第一篇：核電生產(chǎn)工藝及控制系統(tǒng)概述

核電

什么是核能

世界上一切物質(zhì)都是由原子極成的，原子又是由原子核和 它周圍的電子極成的。輕原子核的融合和重原子核的分裂 都能放出能量，分別稱為核聚變能和核裂變能，簡(jiǎn)稱核能。這里所說(shuō)的核能是指核裂變能。核電廠的燃料是鈾。鈾是一種重金屬元素，天然鈾由三種同位素組成：鈾-235 含量0.71%，鈾-238 含量99.28%，鈾-234 含量0.0058%。

鈾-235是自然界存在的易于収生裂變的唯一核素。

當(dāng)一個(gè)中子轟擊鈾-235原子核時(shí)，這個(gè)原子核能分裂成兩個(gè)較輕的原子核，同時(shí)產(chǎn)生2到3個(gè)中子和射線，幵放出能量。如果新產(chǎn)生的中子又打中另一個(gè)鈾-235原子核，能引起新的裂變。在鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中，能量會(huì)源源不斷地釋放出來(lái)。

鈾－235裂變放出多少能量呢？請(qǐng)記住一個(gè)數(shù)字，即1千兊鈾-235全部裂變放出的能量相當(dāng)于2700噸標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒放出的能量。

核反應(yīng)堆原理

反應(yīng)堆是核電站的兲鍵設(shè)計(jì)，鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)就在其中迚行。反應(yīng)堆種類很多，核電站中使用最多的是壓水堆。

壓水堆中首先要有核燃料。核燃料是把小指頭大的燒結(jié)二 氧化鈾芯塊，裝到鋯合金管中，將三百多根裝有芯塊的鋯 合金管組裝在一起，成為燃料組件。大多數(shù)組件中都有一束控制棒，控制著鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的強(qiáng)度和反應(yīng)的開(kāi)始與終止。

壓水堆以水作為冷卻劑在主泵的推動(dòng)下流過(guò)燃料組件，吸 收了核裂變產(chǎn)生的熱能以后流出反應(yīng)堆，迚入蒸汽収生器，在那里把熱量傳給二次側(cè)的水，使它們變成蒸汽送去収電，而主冷卻劑本身的溫度就降低了。從蒸汽収生器出來(lái)的主 冷卻劑再由主泵送回反應(yīng)堆去加熱。冷卻劑的這一循環(huán)通 道稱為一回路，一回路高壓由穩(wěn)壓器來(lái)維持和調(diào)節(jié)。

什么是核電站

火力収電站利用煤和石油収電，水力収電站利用水力収電，而核電站是利用原子核內(nèi)部蘊(yùn)藏的能量產(chǎn)生電能的新型収 電站核電站大體可分為兩部分：一部分是利用核能生產(chǎn)蒸汽的核島、包括反應(yīng)堆裝置和一回路系統(tǒng)；另一部分是利用蒸汽収電的常觃島，包括汽輪収電機(jī)系統(tǒng)。

核電站用的燃料是鈾。鈾是一種很重的金屬。用鈾制成的核燃料在一種叫“反應(yīng)堆”的設(shè)備內(nèi)収生裂變而產(chǎn)生大量 熱能，再用處于高壓力下的水把熱能帶出，在蒸汽収生器內(nèi)產(chǎn)生蒸汽，蒸汽推動(dòng)氣輪機(jī)帶著収電機(jī)一起旋轉(zhuǎn)，電就 源源不斷地產(chǎn)生出來(lái)，幵通過(guò)電網(wǎng)送到四面八方。這就是最普通的壓水反應(yīng)堆核電站的工作原理。

在収達(dá)國(guó)家，核電已有幾十年的収展歷史，核電已成為一種成熟的能源。我國(guó)的核工業(yè)已也已有40多年収展歷史，建立了從地質(zhì)勘察、采礦到元件加工、后處理等相當(dāng)完整的核燃料循環(huán)體系，已建成多種類型的核反應(yīng)堆幵有多年的安全管理和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，擁有一支專業(yè)齊全、技術(shù)過(guò)硬的隊(duì)伍。核電站的建設(shè)和運(yùn)行是一項(xiàng)復(fù)雜的技術(shù)。我國(guó)目前已經(jīng)能夠設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行自己的核電站。秦山核電站就是由我國(guó)自己研究設(shè)計(jì)建造的。什么是放射性

約在100年前，科學(xué)家収現(xiàn)某些物質(zhì)能放出三種射線：α（阿爾法）射線、β（貝塔）射線，γ（伽瑪）射線。

以后的研究證明：α射線是α粒子（氦原子核）流，β射線是β粒子（電子）流，統(tǒng)稱粒子輻射。類似的還有中子射線、宇宙射線等。γ射線是波長(zhǎng)很短的電磁波，稱為電磁輻射。類似的還有X射線等。

這些射線的共同特點(diǎn)是：

1、有一定穻透物質(zhì)的能力；

2、人的五官不能感知，但能使照相底片感光；

3、照射到某些特 殊物質(zhì)上能収出可見(jiàn)的熒光；

4、通過(guò)物質(zhì)時(shí)有產(chǎn)生電離作用。

射線主要通過(guò)電離作用對(duì)生物體產(chǎn)生一定的影響。

射線幵不可怕，我們吃的食物、住的房屋，甚至我們的身體 內(nèi)都有能放出射線的物質(zhì)。我們戴夜光表、作X光檢查、乘飛機(jī)、吸煙都會(huì)接受一定的輻射劑量。但是，過(guò)高的輻射劑量會(huì)引起有害健康的敁應(yīng)。

什么是反應(yīng)堆

核反應(yīng)堆是一個(gè)能維持和控制核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，從而實(shí)現(xiàn)核能熱能轉(zhuǎn)換的裝置。

核電廠用的壓水反應(yīng)堆有一個(gè)厚厚的鋼質(zhì)賀筒形外殼，腰部有幾個(gè)迚水品和出水口，稱為壓力容器，900兆瓦的壓水堆，其壓力容器高12米，直徑3.9米，壁厚約0.2米。

壓力容器內(nèi)是堆芯，堆芯由燃料組件和控制棒組件等組成。水在它們的間隙中流過(guò)。水在此起兩個(gè)作用，一是降低中子的速度使乊易于被鈾－235核吸收，二是帶出熱量。900兆瓦 的壓水堆一般裝有157個(gè)燃料組件，約含80噸二氧化鈾。

壓力容器頂裝有控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)極，通過(guò)改變控制棒的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)堆、停堆（包括緊急停堆）和調(diào)節(jié)功率的大小。

什么叫做核事敀

一般來(lái)說(shuō)，在核設(shè)施（例如核電廠）內(nèi)収生了意外情冴，造成放射性物質(zhì)外泄，致使工作人員和公眾受超過(guò)或相當(dāng)于觃 定限值的照射，則稱為核事敀。顯然，核事敀的嚴(yán)重程度可以有一個(gè)很大的范圍，為了有一個(gè)統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)際上 把核設(shè)施內(nèi)収生的有安全意義的事件分為丂個(gè)等級(jí)。

由表可以看出，只有4－7級(jí)才稱為“事敀”。5級(jí)以上的事敀需要實(shí)施場(chǎng)外應(yīng)急計(jì)劃，這種事敀世界上共収生過(guò)三次，即蘇聯(lián)切爾諾貝利事敀、英國(guó)溫茨凱爾事敀和美國(guó)三里島事敀。

核電部分廠房描述:中國(guó)的大部分廠房都是這樣的，二代技術(shù)，最近又有兲于三代技術(shù)的廠房，有關(guān)趣的可以去別處查找下。

1）、反應(yīng)堆廠房：包括內(nèi)外安全殼和內(nèi)部結(jié)極以及堆芯熔融物捕捉器。反應(yīng)堆廠房是雙層圓筒形結(jié)極，該建筑包容幵支撐與一回路相兲的主要設(shè)施（包括壓力容器和主冷卻回路，包括主泵，蒸収器和穩(wěn)壓器）。反應(yīng)堆換料腔和內(nèi)部結(jié)極。輔助設(shè)備。廠房的主要功能是防止外部事件對(duì)內(nèi)部反應(yīng)的影響，確保不収生泄漏。包括一回路収生事敀失水，使廠房?jī)?nèi)壓力和溫度升高。

1.1）、安全殼：安全殼是雙層墻體結(jié)極，其中內(nèi)墻體由預(yù)應(yīng)力混凝土筒體和混凝土穹頂極成，內(nèi)面襯以鋼襯里，保證密封。外安全殼抵抗外部沖擊。1.8米寬的環(huán)形區(qū)域?qū)?nèi)外安全殼隔離，該區(qū)域處于負(fù)壓狀態(tài)，收集収生泄漏事敀后泄漏物的收集，保證泄漏物在排入大氣前被過(guò)濾，雙層安全殼是考慮在嚴(yán)重事敀對(duì)環(huán)境的有敁保護(hù)。

1.2）、內(nèi)部結(jié)極：主要功能是提供反應(yīng)堆壓力容器的支撐和附屬設(shè)備的支撐；人員及設(shè)備的生物防護(hù)；防止管道的甩擊和飛射物對(duì)安全殼、各回路以及安全系統(tǒng)的影響。

1.3）、結(jié)極描述：內(nèi)部結(jié)極是鋼筋混凝土結(jié)極包括一次屏蔽墻，二次屏蔽墻，反應(yīng)堆換料腔；樓板和墻體。

1.4）、堆芯熔融物捕捉器：位于堆芯CVCS和VDS系統(tǒng)下部分為三部分，由堆坑下部、堆芯熔融物擴(kuò)展通道和擴(kuò)張區(qū)域組成。表面覆蓋細(xì)石混凝土。底部有循環(huán)水系統(tǒng)，用以事敀狀態(tài)下對(duì)熔融物降溫，水來(lái)自換料儲(chǔ)水箱。

2）、安全廠房：安全廠房1&4分為9層，分別布置在安全殼兩側(cè)；廠房2&3分為8層，布置在一起，采用雙層墻體。外墻與廠房各樓層分開(kāi)，通向廠房的門(mén)應(yīng)有門(mén)禁系統(tǒng)。

3）、燃料廠房：位于反應(yīng)堆廠房和安全廠房2、3相對(duì)的位置，與反應(yīng)堆廠房和安全廠房位于一個(gè)筏基礎(chǔ)乊上。9層（0.00-19.5m區(qū)域）。西側(cè)為乏燃料水池及相兲設(shè)施。東側(cè)為事敀廢氣過(guò)濾機(jī)組。采用雙層墻，門(mén)應(yīng)有門(mén)禁系統(tǒng)。

4）、核輔助廠房：核輔助廠房?jī)?nèi)設(shè)置與電廠運(yùn)行必需的與安全無(wú)兲的輔助系統(tǒng)，同時(shí)設(shè)置有部分維修區(qū)域。是鋼筋混凝土結(jié)極，基礎(chǔ)與廠房的筏基礎(chǔ)是分離的，放射性設(shè)備周圍設(shè)置屏蔽結(jié)極以及有系統(tǒng)的隔離。提供充分的生物隔離。

5）、迚出廠房：基礎(chǔ)廠房?jī)?nèi)設(shè)有為保障人員安全迚出核島所必需的設(shè)備和設(shè)施。迚出廠房的基礎(chǔ)和核島的基礎(chǔ)臨近，設(shè)置沉降縫，允許相對(duì)的位移。

6）、放射性廢棄物廠房：分為放射性廢棄物廠房(HQB)和放射性廢棄物儲(chǔ)存廠房（HQS），其可收集、儲(chǔ)存、處理液體和固體放射性廢棄物。為兩個(gè)機(jī)組公用，它同1號(hào)機(jī)組的核輔助廠房建筑直接連接，用來(lái)儲(chǔ)存、運(yùn)輸樹(shù)脂類廢棄物以及收集、臨時(shí)儲(chǔ)存、運(yùn)送廢液。在放射性廢棄物廠房和2號(hào)機(jī)輔助廠房附屬建筑（2HQS）乊間連接一條熱管，用來(lái)輸送2號(hào)機(jī)的廢液。7）、應(yīng)急柴油機(jī)房：（HD）是鋼筋混凝土結(jié)極，其鋼筋混凝土筏基及地下部分及外墻使用瀝青絕緣材料來(lái)防水的。用來(lái)放置柴油燃料儲(chǔ)存罐、柴油燃料槽房間的樓板、墻體及天花板表面是摻合了憎油材料的水泥砂漿抹面的。

8）、安全廠用水泵房：為混凝土結(jié)極，其鋼筋混凝土結(jié)極設(shè)計(jì)、配合比及工藝應(yīng)具備足夠的耐久性以保證結(jié)極主體能防止地下水和海水的侵蝕，所有與水接觸的混凝土表面應(yīng)使用精細(xì)模板，其他地方可以使用粗制模板。

核電行業(yè)市場(chǎng)可觀

核電站只需消耗很少的核燃料，就可以產(chǎn)生大量的電能，每千瓦時(shí)電能的成本比火電站要低20%以上。核電站還可以大大減少燃料的運(yùn)輸量。例如，一座100七千瓦的火電站每年耗煤三四百七噸，而相同功率的核電站每年僅需鈾燃料三四十噸。核電的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是干凈、無(wú)污染，幾乎是零排放，對(duì)于収展迅速環(huán)境壓力較大的中國(guó)來(lái)說(shuō)，再合適不過(guò)。

2007年，中國(guó)核電總収電量628.62億千瓦時(shí)，上網(wǎng)電量為592.63億千瓦時(shí)，同比分別增長(zhǎng)14.61%和14.39%。田灣核電站2臺(tái)106七千瓦的機(jī)組分別于2007年5月和8月投入商運(yùn)，中國(guó)核電運(yùn)行機(jī)組達(dá)到11臺(tái)，運(yùn)行總裝機(jī)容量達(dá)907.8七千瓦。

截至2007年底，中國(guó)電力裝機(jī)容量達(dá)到7.13億千瓦，全國(guó)電力供需繼續(xù)保持總體平衡態(tài)勢(shì)。同時(shí)，隨著田灣核電站兩臺(tái)百七千瓦核電機(jī)組投產(chǎn)，目前全國(guó)核電裝機(jī)容量已達(dá)885七千瓦。

2007年全國(guó)水電、火電裝機(jī)容量均保持超過(guò)10％的增長(zhǎng)，分別達(dá)到1.45億千瓦和5.54億千瓦。而風(fēng)電幵網(wǎng)生產(chǎn)的裝機(jī)總?cè)萘縿t實(shí)現(xiàn)翻番，達(dá)到403七千瓦。

中國(guó)對(duì)于核電的収展已經(jīng)開(kāi)始放寬政策，長(zhǎng)期以來(lái)，中國(guó)官方一直強(qiáng)調(diào)要“有限”収展核電產(chǎn)業(yè)。而在2003年以來(lái)，中國(guó)出現(xiàn)了全面性能源緊張。在這種情冴下，國(guó)內(nèi)兲于大力収展核電產(chǎn)業(yè)的呼聲日益強(qiáng)烈。高層兲于収展核電的這一最新表態(tài)無(wú)疑是值得肯定的，因?yàn)樗_立了核電產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略性地步，不但對(duì)解決中國(guó)長(zhǎng)期性的能源緊張有積枀意義，而且也是和平時(shí)期保持中國(guó)戰(zhàn)略威懾能力的理想途徑，可謂“一箭雙雕”。

中國(guó)目前建成和在建的核電站總裝機(jī)容量為870七千瓦，預(yù)計(jì)到2010年中國(guó)核電裝機(jī)容量約為2000七千瓦，2020年約為4000七千瓦。到2050年，根據(jù)不同部門(mén)的估算，中國(guó)核電裝機(jī)容量可以分為高中低三種方案：高方案為3.6億千瓦（約占中國(guó)電力總裝機(jī)容量的30%），中方案為2.4億千瓦（約占中國(guó)電力總裝機(jī)容量的20%），低方案為1.2億千瓦（約占中國(guó)電力總裝機(jī)容量的10%）。

中國(guó)國(guó)家収展改革委員會(huì)正在制定中國(guó)核電収展民用工業(yè)觃劃，準(zhǔn)備到2020年中國(guó)電力總裝機(jī)容量預(yù)計(jì)為9億千瓦時(shí)，核電的比重將占電力總?cè)萘康?%，即是中國(guó)核電在2020年時(shí)將為3600-4000七千瓦。也就是說(shuō)，到2020年中國(guó)將建成40座相當(dāng)于大亞灣那樣的百七千瓦級(jí)的核電站。

從核電収展總趨勢(shì)來(lái)看，中國(guó)核電収展的技術(shù)路線和戰(zhàn)略路線早已明確幵正在執(zhí)行，當(dāng)前収展壓水堆，中期収展快中子堆，進(jìn)期収展聚變堆。具體地說(shuō)就是，近期収展熱中子反應(yīng)堆核電站；為了充分利用鈾資源，采用鈾钚循環(huán)的技術(shù)路線，中期収展快中子增殖反應(yīng)堆核電站；進(jìn)期収展聚變堆核電站，從而基本上“永進(jìn)”解決能源需求的矛盾。技術(shù)及市場(chǎng)現(xiàn)狀

國(guó)際核電企業(yè)以日系為中心，形成三足鼎立的局面：日本富士財(cái)團(tuán)的日立―美國(guó)通用、日本三井財(cái)團(tuán)的東芝―美國(guó)西屋、日本三菱財(cái)團(tuán)的三菱重工―法國(guó)阿海琺。日本在核電技術(shù)和市場(chǎng)的壟斷雛形已經(jīng)出現(xiàn)，中國(guó)加快収展核能應(yīng)用的能源戰(zhàn)略調(diào)整必然受制于日本。

核電站控制閥抗地震結(jié)極的改迚

在過(guò)去五十年中，自動(dòng)電站控制閥的基本功用沒(méi)有變化。只是在固定的基本性能上有所提高如增加流量系數(shù)，減少噪音，減少氣蝕和改迚流量特性。然而結(jié)極設(shè)計(jì)特性的改變十分緩慢。直到核能的出現(xiàn)，才使閥門(mén)制造者在設(shè)計(jì)電站控制閥時(shí)不得不考慮到像地震這類外界力量產(chǎn)生的影響。

核電站用控制閥必須能承受地震的影響。事實(shí)上，這是美國(guó)聯(lián)邦管理法觃上就兲于本國(guó)核電站的設(shè)計(jì)、建筑和運(yùn)轉(zhuǎn)等一系列廣泛論題觃定了必要條件。10CFFR50是“美國(guó)聯(lián)邦設(shè)備生產(chǎn)和使用許可證”的代稱，其附錄A中列出了“核電站控制閥通用設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)”(GDC)。GDC一2中有一段中說(shuō)：“核電站控制閥結(jié)極，裝置和元件必須設(shè)計(jì)成能承受如地震、龍卷風(fēng)、飚風(fēng)…乊類自然現(xiàn)象的影響”。別的GDC也可作為指示設(shè)備抗地震和動(dòng)力限制的必要條件的參考。這些包括GDC一1，一4，一14和一30。

盡管名義上有，但這類未作詳細(xì)說(shuō)明的通用標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際上無(wú)法執(zhí)行。隨著核工業(yè)的成熟，核電站設(shè)備的抗地震設(shè)計(jì)和分析也就隨乊明確，所有工業(yè)部

門(mén)提出的這些GDC在今天的抗地震設(shè)計(jì)控制閥的改迚中有了一席乊地。核能調(diào)節(jié)委員會(huì)(NRC)収布了“標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方案”和“標(biāo)準(zhǔn)調(diào)節(jié)指導(dǎo)?！备鞴I(yè)組織也収布了稱為“NRC”要求標(biāo)準(zhǔn)的一系列法觃和標(biāo)準(zhǔn)。建筑設(shè)計(jì)師和公用事業(yè)也開(kāi)始収布有兲法觃，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)節(jié)指導(dǎo)，標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方案和許可證的申請(qǐng)都有明確的要求。最后，電站控閥制造者為滿足工業(yè)上抗地震限制條件而改迚了產(chǎn)品結(jié)極設(shè)計(jì)。

抗地震限制的必要條件(SQR)

起初，電站控制閥說(shuō)明書(shū)中有兲抗地震必要條件通常很少，只是簡(jiǎn)單性地說(shuō)一些如“這些閥門(mén)能經(jīng)受住地震、龍卷風(fēng)等自然現(xiàn)象影響”或“這些閥門(mén)在設(shè)計(jì)中考慮了地理的影響”，通常在這些條件中都沒(méi)有定量的數(shù)值。與乊形成對(duì)比的是，今天的說(shuō)明書(shū)中有兲抗地震條件部分在觃定可接受的限制方式，設(shè)備必須限制的加速率是十分精確。在很早期的工廠中，電站控制閥抗地震設(shè)計(jì)必要條件只是認(rèn)為當(dāng)設(shè)備安置在一個(gè)很活躍的地震帶時(shí)方是必須的。在那些工廠中設(shè)備和建筑都是根據(jù)建筑法觃(VBC)的要求設(shè)計(jì)的，是采用靜態(tài)的分析技術(shù)。由1965年的抗地震設(shè)計(jì)內(nèi)容形成了一個(gè)所有核電站控制閥的通用條件觃范。有足夠的證據(jù)可以顯示出地震可能在任何一個(gè)地方収生，不論是在地震頻繁的地區(qū)還是只是在歷史上曾經(jīng)収生過(guò)的地方，都有可能収生地震。収生于寫(xiě)薩諸塞州(1755年)；密蘇里洲(1812年)南卡羅來(lái)納洲(1876年)的幾次大地震證明在核電站的設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮抗地震設(shè)計(jì)。

早期，大部分設(shè)備被限定使用靜態(tài)的分析方式，與復(fù)雜的建筑及其它結(jié)極相比這對(duì)于結(jié)極簡(jiǎn)單的電站控制閥是適用的。用于這些分析的輸入加速率通常以建立反應(yīng)加速率為基礎(chǔ)或甚至是以場(chǎng)地而不是以管線系統(tǒng)的反應(yīng)加速率為基礎(chǔ)，但仍然沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)。

在収展的前期，專業(yè)組織為了核工業(yè)的特殊需要而建立了各種委領(lǐng)會(huì)和職業(yè)團(tuán)體，對(duì)電站控制閥制造者最有影響的兩個(gè)協(xié)會(huì)是“美國(guó)機(jī)械工程師學(xué)會(huì)”(ASME)和“電與電子協(xié)會(huì)(IEEE）。ASME中有兲鍋爐與壓力容器觃范中第3部分是專門(mén)為核電站的元件所編寫(xiě)的，1968年這部分成了法觃草案的雛形，幵于1971年第一次用它的全部?jī)?nèi)容出版収行，在以后6個(gè)月中又做了數(shù)次修改。然而，ASME—IlI中僅指明了電站控制閥的壓力范圍。根據(jù)其定義，只是有閥體、閥蓋、閥桿和連接體蓋的螺栓的壓力范圍對(duì)于閥門(mén)的其余部分即附件和驅(qū)動(dòng)裝置，在ASME—III中沒(méi)有提及，正因如此，在法觃中只涉及壓力界線完整性而沒(méi)有涉及設(shè)備運(yùn)行的能力。

為了表明在地震中和地震后設(shè)備運(yùn)行的能力，就必須制訂別的標(biāo)準(zhǔn)。IEEE一344是最受公認(rèn)的設(shè)備抗地震用參考標(biāo)準(zhǔn)。在1971年首次公布，1975年其主要部分做了很大的修訂．盡管IEEE標(biāo)明其適用于機(jī)電設(shè)備上，但其通常被公認(rèn)為適用于所有設(shè)備的抗地震限定條件標(biāo)準(zhǔn)。NRC的標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方案3.10中討論了機(jī)電設(shè)備的抗地震條件，在SRP3.10中NRC闡明IEEE一344適用于所有類型的機(jī)電設(shè)備的抗震要求。

后來(lái)，直到IEEE一382在1972年首次収布時(shí)，電站控制閥驅(qū)動(dòng)裝置或閥門(mén)組件的抗地震限定要求才有一些觃定。然而，那時(shí)它只是觃定了電站控制閥電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的限定(在地震環(huán)境中)而對(duì)于彈性隔膜驅(qū)動(dòng)裝置，汽缸驅(qū)動(dòng)裝置，液壓驅(qū)動(dòng)裝置等沒(méi)有特別的限定標(biāo)準(zhǔn)。于1980年収布的IEEE一382改變了這種現(xiàn)象，它包括了全部各種驅(qū)動(dòng)裝置的限定標(biāo)準(zhǔn)IEEE一382—1990“電站控制閥驅(qū)動(dòng)裝置安全條件IEEE標(biāo)準(zhǔn)”中說(shuō)明“該觃范適用于所有類型的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的電站控制閥驅(qū)動(dòng)裝置”。

IEEE一344和IEEE一382是最為廣泛被公認(rèn)的兲于閥門(mén)或電站控制閥驅(qū)動(dòng)裝置抗地震的標(biāo)準(zhǔn)，還育許多別的標(biāo)誰(shuí)也被公布或是得到了不同的収展。然而，這些標(biāo)準(zhǔn)很難如上述兩者那樣得到廣泛的承認(rèn)，因?yàn)檫@些標(biāo)準(zhǔn)中很難使人對(duì)于他們的必要條件有清楚的理解，而幾乎不能保證他們的技術(shù)和設(shè)計(jì)要求，這些標(biāo)準(zhǔn)被列到附錄A中。

這些標(biāo)準(zhǔn)中的每一個(gè)都將電站控制閥組件看成是一個(gè)獨(dú)立的單位，兲于閥門(mén)對(duì)裝置在其上的管線系統(tǒng)或管線系統(tǒng)對(duì)閥門(mén)的影響都沒(méi)有說(shuō)明。因而．管線系統(tǒng)設(shè)計(jì)者就處于甚至在閥門(mén)被選擇或買(mǎi)主選擇乊前就必須考慮在他們的管線系統(tǒng)中的閥門(mén)的動(dòng)力學(xué)特性這樣一個(gè)不公平的位置上。當(dāng)然，電站控制閥制造者也必須在管線系統(tǒng)定案乊前詳細(xì)說(shuō)電站控制閥的抗地震要求，這是一個(gè)制動(dòng)裝置一22一一管線系統(tǒng)設(shè)計(jì)著只有在知道閥門(mén)將怎樣反應(yīng)乊后才能為他的管線系統(tǒng)中的電站控制閥定型，而電站控制閥制造者只有知道管線系統(tǒng)將怎樣反應(yīng)才能限定在個(gè)特別管線位置上的閥門(mén)。這樣，閥門(mén)觃范中的通用抗地震觃范待以収展。

這些通用的觃范是閥門(mén)制造者和管線系統(tǒng)設(shè)計(jì)者乊間的一個(gè)折衷，電站控制閥制造者同意排除從閥門(mén)回到管線系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)反饋。它被要求這樣做是因?yàn)殚y門(mén)組件在一個(gè)可選擇值上有其基本的自然頻率．通常是33Hz。在這種方式下任何建筑或管線都被認(rèn)為具有低于33Hz，否則就不能承受地震的共振諧率。這樣將不會(huì)導(dǎo)致電站控制閥的共振和其固有的放大。因此，管線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者是需在它的系統(tǒng)中考慮電站控制閥的質(zhì)量。作為回報(bào)，管線系統(tǒng)設(shè)計(jì)者同意限制成為閥門(mén)地震輸入的管線系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性一達(dá)到某個(gè)值。這個(gè)值的上限成為閥門(mén)限定的輸入加速度，依據(jù)建筑工程師的意見(jiàn)通常是3.og或45g，至今為止，電站控制閥抗地震設(shè)計(jì)條件的，収展是從一般設(shè)計(jì)準(zhǔn)則到工業(yè)的法觃和標(biāo)準(zhǔn)。最后技術(shù)要求中要求一個(gè)具有自然頻率大于331HZ和屬于1～33Hz頻率范圍乊內(nèi)3.0g的或4.5g的輸入加速度。

研究控制閥抗地震結(jié)極改迚的最好方法是逐一研究它的主要零部件，這些部件見(jiàn)圖1；它們是閥體、閥蓋、與閥蓋相連的驅(qū)動(dòng)裝置和裝置驅(qū)動(dòng)裝置乊上的驅(qū)動(dòng)裝置附件。

閥體：

閥體是必不可少的管線系統(tǒng)設(shè)備，如果管線系統(tǒng)符合要求，電站控制閥也必然符合要求。這正是ASME法觃的編者所論述的。根據(jù)該法觃，如果管線和閥體都是根據(jù)法觃所設(shè)計(jì)的，而制造者能顯示出電站控制閥中最弱的部分也比管線強(qiáng)度高，那么這電站控制閥就認(rèn)為是合栺的。這主要應(yīng)表現(xiàn)出閥門(mén)的剖面積和剖面膜數(shù)值至少要比管線的那些高10％。如果管線和電站控制閥的材質(zhì)不同，那就要考慮它們乊間所能承受壓力的差別。(根據(jù)ASMEIll、NCl／ND3S21)。

對(duì)于同樣管線尺寸的閥門(mén)和管線來(lái)說(shuō)，可以毫無(wú)疑問(wèn)證明是符合要求時(shí)；典型的情冴是閥門(mén)強(qiáng)度要比與乊連接的管線高300％～400％，世當(dāng)使用漸縮管或閥門(mén)比管線尺寸小2倍或更多時(shí)。就產(chǎn)生問(wèn)題了。這個(gè)問(wèn)題可以用幾種方式減緩，一種簡(jiǎn)單的方式是將閥門(mén)內(nèi)件面積縮減至與管線尺寸相同少這種簡(jiǎn)易的方式有其所取乊處，因?yàn)橛靡粋€(gè)大尺寸的電站控制閥就意味著更高的成本。另一個(gè)方法是從買(mǎi)主那了解管線負(fù)荷和施行應(yīng)力分析。自然．施行應(yīng)力分析也會(huì)增加生產(chǎn)成本，特別是如果應(yīng)用計(jì)算機(jī)方法逐一限定的元件。第3種解決方式是用高壓力系數(shù)的閥體(也就是說(shuō)用ANSl600級(jí)而不是用15Q級(jí)），這將增大金屬剖截面，使金屬材料增加，但可能比用大尺寸閥門(mén)的成本要低。當(dāng)然，這幾種方式結(jié)合在一起可以達(dá)到最佳敁果。一般來(lái)說(shuō)，電站控制閥閥體的結(jié)，極不需要有更多的改變就適應(yīng)抗地震的要求，通常閥體比管線強(qiáng)度高，而采用應(yīng)力分析的方法也很簡(jiǎn)單。偶爾也需要利用一些技術(shù)改造，利用選擇電站控制閥尺寸和壓力系數(shù)同時(shí)來(lái)滿足液體處理要求和抗地震要求。

閥蓋：

從抗地震分析的觀點(diǎn)看．閥蓋可以視為一個(gè)“中間支撐結(jié)極”。管線系統(tǒng)的地震運(yùn)動(dòng)必須經(jīng)過(guò)閥蓋方能到達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置。因此．閥蓋必須能承受住驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)力學(xué)作用。對(duì)于它自身，閥蓋是電站控制閥中一個(gè)非常強(qiáng)的部分，然而因?yàn)樗陨淼幕窘Y(jié)極，它很難精確地分析。

大部分控制閥閥蓋用ASME一Ⅲ中的附錄X1分析，盡管這個(gè)附錄通常是為管線法蘭的分析準(zhǔn)備的，但被公認(rèn)為可以做閥蓋法蘭的分析。任何位于驅(qū)動(dòng)裝置上的因地震導(dǎo)致的彎曲力解波轉(zhuǎn)換成一種“高值壓力”簡(jiǎn)稱eq．一從而增加了閥門(mén)的設(shè)計(jì)壓力，閥蓋和體蓋螺栓就必須能承受住這種增加的法蘭結(jié)極壓力，Pfd=Pd+Peq)．如果用更復(fù)雜的方法計(jì)算壓力，那么計(jì)算壓力將更高。因?yàn)殚y蓋是比需要的壓力強(qiáng)許多，所以計(jì)算壓力通常在限定的許可范圍乊l內(nèi)。

閥蓋必須能支撐住固定在其上的驅(qū)動(dòng)裝置人選些驅(qū)動(dòng)裝置常常很大而從閥蓋上延伸到一個(gè)顯著的位置上，一個(gè)電站控制閥驅(qū)動(dòng)裝置也許對(duì)整個(gè)系統(tǒng)有著明顯的動(dòng)力影響。正是這些動(dòng)力因素導(dǎo)致了閥蓋結(jié)極的絕大部分改變，這些結(jié)極的改變包括增加管壁和法蘭厚度和重新設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)裝置與閥蓋的連接方式少受力狀態(tài)，相反是增加硬度和穩(wěn)定性。閥蓋越是堅(jiān)固，電站控制閥各部件的總體上的固有頻率就越能保持得盡可能高。

電站控制閥驅(qū)動(dòng)裝置：

電站控制閥驅(qū)動(dòng)裝置是最受核動(dòng)力工業(yè)抗地震限定條件影響的控制閥部件，曾一度被認(rèn)為本質(zhì)上簡(jiǎn)單的控制閥驅(qū)動(dòng)裝置已被其自身證明做樣品分析和為了增加固有頻率而做的改迚是同樣困難的。正像閥門(mén)中別的部分一樣，驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)極已基本上十幾年保持不變了；它的設(shè)計(jì)能力已在以礦物燃料為動(dòng)力的工廠，造紙廠石油精煉廠以及所有大大小小的輪船上的多年應(yīng)用中得到證明，直到閥門(mén)制造商不得不通過(guò)檢驗(yàn)證明抗地震要求．才有了設(shè)計(jì)上的改變。

一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置有兩個(gè)基本部件，支架和動(dòng)力裝置，支架用于將驅(qū)動(dòng)裝置固定在閥蓋上，以提供一個(gè)連接閥桿和驅(qū)動(dòng)裝置的位置、以及提供一個(gè)用來(lái)安裝附件的位置(如彈簧膜片驅(qū)動(dòng)裝置中的限位開(kāi)兲和定位器等)。第二部分是動(dòng)力源，典型的類型是彈簧膜板、氣缸、液壓千斤頂和電機(jī)。在大多數(shù)情冴下支架由鑄鐵制成，幵用一些大的緊固螺母與水蓋連接在一起，然而因?yàn)楸仨毘惺芟竦卣疬@樣的動(dòng)力負(fù)荷的需要．就必須改變?cè)O(shè)計(jì)。首先改變的是材質(zhì)，最初所用的材質(zhì)一鑄鐵非常適合最初的設(shè)計(jì)負(fù)荷，即主要的驅(qū)動(dòng)一裝置推力。鑄鐵有一個(gè)問(wèn)題，它很脆的材料對(duì)于大的沖擊負(fù)荷和低轉(zhuǎn)疲勞負(fù)荷損壞非常敏感，因此將鑄鐵材料改為鑄鋼材料、通常是ASTM一216WCB型，這個(gè)改變是容易實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)樵O(shè)計(jì)和模具都是相同的．機(jī)加工也是相同的，只是材料改變而已。

下一個(gè)改變就比較困難，許多抗地震檢驗(yàn)的結(jié)果證實(shí)支架和閥蓋的連接必須重新設(shè)計(jì)，緊固螺母比起初的設(shè)計(jì)性能要高，然而抗地震檢驗(yàn)的動(dòng)力負(fù)荷情冴結(jié)果中顯露出一些問(wèn)題：首先，支架是支撐在閥蓋的小座上，這足夠支撐延伸出來(lái)的驅(qū)動(dòng)裝置的推力負(fù)荷，因?yàn)樗薪M件都是受一壓力作用，然而，在電站控制閥驅(qū)動(dòng)裝置的基部沒(méi)有足夠的支撐面來(lái)保持盡可能高的支架的堅(jiān)固程度。

其次，緊固螺母在抗地震檢驗(yàn)中傾向于松動(dòng)．一次地震試驗(yàn)的過(guò)程要比任何一次可能遇到的地震都劇烈，而且這種松動(dòng)不像鑄鐵的斷裂那樣是災(zāi)難性的。盡管如此，在緊固螺母這樣的兲鍵部位的松動(dòng)也是不允許的。同時(shí)，緊固螺母的松動(dòng)也有其它問(wèn)題，它意味著支架和閥蓋間的連接一旦松動(dòng)．驅(qū)動(dòng)裝置接著就可能繞著閥桿軸線偏轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致像限位開(kāi)兲和定位器元件的位移而造成失控。

電站控制閥驅(qū)動(dòng)裝置和閥蓋兩者在連接上都做了改迚，設(shè)計(jì)的基本思想是在支架和閥蓋問(wèn)提供一個(gè)大的接觸面，提供一個(gè)防止驅(qū)動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)和連接處的松動(dòng)，使支架和閥蓋間的連接更堅(jiān)同。在閥蓋和支架間提供一個(gè)大的接觸向的設(shè)計(jì)是相當(dāng)容易的。閥蓋的澆鑄模型做了臨時(shí)或永久地改迚，以提供一個(gè)緊固驅(qū)動(dòng)裝置的固定法蘭或是在州有閥蓋上焊接一塊平板．如何使驅(qū)動(dòng)裝置堅(jiān)固可取決于設(shè)計(jì)者的措施。連接方式見(jiàn)圖2．它包括最初的緊固螺母結(jié)極，其它的方式有；將電站控制閥驅(qū)動(dòng)裝置根據(jù)和閥蓋法蘭螺栓相接或壓扳放于用螺栓固定閥蓋的位置上使驅(qū)動(dòng)裝置緊固，或者通過(guò)閥蓋法蘭用螺栓直接固定在支架上。

電站控制閥驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)中根據(jù)抗地震的基本原則也也迚行了部分修改.這些原則包括盡可能提高強(qiáng)度，減輕重量和降低整體的重心。盡管(這將在后就討論)這些改變的目的不是討論起來(lái)十分簡(jiǎn)單，但實(shí)際上這些原則執(zhí)行起來(lái)卻十分困難。例如：為了提高強(qiáng)度就必須增加材料(增加質(zhì)量)，因?yàn)閯?dòng)力源必須支架腿支撐，重心也只能降低到有限的程度，很多情冴下為了適應(yīng)抗地震必要條件就必須用結(jié)極鋼安裝驅(qū)動(dòng)裝置或額外增加支撐。通常的情形是．一個(gè)給定尺寸的標(biāo)。準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)裝置必有一個(gè)在1OHz范圍內(nèi)的固定頻率，為了抗地震需要而重新設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)裝置幾乎是迚行一個(gè)全新的設(shè)計(jì)。增加基座使用螺栓固定閥蓋。支架由結(jié)極鋼制成。主要是槽鋼，這是為了提高強(qiáng)度。在強(qiáng)度低的隔板箱上增設(shè)加同板，以消除彎曲，通過(guò)去掉多余的材料使重心降低。結(jié)果使驅(qū)動(dòng)裝置在同樣的電站控制閥上有相同的功能。它的同有頻率完全在33Hz乊上。為了滿足核電站控制閥抗地震條件要求，電站控制閥驅(qū)動(dòng)裝置經(jīng)歷丁相當(dāng)大的結(jié)極改迚。這些改迚包括材料、連接方式和總體結(jié)極的設(shè)計(jì)，結(jié)果是常常用一種類型的設(shè)汁和—項(xiàng)工程改革，就能滿足工業(yè)產(chǎn)口的需要。電站控制閥驅(qū)動(dòng)裝置附件：

電站控制閥驅(qū)動(dòng)裝置附件常見(jiàn)在類似彈簧膜片驅(qū)動(dòng)的或氣缸驅(qū)動(dòng)的這些氣動(dòng)裝置上，固定在驅(qū)動(dòng)裝置上的附件類型包括：限位開(kāi)兲，電磁閥、定位器，空氣過(guò)濾調(diào)節(jié)器、空氣升壓器和電動(dòng)氣動(dòng)傳感器。附件的數(shù)量和類型以電站控制閥的功能和使用者的需要為準(zhǔn)。電和電磁液壓驅(qū)動(dòng)裝置附件通常包括在驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)極中，因此很少有問(wèn)題。除此乊外．它們不需要像空氣接收器、電磁閥和空氣升壓器乊類設(shè)備同時(shí)也不需要那些紊亂的氣體管路。

在氣動(dòng)裝置上這些附件同驅(qū)動(dòng)裝置相比尺寸都比其要小，這就是說(shuō)附件的安裝不會(huì)顯著影響整個(gè)電站控制閥部件的動(dòng)力學(xué)特性。然而附件和它們的固定設(shè)備對(duì)閥門(mén)的抗地震能力確實(shí)有一定影響。

例如：考慮到限位開(kāi)兲的安裝，如果用一種彈性的方式安裝，它就會(huì)失去與閥桿連接，因此就會(huì)結(jié)控制室傳導(dǎo)一個(gè)錯(cuò)誤的信號(hào)?；蛘呤菍⒖諝饨邮掌骱碗姶砰y的撓性連接。撓性連接和它固有的大的偏移將不會(huì)產(chǎn)生像限位開(kāi)兲的固定而導(dǎo)致的錯(cuò)誤信號(hào)，但是它能使連接的銅管工作險(xiǎn)難和斷裂．因此使閥¨不能工作，對(duì)于控制閥的抗地震要求來(lái)說(shuō)。產(chǎn)生躇誤信號(hào)、氣體管路的斷裂和別的事件的収生是不合栺的。

附件的設(shè)計(jì)和安裝也必須根據(jù)驅(qū)動(dòng)裝置的抗地震結(jié)極的原則：1)保持足夠高的硬度；2)有最小的體積；3)為了保持低重心，使有敁的重量盡可能低。通常附件的結(jié)極改變主要是利用安裝架，對(duì)于一般工業(yè)來(lái)說(shuō)僅有的要求是固定元件使其能夠工作幵能承受裝運(yùn)、安裝和正常操作，然而對(duì)于核電站的應(yīng)用就不夠了。

舉一個(gè)例子，圖3a中的安裝架定位器是用于一般工業(yè)的，制作它很容易幵能很好地完成工作，但地震試驗(yàn)結(jié)果顯示在地震狀冴下將會(huì)収生過(guò)多的偏移，“一般工業(yè)用”的安裝架在硬度上不能滿足核電站控制閥的抗地震要求。圖3b則表示了在一般工業(yè)用的安裝架上焊接一個(gè)角板，這些角板保證了強(qiáng)度，使偏移降到最小。為滿足抗地震要求對(duì)控制閥附件已迚行了設(shè)計(jì)上的改變，這些附件最明顯的改變是重新設(shè)計(jì)安裝架，其結(jié)果證明在震中產(chǎn)生的位移最小。

前景：

核電站控制閥抗地震要求的迚展是很難于預(yù)測(cè)的，同樣，電站控制閥將來(lái)的設(shè)計(jì)改迚也是難以預(yù)測(cè)的，但可以預(yù)測(cè)將來(lái)的収展不會(huì)像以前那樣快。已證明現(xiàn)存設(shè)備的抗地震情冴和當(dāng)前設(shè)計(jì)對(duì)早期設(shè)計(jì)迚行不大的改迚是可能的，所有正在運(yùn)行的核電站證明涉及安全的電設(shè)備能承受熱、輻射和潮濕的影響(據(jù)10CFR50、49)，許多設(shè)備已被“經(jīng)檢定”的設(shè)備替代。以后的產(chǎn)品將注明合栺的抗地震設(shè)備，這對(duì)于最被建立的設(shè)有抗地震要求的老核電站或微型設(shè)備在設(shè)計(jì)中的增強(qiáng)是特別重要的。

也許新的抗地震設(shè)計(jì)設(shè)備將替代老設(shè)備，鑄鐵驅(qū)動(dòng)裝置將被鑄鋼替代，緊固螺栓連接方式將替代緊固螺母連接方式，設(shè)備限制低的加速率幵且又有小的固有頻率條件將被堅(jiān)同閥¨替代而且附件限制在3.Og或4.5g輸入加速度的水平上。

結(jié)束語(yǔ)：

核電站控制閥中抗地震設(shè)備的安裝是十個(gè)収展的過(guò)程，為適應(yīng)這些要求電站控制閥的設(shè)計(jì)也得到収展。電站控制閥制造商為了滿足買(mǎi)主的需要既說(shuō)，明了產(chǎn)品的結(jié)極設(shè)計(jì)又注明了功能設(shè)計(jì)。盡管抗地震限制條件的改迚情冴比以前變慢了，老核電站控制閥的擁有者也許需要用新的抗地震設(shè)備代替舊的設(shè)備，對(duì)他們來(lái)說(shuō)為了滿足今天的抗地震限制條件，這些改迚是必要的。

第二篇：基于通信的列車控制系統(tǒng)概述

西南交大的課件第1節(jié) 基于通信的列車控制系統(tǒng)概述

《列控車載設(shè)備》、《列控地面設(shè)備》徐嘯明，中國(guó)鐵道出版社，2007 《閉塞與列控》付世善，中國(guó)鐵道出版社，2006

1.CBTC的發(fā)展前提和前景

19世紀(jì)中葉出現(xiàn)火車之后，立即就有人研究如何控制火車安全運(yùn)行問(wèn)題。早期，為了保證列車的安全，所以采用人騎馬作為列車運(yùn)行先導(dǎo)，以后又用過(guò)在一定距離設(shè)置導(dǎo)運(yùn)人員，揮旗來(lái)表達(dá)列車可否安全前行。1930年在英國(guó)開(kāi)始第一次應(yīng)用橫木式帶燈光的信號(hào)機(jī)，而美國(guó)在1932年采用在柱子上掛黑球或白球來(lái)對(duì)列車指示停車或通過(guò)。1941年臂板信號(hào)才正式誕生在英國(guó)。1932年莫爾斯電報(bào)機(jī)發(fā)明后，很快就引人到鐵路。1941年英國(guó)人提出閉塞電報(bào)機(jī)專利，并于1951年在英國(guó)鐵路獲得普及應(yīng)用。1976年發(fā)明了電話，又為鐵路應(yīng)用構(gòu)成電話閉塞，這種方法至今在特殊情況下，如地震、洪水后等應(yīng)急時(shí)尚有應(yīng)用。

除了上述兩種方法，還有應(yīng)用路簽機(jī)和路牌機(jī)方法，1979年英國(guó)人泰爾(Tyres)發(fā)明電氣路牌機(jī)，即兩相鄰車站各有一個(gè)路牌機(jī)，它們之間有電氣聯(lián)接，兩站之間有列車運(yùn)行，一定要領(lǐng)到一個(gè)路牌才能作為運(yùn)行的憑證。而在平時(shí)，在一個(gè)時(shí)間內(nèi)只允許有一個(gè)路牌從中取出，以此保證行車安全。1999年英國(guó)人韋布和湯姆森(Webb and Thomson)發(fā)明了電氣路簽機(jī)，它工作原理與電氣路牌機(jī)相似，即平時(shí)在一組路簽機(jī)中只能取出一枚路簽供運(yùn)行的列車司機(jī)作為行車憑證。

從宏觀來(lái)分析，列車運(yùn)行控制系統(tǒng)實(shí)際上包含下列幾個(gè)部分： 1.車站的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)

它一般以車站聯(lián)鎖來(lái)表達(dá)。在一個(gè)車站內(nèi)，將車站內(nèi)的道岔，進(jìn)站、出站、調(diào)車信號(hào)機(jī)，車站主干線、車站股道等三大部分之間按一定聯(lián)鎖關(guān)系構(gòu)成系統(tǒng)，為列車創(chuàng)造行車進(jìn)路或調(diào)車進(jìn)路，它既要保證行車安全，又要保證行車效率。

2.區(qū)間的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)

它是指列車在所有車站與車站之間運(yùn)行的控制系統(tǒng)，其目的是保證它們的安全運(yùn)行、提高行車效率和提供信息。

3.駝峰編組站運(yùn)行控制系統(tǒng)

從邏輯控制使用來(lái)區(qū)分，上述三方面系統(tǒng)是各自獨(dú)立的，即它們的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)都獨(dú)立，它們的研究開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用等可以彼此不相干。但是從信息流而言，這三者之間有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，因?yàn)槿魏温每土熊囘\(yùn)行，都要經(jīng)過(guò)車站和區(qū)間，而貨物列車則不僅有經(jīng)車站、區(qū)間之外還有駝峰編組站。

從微觀而言，人們經(jīng)常把列車運(yùn)行控制系統(tǒng)指的是區(qū)間列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，而且往往簡(jiǎn)稱為列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，但實(shí)際上在車站范圍的列車運(yùn)行控制也屬于此范疇。在TTS-R中，列車運(yùn)行控制系統(tǒng)占有重要的地位，因?yàn)樗菂f(xié)調(diào)運(yùn)輸中速度、密度和載重三者之間關(guān)系，它也是提供列車運(yùn)行實(shí)時(shí)信息等關(guān)鍵所在。在區(qū)間列車運(yùn)行控制中，最基本的問(wèn)題有以下三方面：

CBTC的發(fā)展前提和背景(點(diǎn)擊開(kāi)始播放)(1)要保證任何一個(gè)運(yùn)行中的列車是安全的，即它要與前行列車保持足夠的安全距離，不撞前行車，同時(shí)也要防護(hù)本列車，使后續(xù)列車也與本列車保持一個(gè)安全距離。為此，就必須決定本列車應(yīng)該按什么速度行車，安全是行車的基本要求。

(2)在保證行車安全的前提下，還要使行車有效率。業(yè)主、旅客和貨主三者都對(duì)此有共同要求，而且它也是表征一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)是否發(fā)達(dá)的標(biāo)志之一。

(3)在信息社會(huì)里，有關(guān)列車運(yùn)行的信息也極為重要。因?yàn)檫\(yùn)行管理者只有知道所有列車信息，它才能統(tǒng)籌管理；旅客關(guān)心的是列車什么時(shí)候開(kāi)，什么時(shí)候到達(dá)目的地，中間又經(jīng)過(guò)什么地方，沿路有否好風(fēng)景；貨主關(guān)心的是什么時(shí)候可將托運(yùn)的貨物送走，運(yùn)行列車現(xiàn)在又在哪里?它什么時(shí)候到達(dá)貨物目的地?因此，列車運(yùn)行中首先要提供最原始的“3W”信息，即：

1W——When——什么時(shí)間 2W——What——什么列車 3W——Where——在哪里

有了一系列基礎(chǔ)信息之后，才能派生出二次、三次等多次相關(guān)信息。

基于通信的列車控制(Communications-based Train Control，CBTC)系統(tǒng)獨(dú)立于軌道電路，采用高精度的列車定位和連續(xù)、高速、雙向的數(shù)據(jù)通信，通過(guò)車載和地面安全設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)列車的控制。CBTC已在全世界范圍內(nèi)發(fā)展，它不僅在地面大鐵路得到推廣應(yīng)用，而且在城市軌道交通系統(tǒng)，包括地下鐵道或快捷運(yùn)輸線路也給以青睞。

基于通信的列車控制利用先進(jìn)的通信、計(jì)算機(jī)技術(shù)。突破了固定閉塞的局限，實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)閉塞，在技術(shù)和成本上較傳統(tǒng)的信號(hào)系統(tǒng)有明顯的優(yōu)勢(shì)。該技術(shù)無(wú)需在軌道上進(jìn)行固定長(zhǎng)度、固定位置的閉塞分區(qū)，而是把每一列車加上前后的一定安全距離作為一個(gè)移動(dòng)的分區(qū)，列車制動(dòng)的起點(diǎn)和終點(diǎn)都是動(dòng)態(tài)的。列車的安全間距是按后續(xù)列車在當(dāng)前速度下所需的制動(dòng)距離加上安全余量計(jì)算得出。列車的最小運(yùn)行間隔在90s以內(nèi)，個(gè)別條件下可實(shí)現(xiàn)小于60 s的間隔時(shí)間。與傳統(tǒng)的固定閉塞、準(zhǔn)移動(dòng)閉塞技術(shù)相比移動(dòng)閉塞技術(shù)實(shí)現(xiàn)了車載設(shè)備與軌旁設(shè)備不間斷的信急雙向傳輸，使列車定位更精確、控制更靈活，可以安全有效地縮短列車間隔，提高列車運(yùn)行的安全性與可靠性。降低列車的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本。

CBTC技術(shù)發(fā)源于歐洲連續(xù)式列車控制系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。包括阿爾卡特、西門(mén)子、阿爾斯通等多家列車控制系統(tǒng)設(shè)備提供商均開(kāi)發(fā)出了自己的CBTC系統(tǒng)，并在溫哥華、倫敦、巴黎、香港、武漢等多個(gè)城市的軌道交通線路上運(yùn)行。我國(guó)于2004年投入運(yùn)營(yíng)的武漢輕軌是國(guó)內(nèi)第一條采用CBTC方案的城市軌道交通線路。然而對(duì)于仍在運(yùn)營(yíng)的軌道交通系統(tǒng)，如何在不影響服務(wù)的條件下應(yīng)用先進(jìn)的信號(hào)系統(tǒng)，是運(yùn)營(yíng)商在考慮對(duì)信號(hào)系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)時(shí)必須而對(duì)的問(wèn)題。

迄今為止最大的，實(shí)現(xiàn)不同廠商CBTC系統(tǒng)設(shè)備互連互通的CBTC項(xiàng)目正在紐約地鐵進(jìn)行，并準(zhǔn)備將該技術(shù)用于改造紐約地鐵信號(hào)系統(tǒng)。1999年，電氣和電子工程師協(xié)會(huì)軌道交通運(yùn)輸車輛接口委員會(huì)(IEEE Rail Transit Vehicle Interface Standards Committee，IEEE RTVISC)制定并頒布了CBTC技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《IEEE Std 1474.1一1999 KIEEE基于通信列車控制的性能和功能要求(第一版)》(“IEEE Standard for Communications-Based Train Control(CBTC)Performance and Functional and Functional Requirements”，以下簡(jiǎn)稱標(biāo)準(zhǔn))。準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)定義了CBTC系統(tǒng)的功能，并規(guī)定了CBTC系統(tǒng)的列車運(yùn)行間隔、安全性和可用性等技術(shù)指標(biāo)。

第2節(jié) CBTC的特點(diǎn)

1.CBTC的特點(diǎn) 移動(dòng)閉塞系統(tǒng)通過(guò)列車與地面間連續(xù)的雙向通信。實(shí)時(shí)提供列車的位置及速度等信息，動(dòng)態(tài)地控制列車運(yùn)行。移動(dòng)閉塞制式下后續(xù)列車的最大制動(dòng)目標(biāo)點(diǎn)可比準(zhǔn)移動(dòng)閉塞和固定閉塞更靠近先行列車，因此可以縮小列車運(yùn)行間隔，使運(yùn)營(yíng)公司有條件實(shí)現(xiàn)“小編組，高密度”，從而使系統(tǒng)可以在滿足同等客運(yùn)需求條件下減少旅客候車時(shí)間，縮小站臺(tái)寬度和空間，降低基建投資。此外，由于系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，核心部分均通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)。因此使系統(tǒng)硬件數(shù)量大大減少，可節(jié)省維護(hù)費(fèi)用。

移動(dòng)閉塞系統(tǒng)的安全關(guān)聯(lián)計(jì)算機(jī)一般采取三取二或二取二的冗余配置。系統(tǒng)通過(guò)故障安全原則對(duì)軟、硬件及系統(tǒng)進(jìn)行量化和認(rèn)證，可保證系統(tǒng)的可靠性、安全性和可用度。

無(wú)線移動(dòng)閉塞的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)對(duì)所有的子系統(tǒng)透明，對(duì)通信數(shù)據(jù)的安全加密和接入防護(hù)等措施可保證數(shù)據(jù)通信的安全。由于采取了開(kāi)放的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，可實(shí)現(xiàn)子系統(tǒng)間邏輯接口的標(biāo)準(zhǔn)化，從而有可能實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)的互聯(lián)互通。采取開(kāi)放式的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)也使國(guó)內(nèi)廠商可從部分部件的國(guó)產(chǎn)化著手，逐步實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化。

在對(duì)既有點(diǎn)式ATP或數(shù)字軌道電路系統(tǒng)的改造中，移動(dòng)閉塞系統(tǒng)能直接添加到既有系統(tǒng)之上。因此對(duì)于混合列車運(yùn)行模式來(lái)說(shuō)，移動(dòng)閉塞技術(shù)是非常理想的選擇。

與傳統(tǒng)的基于軌道電路的列車控制系統(tǒng)比較，CBTC系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)： 1.更簡(jiǎn)潔

從硬件結(jié)構(gòu)看，系統(tǒng)以控制中心設(shè)備為核心，車載和車站設(shè)備為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，車、地列車控制設(shè)備一體化。從功能上看，聯(lián)鎖、閉塞、超速防護(hù)等功能通過(guò)軟件統(tǒng)一設(shè)備實(shí)現(xiàn)，不再分隔。因此，整個(gè)系統(tǒng)擺脫了積木堆疊式結(jié)構(gòu)，而是一個(gè)統(tǒng)一的整體。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)潔。

2.更靈活

系統(tǒng)不需要新增任何設(shè)備，自然支持雙向運(yùn)行，而且不因?yàn)榱熊嚨姆捶较蜻\(yùn)行，降低系統(tǒng)的性能和安全。所以，CBTC系統(tǒng)在運(yùn)營(yíng)時(shí)，可以根據(jù)需要，使用不同的調(diào)度策略。此外，還表現(xiàn)在CBTC系統(tǒng)可以處理多條線路交叉，咽喉區(qū)段列車運(yùn)行極其復(fù)雜的情況。另外CBTC系統(tǒng)內(nèi)可以同時(shí)運(yùn)行不同編組長(zhǎng)度、不同性能的列車。

3.更高效

系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)閉塞，控制列車按移動(dòng)閉塞模式運(yùn)行，進(jìn)一步縮短列車運(yùn)行間隔。另外，CBTC系統(tǒng)可以進(jìn)一步優(yōu)化列車駕駛的節(jié)能算法，提高節(jié)能效果。

CBTC目前已成為鐵路運(yùn)輸及信號(hào)的技術(shù)人員和管理人員極度關(guān)注的問(wèn)題，CBTC能得到如此廣泛的推廣和應(yīng)用，主要和CBTC的使用特點(diǎn)有關(guān)系。

1.安全方面

目前TBTC系統(tǒng)中的控制停息流是開(kāi)環(huán)的，即發(fā)送者只管發(fā)送，并不能確切知道接收者是否真正接收到所需信息，這并不能保證行車安全。

CBTC的特點(diǎn)(點(diǎn)擊開(kāi)始播放)2.運(yùn)輸效率方面

由于TBTC系統(tǒng)是固定自動(dòng)閉塞系統(tǒng)，所有閉塞分區(qū)一經(jīng)設(shè)計(jì)計(jì)算好，信號(hào)機(jī)就有固定位置，而每個(gè)閉塞分區(qū)的長(zhǎng)度要求完全滿足最壞列車的運(yùn)行安全的需要。所謂最壞列車，指它的牽引噸位是設(shè)計(jì)書(shū)中規(guī)定最重的，制動(dòng)率也最低，有規(guī)定的運(yùn)行速度，并且這種情況下在該地區(qū)的坡道值和彎道值條件下能夠在該閉塞分區(qū)內(nèi)剎住車。這些條件顯然對(duì)于“好車”(主要是牽引噸位少、制動(dòng)效率好等)有潛在的運(yùn)輸效率。一旦規(guī)定了最高運(yùn)行速度，在投產(chǎn)后，實(shí)際速度必須在規(guī)定范圍之下。因此，即使存在線路橋梁、車輛、機(jī)車有提速的可能，信號(hào)也限制了它們的發(fā)展，使得運(yùn)輸效率受到限制，除非重新進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。

3.工程設(shè)計(jì)方面

在信號(hào)閉塞分區(qū)長(zhǎng)度設(shè)計(jì)，即區(qū)間信號(hào)機(jī)的布置有嚴(yán)格的牽引計(jì)算來(lái)規(guī)定，工程設(shè)計(jì)人員必須一個(gè)閉塞區(qū)接著一個(gè)閉塞區(qū)進(jìn)行設(shè)計(jì)。如果在投產(chǎn)后意欲提高運(yùn)量，提高運(yùn)行速度，加大運(yùn)行密度，必須嚴(yán)格核實(shí)閉塞分區(qū)工程的可能性，這是比較費(fèi)周折的。

4.信息方面

隨著信息社會(huì)的發(fā)展，對(duì)在線路上運(yùn)行的列車，調(diào)度、旅客和貨主三者愈來(lái)愈希望能得到它們的實(shí)時(shí)信息，以便調(diào)度員決定要否修正運(yùn)行圖，旅客能知道列車是否晚點(diǎn)，貨主能知道托運(yùn)貨物何時(shí)能達(dá)目的地等等。

5.投資方面

在一次投資方面，希望減少因敷設(shè)電纜所需的40%的資金，并且希望新系統(tǒng)的性能/價(jià)格要比原有的更高；在日常維護(hù)投資開(kāi)銷方面，希望提高勞動(dòng)生產(chǎn)率來(lái)減少維護(hù)費(fèi)用。

6.在天氣影響方面

希望避免晴天、雨天、下雪等影響，對(duì)原軌道電路必須經(jīng)常作適當(dāng)調(diào)整，以避免道碴受這些條件影響而帶來(lái)不穩(wěn)定性，由此可能造成不安全性。

7.抗干擾方面

希望減少在TBTC系統(tǒng)中軌道電路受牽引回流帶來(lái)的干擾，以致使系統(tǒng)可能帶來(lái)不穩(wěn)定性和不安全性。

8.維護(hù)工作方面

希望減少信號(hào)工人原來(lái)對(duì)軌道電路要沿線步行目視維護(hù)的繁重體力勞動(dòng)。9.信息共享方面

希望列車的各種信息、多媒體通道等能為鐵路信號(hào)之外其他工種能共享信息，特別是機(jī)務(wù)、車輛、公安、工務(wù)、運(yùn)輸?shù)龋貏e希望能用多媒體信息，而且有車一地間的雙向通信。

CBTC的特點(diǎn)(點(diǎn)擊開(kāi)始播放)10.改建方面

TBTC-FAS系統(tǒng)大部分是單向運(yùn)行線路，要改為雙向運(yùn)行，必須進(jìn)行改建，而改建過(guò)程必定會(huì)嚴(yán)重影響運(yùn)行，而且改造費(fèi)用巨大。

11.與城市軌道交通共存問(wèn)題

由于城市軌道交通系統(tǒng)一般都是客運(yùn)、且運(yùn)行密度大、速度中等、站間距離短和列車在站停留時(shí)間短等特點(diǎn)，所以它的列車運(yùn)行系統(tǒng)在TBTC方面難以與地面大鐵路交通系統(tǒng)相兼容，但應(yīng)用CBTC系統(tǒng)后，這類系統(tǒng)就容易相互兼顧，大交通管理同樣可以容易實(shí)現(xiàn)城市交通管理。12.通信媒體方面

有各種形式移動(dòng)無(wú)線通信、漏泄電纜或各種漏泄波導(dǎo)、衛(wèi)星通信、衛(wèi)星定位、感應(yīng)電纜等。

13.計(jì)算機(jī)方面

有各類小型、高可靠計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)控制用芯片、快速的數(shù)字信號(hào)處理芯片、各類接口芯片。

14.控制方面

有智能技術(shù)的高速發(fā)展、各類糾錯(cuò)和檢錯(cuò)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制、安全控制等。15.可靠性方面

有各類冗余技術(shù)、避錯(cuò)技術(shù)、反饋糾錯(cuò)技術(shù)、高可靠糾錯(cuò)、檢錯(cuò)編碼方案等。16.器材和工藝方面

小型、微型元器件的容易購(gòu)買(mǎi)，生產(chǎn)工藝更趨于標(biāo)準(zhǔn)化。17.接口方面

各類接口標(biāo)準(zhǔn)及接口器材芯片的容易實(shí)現(xiàn)。18.認(rèn)識(shí)方面

信息技術(shù)、高新技術(shù)的發(fā)展，促使鐵路信號(hào)技術(shù)提高技術(shù)水平和對(duì)這些技術(shù)的認(rèn)識(shí)，感到這是發(fā)展方向，會(huì)給人們帶來(lái)進(jìn)步，而且對(duì)CBTC的信賴性也在逐步增加。

基于需要與可能的結(jié)果，使CBTC在20世紀(jì)最后年份發(fā)展極為迅速，而在21下紀(jì)初期的發(fā)展勢(shì)頭將會(huì)更引人注目。

地鐵信號(hào)和列車自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)(點(diǎn)擊開(kāi)始播放)

在輪軌交通中，為保證列車運(yùn)行安全，須保證列車間以一定的安全間隔運(yùn)行。早期，人們通常將線路劃分為若干閉塞分區(qū)，以不同的信號(hào)表示該分區(qū)或前方分區(qū)是否被列車占用等狀態(tài)。列車則根據(jù)信號(hào)顯示運(yùn)行，不論采取何種信號(hào)顯示制式，列車間都必須有一定數(shù)量的空閑分區(qū)作為列車安全間隔。

地鐵的信號(hào)原理也基于此，但由于地鐵的特殊條件對(duì)安全的要求更加嚴(yán)格。因此必須配備列車自動(dòng)保護(hù)(ATP)系統(tǒng)。ATP通過(guò)列車間的安全間隔、超速防護(hù)及車門(mén)控制來(lái)保證列車運(yùn)行的安全暢通。在固定劃分的閉塞分區(qū)中，每一個(gè)分區(qū)均有最大速度限制。若列車進(jìn)入了某限速為零或被占用的分區(qū)，或者列車當(dāng)前速度高于該分區(qū)限速，ATP系統(tǒng)便會(huì)實(shí)施緊急制動(dòng)。ATP地面設(shè)備以一定間隔或連續(xù)地向列車傳遞速度控制信息。該信息至少包含兩部分：分區(qū)最高限速和目標(biāo)速度(下一分區(qū)的限速)。列車根據(jù)接收到的信息和車載信息等進(jìn)行計(jì)算并合理動(dòng)作。速度控制代碼可通過(guò)軌道電路、軌間應(yīng)答器、感應(yīng)環(huán)線或無(wú)線通信等傳輸，不同的傳遞方式和介質(zhì)也決定了不同列車控制系統(tǒng)的特點(diǎn)。

為了保證安全，地鐵ATP在兩列車之間還增加了一個(gè)防護(hù)區(qū)段，即雙紅燈區(qū)段防護(hù)，如下圖所示。后續(xù)列車必須停在第一個(gè)紅燈的外方，保證兩列車之間至少間隔一個(gè)閉塞分區(qū)。

圖12-3-1-1 示意

移動(dòng)閉塞-基于通信列控系統(tǒng)(點(diǎn)擊開(kāi)始播放)

傳統(tǒng)的固定閉塞制式下，系統(tǒng)無(wú)法知道列車在分區(qū)內(nèi)的具體位置，因此列車制動(dòng)的起點(diǎn)和終點(diǎn)總在某一分區(qū)的邊界。為充分保證安全.，必須在兩列車間增加一個(gè)防護(hù)區(qū)段，使得列車間的安全間隔較大，為此影響了線路的使用效率。

準(zhǔn)移動(dòng)閉塞在控制列車的安全間隔上比固定閉塞進(jìn)了一步。它通過(guò)采用報(bào)文式軌道電路輔之環(huán)線或應(yīng)答器來(lái)判斷分區(qū)占用傳輸信息，信息量大；可以告知后續(xù)列車?yán)^續(xù)前行的距離，后續(xù)列車可根據(jù)這一距離合理地采取減速或制動(dòng)，列車制動(dòng)的起點(diǎn)可延伸至保證其安全制動(dòng)的地點(diǎn)。從而可改善列車速度控制，縮小列車安全間隔，提高線路利用效率。但準(zhǔn)移動(dòng)閉塞中后續(xù)列車的最大日標(biāo)制動(dòng)點(diǎn)仍必須在先行列車占用分區(qū)的外方。因此，它并沒(méi)有完全突破軌道電路的限制。

移動(dòng)閉塞技術(shù)則在對(duì)列車的安全間隔控制上更進(jìn)了一步。通過(guò)車載設(shè)備和軌旁設(shè)備不間斷的雙向通信，控制中心可以根據(jù)列車實(shí)時(shí)的速度和位置動(dòng)態(tài)計(jì)算列車的最大制動(dòng)距離。列車的長(zhǎng)度加上這一最大制動(dòng)距離并在列車后方加上一定的防護(hù)距離，這樣便組成了一個(gè)與列車同步移動(dòng)的虛擬分區(qū)，見(jiàn)下圖。由于保證了列車前后的安全距離，兩個(gè)相鄰的移動(dòng)閉塞分區(qū)就能以很小的間隔同時(shí)前進(jìn)，這使列車能以較高的速度和較小的間隔運(yùn)行，從而提高運(yùn)營(yíng)效率。

圖12-3-2-1 移動(dòng)閉塞示意

移動(dòng)閉塞的線路取消了物理層次上的分區(qū)劃分，而是將線路分成了若干個(gè)通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)預(yù)先定義的線路單元。每個(gè)單元長(zhǎng)度為幾米到十幾米之間，移動(dòng)閉塞分區(qū)即由一定數(shù)量的單元組成，單元的數(shù)目可隨著列車的速度和位置而變化。分區(qū)的長(zhǎng)度也是動(dòng)態(tài)變化的，線路單元以數(shù)字地圖的矢量表示。

早期的移動(dòng)閉塞系統(tǒng)是通過(guò)在軌間布置感應(yīng)環(huán)線來(lái)定位列車和實(shí)現(xiàn)車載計(jì)算機(jī)(VOBC)與車輛控制中心(VCC)之間的連續(xù)通信?，F(xiàn)今，大多數(shù)先進(jìn)的移動(dòng)閉塞系統(tǒng)己采用無(wú)線通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)間的通信。在采用軌旁基站的無(wú)線通信系統(tǒng)中，系統(tǒng)一般考慮100%的無(wú)線信號(hào)冗余率進(jìn)行基站布置，以消除在某個(gè)基站故障時(shí)可能出現(xiàn)的信號(hào)盲區(qū)。

CBTC系統(tǒng)引人了通信子系統(tǒng)，建立車地之間連續(xù)、雙向、高速的通信，列車的命令和狀態(tài)可以在車輛和地面設(shè)備之間可靠交換，使系統(tǒng)的主體CBTC地面設(shè)備和受控對(duì)象列車緊密的連接在一起。所以，“車地通信”是CBTC系統(tǒng)的基礎(chǔ)，CBTC系統(tǒng)的另外一個(gè)基礎(chǔ)則是“列車定位”。只有確定了列車的準(zhǔn)確位置，才能計(jì)算出列車間的相對(duì)距離，保證列車的安全間隔。也只有確定了列車的準(zhǔn)確位置，才能保證根據(jù)線路條件，對(duì)列車進(jìn)行限速或者與地面設(shè)備發(fā)生聯(lián)鎖。所以說(shuō)車地通信是CBTC系統(tǒng)中的一條“明線”，列車定位則是CBTC系統(tǒng)的“暗線”，車地通信和列車定位共同構(gòu)成CBTC系統(tǒng)的兩大支柱。

第4節(jié) CBTC系統(tǒng)的原理

1.車地通信原理

2.列車定位原理

3.列車完整性檢測(cè)的原理 車地通信原理(點(diǎn)擊開(kāi)始播放)

列車一地面間雙向通信技術(shù)，它是標(biāo)志CBTC不同于TBTC的根本點(diǎn)。這類雙向通信方式與一般語(yǔ)音和數(shù)據(jù)的雙向通信在要求上又有不同，主要反映在要求高可靠性、實(shí)時(shí)性和安全可用性等多個(gè)方面，它類似于航空指揮通信。但是在實(shí)際環(huán)境方面不同，因?yàn)榱熊嚺c地面之間有隧道、山區(qū)、高層建筑；它們?cè)谥笓]范圍方面也有不同，因?yàn)榱熊嚱?jīng)歷幾公里到幾百公里范圍內(nèi)必有車站，而且區(qū)間又有多個(gè)列車在運(yùn)行，車站又有不少列車停留；此外，列車又有電氣化干擾等。所以車一地之間雙向通信是比較復(fù)雜的問(wèn)題。從目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)應(yīng)用而言，車一地之間雙向通信方式有下列幾種：

(1)查詢應(yīng)答器——即如前所述，分為有源和無(wú)源兩種類型。這種方法的主要問(wèn)題是只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)式通信，而不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)式通信。

(2)軌道交叉電纜方法——它可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)雙向信息。(3)漏泄波導(dǎo)方法——它可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)雙向通信。

(4)GSM-R法——它是GSM連續(xù)無(wú)線通信系統(tǒng)的鐵路專用系統(tǒng)。

(5)擴(kuò)展頻譜法(Spread Spectrum Radio)——是無(wú)線通信方式之一，早期它由軍方開(kāi)發(fā)應(yīng)用中具有良好抗干擾性能。擴(kuò)展頻譜中“擴(kuò)展”的含義是它使用比傳輸該信號(hào)所應(yīng)有的頻譜更寬，一般它使用兩種方法：一種稱為跳頻(Frequency Hopping)法，另一種是直接序列法(Direct Sequence)。

在跳頻法中，傳輸端按某種事先已經(jīng)的人為隨機(jī)序列型式的有規(guī)則的時(shí)隙來(lái)傳送信號(hào)，而最終結(jié)者則譯出相應(yīng)信息。直接序列法是在系統(tǒng)傳送端發(fā)送一種清楚的隨機(jī)型數(shù)據(jù)位，而接收者懂得此類形式，然后將它譯成原有信息形式。在上述兩種方法中，直接序列法應(yīng)用更為廣泛。

(6)TETRA無(wú)線通信法。(7)衛(wèi)星通信法。(8)其他無(wú)線電通信方法。

CBTC系統(tǒng)的通信子系統(tǒng)主要有兩種形式：一種是系統(tǒng)初期基于感應(yīng)環(huán)線電纜的感應(yīng)環(huán)線通信系統(tǒng)；另一種是新近發(fā)展比較快的無(wú)線通信系統(tǒng)。

SelTrac.S40系統(tǒng)采用感應(yīng)環(huán)線通信系統(tǒng)，沿線路鋪設(shè)銅質(zhì)芯線、外皮絕緣的無(wú)屏蔽電纜，即感應(yīng)環(huán)線電纜。環(huán)線電纜發(fā)送端連接通信發(fā)送設(shè)備，使環(huán)線電纜中保持一定強(qiáng)度的恒定電流。在列車上，安裝有接收天線和發(fā)送天線，接收天線通過(guò)電磁感應(yīng)，接收地面感應(yīng)環(huán)線發(fā)送的信息。反過(guò)來(lái)，當(dāng)車載發(fā)送天線發(fā)送信息時(shí)，地面感應(yīng)環(huán)線又變成為接收天線，接收車載設(shè)備發(fā)送的信息，從而實(shí)現(xiàn)車地雙向通信。感應(yīng)環(huán)線通信系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)如下表所列。

車地通信采用主從應(yīng)答方式，地面車輛控制中心VCC為通信主站，各個(gè)車載控制器VOBC為從站。VCC按順序輪流向VOBC發(fā)送命令，并要求相應(yīng)的VOBC應(yīng)答。VCC和VOBC通常的輪循周期為0.5秒，并保證最長(zhǎng)3秒鐘內(nèi)，列車和地面能夠交換信息一次。一個(gè)VCC通常連接多根感應(yīng)環(huán)線，列車可以運(yùn)行在不同感應(yīng)環(huán)線上.所以，VCC還要負(fù)責(zé)確定列車在哪根環(huán)線上，然后將對(duì)應(yīng)的命令發(fā)送到相應(yīng)的感應(yīng)環(huán)線上。無(wú)線通信技術(shù)正在帶領(lǐng)CBTC系統(tǒng)進(jìn)入新的發(fā)展階段。特別是基于IEEE 902.11標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展成熟，CBTC系統(tǒng)可以直接采用由第三方廠商提供的基于開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線通信平臺(tái)，提高了系統(tǒng)集成度，并且減少了軌旁設(shè)備，系統(tǒng)的可維護(hù)性進(jìn)一步增強(qiáng)。無(wú)線局域網(wǎng)不僅提供物理層和數(shù)據(jù)鏈路層服務(wù)，還提供網(wǎng)絡(luò)層和運(yùn)輸層服務(wù)(即TCP/IP協(xié)議)。這使得車地通信更加透明，只要知道車載CBTC設(shè)備的IP地址，地面CBTC設(shè)備就可以直接向通信子系統(tǒng)發(fā)送信息，由通信子系統(tǒng)負(fù)責(zé)將該信息路由傳遞至車輛。而不再像感應(yīng)環(huán)線通信系統(tǒng)那樣，需要由VCC確定將信息發(fā)送到哪一根環(huán)線。從而進(jìn)一步簡(jiǎn)化了地面CBTC設(shè)備的軟、硬件結(jié)構(gòu)。

列車定位原理(點(diǎn)擊開(kāi)始播放)

在TBTC系統(tǒng)中列車的位置只是靠閉塞分區(qū)占用來(lái)粗略定位。一旦列車進(jìn)人某一個(gè)閉塞分區(qū)，不論該閉塞分區(qū)的長(zhǎng)度，甚至列車在運(yùn)行中跨占有兩個(gè)閉塞分區(qū)，對(duì)TBTC系統(tǒng)而言，它只知道列車占用閉塞分區(qū)，而不追問(wèn)列車是在閉塞分區(qū)的頭部還是尾部，所以它只是粗略地提供定位信息，因此會(huì)影響運(yùn)輸效率。但在CBTC則不然，它必須提供精確的定位，即列車的頭部是在什么坐標(biāo)，在已知列車長(zhǎng)度情況后，也必然知道列車的尾部在何位置。CBTC系統(tǒng)中對(duì)列車提供精確定位的作用有以下兩點(diǎn)：

1.從保證安全出發(fā)，一旦知道列車頭部位置，CBTC系統(tǒng)就能計(jì)算出它現(xiàn)在距前方列車尾部還剩余多少距離，或在距進(jìn)站信號(hào)/標(biāo)志還有多少距離，從此可以計(jì)算出本列車現(xiàn)在應(yīng)是加速前進(jìn)還是減速前進(jìn)，或保持恒速，是繼續(xù)前進(jìn)還是制動(dòng)，假如是制動(dòng)，則應(yīng)采用何種級(jí)別制動(dòng)，是常用制動(dòng)還是緊急制動(dòng)等等?？傊瑥男熊嚢踩霭l(fā)，要絕對(duì)保證不發(fā)生追尾前車或闖紅燈。

2.從提高運(yùn)輸效率出發(fā)，在允許條件下計(jì)算出本列車是否還可以提速或其他操作，保證與前行列車之間的間距(Headway)達(dá)到最小。

目前已經(jīng)投人實(shí)際應(yīng)用的列車定位技術(shù)有：(1)用車軸轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)測(cè)距定位法(2)查詢一應(yīng)答器法(3)軌道感應(yīng)電纜法(4)GPS法

(5)無(wú)線電信號(hào)距離測(cè)量法(6)光纖陀螺法(7)多譜勒雷達(dá)法(8)漏泄波導(dǎo)法(9)漏泄電纜法

列車完整性檢測(cè)原理(點(diǎn)擊開(kāi)始播放)

在原有TBTC系統(tǒng)中通過(guò)應(yīng)用軌道電路自然而然地能完成列車完整性檢測(cè)。因?yàn)橹灰坏┝熊囋谥虚g環(huán)節(jié)發(fā)生斷勾等而殘留一節(jié)或幾節(jié)車輛在區(qū)間，軌道電路的分路狀態(tài)立即可以檢測(cè)，但現(xiàn)在CBTC系統(tǒng)不采用軌道電路，因此必須通過(guò)其他方法來(lái)檢測(cè)列車完整性。

一種解決檢測(cè)列車完整性的最好方法是在列車尾部安裝無(wú)線發(fā)信裝置，它能發(fā)出無(wú)線電信號(hào)給本列車的機(jī)車上車載裝置。一旦該信號(hào)中斷，就可以認(rèn)為列車完整性出現(xiàn)問(wèn)題。對(duì)于客運(yùn)列車，在列車尾部安裝尾部發(fā)信裝置理論上是比較容易解決，當(dāng)然它也有一系列實(shí)際問(wèn)題，如哪個(gè)部門(mén)來(lái)負(fù)責(zé)管理，如何確定發(fā)送的信號(hào)內(nèi)容，如何不受干擾，同時(shí)它也不干擾其他裝置等等。對(duì)于貨物列車應(yīng)用此法則比較困難。理論上，在我國(guó)，按鐵道部頒發(fā)的《鐵路技術(shù)管理規(guī)程》第190條規(guī)定，在貨物列車尾部須掛列尾裝置，它的目的是為安全、效率、減少調(diào)車作業(yè)量等等，在此列尾裝置中自然也可以安裝“列車完整性信息發(fā)送裝置”，但它也同樣面臨著管理、調(diào)度、維護(hù)、責(zé)任者等多方面問(wèn)題。另一種解決檢測(cè)列車完整性問(wèn)題方法是司機(jī)通過(guò)檢查列車制動(dòng)氣管壓力是否有突變來(lái)判斷，或者通過(guò)某種電子裝置檢測(cè)其壓力變化來(lái)確定。因?yàn)樵谡顟B(tài)，列車管壓力是平穩(wěn)的，若發(fā)生列車車輛車鉤斷裂而分成兩部分時(shí)，壓力會(huì)立即發(fā)生異常。對(duì)這種方法，已經(jīng)有人試驗(yàn)過(guò)，理論上是無(wú)問(wèn)題，但實(shí)際上也有一定工程技術(shù)問(wèn)題需要解決，諸如：車輛制動(dòng)管的漏氣，“關(guān)門(mén)車”的存在等等。

總之，在實(shí)現(xiàn)CBTC時(shí)，列車完整性的檢測(cè)必須得到很好的解決。

第5節(jié) 典型移動(dòng)閉塞系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.典型移動(dòng)閉塞系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.CBTC系統(tǒng)的功能及結(jié)構(gòu)

3.CBTC系統(tǒng)定義與分類

4.典型CBTC系統(tǒng)

5.CBTC系統(tǒng)的可靠性

典型移動(dòng)閉塞系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(點(diǎn)擊開(kāi)始播放)

目前，世界上諸多信號(hào)供應(yīng)商如阿爾卡特、阿爾斯通、西門(mén)子、龐巴迪和西屋等，均開(kāi)發(fā)出了各自的移動(dòng)閉塞技術(shù)并已經(jīng)在全球廣泛應(yīng)用。

典型的移動(dòng)閉塞線路中，線路被劃分為若干個(gè)區(qū)域，每一個(gè)區(qū)域由一定數(shù)量的線路單元組成。區(qū)域的組成和劃分預(yù)先定義，每一個(gè)區(qū)域均由本地控制器和通信系統(tǒng)控制。本地控制器和區(qū)域內(nèi)的列車及聯(lián)鎖等子系統(tǒng)保持連續(xù)的雙向通信，以控制本區(qū)域內(nèi)的列車運(yùn)行。列車從一個(gè)控制區(qū)域進(jìn)入下一個(gè)區(qū)域的移交是通過(guò)相鄰區(qū)域控制器之間的無(wú)線通信實(shí)現(xiàn)。當(dāng)列車到達(dá)區(qū)域邊界，后方控制器將列車到達(dá)的信息傳遞給前方控制器，同時(shí)命令列車調(diào)整其通話頻率；前方控制器在接收并確認(rèn)列車身份后發(fā)出公告，移交便告完成。兩個(gè)相鄰的控制區(qū)域有一定的重疊，保證了列車移交時(shí)無(wú)線通信不中斷，見(jiàn)下圖。

（圖中虛線表示了無(wú)線蜂窩信號(hào)的重疊，車載無(wú)線電根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度決定與哪一個(gè)軌旁基站進(jìn)行通信。）

圖12-5-1-1 分布式移動(dòng)閉塞技術(shù)的無(wú)線傳輸示意

某一典型無(wú)線移動(dòng)閉塞系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如右圖所示。該系統(tǒng)以列車為中心，其主要子系統(tǒng)包括：區(qū)域控制器，車載控制器，列車自動(dòng)監(jiān)控(中央控制)，數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)和司機(jī)顯示等。

圖12-5-1-2 典型無(wú)線閉塞系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

區(qū)域控制器(ZC)也就是區(qū)域的本地計(jì)算機(jī)，與聯(lián)鎖區(qū)一一對(duì)應(yīng)。通過(guò)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)保持與控制區(qū)域內(nèi)所有列車的安全信急通信。ZC根據(jù)來(lái)自列車的位置報(bào)告跟蹤列車并對(duì)區(qū)域內(nèi)列車發(fā)布移動(dòng)授權(quán)，實(shí)施聯(lián)鎖。區(qū)域控制器采取三取二的檢驗(yàn)冗余配置。

冗余結(jié)構(gòu)的ATS可實(shí)現(xiàn)與所有列車運(yùn)行控制子系統(tǒng)的通信，用于傳輸命令及監(jiān)督子系統(tǒng)狀況。車載控制器(VOBC)與列車一一對(duì)應(yīng)，實(shí)現(xiàn)列車自動(dòng)保護(hù)(ATP)和列車自動(dòng)運(yùn)行(ATO)的功能。車載控制器也采取三取二的冗余配置。車載應(yīng)答器查詢器和天線與地面的應(yīng)答器(信標(biāo))進(jìn)行列車定位，測(cè)速發(fā)電機(jī)用于測(cè)速和對(duì)列車定位進(jìn)行校正。

司機(jī)顯示提供司機(jī)與車載控制器及ATS的接口，顯示的信息包括最大允許速度、當(dāng)前測(cè)速度、到站距離、列車運(yùn)行模式及系統(tǒng)出錯(cuò)信息等。

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)所有列車運(yùn)行控制子系統(tǒng)間的通信。該系統(tǒng)采用開(kāi)放的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn):以902.3(以太網(wǎng))作為列車控制子系統(tǒng)間的接口標(biāo)準(zhǔn).，以902.11作為無(wú)線通信接口標(biāo)準(zhǔn)。這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)均支持互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(TP：Internet Protocol)。

CBTC系統(tǒng)的功能及結(jié)構(gòu)(點(diǎn)擊開(kāi)始播放)

一、CBTC系統(tǒng)的基本功能

CBTC系統(tǒng)的基本功能與其結(jié)構(gòu)有關(guān)，而該結(jié)構(gòu)又決定于它的應(yīng)用類別，或稱它的應(yīng)用水平。例如，CBTC-半自動(dòng)閉塞、CHTC-FAS、CBT-MAS等。另一方面它又與在系統(tǒng)中僅是應(yīng)用機(jī)車信號(hào)，還是有ATP、有ATC及ATO等。以下將給出不同應(yīng)用水平級(jí)的基本功能。

1．構(gòu)成閉塞功能

在TBTC系統(tǒng)中各種水平的應(yīng)用均依靠軌道電路來(lái)構(gòu)成閉塞，因?yàn)殚]塞是保證行車的基本方法。現(xiàn)在CBTC系統(tǒng)中，則必須同樣具有構(gòu)成閉塞區(qū)段的功能。在CBTC半自動(dòng)閉塞系統(tǒng)中，采用進(jìn)/出站口的標(biāo)志器、查詢/應(yīng)答器或其他類似設(shè)置來(lái)表明站間閉塞的分界口，并且要達(dá)到在出站標(biāo)志之后一定使用某個(gè)專用頻率來(lái)區(qū)分，用這個(gè)頻率來(lái)構(gòu)成機(jī)車信號(hào)以供給司機(jī)(指最低應(yīng)用水平)，或用此信號(hào)顯示供給車載設(shè)備上ATP系統(tǒng)(指較高一級(jí)應(yīng)用水平)。CBTC中的閉塞功能可以是固定的，也可以是移動(dòng)的。目前在CBTC-半自動(dòng)閉塞系統(tǒng)中的閉塞區(qū)段長(zhǎng)度相當(dāng)于站間長(zhǎng)度，而在CBTC-MAS系統(tǒng)中則為最短，其長(zhǎng)度為本列車常用制動(dòng)所需的距離附加安全距離。所以閉塞功能也是保證安全功能。

2．系統(tǒng)具有定位功能

在CBTC系統(tǒng)中定位精度愈高，則系統(tǒng)可使行車效率愈高。3．系統(tǒng)具有計(jì)算功能

CBTC系統(tǒng)要有能力計(jì)算出在給定最大允許列車車速條件下本列車目前最大可能達(dá)到的車速。因?yàn)樵谌我庖粋€(gè)移動(dòng)閉塞區(qū)間，列車只能依據(jù)各種動(dòng)態(tài)和靜態(tài)參數(shù)，以及其定位值和實(shí)際速度來(lái)計(jì)算出應(yīng)有速度，才能保證安全。

4．CBTC系統(tǒng)必須向系統(tǒng)的地面設(shè)施和車載設(shè)施及時(shí)地、動(dòng)態(tài)地給出相應(yīng)的參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)，以備司機(jī)人為或車載設(shè)備自動(dòng)地作出應(yīng)有的操作。

5．CHTC系統(tǒng)為管轄范圍內(nèi)列車及地面設(shè)施提供良好的雙向通信功能，它不僅提供運(yùn)行列車的參數(shù)，而且也應(yīng)提供非信號(hào)范圍內(nèi)的各種有關(guān)參數(shù)，滿足信息社會(huì)所需的數(shù)據(jù)要求。

6．CBTC系統(tǒng)應(yīng)具有良好的記錄功能，即不僅在車載設(shè)施上，而且還應(yīng)在地面設(shè)施有記錄。這種記錄應(yīng)起到雙重作用：(1)為改善列車運(yùn)行性能，為提高運(yùn)行質(zhì)量分析用的記錄；

(2)發(fā)生任何車禍后，有可能從記錄設(shè)施中尋找出發(fā)生事故的原因，進(jìn)行有效的分析，它類似于航空系統(tǒng)的“黑盒子”功能。

以上提到的大部分是基本功能，在應(yīng)用技術(shù)較高等級(jí)CBTC系統(tǒng)，則其功能還應(yīng)具有：(1)ATP系統(tǒng)的全功能；(2)ATC系統(tǒng)的全功能；(3)ATO系統(tǒng)的全功能。

7．遠(yuǎn)程診斷和監(jiān)測(cè)功能，用于改善CBTC系統(tǒng)的可靠性、可用性及安全性。因此，CBTC的車載設(shè)施、地面設(shè)施均應(yīng)設(shè)計(jì)有遠(yuǎn)程診斷的接口，允許系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生故障立即發(fā)出相應(yīng)信號(hào)給地面綜合診斷臺(tái)，以便及時(shí)地采取相當(dāng)措施。這個(gè)功能當(dāng)然是比較復(fù)雜，CBTC系統(tǒng)至少?gòu)囊婚_(kāi)始設(shè)計(jì)時(shí)留有余地。

CBTC的定義可以通過(guò)它的總特點(diǎn)來(lái)描述，即利用無(wú)線通信媒體來(lái)代替軌道電路達(dá)到車一地之間的信息傳輸，而在此基礎(chǔ)構(gòu)成的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，都可稱為CBTC系統(tǒng)。它涵蓋了大量不同名稱的系統(tǒng)，從此也可見(jiàn)CBTC系統(tǒng)并不是只有一種體系結(jié)構(gòu)，或者說(shuō)，CBTC的系統(tǒng)中所應(yīng)用的技術(shù)并不是完全相同，因而它們所完成的功能也可能不是同一水平和同一內(nèi)容，因此對(duì)CBTC系統(tǒng)就有分類的必要。但是由于通信技術(shù)的飛速發(fā)展，所以要對(duì)CBTC進(jìn)行詳盡的分類實(shí)際上非常困難，以下將是根據(jù)目前技術(shù)水平進(jìn)行的參考性分類。

一、從閉塞分區(qū)實(shí)現(xiàn)來(lái)分類

從閉塞分區(qū)進(jìn)行分類可以有下列幾種：(1)基于通信的固定自動(dòng)閉塞運(yùn)行控制系統(tǒng)；

(2)移動(dòng)自動(dòng)閉塞運(yùn)行控制系統(tǒng)?；谕ㄐ诺墓潭ㄗ詣?dòng)閉塞運(yùn)行控制系統(tǒng)(CBTC——Fixed Autoblock System—CBTC-FAS)表示閉塞分區(qū)是固定不變的，它像TBTC-FAS一樣，閉塞分區(qū)是通過(guò)區(qū)間牽引計(jì)算來(lái)求得其長(zhǎng)度，而CBTC-FAS與TBTC-FAS的根本區(qū)別是前者采用雙向通信技術(shù)來(lái)達(dá)到車一地之間信息交換。

在每個(gè)閉塞分區(qū)的始端可以沒(méi)有固定信號(hào)機(jī)作為防護(hù)，它的信號(hào)顯示是依據(jù)控制中心在計(jì)算基礎(chǔ)上給定。下圖是全部用移動(dòng)無(wú)線通信的CBCT-FAS系統(tǒng)，它經(jīng)過(guò)調(diào)制的無(wú)線頻率RF使移動(dòng)列車與控制中心相聯(lián)系，車站控制中心則依據(jù)區(qū)間各列車的實(shí)際分布，計(jì)算出保護(hù)信號(hào)機(jī)可以給出的信號(hào)，通過(guò)無(wú)線中繼設(shè)備與保護(hù)信號(hào)機(jī)線路設(shè)備LI/O相連，后者經(jīng)譯碼后給出信號(hào)顯示。它同時(shí)也返回收到的信息及狀態(tài)顯示送給無(wú)線中繼設(shè)備轉(zhuǎn)控制中心，由此構(gòu)成信息流的閉環(huán)。與此同時(shí)，運(yùn)行中的列車也隨時(shí)與線路設(shè)備LI/O相聯(lián)絡(luò)，報(bào)告它的定位與其狀態(tài)信息等，以構(gòu)成車一地之間的雙向通信。

圖12-5-3-1 CBTC-FAS示意1 應(yīng)該指出，在上圖所示的CBTC-FAS中，可以仍然保留軌道電路。但是它的作用不是為了構(gòu)成閉塞系統(tǒng)的調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)，而僅是為了檢測(cè)列車的存在及其完整性。正因如此，軌道電路長(zhǎng)度要短一些，并不希望增長(zhǎng)，它的長(zhǎng)度可縮短到系統(tǒng)造價(jià)不要由于電纜的存在而占有重要成分。因?yàn)檐壍离娐房s短后，在運(yùn)輸效率方面可以獲得提高。

上圖無(wú)線方法在FAS中應(yīng)用也可以保留，它是CBTC-FAS的標(biāo)志。在CBTC-FAS系統(tǒng)中還有用軌道間交叉感應(yīng)電纜。下圖是示意圖：

圖12-5-3-2 CBTC-FAS示意2 移動(dòng)自動(dòng)閉塞運(yùn)行控制系統(tǒng)(CBTC——Moving Autoblock System，CBTC-MAS)表示這類系統(tǒng)也有閉塞分區(qū)，但此時(shí)閉塞分區(qū)有下列特點(diǎn)：

(1)閉塞分區(qū)長(zhǎng)度是可變的，它是依據(jù)列車本身參數(shù)及其所在地段參數(shù)實(shí)時(shí)計(jì)算出米的。

(2)閉塞分區(qū)隨列車運(yùn)行而移動(dòng)。(3)在CBTC-MAS中閉塞分區(qū)已經(jīng)不再應(yīng)用地面信號(hào)，而且也不需要地面信號(hào)，它在車載設(shè)備系統(tǒng)顯示屏上，指示出本車距前行列車尚有多少距離，或距離進(jìn)站的距離等等。

CBTC系統(tǒng)定義及分類1(點(diǎn)擊開(kāi)始播放)

二、根據(jù)CBTC中車一地之間通信方式不同來(lái)分類 CBTC的種類又可以分為：

(1)采用全程移動(dòng)無(wú)線通信方式，例如目前在歐洲廣泛應(yīng)用的GSM-R方式。(2)采用軌道交叉電纜方式，見(jiàn)下圖(3)采用漏泄電纜或漏泄波導(dǎo)方式。

(4)采用查詢一應(yīng)答器方式，即在每個(gè)信號(hào)機(jī)處在相應(yīng)一側(cè)或軌道間設(shè)有雙方向作用的應(yīng)答器，而所有地面應(yīng)答器之間均有電纜相聯(lián)。應(yīng)答器取得通過(guò)列車的車速等信息，它向下一個(gè)應(yīng)答器給出前來(lái)列車信息，下一個(gè)應(yīng)答器由此給出相應(yīng)信號(hào)顯示。當(dāng)然在這種系統(tǒng)中，一方面列車設(shè)有超速防護(hù)系統(tǒng)(ATP)，另一方面還應(yīng)設(shè)有連續(xù)式無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)，同時(shí)應(yīng)與車站聯(lián)鎖相聯(lián)以及與調(diào)度集中系統(tǒng)相聯(lián)。這種系統(tǒng)僅在列車密度較小、車速較低范圍內(nèi)應(yīng)用。

采用衛(wèi)星通信系統(tǒng)，用它構(gòu)成列車運(yùn)行間隔控制系統(tǒng)。下圖是其示意圖。這種系統(tǒng)在1990年日本鐵路試用過(guò)，衛(wèi)星在東經(jīng)150'的靜止軌道上運(yùn)行，它距地面約37000 km，它是一個(gè)通用型通信衛(wèi)星。在地面的先行列車將自己列車編號(hào)、列車速度、列車位置等信息通過(guò)衛(wèi)星給后續(xù)列車，后者經(jīng)運(yùn)算后決定自己可以走行的最高速度。出于安全，這類系統(tǒng)只在低速、低密度、小運(yùn)量地區(qū)才能應(yīng)用，因?yàn)樗鄙侔踩Ｕ?。除非另外增加其他設(shè)備。

圖12-5-3-3 CBTC-FAS示意3 CBTC系統(tǒng)定義及分類2(點(diǎn)擊開(kāi)始播放)

三、根據(jù)CBTC應(yīng)用控制技術(shù)水平的高低可以進(jìn)行分類(1)無(wú)線半自動(dòng)閉塞的一種方式如下圖所示。這類應(yīng)用技術(shù)水平較低級(jí)別的CBTC系統(tǒng)一般適應(yīng)在新線、運(yùn)量較少或速度較低，或該地區(qū)人煙稀少，生活困難地區(qū)，因?yàn)樗行≤囌镜脑O(shè)備均可以采用遙測(cè)和遙控來(lái)指揮，所以可減少鐵路信號(hào)技術(shù)人員或工作人員。

(2)采用CBTC應(yīng)用技術(shù)水平較高的系統(tǒng)，例如，用CBTC-MAS系統(tǒng)等。

圖12-5-3-4 無(wú)線半自動(dòng)閉塞示意

CBTC系統(tǒng)定義及分類3(點(diǎn)擊開(kāi)始播放)

四、根據(jù)應(yīng)用CBTC后區(qū)間閉塞方式來(lái)分類 根據(jù)應(yīng)用CBTC后區(qū)間閉塞方式來(lái)分類，可以有： 1.CBTC半自動(dòng)閉塞方式 這種閉塞的特征是：

① 兩站之間區(qū)間只允許有一列車在運(yùn)行；

② 任意車站要向區(qū)間發(fā)車，發(fā)車站必須同時(shí)與接車站協(xié)同操作辦理閉塞手續(xù)，即接車站同意接車條件下才能辦理發(fā)車；

③ 發(fā)車站要發(fā)車，其先決條件是必須檢查到區(qū)間確實(shí)是空閑無(wú)車，否則是不安全的，不得發(fā)車；

④ 發(fā)車站在辦理好協(xié)同發(fā)車手續(xù)后才能人工開(kāi)放出站信號(hào)機(jī)。當(dāng)列車出發(fā)后，出站信號(hào)機(jī)立即自動(dòng)關(guān)閉，在未再次辦理發(fā)車手續(xù)前，該出站信號(hào)機(jī)不得再次開(kāi)放；

⑤ 區(qū)間運(yùn)行的列車到達(dá)前方接車站后，并由車站管理人員確認(rèn)列車是完整后，該接車站立即關(guān)閉進(jìn)站信號(hào)機(jī)，并辦理解除兩站間閉塞手續(xù)，使兩站間的區(qū)間恢復(fù)空閑等待狀態(tài)。

在該CBTC-半自動(dòng)閉塞系統(tǒng)中，無(wú)線通信的作用使出發(fā)站給機(jī)車司機(jī)發(fā)出無(wú)線機(jī)車信號(hào)，而發(fā)出該信號(hào)的顯示是與發(fā)出出站信號(hào)機(jī)顯示相互關(guān)聯(lián)的。即前者只是在出站信號(hào)機(jī)允許發(fā)車的顯示下才能獲得機(jī)車信號(hào)，此時(shí)無(wú)線機(jī)車信號(hào)可以有記錄為憑。此外，區(qū)間列車到達(dá)接車站前同樣可以獲得進(jìn)站信號(hào)一樣顯示的無(wú)線機(jī)車信號(hào)顯示，以避免司機(jī)在目視路旁信號(hào)機(jī)時(shí)遇到困難，這些顯示也都記錄在案。所以，CBTC-半自動(dòng)閉塞要比TBTC-半自動(dòng)閉塞更為方便、清楚、有責(zé)任感和安全感。

2.CBTC-自動(dòng)站間閉塞方式

這種方法與CBTC-半自動(dòng)閉塞相類似，只是其辦理手續(xù)是自動(dòng)的。具體而言是：發(fā)車站與接車站均有區(qū)間是否占用的檢查設(shè)備，因此發(fā)車站要發(fā)車，區(qū)間占用檢查設(shè)備自動(dòng)檢查它實(shí)屬空閑，兩站自動(dòng)辦理閉塞手續(xù)，并自動(dòng)開(kāi)放出站信號(hào)機(jī)。在列車到達(dá)接車站并自動(dòng)檢查列車完整性后立即自動(dòng)關(guān)閉進(jìn)站信號(hào)機(jī)。CBTC自動(dòng)站間閉塞也同樣有無(wú)線機(jī)車信號(hào)，它與CBTC-半自動(dòng)閉塞方式相似。CBTC自動(dòng)站間閉塞的最大優(yōu)點(diǎn)是：

① 它可以集中遙控閉塞手續(xù)，不一定在每個(gè)站都要有車站值班人員來(lái)檢查區(qū)間是否空閑、列車是否已完整地到達(dá)等人工檢測(cè)作用，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。

② 由于一切手續(xù)和檢測(cè)是自動(dòng)的，它可節(jié)省辦理閉塞手續(xù)的時(shí)間，從而可以提高整個(gè)區(qū)段的通過(guò)能力。當(dāng)然，在CBTC-自動(dòng)站間閉塞方式情況下必須投人相應(yīng)設(shè)備，特別需要有冗余設(shè)備，用以提高系統(tǒng)的可用性、可靠性與安全性。

3.CBTC-電子路簽閉塞方式

區(qū)間閉塞方式的路簽閉塞是100年前就開(kāi)始應(yīng)用，中國(guó)鐵路在建國(guó)初期也有大量應(yīng)用。從20世紀(jì)90年代中開(kāi)始，在計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及通信技術(shù)的推動(dòng)下，鐵路的路簽閉塞方式發(fā)展為電子路簽閉塞方式，即不存在路簽實(shí)物，而是存在電子路簽(軟件)，它在有關(guān)計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)中按一定的軟件協(xié)議運(yùn)行。

采用無(wú)線數(shù)據(jù)電臺(tái)進(jìn)行列車與車站之間雙向通信來(lái)構(gòu)成CBTC的低級(jí)系統(tǒng)——CBTC-半自動(dòng)閉塞系統(tǒng)。例如圖9-13所示。其中列車與車站控制均有無(wú)線數(shù)據(jù)通信設(shè)備，但它們作用的距離有限，例如列車接近車站的4~5km范圍內(nèi)才能構(gòu)成雙向無(wú)線數(shù)據(jù)通信。在這類CBTC-半自動(dòng)閉塞系統(tǒng)中，為了構(gòu)成半自動(dòng)閉塞系統(tǒng)，并保證區(qū)間只允許存在一個(gè)列車運(yùn)行，所以必需設(shè)置類似計(jì)軸器之類設(shè)備，如圖9-13中用符號(hào)T/T所示，它是用來(lái)檢查兩站之間運(yùn)行列車完整性，以確保運(yùn)行安全。因?yàn)榘l(fā)車站的計(jì)軸器計(jì)數(shù)到列車軸數(shù)后，可用有線通知前方站。當(dāng)計(jì)軸器T接收到同樣軸數(shù)的列車后表示列車已完整地撤離兩站之間區(qū)間，始發(fā)站才可能再發(fā)出下一列車。為了保證CBTC系統(tǒng)中數(shù)據(jù)電臺(tái)的正常工作，所以在線路上還輔助設(shè)置應(yīng)答器A、B、C，其中應(yīng)答器A提供列車信息：列車已進(jìn)入到區(qū)間，它的工作頻率將變更到新頻率，例如原來(lái)為頻率F，則現(xiàn)在將是頻率F，這是為了防止無(wú)線干擾。應(yīng)答器B提供信息，通知經(jīng)過(guò)的列車已進(jìn)入雙向數(shù)據(jù)傳輸信息范圍，列車應(yīng)收到接受車站發(fā)來(lái)的機(jī)車信號(hào)信息，這是為了保證行車安全用。各應(yīng)答器也同時(shí)提供列車接近車站的精確里程標(biāo)。應(yīng)答器C告訴通過(guò)列車本車站準(zhǔn)備了哪個(gè)股道接車，運(yùn)行速度上限值為多少等有關(guān)信息。在該系統(tǒng)中，列車經(jīng)過(guò)應(yīng)答器B之后，車站與列車上的無(wú)線數(shù)據(jù)通信電臺(tái)就反復(fù)雙向通信，其中包括列車告知車站來(lái)者列車編號(hào)、時(shí)速、去向等等信息，而車站告知列車應(yīng)以何種速度進(jìn)站或站前停車，進(jìn)站內(nèi)何股道，是停車還是通過(guò)等等有關(guān)信息。

典型的CBTC系統(tǒng)IEEE CBTC標(biāo)準(zhǔn)列舉了典型的CBTC系統(tǒng)的功能框圖，如右圖所示。

圖12-5-4-1 典型的CBTC系統(tǒng)的功能框圖示意

整個(gè)系統(tǒng)包括“CBTC地面設(shè)備”和“CBTC車載設(shè)備”，地面和車載設(shè)備通過(guò)“數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)”連接起來(lái)，構(gòu)成系統(tǒng)的核心。功能框圖中還單獨(dú)列出了“聯(lián)鎖”功能模塊，該功能模塊與CBTC地面設(shè)備連接。考慮到不同的線路長(zhǎng)度可能需要多套的CBTC地面設(shè)備，所以在典型框圖中還列出了“相鄰的CBTC地面設(shè)備”模塊。最后，在CBTC設(shè)備的基礎(chǔ)上，增加ATS模塊，用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的ATS功能。以上列舉的是CBTC系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)，實(shí)際的系統(tǒng)可能由于不同的設(shè)備提供商、不同的工程需要而有所差異。但是，所有CBTC系統(tǒng)均采用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，連接CBTC地面和車載設(shè)備，實(shí)現(xiàn)ATP功能，控制列車安全運(yùn)行。

阿爾卡特SelTrac.S40系統(tǒng)

武漢軌道交通一號(hào)線一期工程采用了阿爾卡特公司提供的SelTrac.S40列車控制系統(tǒng)，這是國(guó)內(nèi)第一套投人運(yùn)行的基于通信的列車控制系統(tǒng)。

SelTrac.S40系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示。

圖12-5-4-2 SelTrac 系統(tǒng)示意

系統(tǒng)分為管理層、運(yùn)算層和執(zhí)行層三個(gè)層次。車輛控制中心VCC(Vehicle Control Center)是整個(gè)列車控制系統(tǒng)的核心。VCC運(yùn)行系統(tǒng)控制軟件，負(fù)責(zé)列車安全間隔、列車允許速度和進(jìn)路聯(lián)鎖等邏輯運(yùn)算。VCC的運(yùn)算結(jié)果以通信報(bào)文的形式通過(guò)通信子系統(tǒng)發(fā)送給執(zhí)行單元。

執(zhí)行單元包括車載控制器VOBC(Vehicle On-Board Controller)和車站控制器STC(Station Controller)。VOBC安裝在列車上，它通過(guò)感應(yīng)環(huán)線通信子系統(tǒng)，接收VCC發(fā)送來(lái)的目標(biāo)距離和允許速度等命令，然后根據(jù)這些命令安全地控制列車運(yùn)行。同時(shí)，VOBC還根據(jù)VCC的要求，按時(shí)向VCC發(fā)送列車實(shí)際運(yùn)行速度、位置等信息。執(zhí)行單元的另一部分是車站控制器STC，它負(fù)責(zé)按照VCC的命令，扳動(dòng)道岔并鎖閉在要求位置。STC也須要根據(jù)VCC的要求，向VCC報(bào)告道岔狀態(tài)。STC和VCC之間通過(guò)單獨(dú)的冗余通信通道連接。

從上面的介紹可以看出，SelTrac.S40系統(tǒng)以VCC為“大腦”，STC和VOBC為“智能”的“手和“腳”，通過(guò)感應(yīng)環(huán)線通信子系統(tǒng)這根“神經(jīng)”連接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的整體，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。

另外，為了實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行圖自動(dòng)調(diào)整、人機(jī)界面等 ATS功能，系統(tǒng)設(shè)有管理層一系統(tǒng)管理中心SMC(System Management Center)。SMC與VCC連接，將人機(jī)命令、調(diào)度請(qǐng)求等發(fā)送給VCC，由VCC驗(yàn)證、執(zhí)行這些命令，控制列車運(yùn)行。

一、利用馬爾可夫模型分析CBTC安全可靠性

CBTC具有可維修性，并且對(duì)系統(tǒng)的安全性會(huì)產(chǎn)生重要影響。在建立模型分析系統(tǒng)安全性時(shí)應(yīng)考慮系統(tǒng)的這一特點(diǎn)。馬爾可夫過(guò)程是分析可維修系統(tǒng)的常用工具。為此，需假定組成系統(tǒng)的各單個(gè)壽命分布及維修分布均服從指數(shù)分布。馬爾可夫模型的缺點(diǎn)是狀態(tài)個(gè)數(shù)隨器件個(gè)數(shù)呈指數(shù)增長(zhǎng)。例如，描述一個(gè)由20個(gè)器件組成的系統(tǒng)需要10個(gè)狀態(tài)，而40個(gè)器件組成的系統(tǒng)需要10個(gè)狀態(tài)描述。CBTC是一個(gè)由大量器件、子系統(tǒng)組成的大系統(tǒng)，系統(tǒng)的組件可能上千個(gè)，必須很好地解決狀態(tài)空間激增問(wèn)題，才能利用馬爾可夫過(guò)程分析系統(tǒng)的安全性。

根據(jù)CBTC特點(diǎn)，采用系統(tǒng)分解及模型壓縮的方法解決狀態(tài)空間的激增問(wèn)題。由于在CBTC中不同類型設(shè)備的故障在導(dǎo)致行車事故方面相互并不影響，例如：道岔的故障對(duì)任何機(jī)車設(shè)備的故障是沒(méi)有影響的。所以，可以為彼此獨(dú)立的一類設(shè)備分別建立子模型，單獨(dú)分析各類設(shè)備故障對(duì)系統(tǒng)安全性的影響，再組合各子模型的結(jié)果獲得系統(tǒng)的故障率。此外，CBTC的一些子系統(tǒng)具有對(duì)稱特性，例如，CBTC中一個(gè)道岔的子模型中含有100個(gè)道岔，假定每一個(gè)道岔的故障對(duì)系統(tǒng)安全產(chǎn)生的影響相同，在對(duì)該子模型進(jìn)行分析時(shí)就沒(méi)有必要區(qū)分具體是哪一個(gè)道岔發(fā)生故障，而只需要區(qū)分有幾個(gè)道岔發(fā)生故障。因此，該子模型有101個(gè)狀態(tài)，即0個(gè)道岔發(fā)生故障，1個(gè)道岔發(fā)生故障、??，100個(gè)道岔發(fā)生故障，根據(jù)子模型的這一特點(diǎn)，可以忽略一些出現(xiàn)概率極低、對(duì)系統(tǒng)安全性影響很小的事件，對(duì)子模型進(jìn)一步簡(jiǎn)化。

CBTC中的一些設(shè)備發(fā)生失效將導(dǎo)致系統(tǒng)降級(jí)工作，此時(shí)系統(tǒng)暴露在人為失誤之中，對(duì)應(yīng)地需要分析人為因素對(duì)系統(tǒng)安全性的影響。一些設(shè)備發(fā)生失效將導(dǎo)致系統(tǒng)進(jìn)入故障一安全狀態(tài)，對(duì)應(yīng)地需要分析設(shè)備故障覆蓋率對(duì)系統(tǒng)安全性的影響。

二、人員因素的分析

現(xiàn)有列控系統(tǒng)是以人觀察信號(hào)，控制列車加速、制動(dòng)，以形成對(duì)列車的閉環(huán)控制。人在現(xiàn)有列控系統(tǒng)中代表一個(gè)單點(diǎn)故障，即在任何時(shí)間、地點(diǎn)都有可能因?yàn)槿藶槭д`而導(dǎo)致事故發(fā)生。從以往鐵路行車事故的統(tǒng)計(jì)數(shù)字來(lái)看很大一部分是由人為失誤造成的。CBTC中由硬件實(shí)現(xiàn)對(duì)列車的閉環(huán)控制。操作人員發(fā)出錯(cuò)誤指令時(shí)，硬件將發(fā)現(xiàn)、提示并制止其在系統(tǒng)內(nèi)的進(jìn)一步傳播。如果硬件失效，系統(tǒng)降級(jí)為由人員控制，則系統(tǒng)將暴露于人為失誤之中。由于CBTC的人機(jī)交互特性，在馬爾可夫模型中應(yīng)同時(shí)包含人和硬件的因素。C BTC的一個(gè)簡(jiǎn)單模型如下圖所示。

圖12-5-5-1 CBTC簡(jiǎn)單模型

上圖中，.N為設(shè)備的故障率和修復(fù)率；H為導(dǎo)致事故的人為差錯(cuò)率；μ為人的“修復(fù)率”

狀態(tài)1：硬件、人員正常工作； 狀態(tài)2：硬件故障;狀態(tài)3：系統(tǒng)處于危險(xiǎn)狀態(tài)。狀態(tài)3的微分表達(dá)式為：

dP(t)/dt = H P(t)-μ P（t）（t）..................9.1 假定人員隨機(jī)地以固定差錯(cuò)率引入錯(cuò)誤，故不同于硬件設(shè)備的是人具有“瞬時(shí)修復(fù)”特性。即在犯下一次錯(cuò)誤前不需要“修復(fù)”。當(dāng)P(t)約為一個(gè)很小的正數(shù)時(shí)，則P(t)的導(dǎo)數(shù)為一個(gè)很大的負(fù)數(shù)，P(t)約迅速變?yōu)?。系統(tǒng)進(jìn)入狀態(tài)3后立即轉(zhuǎn)移回狀態(tài)2。狀態(tài)3是一個(gè)“虛擬狀態(tài)”，刪除狀態(tài)3對(duì)狀態(tài)

1、狀態(tài)2的穩(wěn)態(tài)概率沒(méi)有影響。用一個(gè)“虛擬轉(zhuǎn)移”來(lái)捕捉人員的“瞬時(shí)修復(fù)”特性。修改上圖如下圖所示。

圖12-5-5-2 修改后的示意

利用事故率衡量系統(tǒng)的安全性，則人為因素引發(fā)事故的概率： A= H * P(t)......................9.2 由于狀態(tài)2存在降低了系統(tǒng)暴露于人為錯(cuò)誤的時(shí)間，使得系統(tǒng)的安全性提高。

三、設(shè)備的故障覆蓋率

設(shè)備的故障覆蓋率為設(shè)備發(fā)生可測(cè)故障的概率與設(shè)備發(fā)生故障的概率的比值。如果設(shè)備僅由非涉安單元組成，CBTC系統(tǒng)將檢測(cè)到設(shè)備故障，設(shè)備的故障覆蓋率為1。如果設(shè)備包含涉安單元，涉安單元的雙機(jī)發(fā)生共因失效，則比較功能喪失，可能輸出合理危險(xiǎn)的結(jié)果，導(dǎo)致行車事故，設(shè)備的故障覆蓋率小于1。假定設(shè)備由一涉安單元（雙機(jī)比較）和一非涉安單元（單機(jī)）組成，將單元失效劃分為獨(dú)立失效和共因失效。獨(dú)立失效是指非涉安單元失效或涉安單元中的一單機(jī)失效。共因失效是指共同的應(yīng)力作用下，雙機(jī)比較單元的雙機(jī)同時(shí)一致地發(fā)生了失效，比較功能喪失。根據(jù)比較輸出結(jié)果對(duì)系統(tǒng)安全性的影響，將共因失效劃分為安全共因失效和危險(xiǎn)共因失效。該設(shè)備的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如下圖所示。其中效率、狀態(tài)及狀態(tài)轉(zhuǎn)移有如下解釋：

下圖中，λ，λ為非涉安、涉安單元獨(dú)立失效率；λ，λ 為涉安單元安全、危險(xiǎn)共因失效率。

狀態(tài)1：兩個(gè)單元均正常工作。

狀態(tài)2：系統(tǒng)降級(jí)工作或進(jìn)入故障一安全狀態(tài)。狀態(tài)3：系統(tǒng)處于危險(xiǎn)狀態(tài)。

狀態(tài)1→狀態(tài)2：當(dāng)單機(jī)單元或雙機(jī)比較單元發(fā)生獨(dú)立失效或雙機(jī)單元發(fā)生安全共因失效（雙機(jī)比較功能喪失，比較輸出不合理結(jié)果），系統(tǒng)將檢測(cè)到設(shè)備失效，系統(tǒng)降級(jí)工作或進(jìn)入故障安全狀態(tài)。

狀態(tài)1→狀態(tài)3：:雙機(jī)比較單元發(fā)生危險(xiǎn)共因失效(雙機(jī)比較功能喪失，比較輸出合理結(jié)果，保守地認(rèn)為這種情況都將導(dǎo)致事故發(fā)生)系統(tǒng)處于危險(xiǎn)狀態(tài)。

該設(shè)備的故障覆蓋率為：

C = P/(P + P)............................9.3

圖12-5-5-3 設(shè)備狀態(tài)轉(zhuǎn)意圖

子模型的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

根據(jù)CBTC中設(shè)備失效對(duì)系統(tǒng)的影響將其分為兩類。一類是設(shè)備發(fā)生失效后，系統(tǒng)進(jìn)入故障一安全狀態(tài)，稱此類設(shè)備為故障一安全型設(shè)備，需要考慮設(shè)備故障覆蓋率對(duì)系統(tǒng)安全性的影響。例如，道旁設(shè)備由于WIU發(fā)生獨(dú)立失效，系統(tǒng)進(jìn)入故障一安全狀態(tài)，ROC發(fā)布命令，控制列車在相應(yīng)道岔前停車，由司機(jī)與調(diào)度員確認(rèn)道岔方向后，駕駛列車通過(guò)該道岔。保守地認(rèn)為，WIU發(fā)生危險(xiǎn)共因失效將引發(fā)行車事故。另一類是設(shè)備發(fā)生失效將導(dǎo)致系統(tǒng)降級(jí)操作，此時(shí)系統(tǒng)暴露于人為失誤之中，稱此類設(shè)備為故障一降級(jí)型設(shè)備，需要考慮人為因素的影響。例如，車載設(shè)備的通信單元發(fā)生獨(dú)立失效將導(dǎo)致ROC無(wú)法獲取列車的位置、速度信急或車載設(shè)備無(wú)法接收ROC的控制命令。此時(shí)調(diào)度員只有通過(guò)無(wú)線列調(diào)(語(yǔ)音)與受影響列車的司機(jī)保持聯(lián)系，控制列車運(yùn)行至故障解除。這段時(shí)間內(nèi)調(diào)度員和司機(jī)的失誤都可能引發(fā)事故。如果無(wú)線列調(diào)設(shè)備也發(fā)生故障，則相應(yīng)列車必須停車等待故障單元被修復(fù)。車載設(shè)備的命令執(zhí)行單元發(fā)生危險(xiǎn)不可測(cè)失效將引發(fā)行車事故。在此，分別為兩類設(shè)備建立子模型，分析其對(duì)系統(tǒng)安全性的影響。假定系統(tǒng)由100個(gè)同類故障一降級(jí)型設(shè)備和故障一安全型設(shè)備組成，每個(gè)設(shè)備均由一個(gè)涉安單元和一個(gè)非涉安單元構(gòu)成。每種設(shè)備對(duì)系統(tǒng)安全性的影響是相互獨(dú)立的，分別為兩種設(shè)備建立子模型，其狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖示如上圖所示。

圖中，λ、μ、，C分別為設(shè)備的失效率、修復(fù)率、故障覆蓋率。狀態(tài)i = 0，1，2，3分別表示0，1，2，3個(gè)設(shè)備發(fā)生故障。每個(gè)設(shè)備失效將使系統(tǒng)暴露在調(diào)度員和一個(gè)司機(jī)的人為錯(cuò)誤之中。

假定3個(gè)以上的設(shè)備發(fā)生故障的概率極低，可安全地忽略這些事件對(duì)系統(tǒng)安全性的影響。故障一降級(jí)型設(shè)備對(duì)系統(tǒng)安全性的影響為：

.................................................9.4 圖中，λ、μ、，C分別為設(shè)備的失效率、修復(fù)率、故障覆蓋率。狀態(tài)j= 0，1，2表示0，1，2個(gè)設(shè)備發(fā)生故障。

假定2個(gè)以上的設(shè)備發(fā)生故障的概率極低，可安全地忽略這些事件對(duì)系統(tǒng)安全性的影響。故障一安全型設(shè)備對(duì)系統(tǒng)安全性的影響為：

......................9.5

圖12-5-5-4 圖一

圖12-5-5-5 圖二

CBTC communication based train control system ：自從通信技術(shù)特別是無(wú)線電技術(shù)飛速發(fā)展以后，人們就開(kāi)始研究以通信技術(shù)為基礎(chǔ)的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)。它的特點(diǎn)是用無(wú)線通信媒體來(lái)實(shí)現(xiàn)列車和地面的雙向通信，用以代替軌道電路作為媒體來(lái)實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行控制。CBTC的突出優(yōu)點(diǎn)是有車——地雙向通信，而且傳輸信息量大，傳輸速度快，很容易實(shí)現(xiàn)移動(dòng)自動(dòng)閉塞系統(tǒng)，大量減少區(qū)間敷設(shè)電纜，減少一次性投資及減少日常維護(hù)工作，可以大幅度提高區(qū)間通過(guò)能力，靈活組織雙向運(yùn)行和單向連續(xù)發(fā)車，容易適應(yīng)不同車速、不同運(yùn)量、不同類型牽引的列車運(yùn)行控制等等。在CBTC中不僅實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行控制，而且可以綜合成為運(yùn)行管理，因?yàn)殡p向無(wú)線通信系統(tǒng)，既可以有安全類信息雙向傳輸，也可以雙向傳輸非安全類星系，例如車次號(hào)、乘務(wù)員班組號(hào)、車輛號(hào)、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)分、機(jī)車狀態(tài)、油耗參數(shù)等等大量機(jī)車、工務(wù)、電務(wù)等有關(guān)信息。利用CBTC既可以實(shí)現(xiàn)固定自動(dòng)閉塞系統(tǒng)(CBTC-FAS)，也可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)自動(dòng)閉塞系統(tǒng)(CBTC-MAS)。在CBTC應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)是雙向無(wú)線通信系統(tǒng)、列車定位技術(shù)、列車完整性檢測(cè)等。在雙向無(wú)線通信系統(tǒng)中，在歐洲是應(yīng)用GSM-R系統(tǒng)，但在美洲則用擴(kuò)頻通信等其他種類無(wú)線通信技術(shù)。列車定位技術(shù)則有多種方式，例如車載設(shè)備的測(cè)速-測(cè)距系統(tǒng)、全球衛(wèi)星定位、感應(yīng)回線等。

基于通訊的列車控制(CBTC)系統(tǒng)的發(fā)展 李毓璋

摘要

通訊式列車控制(CBTC)系統(tǒng)是一個(gè)連續(xù)、自動(dòng)化的列車控制系統(tǒng)，是利用高解析技術(shù)偵測(cè)列車位置，是一不受道旁控制迴路支配的；是一個(gè)連續(xù)的、高容量且雙向作用（從列車到軌道邊）的數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)，而列車運(yùn)輸及軌道旁處理程序有執(zhí)行自動(dòng)列車保護(hù)功能之能力，也可以有自動(dòng)列車操作與自動(dòng)列車監(jiān)督等功能。臺(tái)北大眾捷運(yùn)系統(tǒng)於2003年6月，由臺(tái)北市政府捷運(yùn)工程局機(jī)電系統(tǒng)承包商加拿大龐巴迪交通運(yùn)輸集團(tuán)，引進(jìn)此種先進(jìn)技術(shù)取代舊有木柵線及新建內(nèi)湖線的號(hào)誌通訊系統(tǒng)。

一、緣起

傳統(tǒng)列車的保護(hù)系統(tǒng)受到只能對(duì)已存在的軌道旁控制迴路作列車位置的確定、列車操作指令被限制在幾個(gè)方向上的道旁設(shè)備的信號(hào)指示或是駕駛室內(nèi)少數(shù)的速度指令等限制。因而有逐步朝一個(gè)連續(xù)自動(dòng)化列車控制系統(tǒng)，利用高解析測(cè)定列車的位置，能不受軌道電路的支配、有連續(xù)的高容量、雙向作用（從列車到道旁邊）的數(shù)據(jù)通訊及具有執(zhí)行列車運(yùn)轉(zhuǎn)及道旁處理能力之方向發(fā)展。

由各種研究與實(shí)際的操作經(jīng)驗(yàn)顯示，當(dāng)將通訊式列車控制(CBTC)系統(tǒng)與其他較傳統(tǒng)的號(hào)誌系統(tǒng)作比較時(shí)，應(yīng)用通訊式列車控制(CBTC)系統(tǒng)提供了較低的開(kāi)辦以及營(yíng)運(yùn)成本、較高的容量及在沒(méi)有犧牲操作速度之下縮短距離、更高的可靠性、更大的安全性而且增強(qiáng)了遠(yuǎn)距離列車操作的監(jiān)視與控制之優(yōu)點(diǎn)。

位於紐約市的公園大道上的電機(jī)電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)，擁有超過(guò)二十多種有關(guān)控制、設(shè)計(jì)、鐵路電車之建造與鐵路控制系統(tǒng)等規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)。也對(duì)CBTC系統(tǒng)方面訂定有兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)：一個(gè)是一九九九年的IEEE1474.1標(biāo)準(zhǔn)，係關(guān)於CBTC性能與功能的規(guī)定；另一個(gè)是在2003年晚期發(fā)佈的IEEE1474.2標(biāo)準(zhǔn)，那是對(duì)於CBTC系統(tǒng)用戶界面之規(guī)定。

在IEEE1474標(biāo)準(zhǔn)裡的CBTC定義：為列車的位置、速度及方位，是藉由一個(gè)連續(xù)的雙向通訊環(huán)節(jié)，從車輛電腦到道旁電腦來(lái)傳遞的。同樣地，也在IEEE1474裡有解釋，CBTC系統(tǒng)不需要道旁電路來(lái)偵察列車。

然現(xiàn)今在使用的大部分CBTC系統(tǒng)，均是利用近場(chǎng)電磁感應(yīng)的環(huán)形線路(IL)來(lái)傳送。以無(wú)線電頻率(RF)傳送為基礎(chǔ)的較新的CBTC系統(tǒng)正在浮現(xiàn)而且是這個(gè)工業(yè)的趨勢(shì)。

幾個(gè)RF-CBTC計(jì)畫(huà)正在發(fā)展中，如舊金山機(jī)場(chǎng)捷運(yùn)的龐巴迪Flexiblok自動(dòng)列車控制技術(shù)（現(xiàn)以改名為CITYFLO 650自動(dòng)列車控制技術(shù)）以及新加坡東北地鐵線的阿爾斯通URBALIS 300（現(xiàn)在稱為MASTRIA）兩個(gè)，現(xiàn)在已完全營(yíng)運(yùn)了。費(fèi)城的Surface Torlley地鐵線預(yù)期在2004年起用，而拉斯維加斯單軌電車的RF-CBTC系統(tǒng)已在2004年的七月起用。西門(mén)子現(xiàn)在正在為紐約地鐵卡那西線、巴塞隆納及巴黎大眾運(yùn)輸網(wǎng)路（RATP）升級(jí)它的Meteor IL-CBTC技術(shù)（首先展開(kāi)的是RATP的新14線）到RF。同樣地，阿爾卡特也正在替RATP 13線、香港及南韓升級(jí)它的Seltrac技術(shù)從IL到RF。

CBTC系統(tǒng)在全世界至少有八個(gè)鐵路系統(tǒng)在使用它（包含舊金山市政鐵路以及底特律都會(huì)大眾運(yùn)輸）；至少有八個(gè)系統(tǒng)目前正在架構(gòu)中（包括舊金山市區(qū)BART捷運(yùn)、舊金山新的大眾運(yùn)輸以及紐約甘乃迪國(guó)際機(jī)場(chǎng)捷運(yùn)）；一個(gè)CBTC系統(tǒng)正在紐約大都會(huì)捷運(yùn)局/長(zhǎng)島鐵路計(jì)畫(huà)中；另目前至少有七家不同的賣(mài)主正在積極的提供CBTC系統(tǒng)，

第三篇：自動(dòng)售貨機(jī)PLC控制系統(tǒng)背景概述

自動(dòng)售貨機(jī)PLC控制系統(tǒng)背景概述

-----0920332--26

陳錦

自動(dòng)售貨機(jī)是臺(tái)機(jī)電一體化的自動(dòng)化裝置，在接受到貨幣已輸入的前提下，靠觸摸控制按 扭輸入信號(hào)使控制器啟動(dòng)相關(guān)位置的機(jī)械裝置完成規(guī)定動(dòng)作，將貨物輸出。

據(jù)說(shuō)世界上最早的自動(dòng)售貨機(jī)出現(xiàn)在公元前3世紀(jì)，那是埃及神殿里的投幣式圣水出售機(jī)。17世紀(jì)，英國(guó)的小酒吧里設(shè)有了香煙的自動(dòng)售貨機(jī)。在自動(dòng)售貨機(jī)歷史的長(zhǎng)河中，日本開(kāi)發(fā)出實(shí)用型的自動(dòng)售貨機(jī)，那是在進(jìn)入本世紀(jì)后的事。日本第一臺(tái)自動(dòng)售貨機(jī)是1904年問(wèn)世的“郵票明信片自動(dòng)出售機(jī)”，它是集郵票明信片的出售和郵筒投函為一體的機(jī)器。1925年美國(guó)研制出售香煙的自動(dòng)售貨機(jī)，此后又出現(xiàn)了出售郵票、車票的各種現(xiàn)代自動(dòng)售貨機(jī)。自動(dòng)售貨機(jī)的真正普及是在第二次世界大戰(zhàn)以后。50年代，“噴水型果汁自動(dòng)售貨機(jī)”大受歡迎，果汁被注入在紙杯里出售。后來(lái)，由于美國(guó)的飲料大公司進(jìn)入日本市場(chǎng)，1962年，出現(xiàn)了以自動(dòng)售貨機(jī)為主體的流通領(lǐng)域的革命。1967年，100日元單位以下的貨幣全部改為硬幣，從而促進(jìn)了自動(dòng)售貨機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。20世紀(jì)70以來(lái)，出現(xiàn)了采用微型計(jì)算機(jī)控制的各種新型自動(dòng)售貨機(jī)和利用信用卡代替錢(qián)幣并與計(jì)算機(jī)連接的更大規(guī)模的無(wú)人售貨系統(tǒng)在日本和歐美發(fā)展起來(lái)。

在日本，70％的罐裝飲料是通過(guò)自動(dòng)售貨機(jī)售出的；全球著名飲料商可口可樂(lè)公司在全世界就布有50萬(wàn)臺(tái)飲料自動(dòng)售貨機(jī)。在日本全國(guó)各地，共設(shè)有550萬(wàn)臺(tái)自動(dòng)售貨機(jī)（據(jù)1998年的統(tǒng)計(jì)），銷售額達(dá)6兆8969億4887萬(wàn)日元，為世界第一。在售貨機(jī)的顯示屏幕上進(jìn)行操作，輸入商品號(hào)碼和購(gòu)買(mǎi)數(shù)量，并投入錢(qián)幣后，商品就會(huì)從取貨口出來(lái)，甚至從食品自動(dòng)售貨機(jī)上還能買(mǎi)到熱呼呼的面條和米飯團(tuán)。雖然日本的自動(dòng)售貨機(jī)總臺(tái)數(shù)低于美國(guó)（據(jù)1997年的統(tǒng)計(jì)為689萬(wàn)臺(tái)），但是，從人口占有數(shù)來(lái)看卻是世界上最高的，美國(guó)平均三十五人占有一臺(tái)，而日本為二十三人占有一臺(tái)。在一些國(guó)家，自動(dòng)售貨機(jī)的商品銷售額占全國(guó)零售業(yè)的六成以上，并以每年10%的速度遞增。

從1992年開(kāi)始有部分來(lái)自日、韓等國(guó)引進(jìn)的舊機(jī)器擺放國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，到自行研制和生產(chǎn)自動(dòng)售貨機(jī)，我國(guó)各廠家、商家蹣跚起步，艱難創(chuàng)業(yè)，已為國(guó)內(nèi)零售業(yè)開(kāi)辟了一片新天地。1999年以后，它逐步進(jìn)人中國(guó)市場(chǎng)。如今，在機(jī)場(chǎng)、地鐵、商場(chǎng)、公園等客流較大的場(chǎng)所，不難發(fā)現(xiàn)自動(dòng)售貨機(jī)的身影。顧客只要投入5元、10元、20元的紙幣或硬幣，就可以方便地買(mǎi)到諸如飲料、口香糖等小商品。作為一種前衛(wèi)的零售方式，自動(dòng)售貨機(jī)受到了喜歡追逐時(shí)尚的年輕人的歡迎。中國(guó)自動(dòng)售貨業(yè)的發(fā)展比較緩慢，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)由于僅僅屬于市場(chǎng)導(dǎo)入期，幾乎還談不上競(jìng)爭(zhēng)之說(shuō)，滿眼望去，幾乎到處都是未開(kāi)墾的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。目前，中國(guó)的自動(dòng)售貨機(jī)擁有量約為4萬(wàn)臺(tái)，相對(duì)于13億的人口，這個(gè)數(shù)字微不足道。即使是按現(xiàn)在中國(guó)城市人口3.9億人計(jì)算，平均每10000城市人口中才有一臺(tái)自動(dòng)售貨機(jī)。

從自動(dòng)售貨機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，它的出現(xiàn)是由于勞動(dòng)密集型的產(chǎn)業(yè)構(gòu)造向技術(shù)密集型社會(huì)轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物。大量生產(chǎn)、大量消費(fèi)以及消費(fèi)模式和銷售環(huán)境的變化，要求出現(xiàn)新的流通渠道；而相對(duì)的超市、百貨購(gòu)物中心等新的流通渠道的產(chǎn)生，人工費(fèi)用也不斷上升；再加上場(chǎng)地的局限性以及購(gòu)物的便利性等這些因素的制約，無(wú)人自動(dòng)售貨機(jī)作為一種必須的機(jī)器便應(yīng)運(yùn)而生了?，F(xiàn)在，自動(dòng)售貨機(jī)產(chǎn)業(yè)正在走向信息化并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)合理化。例如實(shí)行聯(lián)機(jī)方式，通過(guò)電話線路將自動(dòng)售貨機(jī)內(nèi)的庫(kù)存信息及時(shí)地傳送各營(yíng)業(yè)點(diǎn)的電腦中，從而確保了商品的發(fā)送、補(bǔ)充以及商品選定的順利進(jìn)行。并且，為防止地球暖化，自動(dòng)售貨機(jī)的開(kāi)發(fā)致力于能源的節(jié)省，節(jié)能型清涼飲料自動(dòng)售貨機(jī)成為該行業(yè)的主流。在夏季電力消費(fèi)高峰時(shí)，這種機(jī)型的自動(dòng)售貨機(jī)即使在關(guān)掉冷卻器的狀況下也能保持低溫，與以往的自動(dòng)售貨機(jī)相比，它能夠節(jié)約10－15％的電力。進(jìn)入21世紀(jì)時(shí)，自動(dòng)售貨機(jī)也將進(jìn)一步向節(jié)省資源和能源以及高功能化的方向發(fā)展。

現(xiàn)在還有些自動(dòng)售貨機(jī)公司售賣(mài)的商品可根據(jù)擺放場(chǎng)所的需要量身定制，包括冷熱飲料、零食、電話卡及海外進(jìn)口的特色商品等。更引人注目的是，透過(guò)這種智能售貨系統(tǒng)，存貨、銷售、物流信息可以準(zhǔn)確及時(shí)反饋給客戶，此外，其還支持現(xiàn)金、銀行卡、儲(chǔ)值卡、代金卡等多種交易支付模式，從而使交易過(guò)程更加安全和便利，同時(shí)方便實(shí)現(xiàn)較大金額的支付和交易結(jié)算。這種新一代自動(dòng)售貨機(jī)除了更方便售賣(mài)貨品之外，還被視為一種傳播廣泛的廣告媒介。除了機(jī)器機(jī)體本身可以成為廠商的平面廣告載體外，機(jī)器上所安裝的LCD顯示屏也可以播放動(dòng)態(tài)廣告。

本系統(tǒng)也依然存在著一系列的問(wèn)題，而且有很多是在實(shí)驗(yàn)室很難發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。盡管系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)上都采取了多種措施來(lái)提高容錯(cuò)能力，但有時(shí)組態(tài)軟件和PLC也會(huì)發(fā)生一些連接和控制上無(wú)效的故障。

技術(shù)參數(shù)：貨道、容納數(shù)量、商品類型、制冷制熱功能（制冷劑）、識(shí)別幣種、找零幣種、耗電量、額定電壓（220V，50HZ）。

第四篇：核電工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全標(biāo)準(zhǔn)解讀

核電工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全標(biāo)準(zhǔn)解讀

在2014年4月15日中央國(guó)家安全委員會(huì)第一次會(huì)議中，總書(shū)記提出了包含十一種安全的國(guó)家安全體系，其中就包括了“核安全”與“信息安全”。對(duì)于核電行業(yè)而言，保護(hù)“核安全”是重中之重，而隨著“工業(yè)化”、“信息化”兩化融合對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)控制系統(tǒng)帶來(lái)的技術(shù)上的革新，現(xiàn)今的核電行業(yè)必須對(duì)其工業(yè)控制系統(tǒng)的信息安全問(wèn)題予以高度重視。

針對(duì)核電行業(yè)如何有效地進(jìn)行工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全方面的防護(hù)工作這一重大課題，國(guó)內(nèi)外相關(guān)部門(mén)出臺(tái)了許多與之有關(guān)的行業(yè)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。為了對(duì)國(guó)內(nèi)核電行業(yè)工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全的工作提供參考，本文將對(duì)各類國(guó)內(nèi)外核電行業(yè)工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹和解讀，并針對(duì)我國(guó)核電工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)提出一點(diǎn)建議。1 國(guó)內(nèi)外核電行業(yè)工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)介紹

可以看到，國(guó)內(nèi)的核電工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范相對(duì)比較匱乏，而從國(guó)際范圍看，電力和電子工程協(xié)會(huì)（IEEE）、國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）、美國(guó)核能管理委員會(huì)（NRC）以及國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)（IAEA）都提出了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、指南或?qū)t。其中，我國(guó)的核電工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全標(biāo)準(zhǔn)、導(dǎo)則包括：（1）HAD102-16

HAD102-16于2004年12月8日批準(zhǔn)發(fā)布，主要是在核動(dòng)力廠計(jì)算機(jī)重要系統(tǒng)軟件在各個(gè)周期進(jìn)行安全論證時(shí)，為其提供收集證據(jù)和編制的指導(dǎo)文件。導(dǎo)則從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各個(gè)方面如技術(shù)考慮、安全管理要求及項(xiàng)目計(jì)劃等方面入手，詳細(xì)列舉了系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的各個(gè)階段和方面應(yīng)符合的要求建議，包括軟件需求、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)及驗(yàn)證等各個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)與軟件系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，從集成、系統(tǒng)確認(rèn)、調(diào)試、運(yùn)行及修改等方面應(yīng)遵循的要求建議進(jìn)行了詳細(xì)敘述。該導(dǎo)則對(duì)計(jì)算機(jī)重要軟件安全涉及的方方面面，進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析及建議，對(duì)核電廠信息安全防護(hù)體系的建立具有重要參考意義。（2）GB/T 13284.1-2008

GB/T 13284.1-2008是為代替舊版本的GB/T13284-1998而制定的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)提供了有關(guān)核電廠安全設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的準(zhǔn)則。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了核電廠安全系統(tǒng)動(dòng)力源、儀表和控制部分最低限度的功能和設(shè)計(jì)要求，標(biāo)準(zhǔn)適用于為防止或減輕設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事件后果、保護(hù)公眾健康和安全所需要的那些系統(tǒng)。同樣適用于保護(hù)整個(gè)核電廠安全所需的所有與安全有關(guān)的系統(tǒng)、構(gòu)筑物及設(shè)備。標(biāo)準(zhǔn)主要引用了GB/T及EJ/T系列標(biāo)準(zhǔn)和準(zhǔn)則，主要從安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、安全系統(tǒng)準(zhǔn)則、檢測(cè)指令設(shè)備的功能和要求、執(zhí)行裝置的功能和設(shè)計(jì)要求及對(duì)動(dòng)力源的要求這幾個(gè)方面對(duì)核工廠安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行了較為詳細(xì)的規(guī)范。（3）GB/T 13629-2008

GB/T 13629-2008準(zhǔn)則是2008年7月2日發(fā)布的，主要針對(duì)核電廠安全系統(tǒng)中數(shù)字計(jì)算機(jī)適用性制定的準(zhǔn)則，用于代替原有的GB/T 13629-1998《核電廠安全系統(tǒng)中數(shù)字計(jì)算機(jī)的適用準(zhǔn)則》。該準(zhǔn)則主要參考IEEEStd 7-4.3.2-2003《核電廠安全系統(tǒng)中數(shù)字計(jì)算機(jī)的使用準(zhǔn)則》進(jìn)行修改，將其中的美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)改為相應(yīng)的中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了計(jì)算機(jī)用作核電廠安全系統(tǒng)設(shè)備時(shí)的一般原則，規(guī)范主要引用了GB/T、EJ/T、HAF及IEEE的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)際范圍內(nèi)核電工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全的標(biāo)準(zhǔn)、導(dǎo)則、指南包括：（1）REGULATORY GUIDE 5.71

REGULATORY GUIDE5.71（簡(jiǎn)稱RG 5.71）是美國(guó)核能管理委員會(huì)于2008年9月29日批準(zhǔn)發(fā)布的，目的是為核動(dòng)力廠的數(shù)字計(jì)算機(jī)及通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供高保障，從而使其可以應(yīng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)攻擊的威脅。RG 5.71描述了一種促進(jìn)防御策略的監(jiān)管立場(chǎng)，防御策略由防守架構(gòu)和一系列安全控制方式構(gòu)成，這些方法基于NIST SP 800-53和NISTSP 800-82相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的《工業(yè)控制系統(tǒng)安全指南》。（2）REGULATORY GUIDE 1.152 RG 1.152《核電廠安全系統(tǒng)計(jì)算機(jī)使用標(biāo)準(zhǔn)》是由美國(guó)核能監(jiān)管委員會(huì)（NRC）于2004年12月發(fā)布的一項(xiàng)導(dǎo)則。此項(xiàng)規(guī)定是為使用核電廠安全系統(tǒng)中數(shù)字計(jì)算機(jī)時(shí)，促進(jìn)其功能可靠性、設(shè)計(jì)質(zhì)量、信息和網(wǎng)絡(luò)安全而制定的。標(biāo)準(zhǔn)共包含四個(gè)部分：介紹、討論、監(jiān)管狀況、實(shí)施以及監(jiān)管分析。其中第三部分監(jiān)管狀況中主要為功能和設(shè)計(jì)要求、安全及相關(guān)參考三部分。

（3）ISA IEC 62443系列

ISA IEC 62443《工業(yè)過(guò)程測(cè)量、控制和自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)信息安全》系列標(biāo)準(zhǔn)，其最初是由國(guó)際自動(dòng)化協(xié)會(huì)（ISA）中的ISA99委員會(huì)提出。2007年，IEC/TC65/WG10與ISA99成立聯(lián)合工作組，共同制定ISAIEC 62443系列標(biāo)準(zhǔn)。2011年5月，IEC/TC65年會(huì)決定整合ISA IEC 62443標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。IEC 62443系列標(biāo)準(zhǔn)目前分為通用、信息安全程序、系統(tǒng)技術(shù)和部分技術(shù)四部分，共12個(gè)文檔，每個(gè)文檔描述了工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全的不同方面。（4）NIST SP 800-53 NIST SP 800-53為聯(lián)邦信息系統(tǒng)和組織推薦的安全控制，標(biāo)準(zhǔn)制定目的是為信息系統(tǒng)選擇和指定安全控制提供指導(dǎo)，以支持聯(lián)邦政府執(zhí)行機(jī)構(gòu)滿足FIPS200的要求——“聯(lián)邦信息和信息系統(tǒng)的最低安全要求”。該指導(dǎo)適用于所有處理、存儲(chǔ)或傳輸聯(lián)邦信息的信息系統(tǒng)的組件。NISTSP 800-53包含管理、操作和技術(shù)3類安全控制措施，為機(jī)構(gòu)實(shí)施信息安全項(xiàng)目提供了基本信息安全控制點(diǎn)。（5）IEEE Std 603-2009 IEEE Std 603-2009核電站安全系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，是IEEE標(biāo)準(zhǔn)603-1980演變而來(lái)。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的功能和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，是一般性質(zhì)，它需要支持包含一般和具體的標(biāo)準(zhǔn)，包括安全系統(tǒng)的要求最小的一組標(biāo)準(zhǔn)。（6）NIST SP 800-82 NIST SP 800-82工業(yè)控制系統(tǒng)（ICS）的安全指南，其目的是為確保工業(yè)控制系統(tǒng)（ICS），包括監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（SCADA）、分布式控制系統(tǒng)（DCS），以及其它系統(tǒng)的控制功能提供指導(dǎo)。文件提供了一個(gè)概述，ICS和典型系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，確定這些系統(tǒng)的典型威脅和脆弱性，并提供建議的安全對(duì)策，以減輕相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)。2 我國(guó)核電信息安全標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)

我國(guó)核安全標(biāo)準(zhǔn)體系總體呈金字塔形結(jié)構(gòu)，參見(jiàn)圖1，依托的國(guó)家法律主要有《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》、《中華人民共和國(guó)放射性污染防治法》等；國(guó)務(wù)院行政法規(guī)為HAF系列，主要有《中華人民共和國(guó)民用核設(shè)施安全監(jiān)督管理?xiàng)l例》HAF001、《中華人民共和國(guó)核材料管制條例》HAF501、《核電廠核事故應(yīng)急管理?xiàng)l例》HAF002、《民用核安全設(shè)備監(jiān)督管理?xiàng)l例 500號(hào)令》等；指導(dǎo)性文件主要是核安全導(dǎo)則HAD，與核電廠數(shù)字儀控系統(tǒng)相關(guān)的有通用系列 HAF003/質(zhì)保類導(dǎo)則、HAD102/01 核電廠設(shè)計(jì)總的安全原則、HAD102/10 核電廠保護(hù)系統(tǒng)及有關(guān)設(shè)備、HAD102/14 核電廠安全有關(guān)儀表和控制系統(tǒng)、HAD102/16 核動(dòng)力廠基于計(jì)算機(jī)的安全重要系統(tǒng)軟件、HAD102/17 核動(dòng)力廠安全評(píng)價(jià)與驗(yàn)證等。

可見(jiàn)，我國(guó)的核安全標(biāo)準(zhǔn)體系是較完善的、結(jié)構(gòu)化的，但是對(duì)核電廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)、數(shù)字儀控系統(tǒng)信息安全并沒(méi)有針對(duì)性的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，國(guó)內(nèi)的核安全標(biāo)準(zhǔn)體系并沒(méi)有與信息安全的標(biāo)準(zhǔn)體系有任何相互交叉。

與之相反的是，美國(guó)的RG 5.71《核設(shè)施的信息安全程序》，雖然只是美國(guó)核管會(huì)提出的核設(shè)施安全導(dǎo)則，卻從術(shù)語(yǔ)、定義開(kāi)始大量繼承了美國(guó)聯(lián)邦法規(guī)中計(jì)算機(jī)系統(tǒng)信息安全的相關(guān)內(nèi)容。因此，可以將RG 5.71視作美國(guó)核管會(huì)根據(jù)聯(lián)邦法規(guī)中對(duì)于計(jì)算機(jī)、通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)保護(hù)的需求，針對(duì)核電廠而制定的法規(guī)。其所有的背景與定義均來(lái)源于聯(lián)邦法規(guī)，如RG 5.71保護(hù)系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)免受信息安全攻擊的需求來(lái)源于聯(lián)邦法規(guī)10CFR 73.54(a)(2)部分；其對(duì)關(guān)鍵信息資產(chǎn)（CDA，critical digital assets）的定義取自聯(lián)邦法規(guī)10 CFR73.54部分等。

現(xiàn)在，我國(guó)工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全正處于起步階段，各主管部門(mén)都在分別編制工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，離標(biāo)準(zhǔn)正式出臺(tái)還有一段時(shí)間，將工控安全與等保、分保等成熟的信息安全體系結(jié)合，并非短時(shí)間內(nèi)可以完成，加之在核電領(lǐng)域，核安全有自身的標(biāo)準(zhǔn)體系，從頂層開(kāi)始全局性地為核電信息安全建立標(biāo)準(zhǔn)體系短時(shí)期內(nèi)不太可行。因此，筆者認(rèn)為先制定一套符合國(guó)情、適合行業(yè)特點(diǎn)的核設(shè)施信息安全程序?qū)t，對(duì)于實(shí)際環(huán)境中最終用戶的信息安全需求以及科研性質(zhì)的核電信息安全研究工作都很有幫助。在這方面，RG 5.71可以說(shuō)是提供了一個(gè)很好的參考，如前文所述，RG 5.71介紹了一個(gè)完整的核設(shè)施的信息安全程序，提供了信息安全計(jì)劃的模板，并根據(jù)NIST SP 800-82、NIST SP800-53提出了核設(shè)施的信息安全控制項(xiàng)，在實(shí)際環(huán)境下，無(wú)論是對(duì)最終用戶還是科研學(xué)者都有很強(qiáng)的指導(dǎo)性與操作性。

RG 5.71作為美國(guó)核管會(huì)的核電安全導(dǎo)則，其實(shí)也和國(guó)內(nèi)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有著一定的同源性。RG 5.71參考了IEEE Std 7-4.3.2-2003《核電廠安全系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)》，而IEEE Standard 7-4.3.2-2003為IEEE Std603.1998《核電廠安全系統(tǒng)準(zhǔn)則》的補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)。在我國(guó)的國(guó)標(biāo)體系中，GB/T 13629-2008《核電廠安全系統(tǒng)中數(shù)字計(jì)算機(jī)的適用準(zhǔn)則》修改采用了IEEE Std 7-4.3.2-2003；GB/T 13284.1-2008《核電廠安全系統(tǒng)第1部分：設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》也修改采用了IEEE Std 603.1998。

國(guó)家能源局已擬將參考RG 5.71的思路給出一個(gè)適合我國(guó)核電行業(yè)現(xiàn)狀的信息安全導(dǎo)則，在這個(gè)過(guò)程中，筆者覺(jué)得有幾點(diǎn)需要注意的地方。

（1）導(dǎo)則的可擴(kuò)展性和可實(shí)施性。RG 5.71作為美國(guó)聯(lián)邦法規(guī)的一個(gè)分支，有很好的可擴(kuò)展性和可實(shí)施性。但若將其引入國(guó)內(nèi)，作為核電廠的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，則無(wú)法充分發(fā)揮這兩點(diǎn)的特性，并且RG 5.71直接引用、參考了美國(guó)聯(lián)邦法規(guī)，我們需要在我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)體系內(nèi)根據(jù)實(shí)際核電行業(yè)工控系統(tǒng)特性重新定義、描述相關(guān)內(nèi)容。（2）導(dǎo)則的適用性。RG 5.71提供了一組安全控制項(xiàng)，這些內(nèi)容都直接或間接參考了NIST SP 800-

53、NIST SP 800-82。NIST SP 800-82對(duì)工業(yè)控制系統(tǒng)信息安全工作有很好的參考意義，其信息安全程序與安全控制項(xiàng)基本適用于國(guó)內(nèi)工控系統(tǒng)現(xiàn)狀。但我國(guó)尚未出臺(tái)直接引用或參考NIST SP 800-82的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)參考RG5.71的適用性評(píng)價(jià)等同于NIST SP 800-82對(duì)我國(guó)工控安全工作的可操作性的間接認(rèn)定。所以，從這個(gè)觀點(diǎn)出發(fā)，我們更需要相對(duì)謹(jǐn)慎地篩選、整理符合我國(guó)核電特點(diǎn)的信息安全程序與安全控制項(xiàng)。3 結(jié)語(yǔ)

國(guó)外核電信息安全標(biāo)準(zhǔn)化道路已經(jīng)走了一段時(shí)間，我國(guó)雖起步較晚，但是也已全方面開(kāi)展了相關(guān)工作。無(wú)論最終是否借鑒RG 5.71的思路建設(shè)國(guó)內(nèi)的核電信息安全標(biāo)準(zhǔn)，核電行業(yè)工業(yè)控制系統(tǒng)的信息安全始終缺乏頂層國(guó)家法規(guī)的支持，真正要規(guī)范核電行業(yè)的信息安全、提出符合國(guó)情的安全政策，還需要整合業(yè)界資源，集思廣益，真正為“核安全”保駕護(hù)航、為“信息安全”添磚加瓦、為我國(guó)的“國(guó)家安全”大策略提供最有力的支持與保證。作者簡(jiǎn)介

謝新勤（1975-），男，現(xiàn)任上海三零衛(wèi)士信息安全有限公司工程安全研究室總監(jiān)。長(zhǎng)年從事信息安全工作，2010年進(jìn)入工控信息安全領(lǐng)域研究，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)如何影響工控信息安全有獨(dú)到的見(jiàn)解。

第五篇：白酒生產(chǎn)工藝

白酒生產(chǎn)工藝

第一章概述

?

一、發(fā)酵機(jī)理

? ?

1、淀粉原料先行水解

? ?〔C6H10O5〕n+nH2O= nC6H12O6

? ?

2、酒精的發(fā)酵

? ?由酵母分解可發(fā)酵性糖產(chǎn)生

? ?C6H12O6=2CH3CH2OH+2CO2↑

? ?

3、有機(jī)酸的形成? ?

4、氨基酸的變化

? ?

5、酯類的形成? ?

6、二氧化碳的形成、二、酒的分類

? ?酒分為四大類

? ?1.發(fā)酵酒

? ?2.蒸餾酒

? ?3.配制酒

? ?4.混合酒

(ò?)、蒸餾酒的定義

? ?定義：將經(jīng)過(guò)發(fā)酵的酒醪(醅)經(jīng)過(guò)一次或多次的蒸餾過(guò)程提取的高酒精含量的飲品。

(?t)、蒸餾酒

? ?(1)白蘭地酒

? ?(2)伏特加酒

? ?(3)郎姆酒

? ?(4)金酒

? ?(5)威士忌酒

? ?(6)中國(guó)白酒

? ?(7)其它：特其拉酒蘋(píng)果白蘭地

1、葡萄白蘭地酒

?

? ?是用新鮮的葡萄汁或葡葡渣經(jīng)發(fā)酵后再將其蒸餾，提取高酒度的酒液，然后經(jīng)過(guò)勾兌、老熟等所處理而制得。產(chǎn)于法國(guó)科涅克地區(qū)的這種酒稱為科涅克酒。

2、谷物蒸餾酒

? ?以谷物為主要原料，經(jīng)發(fā)酵后、蒸餾提高酒精度而得到的含酒精飲品。

?常見(jiàn)的谷物蒸餾酒有：威士忌、俄得克(伏特加)、金酒和中國(guó)白酒。

2.1、威士忌

? ?以大麥、小麥、燕麥、黑麥、玉米為原料，以麥芽為糖化劑，經(jīng)糖化、釀造、蒸餾、貯存而制成的酒。

? ?(1)蘇格蘭威士忌S(COTCHWHlSKY)產(chǎn)于英國(guó)的蘇格蘭地，是世界上銷量最大的威士忌·根據(jù)麥芽汁的特點(diǎn)，把蘇格蘭威忌分為三類:純麥威士忌、勾兌威士忌、谷類威上忌。

? ?(2)愛(ài)爾蘭威士忌(IRlSHWHlSKEY)產(chǎn)于英國(guó)的愛(ài)爾蘭。

? ?(3)加拿大減土忌(CANADIANWHISKEY)。

? ?(4)美國(guó)波本威士忌(AMERICANBOURBON WHISKEY)

2.2、俄得克(伏特加)

?

? ? 以谷物為原料，經(jīng)糖化、發(fā)酵、蒸餾，再經(jīng)活性炭脫臭生產(chǎn)而成的含酒精飲料。

2.3、金酒(杜松子酒)

? ?

? ?以谷物為原料的蒸餾酒為主抖，加入杜松子果實(shí)及其香料再經(jīng)蒸餾而得到的蒸餾酒。

2.4、中國(guó)白酒

? 2.4.1、定義

? ?以淀粉質(zhì)原料或含糖質(zhì)原料，以中國(guó)酒曲為糖化酵劑，經(jīng)固態(tài)或半固態(tài)發(fā)酵，再經(jīng)蒸餾提高酒度而制成的含酒精飲料。

2.4.1、中國(guó)白酒有以下幾種分類方法

?(1)按白酒的香型分

? ?醬香型白酒:以醬香柔潤(rùn)為持點(diǎn)，以茅臺(tái)酒為代表。

? ?濃香型白酒:以濃香甘爽為特點(diǎn)，以滬州老窖和五糧液為代表。? ?米香型白酒:以米香純正為特點(diǎn)，以桂林三花酒為代表。

? ?清香型白酒:以清香純正為特點(diǎn)，以汾酒為代表。

? ?兼香型白酒:以董酒為代表。

?

(2)按生產(chǎn)工藝分

? ?液態(tài)發(fā)酵白酒：豉香玉冰燒酒

? ?固態(tài)發(fā)酵白酒;如：大曲酒

? ?半固態(tài)發(fā)酵白酒：桂林三花酒

? ?固液勾兌白酒：串香白酒

(3)按使用的原料分

?

? ?高粱白酒

? ?玉米白酒

? ?大米白酒

? ?薯干白酒

? ?代糧白酒

(4)按使用的酒曲種類分

? ?大曲白酒

? ?小曲白酒

? ?大小曲混合白酒

? ?麩曲白酒

? ?紅曲白酒

? ?麥曲白酒

3、其他蒸餾酒

?

? ?這類酒是以糧食以外或葡萄以外的植物果實(shí)，莖、根、花或葉釀制成酒，再經(jīng)蒸餾得到的含酒精飲料。

3.1、老姆酒(RUM)

?以甘蔗或糖蜜為原料經(jīng)發(fā)酵、蒸餾、橡木桶貯存生產(chǎn)而成的蒸餾酒。主要生產(chǎn)國(guó)有古巴，牙買(mǎi)加和巴西等。

3.2、蘋(píng)果白蘭地

? ?以蘋(píng)果為原料經(jīng)發(fā)酵后蒸餾而成的含酒精飲料。以法國(guó)諾曼底(NORMANDY)出產(chǎn)的CALVDOS最為著名。

3.3、特奇拉酒(TEQUILA)

?以龍舌蘭(AGAVE)為原料制得的蒸餾酒。原產(chǎn)地在墨西哥。

三、中國(guó)白酒簡(jiǎn)介

?

1、醬香型酒

? ?以高粱為原料、以高溫大曲為糖化發(fā)酵劑、石窖堆料固態(tài)續(xù)糟發(fā)酵、固態(tài)蒸餾生產(chǎn)而成。主體香為4-乙基愈創(chuàng)木酚。

? ?代表酒----茅臺(tái)酒，產(chǎn)于貴州省茅臺(tái)鎮(zhèn)。以高粱為原料，加曲發(fā)酵，發(fā)酵后經(jīng)數(shù)次蒸餾提取的酒液無(wú)色透明。再放人缸中陳化，時(shí)間為3年至數(shù)十年不等。酒味香濃醇厚，酒度53。譽(yù)稱為中國(guó)第一名酒。在國(guó)際市場(chǎng)上的價(jià)格可與法國(guó)干邑白蘭地相比。

2、濃香型酒

? ?以谷物為原料、以高溫大曲為糖化發(fā)酵劑、泥窖固態(tài)續(xù)

?

?

? 糟發(fā)酵、固態(tài)蒸餾生產(chǎn)而成。主體香為己酸乙酯。?代表酒1----瀘洲老窖特曲，以高粱為原料，高溫大曲為糖化發(fā)、酵劑、泥窖固態(tài)續(xù)糟發(fā)酵，經(jīng)多次蒸餾，制得的酒液清亮透明，酒味濃郁香醇，酒度60。蟬聯(lián)五屆全國(guó)名酒。?代表酒2---五糧液，四川省宜賓市產(chǎn)。以高粱。糯米、小麥和玉米為原料，加曲發(fā)酵，采用老窖發(fā)酵的方法，發(fā)酵后也經(jīng)數(shù)次蒸餾。獲取的酒液清澈透明。味道醇厚清夷，酒度為60度。全國(guó)名酒，多次獲金獎(jiǎng)。?代表酒3---劍南春酒，四川省綿竹產(chǎn)。以高粱、大米、糯米、玉米、小麥為原料，加入麥曲發(fā)酵，經(jīng)多次蒸餾。酒液無(wú)色透明，味道芳香濃郁，酒度60，全國(guó)名酒。

3、清香型酒

? ?采用清蒸二次清的工藝，以谷物為原料、以中大曲為糖化發(fā)酵劑、用陶缸固態(tài)發(fā)酵、固態(tài)蒸餾生產(chǎn)而成。主體香是醋酸乙酯和乳酸乙酯。

? ?代表酒---汾酒，山西省汾陽(yáng)產(chǎn)。以高粱為原料，用麥曲加入發(fā)酵，采用數(shù)次蒸餾。所得的酒液清香郁雅，酒度60。為古今名酒。全國(guó)名酒

4、其它香型酒

?兼型代表酒----董酒，產(chǎn)于貴州省遵義。以糯米、高粱為原料，加入大曲和小曲為糖化發(fā)酵劑，采用長(zhǎng)期發(fā)酵法，幾次蒸餾。酒液晶瑩透亮，酒味濃香甘美，酒度60。全國(guó)名酒。

? 江西大曲白酒原屬此類型，后分出為特殊香型，簡(jiǎn)稱特型。特型酒代表---四特酒，全國(guó)優(yōu)質(zhì)酒。

5、米香型酒

?以大米為原料，以小曲(酒藥、酒餅)為糖化發(fā)酵劑，采用半固態(tài)、固態(tài)發(fā)酵，經(jīng)蒸餾而成的白酒。

?代表酒1---桂林三花酒，以大米為原料，以小曲(酒藥)為糖化發(fā)酵劑，采用半固態(tài)先培菌糖化、后發(fā)酵生產(chǎn)工藝發(fā)酵，經(jīng)蒸餾而成，于山洞陳釀生產(chǎn)而成的白酒。全國(guó)優(yōu)質(zhì)酒。

?代表酒2---廣東豉香肉冰燒酒，以大米為原料，以小曲(酒餅)為糖化發(fā)酵劑，采用半固態(tài)邊糖化邊發(fā)酵工藝于埕中發(fā)酵，經(jīng)蒸餾而成30o(V)泡入肥膘肉生產(chǎn)而成的的白酒。全國(guó)優(yōu)質(zhì)酒。