铁路|高铁要配的“超级大脑”有多牛?有了它发车间隔还能大大缩短

中国国家铁路集团有限公司日前颁布《新时代交通强国铁路先行规划纲要》 , 明确提出到2035年 , 率先完成智能化铁路网 , 全国铁路网将达到20万公里左右 , 其中高铁占据7万公里左右;高铁列车将拥有基于北斗卫星导航技术、5G通讯技术的海陆空一体化的“超级大脑” 。
【铁路|高铁要配的“超级大脑”有多牛?有了它发车间隔还能大大缩短】铁路|高铁要配的“超级大脑”有多牛?有了它发车间隔还能大大缩短
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资料图 新华社发(黄博涵 摄)那么 , 高铁列车的“超级大脑”究竟有多聪明?我们约请北京铁路局高级工程师王麟就有关问题做解答 。
问:要保证铁路列车安全运行 , 列车运行间隔控制十分重要 , 那么 , 如今这一点是怎样控制的?
答:无论是普速客货运铁路 , 还是高速铁路 , 一般而言都是铺设两条并行轨道 , 火车左右行车互不干扰 。 那么动辄数百至上千公里的铁路线 , 是如何保证列车运行安全的呢?
我们知道 , 汽车行驶在高速公路上 , 前后两车间距不小于50米 , 才能保证必要的安全 。 我国普速火车一般运行速度为120-160公里/小时 , 高速列车的运行速度是350公里/小时 , 这么快的速度 , 势必对前后两列高速列车的安全间距要求更加严格 。
铁路部门是通过“闭塞分区” , 来给列车划分运行空间的 , 从而为列车运行提供安全保障 。 “闭塞分区”就是通过轨道电路把铁路线路分成若干个长度不等的段落 , 每一段落两端用信号机进行控制 , 并在调度中心的显示屏上显示出来 。 当列车在闭塞分区运行时 , 车辆后端的信号机变红 , 说明这个区间段落有车占用 , 后面的列车就要提高警惕了 , 不能冒进 , 只有运行前方的信号显示绿色 , 才能全速行驶 。
如今 , 无论客货混运铁路 , 还是高速铁路 , 绝大多数采用的都是“自动闭塞系统” 。 值得一提的是 , “自动闭塞分区”一旦划分完毕 , 是不能随便改变的 , 也就是说自动闭塞分区是固定的 , 这和后面讲述的“移动闭塞”完全不同 。
简单来说 , 固定闭塞分区通过轨道电路来划分 , 其工作原理是这样的:当闭塞分区没有列车时 , 电流从轨道电路的正极通过钢轨、轨道继电器到达另一股钢轨电源负极 。 此时继电器中有电流通过 , 衔铁吸起 , 接通绿灯 , 指示区间空闲;当闭塞分区有列车占用时 , 车轮与轨道形成通路 , 电流被车轮短路之后不再给轨道继电器通电 , 衔铁开关落下 , 接通红灯 , 提醒后车该区间已经被占用 。
在普速铁路上 , 司机可以通过观看信号机的信号变化来操控列车 。 到了高铁时代 , 由于列车运行速度很快 , 司机来不及对线路旁的信号做出反应 , 必须采用先进的列车运行控制系统才能保证安全 。 顾名思义 , 列控系统就是确保行车安全的信号系统 , 利用地面提供的线路信息、前车距离和进路状态 , 列控车载设备自动生成列车允许速度的控制模式曲线 , 并实时与列车实际运行速度进行比较 , 一旦发现列车超速就及时进行控制 , 从而保证高铁列车的安全 。 这套系统取消了普速铁路旁边的信号机 , 在轨道中间设置应答器 , 可以实现列车与地面间的数据交换 。
问:据说高铁“超级大脑”可大大缩短前后两车的发车间隔 , 为什么可以做到这一点?
答:固定的自动闭塞通过轨道电路划分区间 , “超级大脑”的关键元器件——无线移动闭塞则是通过无线通信技术划分不固定的移动区间 , 这是二者本质的区别 , 并且移动闭塞对通信技术和定位技术要求更高 。
在传统的固定自动闭塞方式下 , 系统无法知道列车在分区内的具体位置 , 因此列车制动的起点和终点总在某一分区的边界 。 为充分保证安全 , 必须在两列车间增加一个防护区段 , 这使得列车间的安全间隔较大 , 大大降低了线路的使用效率 。


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