基于状态监测的中国高铁列控系统发展展望

蒋敏建 陶汉卿

摘 要：结合中国高铁快速发展的过程，形成适合国情的高铁自主技术体系。本文阐述了高速列车的列控系统的发展及当前典型的CTCS-3列控系统如何指挥行车的过程。针对当前的维护维修策略，提出一种基于状态监测的列控系统发展策略，旨在保障行车安全与提高效率。

关键词：中国高铁;列控系统;状态监测

一、高铁发展概述

我国的高速列车控制技术是在不断学习和借鉴别国经验基础上发展而来的。然后通过不断总结提炼客专工程经验、科研实验，逐渐解决高铁线路建设和技术自主创新。当前，站前和站后技术都实现了创新发展，形成了适合中国国情、路情的高速铁路自主技术体系[1]。

二、高铁列控系统

列控系统作为高速列车的神经中枢，其基本原理为：结合LEU（地面电子单元）和其他设备提供路况、目标列车、列车进路基本信息。由列控车载设备（VOBC）实时更新防护曲线，指导列车运行[2]。如图1的中国列车运行控制系统CTCS-3。

其中主要单元的作用如下：

（1）RBC（无线闭塞中心）：①依据轨道电路、联锁关系自动生成行车许可;②由无线通信方式（CTCS-3采用GSM-R）将行车许可、路况信息等传送给列控车载设备;③车载设备通过无线装置进行信息回传，指导列车运行。

（2）GSM-R核心网（铁路专用全球数字移动通信系统）：①实现车-地信息双向回传;②网络冗余交叉布置，提高通信可靠性[3]。

（3）Balise（应答器）：①固定于钢轨，向移动列车传送位置信息;②向列车发送可变线路参数或车载设备传送线路参数和TSRS（临时限速数据）数据。

（4）VOBC（车载安全计算机）：结合地面传输的信息，由目标-距离控车模式生成控车曲线，指导列车安全行进。

（5）轨道电路：①监测钢轨占用/空闲状态;②传输地对车单向行车信息。

三、基于状态监测的高铁列控系统

（一）智能高铁战略

智能高铁是面向2035年的高速铁路业务集成化运营的分层、分级和一体化协同运作的需求体系。在庞大的铁路系统中机-车-工-电-辆-供6大部分组成，针对电务部分，智能高铁主要具备：自动驾驶、智能控制、智能诊断、智能监控和智能运维5方面的内容[4]。

（二）基于状态监测的高铁列控系统

随着智能高铁战略的实施，传统的维修策略存在过渡维修（浪费）和维修不足（漏修）两种缺陷。状态监测是一种可监测到设备最小可替换单元的技术。故此，在智能高铁的发展过程中，做到将传统的故障修、计划修转变为基于状态监测的状态维护修，如图2所示。当前，各种传感技术和智能化技术方兴未艾，建立基于状态监测的高铁列控系统弥补传统维修维护、维修策略的缺点，对于保障列车行车的RAMS作用重大[5]。

四、结论

本文主要探讨了我国高速列车的发展状况，以CTCS-3中国列车控制系统为例详细阐述了列控系统如何进行信息交互。针对智能高铁发展战略的实施，本文提出基于状态监测的列控系统将对保障列车行车安全及提高效率方面具有重要意义。

参考文献：

[1]荀径，宁滨，郜春海.列车追踪运行仿真系统的研究与实现[J].北京交通大学学报，2019，8（2）：38-41.

[2]唐涛，郜春海，李开成.基于通信的列车运行控制技术发展战略探讨[J].都市快轨交通，2019，2（6）：31-35.

[3]钟章队，刘秋妍.对中国GSM-R发展的研究[J].铁路通信信号工程技术，2006（1）：1-7.

[4]宁滨，郜春海，李开成.中国城市轨道交通全自动运行系统技术及应用[J].北京交通大学学报，2019，43（01）：6-11.

[5]张曙光.CTCS-3级列控系统总体技术方案[M].2008.

基金项目：广西高等学校高水平創新团队及卓越学者计划（2017KY1239）

作者简介：蒋敏建（1987-），男，汉族，广西桂林人，本科，实验师，研究方向：列车运行自动控制。