×年在旅途，樂在旅途

×——除夕夜活動方案

主題：年在旅途，樂在旅途

時間：除夕夜：時起

人員：列車全體工作人員及旅客代表

地點：主場為餐車，分場為各車廂

CBTC(communicationbasedtraincontrol)技術(shù)為現(xiàn)代軌道交通的列控技術(shù)，能實現(xiàn)連續(xù)的自動列車控制．對于CBTC系統(tǒng)的原理和相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)［1-4］，國內(nèi)外已有諸多的研究，其相比于傳統(tǒng)的基于軌道電路的列控技術(shù)來說，CBTC系統(tǒng)實現(xiàn)了移動閉塞［5-6］，從而達到更優(yōu)的系統(tǒng)表現(xiàn)．同時，也應(yīng)該看到，對于CBTC系統(tǒng)來說，雖然具有諸多優(yōu)點，但也不是萬能系統(tǒng)．在實際應(yīng)用中，考慮到系統(tǒng)故障或線路開通初期不具備CBTC的運行條件，為系統(tǒng)增設(shè)了后備模式［7-8］，提高了CBTC系統(tǒng)的安全可靠性和完整性，確保列車運行高速、高效的同時，實現(xiàn)絕對的安全可靠．對于列控系統(tǒng)來說，追蹤間隔為最重要的性能指標之一．相關(guān)追蹤間隔的算法［9-11］已有諸多研究，文獻［12-15］是對于軌道交通列車保持安全追蹤間隔進行追蹤運行的研究．本文模型基于IEEE的CBTC推薦模型［16-17］，對CBTC系統(tǒng)移動閉塞模式及其后備模式下追蹤間隔這一指標進行算法的研究和仿真．

1CBTC系統(tǒng)概述

1．1CBTC系統(tǒng)的原理CBTC系統(tǒng)為“利用高精度的列車定位(不依賴于軌道電路)，雙向連續(xù)、大容量的車-地數(shù)據(jù)通信，車載、地面的安全功能處理器實現(xiàn)的一種連續(xù)自動列車控制系統(tǒng)”．其利用調(diào)度控制中心控制多個車站控制中心，實現(xiàn)相鄰車站控制中心之間的控制交接．車站控制中心又控制其管轄范圍內(nèi)的多個基站，基站與覆蓋范圍內(nèi)的車載設(shè)備實現(xiàn)實時雙向的通信．列車在管轄區(qū)段內(nèi)時，車載設(shè)備將定位和速度等信息通過無線方式傳輸給基站，基站再傳輸給控制中心，同時車站控制中心通過基站周期地將相關(guān)運行信息發(fā)送給后行列車．列車車載設(shè)備根據(jù)收到的數(shù)據(jù)和前車與本車的運行狀態(tài)(位置、速度、工況)和線路參數(shù)(曲線、坡道)、列車參數(shù)等，采用車載安全計算機計算或地面控制中心計算或同時計算，并根據(jù)故障-安全原則，確定合理的駕駛策略，實現(xiàn)列車高速、平穩(wěn)地以最優(yōu)間隔追蹤運行．基于通信的列控系統(tǒng)原理如圖1所示．

1．2移動閉塞技術(shù)移動閉塞即指列車間的運行間隔由列車在線路上的實際運行位置和運行狀態(tài)決定，前后兩列車之間的最小安全追蹤距離不受固定閉塞分區(qū)的影響，而是動態(tài)變化的，隨前一列車的移動而移動．移動閉塞原理如圖2所示．在CBTC系統(tǒng)中，無線數(shù)據(jù)通信通過可靠的無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)，列車不間斷地將采集到的數(shù)據(jù)(如機車信息、車輛信息、現(xiàn)場狀況和位置信息)發(fā)送給區(qū)域控制器ZC(zonecontroller)．ZC根據(jù)來自列車的信息計算、確定列車的安全行車間隔，并將相關(guān)信息(如現(xiàn)行列車位置、移動授權(quán)等)傳遞給列車，控制列車運行．其中，ZC計算給后行列車的移動授權(quán)(movementauthority)必須大于列車在該位置最不利情況的制動距離．

1．3CBTC系統(tǒng)后備模式CBTC系統(tǒng)實現(xiàn)了移動閉塞制式，為先進的列控模式，但是在通信失效和設(shè)備故障時，為了保證系統(tǒng)的安全可靠性，常考慮使用后備模式來接管控制行車安全．后備模式為CBTC系統(tǒng)的降級備用模式，后備模式的設(shè)置，增加了CBTC系統(tǒng)的安全性、完整性、通用性和靈活性．

1．3．1后備模式的設(shè)置后備模式在下列情況下發(fā)揮作用:(1)移動閉塞系統(tǒng)正式開通前的臨時過渡期間的列車運行;(2)車-地通信單元、中央控制單元等設(shè)備故障，而聯(lián)鎖完好時;(3)非CBTC列車(車載CBTC完全故障的列車或未安裝CBTC的列車，如工程車、不兼容本線信號系統(tǒng)的列車等)進入運營線路運行時;(4)中央ATS(automatictrainsupervision)、車站ATS故障情況下．

1背景分析

鐵路客運作為中國最主要的交通工具之一。2011年全年客運總量為18.62億人次，2012年1月，全國鐵路旅客發(fā)送量16468萬人，同比增加1272萬人。另據(jù)調(diào)查顯示，鐵路旅客乘坐列車平均達到15個小時，每次乘車平均花費2.80小時看移動電視，而且非常愿意觀看，收視率高達81.2%。目前的鐵路列車移動電視，主要是在列車上采用影碟機或者服務(wù)器播放節(jié)目，節(jié)目更新慢。接收電視節(jié)目方面，主要采用直接接收電視臺的信號，收視效果極差，同時也沒有解決隧道屏蔽等問題。同時，現(xiàn)行的移動電視系統(tǒng)存在著播出的節(jié)目無法監(jiān)控，不能及時收看電視臺的新聞節(jié)目，時效性差，缺少技術(shù)發(fā)展和業(yè)務(wù)發(fā)展的前瞻性等缺點。

2設(shè)計方案

2.1設(shè)計目標

（1）根據(jù)系統(tǒng)要求，利用鐵路現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)分層部署服務(wù)站點，設(shè)立中心站點、分站點。

（2）中心站點對接數(shù)字電視運營商的多媒體資源庫，內(nèi)容可管可控；同時，對每輛列車進行使用管理，杜絕其他非在線的用戶加入。

常年處于超負荷運行狀態(tài)下的城市軌道交通，會使其牽引供電系統(tǒng)的保護動作頻發(fā)、供電線路老化加劇、供電安全事故不斷［1］。世界很多大城市已經(jīng)建立了針對城市軌道交通的應(yīng)急救援機制，例如在車站提供了緊急公交車用以疏散大量乘客。但在某些情況下城市軌道交通的供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障，列車只能滯留原處等待救援。本文給出了一種新穎的緊急救援方案：安裝一套車載儲能系統(tǒng)，依靠該系統(tǒng)提供的電能，使城市軌道交通列車在統(tǒng)一指揮下實施自牽引［2－3］，行駛至合適的鄰近車站，而不需要外部救援列車的介入。本方案可以成為城市軌道交通應(yīng)急系統(tǒng)中的一個重要組成部分，可以在第一時間內(nèi)實施有效救援，并可大大提高應(yīng)急救援系統(tǒng)的靈活性。在某些特殊情況下（如短區(qū)域內(nèi)斷電等），仍然可以使城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)保持通暢的運營。

1具有緊急自牽引能力的列車牽引系統(tǒng)架構(gòu)

1．1現(xiàn)有列車牽引電氣系統(tǒng)

以上海軌道交通11號線為例，現(xiàn)有的動車牽引電氣系統(tǒng)示意如圖1所示。圖1中，列車受電弓將1500V架空接觸網(wǎng)高壓直流電引入動車，先后經(jīng)過5個部分———預(yù)充電電路、線路低通濾波器、過壓抑制電路、牽引逆變器和交流牽引電機。其中，牽引逆變器將直流電能變換成交流牽引電機調(diào)速所需的變壓變頻（VariableVoltageVariableFrequency，簡圖1現(xiàn)有城市軌道交通列車牽引電氣系統(tǒng)示意圖為VVVF）三相交流電，而牽引電機將電能與機械能進行相互轉(zhuǎn)化。這兩者是牽引電氣系統(tǒng)的核心。

1．2列車緊急自牽引系統(tǒng)

列車緊急自牽引系統(tǒng)（EmergencySelfTractionSystem，簡為ESTS）的方框圖如圖2所示。圖2中粗線表示功率流，細線表示信號流。ESTS包含能量存儲系統(tǒng)（EnergyStorageSystem，簡為ESS）、接口電路、ESTS控制器和人機界面等部分。其中最為重要的就是車載能量存儲系統(tǒng)。目前，城市軌道交通列車已經(jīng)配置有車載低壓110V蓄電池組，通常為兩組蓄電池，其總?cè)萘考s300Ah。根據(jù)相關(guān)標準要求［5］，蓄電池在列車故障情況下提供緊急照明和緊急通風使用。電池組的功率與能量都比較?。?－7］，不能用于正線列車的自牽引行駛。比較目前技術(shù)成熟且適于列車應(yīng)用的儲能方式，最適宜的依然是蓄電池。常用于列車的蓄電池是鉛酸蓄電池和鎳鎘蓄電池。另外，蘇州星恒電源有限公司設(shè)計的國產(chǎn)磷酸鐵鋰離子電池組已于2010年在南京地鐵列車開始使用，經(jīng)受了列車110V低壓系統(tǒng)兼容性和充放電能力等多方面的考驗，使之替代鎳鎘蓄電池已成為可能。三種蓄電池組的對比見表1。目前，城市軌道交通列車普遍使用的是鎳鎘蓄電池，但是其最明顯的缺點是記憶效應(yīng)和重金屬鎘的污染。從表1的對比中可以看出，鋰離子蓄電池的體積和重量最小，維護工作少，因而是車載儲能器件的最佳選擇。此外，一組鋰離子蓄電池的價格目前約10萬～15萬元，與SAFT等國外知名的鎳鎘蓄電池相比，鋰離子蓄電池組在價格上并無劣勢。在列車實施自行牽引中，牽引逆變器采用ESS供電。110V蓄電池難以提供相應(yīng)功率，通?？梢詫⒍嘟M蓄電池進行串聯(lián)使用。

一、列車座椅人性化設(shè)計相關(guān)因素

在列車內(nèi)部空間環(huán)境設(shè)計中，應(yīng)該實時體現(xiàn)出“人性化”的理念。因此，在我們的設(shè)計過程要不斷的融合人性化元素，為此在整個設(shè)計過程我們需要重點注意以下幾個方面：馬洛斯需求層次論（1）乘客的需求因素。美國著名心理學家馬斯洛（AbrahamMaslow，19081970）建立人本心理學，他在書中提出了需要層次理論，這個理論產(chǎn)生于美國的文化背景之下，主要是以個人主義為核心的價值觀念，提出了人的基本需求是：生理需求，安全需求，歸屬和愛的需求，自尊需求，自我實現(xiàn)的需求，認知（認識和理解）的欲望，審美需求。這些需求構(gòu)成層次結(jié)構(gòu)，滿足前一種才回出現(xiàn)后一種。人類在滿足了最基本的生理需求，安全需求逐漸要向更高級別的心理需求過度，而人性化的設(shè)計就是符合人的這種價值觀需求的。（2）人機工程學因素。人類生活在一個物質(zhì)的環(huán)境之中，我們設(shè)計的物質(zhì)要為人類服務(wù)，在列車內(nèi)部空間設(shè)計中，要通過人機工程學去考慮“人”的要素，提供人體尺寸供設(shè)計參考。通過滿足人的使用方式方法來達到為人服務(wù)的目的。比如：座椅符合人體坐姿尺寸，有效隔離和減緩列車的震動，方便旅客側(cè)身交談和休息等。（3）可靠性因素。可靠性因素包括兩個方面。一個是在一定條件和時間下，列車內(nèi)公共設(shè)施能夠完成其相應(yīng)的功能，不容易出現(xiàn)故障、不會產(chǎn)生危險給人以安全感。另外一點就是環(huán)境中的材質(zhì)選用綠色材料，對乘客身體肌膚沒有不良影響，給人以信賴感。（4）美學因素。美學和人機工程學是兩個完全不同的學科但是在產(chǎn)品的設(shè)計當中又緊密相連。在人的生理需求得到滿足之后，開始逐步追求心理上的愉悅。因此給列車內(nèi)部設(shè)施的造型增加美感，是滿足人的需求從低層級向高層級過度的必須階段。它包括形狀、材料、質(zhì)感、色彩等給人帶來的視覺和觸覺的美感。（5）環(huán)境因素。任何產(chǎn)品都不是獨立存在的，列車內(nèi)部設(shè)施也不例外。它是列車環(huán)境中人和車廂的中介，想要達到人—機—環(huán)境的相互協(xié)調(diào)，就是使乘客—列車內(nèi)部設(shè)施—列車車廂環(huán)境相互協(xié)調(diào)呼應(yīng)。

二、列車內(nèi)部空間人性化

設(shè)計的方式、方法列車內(nèi)部空間設(shè)計是列車設(shè)計過程中的一個重要的環(huán)節(jié)。在這個有限的空間范圍內(nèi)如何能夠做到既滿足各項技術(shù)指標的要求，又能為乘客創(chuàng)造一個舒適的空間環(huán)境，是富于挑戰(zhàn)的設(shè)計環(huán)節(jié)。我們在設(shè)計過程中，以人性化理論為指導，依照馬洛斯的需求層級從低到高逐步滿足乘客的需求。

1.“人性化”在列車空間布局設(shè)計中的應(yīng)用在布局設(shè)計中，充分考慮用戶出行的不同需求。通過調(diào)查我們把乘客大致分為三類，其中60％為商務(wù)原因出行；30％為旅游出行；10％為其他原因。這些乘客出行目的有著明確的不同，為了使他們互不干擾，比如商務(wù)出行的需要學習和寫材料而旅行的需要娛樂等。所以在空間上要重新來劃分。可以設(shè)計一些商務(wù)包間，電話間、兒童空間等。在德國的ICE北歐的極地列車上都有類似的隔斷。此外還要考慮到婦嬰、兒童、老年、殘疾乘客的需求，無障礙設(shè)計也是空間布局中必須考慮到的，它包括走道的寬度適合殘障人士的輪椅，上下車、廁所、座椅、把手、桌子等設(shè)施都要滿足這些生理上弱勢群體的使用。

2.“人性化”在內(nèi)部系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用內(nèi)部系統(tǒng)包括列車內(nèi)部的識別系統(tǒng)和照明系統(tǒng)。經(jīng)調(diào)查有30％左右的乘客是不經(jīng)常乘坐高鐵出行的新用戶。列車識別系統(tǒng)就是將列車內(nèi)部設(shè)施資源整合，采用統(tǒng)一的視覺符號，讓新的乘客快速的接受到信息的傳遞，從而可以快的適應(yīng)乘車環(huán)境。另外列車的照明系統(tǒng)，應(yīng)該遵照節(jié)能環(huán)保的原則。盡量采用車窗采光，使用自然光；室內(nèi)燈光也要模擬自然光，避免強光照射使人刺眼。例如：車頂燈最好采用漫發(fā)射照射到車廂內(nèi)，避免乘客眼鏡直接看到光源；二等座行李架下配閱讀燈，商務(wù)廂可在座椅旁邊設(shè)置閱讀燈等。

利用TDCS平臺擴展站控功能

車站TDCS的主要功能是采集現(xiàn)場動態(tài)信息，并及時傳送到鐵路局調(diào)度指揮中心，為上層TDCS網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，擔當各級調(diào)度人員的“眼睛”；同時接受上層TDCS網(wǎng)絡(luò)下達的各項指令，及時根據(jù)指令完成行車組織工作，如接收3小時階段計劃、調(diào)度命令等。車站行車組織工作由車站值班員負責統(tǒng)一指揮。車站值班員擔負著接發(fā)列車和調(diào)車作業(yè)的安全責任。為保證嚴格按列車運行圖行車，車站值班員在接發(fā)列車時應(yīng)做到“六親自”，即親自辦理閉塞、布置進路、開閉信號、交接憑證、接送列車、指示發(fā)車。車站值班員若指揮錯誤，會導致發(fā)生鐵路交通事故，造成人員傷亡和財產(chǎn)損失。以2009年為例，全路共發(fā)生C類及以上的各類鐵路交通事故299起，其中由于信號人員錯誤辦理進路或與進路有關(guān)的事故計43起，約占15%。因此，利用TDCS平臺擴展站控功能，防止車站值班員錯辦進路，預(yù)防事故的發(fā)生，是非常必要的。這里的站控是指利用TDCS平臺，構(gòu)建一個基于安全警示的車站綜合智能卡控系統(tǒng)。（1）基層站段安全生產(chǎn)的迫切需要。在電氣化鐵路區(qū)段的車站，經(jīng)常發(fā)生電力機車進入無電區(qū)或沒有接觸網(wǎng)線路的事故，在2009年全路運輸系統(tǒng)的37件C類事故中，有7件是電力機車進入無電區(qū)造成的事故。因此，研究利用TDCS平臺設(shè)置防止電力機車錯誤進入無電區(qū)(無網(wǎng)區(qū))的卡控功能非常迫切。（2）設(shè)備保安全的需要。通過對鐵路交通運輸安全風險分析，人機互控確保列車運行安全(雙保險)是發(fā)展的趨勢。目前，動車組具有列車運行控制系統(tǒng)(CTCS)，其他列車一般安裝有列車運行監(jiān)控記錄裝置(LKJ)，調(diào)度指揮系統(tǒng)也日趨完善。因此，充分利用TDCS平臺，在車站層面擴展站控系統(tǒng)功能，形成人機互控是十分必要的。（3）整合系統(tǒng)資源的需要。對于投入大量資金構(gòu)建的TDCS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，應(yīng)充分擴展系統(tǒng)功能，確保鐵路運輸安全，否則是對資源的一種浪費。（1）具備接口條件。TDCS采用了與微機聯(lián)鎖設(shè)備接口的成熟技術(shù)，其硬件接口、軟件接口遵循RS-232/RS-422標準，具有交叉互連的冗余通道，同時TDCS具有很強的兼容性，系統(tǒng)機采集計算機聯(lián)鎖機上的信號、進路、股道占用等信息，并傳送到TDCS中心。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。（2）可靠性、操作性強。在TDCS平臺擴展站控功能后，保持原TDCS的體系結(jié)構(gòu)基本不變、通道不變，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、接口服務(wù)器、通信服務(wù)器、以太網(wǎng)交換機、中心路由器及其他相關(guān)硬件設(shè)備基本不變。（3）安全性高。符合《鐵路技術(shù)管理規(guī)則》的故障導向安全原則，而且系統(tǒng)不具備直接控制聯(lián)鎖、信號等功能，不會對信號、聯(lián)鎖造成任何影響。同時，TDCS是一個閉環(huán)系統(tǒng)，采用閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，整個系統(tǒng)達到“自成體系、安全運行”。（4）考慮前瞻性。在TDCS平臺擴展站控功能時，充分考慮其發(fā)展方向，與發(fā)展CTC調(diào)度集中互不沖突；預(yù)留各種接口，在需要進一步擴展功能時，通過對程序或數(shù)據(jù)庫進行簡單修改，即可達到功能擴展的目的。（5）符合風險預(yù)防的工程物理法。TDCS檢查出風險因素后，向作業(yè)人員報警提示，作業(yè)人員采取安全措施，從而預(yù)防風險事故的發(fā)生。（6）符合鐵路發(fā)展思路。2011年，為拓展TDCS功能，全路專門下發(fā)了運基信號電[2011]1929號電報，要求充分發(fā)揮設(shè)備保安全的作用。

站控功能探討

通過對股道、進路、道岔、信號機、特殊標記的相關(guān)檢查，當發(fā)現(xiàn)排列的列車進路(調(diào)車進路)不滿足《車站行車工作細則》規(guī)定的條件時，系統(tǒng)向車站值班員發(fā)出報警提示，車站值班員采取安全處理措施。（1）防止電力機車錯誤進入無電(無網(wǎng))區(qū)。TDCS的車站系統(tǒng)界面上，增設(shè)無電區(qū)、停電區(qū)標注功能。電力機車采用綠底標記，通過系統(tǒng)檢查，綠底標記的列車進路、調(diào)車進路不能進入標注無電(無網(wǎng))區(qū)線路，否則報警提示車站值班員。（2）防止旅客列車接錯股道。旅客列車應(yīng)接入固定線路，辦理旅客乘降作業(yè)的旅客列車應(yīng)接入靠近站臺的股道，特快旅客列車(動車組)原則上應(yīng)正線通過《(鐵路技術(shù)管理規(guī)程》281條)。當排列的旅客列車進路不符合《車站行車工作細則》規(guī)定的線路時，系統(tǒng)給予報警提示。（3）防止超限列車接錯股道。對于掛有超限貨物車輛的列車，未按規(guī)定接入固定線路時，系統(tǒng)給予報警提示。（4）防止多方向車站錯辦列車方向。系統(tǒng)對出入口接發(fā)列車類型進行檢查，遇列車進路排錯方向時，給出強烈報警提示。（5）防止禁會列車在區(qū)間、站內(nèi)會車。系統(tǒng)通過檢查交會條件，對掛有超限車輛的列車不能同時在站內(nèi)或區(qū)間交會的情況設(shè)置報警提示功能。（6）具備特殊設(shè)備標記功能，對涉及特殊標記的進路給予提示。對9號道岔的側(cè)向位置進行標記，防止旅客列車、掛有跨裝等特殊車輛列車經(jīng)9號道岔側(cè)向通過；對分路不良區(qū)段進行標記，當排列經(jīng)由此進路或列車(車列)經(jīng)過后，給予確認線路空閑的提示；對施工封鎖地段進行標記，防止向封鎖區(qū)間(地段)放行列車；對超限絕緣節(jié)、固定脫軌器、防溜枕木、高站臺、分相絕緣器位置等進行標記，在作業(yè)過程中，提示車站值班員確認是否具備安全條件。單機、軌道車和長期不移動的救援列車，容易發(fā)生列車占用丟失，對此結(jié)合TDCS的車次自動跟蹤和站場表示采集原理，實時監(jiān)測列車車次和占用紅光帶之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，識別異常的列車占用丟失情況，并及時發(fā)出報警提示，調(diào)度員和車站值班員采取必要措施防止列車沖突。在TDCS的車務(wù)終端上，設(shè)置非正常接發(fā)列車程序卡控表，如表1所示。車站值班員在TDCS生成的行車日志中，單擊相應(yīng)的列車車次，界面顯示當前列車車次的非正常接發(fā)列車程序卡控表，車站值班員按程序作業(yè)，如發(fā)生“漏步驟”、“錯步驟”的情況，系統(tǒng)給予報警提示。在站段調(diào)度指揮中心增設(shè)車站服務(wù)器，用于匯總車站的行車日志、調(diào)度命令、速報、站存車和站場表示等，并部署查詢終端，方便站段管理人員從服務(wù)器上調(diào)閱上述相關(guān)信息。在TDCS車務(wù)終端，系統(tǒng)自動檢查列車車次和占用紅光帶的移動，當移動到進站、出站信號機時(可結(jié)合實際設(shè)置)，能夠自動發(fā)出列車到達位置的提示，并通過無線頻率傳送到施工現(xiàn)場的防護人員手持電臺上。在TDCS車務(wù)終端建立技術(shù)規(guī)章電子庫，收集車務(wù)站段所有的規(guī)章文件、各類應(yīng)急預(yù)案，并具備目錄索引功能。

預(yù)計達到的效果

（1）初步建立車站綜合智能卡控系統(tǒng)平臺。實現(xiàn)正常情況下的車站防錯辦、非正常情況下的接發(fā)列車關(guān)鍵卡控功能，逐步建立對現(xiàn)場關(guān)鍵作業(yè)的自動提示防護功能，形成人機互控保安全的局面，提高安全風險控制水平。（2）完善站段安全生產(chǎn)指揮的現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)管理體系。實現(xiàn)信息收集網(wǎng)絡(luò)化、遠程控制、透明指揮功能；實現(xiàn)多崗位互控功能，鐵路局列車調(diào)度員、站段指揮中心、相鄰站崗位可以通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)互控；實現(xiàn)安全管理現(xiàn)代化，站段調(diào)度指揮中心可以檢查各站作業(yè)過程，解決站多、線長、管理難度大等問題。在允許TDCS控制車站信號、聯(lián)鎖功能時，可以實現(xiàn)站段調(diào)度指揮中心能直接控制車站的信號、進路等，給發(fā)展調(diào)度集中提供了新的模式(站段指揮中心集中控制)，并且可以有效彌補目前發(fā)展CTC(調(diào)度集中)存在的進展慢、投資大等問題。

假日列車列車是鐵路適應(yīng)市場需求，充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，精心推向客運市場的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。它以“安全、方便、快捷、優(yōu)質(zhì)”為手段，吸引和穩(wěn)定了鐵路客源，取得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益。為進一步掌握有關(guān)資料，分析假日列車的優(yōu)勢和不足，了解市場潛力，預(yù)測發(fā)展方向，以便向企業(yè)提供決策依據(jù)，寧波北站團委在寧波地區(qū)進行了一次較為廣泛深入的市場調(diào)查。

1假日列車現(xiàn)狀

1．1假日列車開行情況

假日列車由鐵路旅行社負責組織客流，當報名人數(shù)達到400人以上時，便上報杭州鐵路分局開行假日列車。假日列車發(fā)車時間一般是周五18時左右，于周六早上7時左右抵達目的地。鐵路旅行社負責旅客游覽交通、住宿、就餐、門票，聯(lián)系當?shù)貙в?。周日晚餐后，旅客乘原列車于周一早?時返回寧波。

自1997年10月24日至調(diào)查時止，寧波站已開行寧波—南京的假日旅游列車8對。1997年下半年開行3對，輸送旅客1410人，客票收入2817人，客票收入45.4312萬元。旅客中散客與團體比例為1∶4。

1．2旅客對假日列車的評價

摘要：在國家的大力支持下，我國高速列車項目建設(shè)取得了一定的成果，當前依然處于不斷進步的狀態(tài)?；趪H化背景下，為了彰顯國家的科技實力，高速列車的造型設(shè)計十分關(guān)鍵，應(yīng)該融入技術(shù)、文化內(nèi)涵以及美學等諸多方面的元素，才能發(fā)揮出最佳的效果。該文通過闡述高速列車造型設(shè)計和國際化設(shè)計的關(guān)聯(lián)性，說明了國際化背景下我國高速列車造型的設(shè)計方法。此研究以分析國際化背景下我國高速列車造型設(shè)計的方法為目的，從而有效地提升我國高速列車造型設(shè)計的水平。

關(guān)鍵詞：國際化高速列車造型設(shè)計

眾所周知，大部分軌道交通設(shè)施設(shè)計時均以地緣為參考，對于我國開發(fā)研制的高速列車而言，在外觀造型中蘊含著一種文化?；诤褪澜缃榆壍哪康模壳皣鴥?nèi)高速列車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向愈發(fā)趨于國際化。面對全球經(jīng)濟一體化的發(fā)展趨勢，怎樣通過科學設(shè)計高速列車的造型，凸顯出中國的文化內(nèi)涵與技術(shù)實力，對于高速列車的設(shè)計師而言，可謂一大難題。鑒于此，深入探究與分析國際化背景下我國高速列車造型設(shè)計的方法顯得尤為必要，具有重要的研究意義和實踐價值。

1高速列車造型設(shè)計和國際化設(shè)計的關(guān)聯(lián)性

受到日新月異科技進步和全球經(jīng)濟一體化發(fā)展趨勢的影響，不同國家之間頻繁進行訪問與交流，為國際化設(shè)計方法的誕生奠定了基礎(chǔ)。對比從前高速列車常見的地域性設(shè)計方式，國際化設(shè)計擁有更加先進的設(shè)計理念，蘊含了深厚的文化內(nèi)涵，凸顯出一定的開放性。一般來說，在每個時代環(huán)境當中產(chǎn)生的設(shè)計方法存在著很大的差異性。由于以往交通軌道較為閉塞，數(shù)據(jù)信息傳遞與分享嚴重落后，導致很多民族文化元素無法被融入到高速列車的設(shè)計當中。基于國際化背景下，高速列車的造型設(shè)計也應(yīng)該做到與時俱進，需與世界相接軌，引入先進的設(shè)計理念和方法[1]。進行高速列車造型的設(shè)計過程當中，功能和形式之間的協(xié)調(diào)處理十分關(guān)鍵。為了達到這一目的，設(shè)計高速列車外觀造型的時候，不但應(yīng)該符合相關(guān)的機械規(guī)格要求，而且需凸顯出一種文化內(nèi)涵和民族精神，使國家的文化與特色得以彰顯。對于高速列車來說，承擔著不同城市之間運輸?shù)闹匾熑?，其重要性毋庸置疑?；仡櫸覈咚倭熊嚨陌l(fā)展歷程，不難獲知，在發(fā)展初期階段，主要以引進阿爾斯通與龐巴迪等國外產(chǎn)品為主，過于依賴進口，缺少一定的自主創(chuàng)新能力。不過近些年以來，中國高速列車產(chǎn)業(yè)獲得巨大的進步，在創(chuàng)新方面表現(xiàn)突出，目前已具備自主設(shè)計產(chǎn)品的能力，從造型設(shè)計的角度而言，綠車廂早已被棄用，和諧號正在使用，并且正處于500km/h高速列車的實驗當中，以流線型的外觀造型設(shè)計為主，整體的設(shè)計更加簡潔大方，車頭的長度同樣得到加長，不僅帶給全世界高速列車設(shè)計良好的借鑒，而且其中蘊含著我國的文化與民族特色。由此可見，高速列車造型設(shè)計和國際化設(shè)計之間存在著密切的關(guān)聯(lián)[2]。

2國際化背景下我國高速列車造型的設(shè)計方法

為了調(diào)查XQG45-600P機車用于商業(yè)運營是否安全，作者進行了一項關(guān)于鐵路車輛安全問題的研究，并調(diào)查了氫儲存和供應(yīng)的潛在風險。2013年，中國首次推出氫能源調(diào)車機車（ChenW.，2013）。本案例之所以選擇機車，是因為機車的設(shè)計師提供了XQG45-600P的詳細參數(shù)。本案例研究概述了XQG45-600P及其安全性。本章通過風險評估，考察XQG45-600P在防止氫氣爆炸的能力上是否足夠安全。根據(jù)Chen（2013）的研究，調(diào)車機車是用于在編組場調(diào)車。XQG45-600P的框架是基于一種傳統(tǒng)的內(nèi)燃機車（ChenW.，2013）。

1氫能源調(diào)車機車結(jié)構(gòu)

試驗氫能源調(diào)車機車與普通鐵路機車一樣，由機械和電氣兩部分組成。具體組成部分見表1。根據(jù)表1所示，整個系統(tǒng)包括供氫系統(tǒng)（儲氫罐、PEMFC電板、管道）和動力系統(tǒng)（電池組、牽引逆變器、永磁同步電動機）。列車啟動時，9個35MPa碳纖維鋼瓶中的氫通過管道和壓力調(diào)節(jié)閥供給燃料電池氫氣（ChenW.，2013）。質(zhì)子交換膜燃料電池將氫轉(zhuǎn)化為水，產(chǎn)生電能，從而為牽引式逆變器發(fā)電。運行狀態(tài)下的PEMFC和電池組的溫度高達80°C（ChenW.,2013）。牽引逆變器將直流電（DC）轉(zhuǎn)換為三相交流電（AC），以供給牽引電機。該機車的驅(qū)動系統(tǒng)由四個主要的子系統(tǒng)組成，即質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）、冷卻子系統(tǒng)、氫氣瓶列陣和牽引電機，如圖1所示。從圖1可以看出，燃料電池動力調(diào)車機車最大的部件是氫氣瓶列陣。儲氫裝置由9個35兆帕的碳纖維鋼瓶組成，能夠儲存約23千克壓縮氫氣（ChenW.，2013）。Chen（2013）還提到，每個氫氣瓶工作壓力為50MPa。當壓力超過80MPa時，高壓安全閥（HPSV）會釋放氫氣以避免氫氣爆炸（ChenW.，2013）。因此，如果HPSV無法工作，氫氣的超壓可能會導致氫氣瓶破裂，增加氫氣泄漏的可能性。車輛頂部有兩個通風機和一個通風口PEMFC模塊頂部安裝了氫探測器，主要用于檢測機車內(nèi)部的氫氣泄漏。筆者對目前元器件布置的安全性進行了評估，如表2所示。

2氫氣儲存方式與風險

眾所周知，氫可以以不同的方式儲存，如氣態(tài)氫、液氫和金屬氫化物，大多數(shù)氫燃料鐵路車輛使用在儲存在氫氣瓶中的壓縮氫，例如BNSF的燃料電池調(diào)車機車（HessKS,2008）和NE的實驗軌道車（TaketoF,2006）。在XQG45-600P中，35MPa高壓氫氣瓶中有9個安裝在機車本體內(nèi)，氫氣瓶陣列安裝在機車中部。同時，PEMFC、電池組和逆變器安裝在氫氣瓶陣列旁邊。根據(jù)筆者的理解，上述XQG45-600P的布置是為了減小對機車重心的影響。然而，在安全方面，XQG45-600P氫氣瓶陣列布局可能會導致嚴重的事故，這是因為氫氣可能會聚集主隔間等限制區(qū)域，從而增加爆炸的可能，尤其是當泄漏的氫氣接近電氣設(shè)備時。同時，氫氣燃燒會形成向上的火焰，燃燒機車的內(nèi)部設(shè)施，如氫氣瓶列陣上方的通風機或安裝在PEMFC上的鋰離子電池。由于目前氫氣瓶安裝位置在車輛中部，可能會導致發(fā)生這種事故的風險增加。例如，在儲存裝置中，如果氫氣瓶陣列底部氫氣著火，火焰會向上燃燒所有的氫氣瓶。此外，持續(xù)的大火可能會損壞周圍的設(shè)施，比如PEMFC和電池組。由于PEMFC在工作階段需要使用氫來發(fā)電，所以，如果火焰蔓延到PEMFC，可能會導致另一次爆炸或更大的火災(zāi)事故。因此，作者建議采用車頂線性存儲方式，比如使用擺放在車輛頂部的1X9列陣，而不是使用當前XQG45-600P采用的3×3列陣。氫氣瓶的頂部線性儲存是比較理想的，因為它允許泄漏的氫氣向上擴散。此外，沿著車頂線性擺放氫氣瓶可以使脫軌和碰撞等事故造成損害的可能性降到最低（Hess，2010）。XQG45-600P采用35mpa氫氣瓶。如Rodionov（2010）所述，儲氫供應(yīng)系統(tǒng)由氫氣瓶、管道、高壓安全閥（HPSV）、減壓閥和壓力調(diào)節(jié)閥組成。每個組件的功能如表3所示。根據(jù)Kesheng（2014）所說，如果火災(zāi)發(fā)生在氫氣瓶上,熱量會傳到消防設(shè)備，消防設(shè)備會在溫度過高時（600°C）釋放氫氣。Kesheng（2014）提到，如果火災(zāi)發(fā)生在圖2中的紅色區(qū)域，熱量將緩慢傳遞到消防設(shè)備處。在這種情況下，消防設(shè)備可能會達不到足夠的熱量，從而不能及時釋放氫氣。同時，氫燃料箱表面可能因過熱而破裂（800°C）（Kesheng，2014）。泄漏的高壓氫氣和瓶內(nèi)發(fā)生的火災(zāi)會引起嚴重的爆炸（損壞探測面積為30米）。通過對上述對氫氣儲存系統(tǒng)的研究，筆者對儲氫系統(tǒng)的潛在風險評估如表4所示。

3事故分析

摘要對我國現(xiàn)有的北京、上海、廣州的地鐵列車自動運行系統(tǒng)進行分析、比較,并指出了國產(chǎn)化列車自動運行系統(tǒng)的設(shè)計思路。

關(guān)鍵詞地鐵,列車自動控制系統(tǒng),列車自動運行系統(tǒng),國產(chǎn)化

對于城市軌道交通系統(tǒng)高效率、高密度的要求來說,列車自動控制系統(tǒng)(ATC)是必不可少的。其中一個重要的子系統(tǒng)列車自動運行(駕駛)系統(tǒng)(ATO)能模擬有經(jīng)驗的司機完成駕駛列車的任務(wù)。ATO子系統(tǒng)利用地面信息實現(xiàn)對列車牽引、制動的控制,使列車經(jīng)常處于最佳運行狀態(tài),提高乘客的舒適度,提高列車準點率,節(jié)能能源。

許多國家都在研究ATO系統(tǒng),且取得了一定的成績。我國在此項技術(shù)上尚屬空白。本文將對比分析三套ATO系統(tǒng)技術(shù)特點。

1ATC與ATO簡介

ATC是一套以安全和效率為目的、調(diào)節(jié)列車運行間隔的自動控制設(shè)備,通過車載設(shè)備、地面設(shè)備、車站和控制中心組成的控制系統(tǒng)完成列車運行控制。ATC系統(tǒng)包括三個子系統(tǒng):列車自動監(jiān)控系統(tǒng)(ATS),列車自動保護系統(tǒng)(ATP)和列車自動運行系統(tǒng)(ATO)。