn)含大量的機(jī)會(huì)。據(jù)最新的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，2010年我國(guó)戶外用品零售總額已達(dá)71.3億元。而在歐洲，戶外用品的銷售額已經(jīng)達(dá)到5280億元人民幣。按照每年25%～30%的增長(zhǎng)速度，中國(guó)市場(chǎng)大概需要15年的時(shí)間才能達(dá)到歐洲市場(chǎng)的發(fā)展水平。

歐洲全民戶外的態(tài)勢(shì)已進(jìn)入了茁壯成長(zhǎng)階段，這不僅產(chǎn)生了巨大的銷售額，還牢牢把握了戶外用品市場(chǎng)的脈搏。成熟的歐洲戶外用品市場(chǎng)，為國(guó)內(nèi)戶外市場(chǎng)的發(fā)展提供參考和啟示。