万吨列车无线通信论文

关键词： 信道 盲区 山区 装置

摘要：文章根据大准铁路开行万吨重载列车的需求，客观分析了该线列尾设备状况，提出了采用400MHZ+400KHZ双信道双向数传列尾的方案。通过试验和多年的运用，证明了该方案可靠方便、节约成本，对同类情况有一定的借鉴作用，同时结合实际运用，提出了部分改进意见与建义。下面是小编整理的《万吨列车无线通信论文(精选3篇)》的文章，希望能够很好的帮助到大家，谢谢大家对小编的支持和鼓励。

万吨列车无线通信论文 篇1：

山区电气化铁路列尾装置的应用

【摘要】本文分析了山区电气化铁路400M列尾信道盲区产生的原因及解决措施，通过试验、上线运用，总结了双信道（400MHz+400KHz）列尾装置，利用高频通信和感应通信互补方式，克服了山区电气化铁路高频弱电场造成列尾信道“盲区”现象，保证了机车与尾部主机之间的可靠通信。

【关键词】列尾装置盲区措施双信道

一、列尾装置及作用

1.1何为列尾装置

列尾装置是列车尾部安全防护装置的简称。列尾装置是用于货物列车取消守车后，综合应用计算机编码、无线遥控、语音合成、计算机处理技术，为保证列车运行安全而设计的安全防护设备，也是重要的铁路行车设备。

1.2列尾装置的作用

使用列尾装置，机车乘务员操作列尾司机控制盒能够及时准确地掌握列车尾部风压；当列车尾部风管因非正常泄露低于规定限值时，该设备可以自动报警；当车辆折角塞门被意外关闭时，机车乘务员可操纵列尾司机控制盒进行尾部排风辅助制动，以防止列车“放”事故；该设备还可兼作列车昼夜尾部标志的功能。

1.3列尾装置是保证列车运行安全的重要行车设备

2011年3月22日，点岱沟车站关闭折角塞门向区间发出列车的铁路交通事故中，列尾装置发挥了设备保安作用，避免了更大事故的发生。（注：2011年3月22日， D162次列车由点岱沟车站7道开车运行至点岱沟车站至龙王渠车站间DZK6+885处时，司机进行试闸，发现不制动，列车速度不降反升。列车速度达到39Km/h时，司机使用列尾装置排风进行制动，14时05分，列车停于DZK6+007处。）

二、大准铁路的线路状况

大准铁路是国家“八五”计划重点建设项目———准格尔项目三大主体工程之一，是神华铁路运输网的重要组成部分，是鄂尔多斯东部地区煤炭外运的主干线。大准线东起山西大同市燕庄站，西至内蒙古鄂尔多斯准格尔旗薛家湾镇点岱沟站，全长264.467公里。全线处于内蒙古高原与黄土高原交界地带，地形地貌复杂，有长大隧道26处，大型桥梁35座，自西向东重载列车开行方向有坡度为13‰的长大上坡道，最小曲线半径为400米，具有山区电气化铁路的明显特点，无线通信弱场区占线路总长的40%左右。

三、山区电气化铁路400M列尾信道传输盲区产生的原因

四、解决弱场问题的主要措施

列尾信息传输的主要任务是完成列车首尾间的数据通信，对于平原开阔地段基本上能满足通信，但在山区复杂线路就存在较多盲区，可通率明显降低，国内目前解决列尾装置弱场问题大多采了以下几种方式：（1）地面中继方式。通过无线列调漏缆、区间中继器、互控台等进行转发。此方式虽不增加列尾设备投资，但列尾首尾间的通信依赖大量无线列调地面中继设备，与无线列调同频工作，相互干扰较大，使用效果并不理想。区间机车联控好时，列尾却未必畅通，时常出现途中通不上，按故障要令，但入段后检测是列尾指标都正常。所以列尾通信质量好坏，有一半取决与小三角通信的质量。（2）中继列尾方式。如现大秦线和南昆线，在列车中间部位加装列尾装置中继器，列尾中继方式是根据线路状况和列车长短，出发前，在列尾中部增挂中继列尾设备。此种方式无论是采用450MHz或800MHz频段，对山区线路列尾通信质量的改善，不同的线路效果不一样，不同的车列效果不一样，尾部信息的返回率约80%～90%。配置时需增加约一倍的作业人员，摘挂作业很不方便。（3）双信道（400MHz+400KHz）方式。如宝成线的宝广段、襄渝线、成昆线中段、神朔线等。

五、双信道列尾装置保证了大准线山区电气化铁路机车与尾部之间的信息传递的可靠通信

5.1信息传递的可靠性

利用高频通信和感应通信互补方式，克服了山区电气化铁路高频弱电场造成列尾信道“盲区”现象，保证了货物列车的安全运行。通过双信道、双收双发、双向数传方式实现了机车与尾部通信。

400KHz信道将感应信号通过接触网导线传送到目的地（尾部主机），信号传递不受山区、隧道的影响，只要有接触网的地方就有可能接收到信息，一般传输距离在3至7公里，中间不需要对信号进行中继放大的优点来填补400M易受山区、隧道等地理环境等影响传输距离的缺点，利用400M电台是视距传播辐射，平原地区传输效果好、抗干扰能力强、电路集成度高设备运行稳定的优点，来弥补400K在大站场内接触网分流使信号减弱、易受到其它用电器的电磁干扰的缺点，形成优缺互补格局，实现了机车与尾部主机之间的可靠通信。

5.2双信道列尾装置主要功能

（1）采用了“双向数传”技术。即机车与列尾主机之间的双方向通信全部使用数字编码，从而缩短了占用列车无线调度通信设备信道的时间，减少了列尾装置与列车无线调度通信设备之间的相互影响。（2）列尾主机和司机控制盒配合具有列尾作业“黑匣子”数据记录功能，在配套设备的支持下，可再现列尾作业全过程；（3）列尾主机传感器故障告警；（4）列尾主机“零风压”报警，用于提示列车分离（车钩脱、断）等原因引起的列车制动骤然断开的不安全状况；（5）列尾主机抗震动瞬间断电保护，在电池瞬间断开时不消除“一对一”关系；（6）列尾主机运行中电池欠压报警；（7）司机控制盒数码显示机车号、风压、电池容量、设备状态；（8）实现双信道的双收双发功能，解决了某一信道故障后，另一信道仍能保证列尾装置正常工作。（9）数传+语音调制方式，以数字显示和语音提示互补方式反馈列尾信息，弥补了因信噪比不足影响误码问题，使列尾信息能及时反馈给司机。

5.3双信道列尾装置组成

由固定在机车司机控制室的司机控制盒和安装在列车尾部的列尾主机及其附属设备组成。

5.4双信道列尾装置主机结构

双信道列尾主机由主控板、闪光板、电磁阀、传感器、400M电台、400MU型天线、400K感应电台、400K环形天线、风管及接头、7.2V/10Ah的专用数字锂电池组、底座等构成，各部分之间是通过机壳、支架、电源接触板以及排线等方式进行机械与电气上的连接，主控板是主机的核心分。

5.6双信道（450M+400K）列尾装置试验

随着大秦线万吨列车的开行，大准铁路及时进行了万吨站扩能改造，线桥隧改造加固，牵引变电所增容改造，机车同步牵引实验等一系列工作，列尾信息传递（可通率）能否满足要求是试验的一项重要内容。

5.6.1静态试验

2006年2月10日在点岱沟车站进行，在前后距离1550米，列尾主机在列车尾钩正常连挂，重联机车均升弓，劈相器和鼓风机均打开，本务端操作司机控制盒查询尾部风压，记录尾部风压返回情况，通过20次尾部风压查询，返回19次数字信号和1次模拟语音信号，信号传输可通率95%。

5.6.2动态试验

2006年3月25日、26日，3月29、30日和4月26日、29日，先后进行了万吨列车的牵引试验。按每分钟查询一次，进出站各一次，隧道和弯道等重点区段多试的原则进行列尾动态试验。首次试验效果并不理想，隧道和弯道近30%不通；在燕庄站发车时，400K返回语音断续；400M因与国铁无线列调同频受干扰较大造成解码低。返回后，对机车电台、列尾电台与控制板接口指标重新进行了测试调整，如调制频偏和SP接收等。解决上述问题后，在第二次试验中，上行共查391次，返回387次，可通率达99%（其中有5次虽然没解码，但模拟语音清晰）；下行单400KHz信道，除在北黄土沟站过分相处（后查属高频过相装置故障）、黄河大桥、燕庄车站（两侧股道有列车通过时）共有三次例外，其它每次查询都能及时返回信息并解码，可通率也达99%，双信道可通率也超过99%，仅2次语音断续未听清。5月18日、20、23、27日，有进行了四次添乘试验，进一步检验信息传输的可通率和设备的稳定性，除2次中途出现电池欠压报警（在前方站更换电池后恢复正常）外，其它区段均畅通。

5.7双信道列尾装置故障排查内容

日常工作中要加强列尾装置隐患排查力度，确保设备安全、可靠运行。排查内容如下：（1）列尾主机电池电压及容量是否在标准范围值内，与主机接触是否良好。（2）列尾主机天线发射（接收）场强是否良好，各部件连接是否紧固，外观状态有无损坏、异常现象。（3）列尾主机输入机车号是否正确，是否有两台以上列尾主机输入了同一机车号码。（4）列车更换本务机车后，列尾主机原有的机车号码是否消号成功。（5）列尾主机号码是被本列本务机车确认，还是被非本务机车抢走。（6）列尾司机控制盒确认主机是否正确。（7）无线列调电台和列尾确认仪是否存在常发射与同频干扰问题。（8）换挂、重联机车司机消号、确认时机、风压及按键间隔时间操作是否标准。（9）列尾机车设备的号码与机车本身的号码是否一致。（10）是否有多台机车在同一站场同时进行消号、确认操作。（11）故障发生地区场强环境是否满足列尾信号传输条件。（12）周边地区是否存在较强或不定时的信号干扰源。（13）列尾主机在检测台上检测的各项数据是否正常，检测结论是否合格。（14）查看列尾主机“黑匣子”运行数据。（15）查看列尾司机控制盒“黑匣子”运行数据。

5.8双信道列尾装置运行结论

从2006年至今，经过多年时间上线运用证明，双信道列尾装置采用400MHz+ 400KHz双重场强覆盖，双信道互补，场强覆盖率达到95%以上，解决了山区电气化区段弱场区的通信问题，在不增加设备、不改变列尾作业程序和作业量的情况下，充分发挥了列尾装置在山区电气铁路的保安作用。

六、开行2万吨列车列尾装置展望

做为连接巴准、准池线的大准铁路，要更好地发挥枢纽通道的作用，适应前方通道（朔黄铁路）对货物运输能力的需求，仅仅依靠开行万吨列车，是不可能完成的。

目前大准铁路采用重联线方式传输解决机车同步操纵问题，此技术仅适合于单元万吨列车开行。若开行两万吨列车，必须解决机车无线同步操纵技术。我国曾采用传统机车车辆制动机成功开行过万吨列车和2万t列车。大秦线开行的2万t货物列车，在车辆采用120型空气制动机技术的基础上，机车采用了美国GE公司的空气制动同步操作Locotrol技术。

现大秦线正在使用的是北京中铁公司研发的一种可控列尾装置，其基本功能是：当司机操纵列车空气制动装置对列车进行制动减速时，可控列尾装置根据来自LKJ的列车管减压量信息，由列尾控制盒生成控制指令，通过GSM-R网络及LOCOTROL地面应用节点（AN）、控制列尾主机在列车尾部对列车管同步减压。当减压量达到给定值时，停止减压。

随着新技术的采用与科学技术的不断发展，将来的列尾装置将是向着体积小、重量轻、操作简便、功能更齐全、稳定性和可靠性高等方向发展，为重载2万吨列车的正常开行提供更有效、更安全保证，发挥着更重要的做用。

参考文献

[1]曲星照，苟天戈.列尾装置与列尾作业员[M].北京：中国铁道出版社，2007.9

[2]耿志修.大秦铁路重载运输技术[M].北京：中国铁道出版社，2009.3

作者：杨海云

万吨列车无线通信论文 篇2：

列尾装置在大准重载铁路线的开通与应用

摘要：文章根据大准铁路开行万吨重载列车的需求，客观分析了该线列尾设备状况，提出了采用400MHZ+400KHZ双信道双向数传列尾的方案。通过试验和多年的运用，证明了该方案可靠方便、节约成本，对同类情况有一定的借鉴作用，同时结合实际运用，提出了部分改进意见与建义。

关键词：列尾装置；感应通信；盲区；电磁波；蓄电池

1　概况

大准铁路东起大同燕庄站，西至内蒙古准格尔旗薛家湾镇，全长264公里单线电气化铁路。该线地形地貌复杂、弯道多，从点岱沟至二道河段隧道密集。因此，在20世纪90年代初期建线时，无线列调系统选用了400kHZ感应通信制式，2000年后相继配备了单信道400kHZ列尾装置（2000型单向数传），当时为节约成本，在机车上列尾不单设电台，与无线列调机车电台共用同一电台。

随着运输任务的不断增加，大准线既有运输能力已远远不能满足煤炭外运任务的要求，而重载铁路运输因其运能大、效率高、运输成本低而受到世界各国铁路的广泛重视，得到迅速发展，大准铁路为了提高运输能力，也开始着手策划万吨重载列车的开行工作，并于2004年开始对既有线进行了扩能改造，2006年3月份，扩能改造基本完成后，标志着我国又一条重载铁路诞生了，开始了组织对万吨重载列车的牵引试验，与此同时，为了保障行车安全、通信畅通，对通信专业提出了较高的要求，尤其是对列尾装置提出了更高、更严的要求，即列尾信息的传递能否满足要求也成为试验的一项重要内容。

列尾装置的全称是列车尾部安全防护装置，其主要功能有反馈列车尾风压、尾部排风辅助列车制动、及时发现丢车和列车中间折角塞门关闭等。由于重载万吨列车全长大约在1500米左右，传输距离远，是一般列车的2倍，同时电力机车牵引电流大，干扰也大，还可能存在其它许多不确定因素，所以面临我们的问题是列尾装置能否满足重载万吨列车的需求，这就必须进行大量的分析与试验。

2　设备现状与任务需求

第一，既有列尾装置为400kHZ单信道列尾，从司机控制盒→列尾主机采用数字传输模式，从列尾主机→司机控制盒采用模拟传输模式，其可通率在95%以上。在当时能满足使用需求，但对开行万吨重载列车来说，能否满足需求还是未知。

第二，原列尾在功能设计上存在不足。该机型不具备黑匣子数据记录功能，不能还原操作过程；电池与列尾主机触点存在瞬间掉电自动消号的现象；尾部反馈模拟语音，占用信道时间长，与车机联控产生同频干扰。

3　对列尾设备要求

第一，需要采用双向数传列尾，以减少对无线列调的干扰，同时缩短占用信道时间；全线可通率不得低于95%，复杂地段不允许出现盲区。

第二，需要具备列尾“黑匣子”数据记录功能，以便事后进行数据分析。

第三，列尾司机控制盒要有语音和数字显示双重提示，乘务员在查询风压失败时，控制盒应具有自动重发功能，以减少司机的工作量。

第四，主机须增加瞬间掉电保护功能，在电池瞬间断开时不消除“一对一”关系。

4　方案选定

大准线地形复杂，山区隧道多，造成无线信号传输盲区多，要想在既有的条件下满足生产运输需求，首先必须确定无线信号使用哪种传输方式，其次是设备的选型。为此我进行了大量的资料查阅与实地调研，我们认为400MHz+400KHz双信道方式发挥了两个信道各自的特点，做到优势互补，能有效克服弱场区，列车首尾信息传输实时性强、可靠性高，具体分析如下：

4.1　400KHZ感应通信的优缺点

优点：（1）场强分布是沿感应线（波导线）作链条状分布，因此它几乎不受环境中地形、地貌的影响；（2）设备简单，工程总体造价低廉，在我国电气化铁路利用接触网导线做感应线时，工程总造价每公里约为一万元；（3）使用简便，维修难度小。维修人员不需作长时间的专门培训；

（4）使用频率对外影响小，申请批准比较容易。

缺点（主要是以接触网做为波导线时）：

（1）主要是频率低，易受到其他电磁干扰。我们在大秦线了解到，德国西门子公生产的电力机车上就不能使用400K感应通信，由于机车自身产生相当大的电磁干扰，导致400K信道内杂音大、无法传输信息。接触网本身自带强电磁场，利用接触网传送信息不确定性较大，如机车受电弓与接触网接触和断开时将产生很强的电磁场、机车在行走时受电弓与接触网瞬间跳跃式接触产生电磁场、大功率用电器产生的电磁场等均会对400K感应通信产生干扰；（2）易受同频干扰。有部分民航也使用400KHZ传输信息，将会产生同频干扰，在大准线天成站附近就有一个航空用导航站，有时偶尔对无线列调、列尾装置产生干扰，好再这种干扰发生的很少；（3）在没有接触网的股道造成盲区，需单独架设波导线，投入成本大、施工和维护量大；（4）股道多的大站在远离天线的股道上信号弱（一般是隔七、八股道时信号开始衰减严重），由于接触网分流作用，一般在站内每跨越一股道，信号衰减大约10dB左右，使得信号减弱；（5）传输距离有限。400K信号在接触网波导线上每传输1公里，衰减3dB-4dB左右，一般电台天线感应到接触网上的信号强度在70dB左右，而接收时最低信号强度要求在30dB左右，理想状态能传输10公里，但接触网本身属于带电体，电磁干扰大，再加接触网供电臂分相，实际传输距离只能达到3～7公里左右。

4.2　400M信道传输优缺点

优点：400M无线通信是电磁波通过直接辐射，即空间传播，将信息传到对方。主要适用于近距离、地形宽阔、平原地带。由于400M频率高，所以不易受到其它用电器、电磁场的干扰，抗干扰能力强。

缺点：受地形地貌限制多，山区、隧道内信号衰减大。

在2002年底，为了提高运输效率，大准线货物运输列车能直接进行入大同国铁线路，当时已将无线列调全部更换为400MHz+400KHz双信道传输设备，在这次列尾方案实施中，列尾电台与无线列调机车电台仍然共用，能充分利用既有资源，减少了设备的重复购置与设备的维护量。不足之处是列尾与无线列调相互干扰、抢占信道，但在大准线目前是单线，车流量相对国铁来说较少，完全能满足实际需求。

综合以上情况，利用400KHz信道将感应信号通过接触网导线传送到目的地，不受山区、隧道的影响，只要有接触网的地方就有可能接收到信息，一般传输距离在3～7公里，中间不需要对信号进行中继放大的优点来填补400M易受山区、隧道等地理环境等影响传输距离的缺点，利用400M电台是视距传播辐射，平原地区传输效果好、抗干扰能力强、电路集成度高设备运行稳定的优点，来弥补400K在大站场内接触网分流使信号减弱、易受到其它用电器的电磁干扰的缺点，形成优缺互补格局，充分利用各自的优点实现列尾装置全程覆盖，最后确定先采用400M+400K双信道双向数传列尾进行试验，如果能够满足95%以上可通率要求，将是较经济和理想的方案。

经过市场调研，与国内相关列尾装置生产厂家进行咨询，我们最终选定西安铁路科学研究所生产的2002型双信道（400K+400M）双向数传列尾装置进行试验。

5　试验情况

5.1　试验内容

试验内容主要有：（1）可通率；（2）“黑匣子”数据的存储下载显示打印等功能；（3）主机瞬间掉电保护功能。

5.2　试验步骤

先进行静态试验。前后距离1550米，主机在列车尾钩正常连挂，牵引机车升弓，本务端操作司机控制盒查询尾部风压，记录尾部信息返回情况。待站内信号返回正常后再做上线动态牵引试验。

5.3　静态试验

在点岱沟车站进行的静态试表明：（1）使用400KHZ单信道列尾可通率不足80%，不能满足万吨列车发车要求。原因分析为股道多造成分流严重，尾部400KHZ电台发射场强不够；（2）400MHZ与列调同频干扰较大；（3）对“黑匣子”数据记录功能试验；（4）司机控制盒库内检测试验；（5）主机消号和掉电保护功能试验。

5.4　动态试验

按照进出站和站内各一次，隧道和弯道等重点区段多试的原则进行列尾动态试验，其可通率均达到95%以上。

5.5　试验分析

双信道双向数传列尾可通率达95%，完全满足《维规》要求的90%以上的标准。与既有国铁重载列车相比，采用400K+400M双信道双向数传列车尾部装置，在列车的中间不需要加装中继器，节省设备的投入，同时也节约人力资源，不足之处是重量要稍微大一些，一般一台列尾主机大约在七八千克左右。

6　开通运用情况

2006年3月29日10：00，大准线首列万吨重载列车从点岱沟车站开出，5月17日20：10，湖东—点岱沟的首趟120节列车正式开行。经过这几年的使用和多次添乘检查，以及对周边铁路列尾装置运用的了解与比较，采用400K+400M双信道双向数传列车尾部装置，可通率高且不需要加装中继器。

6.1　运行中列尾主机蓄电池电量不足

2006年大准线开行万吨重载列车时，列尾主机电池采用12V 7AH铅酸电池，其低温特性不良，温度在零下20℃左右，电池处于不工作状态，在北方地区冬季，经常发生列尾主机电量不足现象，影响行车，对于通信维护单位来说是一项最大的困扰。为此，在2008年开始通过调研以及查阅相关资料、实地试验等，主要是容量加大、改变电池型号与类型等比选试验。我们与电池厂共同对三种列尾蓄电池进行低温（-20℃、-30℃）试验，三种蓄电池分别为铅酸7000mAH和8500mAH蓄电池、镍镉5500mAH蓄电池、镍氢6000mAH蓄电池。由于大准线目前使的列尾主机在工作时电流一般在3A左右，故这次试验放电电流选为2.75A，列尾主机在蓄电池电压低于12V时，开始报警（电量不足报警）。现将具体试验结果汇总如下：

6.1.1　-20℃试验

在常温下分别对上述四块电池进行充电，充足后在-20℃冷冻箱内静置6小时开始放电（放电时温度一直保持-20℃），放电电流均为2.75A，放电截止电压10.5V。

第一，7000mAH铅酸蓄电池放电0.5分钟后电压降至12V以下，放电量24.7mAH，放电至10.5时共耗时50.8分钟，放电总量为2328.4mAH，放电率33.3%。

第二，8500mAH铅酸蓄电池放电0.5分钟后电压降至12V以下，放电量26.6mAH，放电至10.5V时共耗时82.1分钟，放电总量为3762.8mAH，放电率44.3%。

第三，5500mAH镍镉蓄电池放电3分钟后电压降至12V以下，放电量139.3mAH，放电至10.5时共耗时88.6分钟，放电总量为4060.7mAH，放电率73.8%。

第四，6000mAH镍氢蓄电池放电57分钟后电压降至12V以下，放电量2619.2mAH，放电至10.5时共耗时98.8分钟，放电总量为4532.9mAH，放电率75.5%。

6.1.2　-30℃试验

在常温下仍对上述四块电池进行充电，充足后在-30℃冷冻箱内静置5小时开始放电（放电时温度一直保持-30℃），放电电流均为2.75A，放电截止电压10.5V。

第一，7000mAH铅酸蓄电池放电0.5分钟后电压降至12V以下，放电量24.2mAH，放电至10.5时共耗时35.8分钟，放电总量为1643.0mAH，放电率23.5%。

第二，8500mAH铅酸蓄电池放电0.5分钟后电压降至12V以下，放电量26.0mAH，放电至10.5V时共耗时60.9分钟，放电总量为2794.2mAH，放电率32.9%。

第三，5500mAH镍镉蓄电池放电2.5分钟后电压降至12V以下，放电量116.1mAH，放电至10.5时共耗时79.7分钟，放电总量为3655.7mAH，放电率66.5%。

第四，6000mAH镍氢蓄电池放电5分钟后电压降至12V以下，放电量235.3mAH，放电至10.5时共耗时95.4分钟，放电总量为4379.7mAH，放电率73%。

6.1.3　价格

镍氢充电器7500元/台，原酸充电器5800元/台；镍氢蓄电池1100元/块（使用寿命与质保期为1年），铅酸蓄电池540元/块（使用寿命与质保期0.5年）。

通过试验数据比较，目前6000mAH镍氢蓄电池较其它效果好，在冬季可减少列尾在中途电量不足现象发生。大准线现使用铅酸蓄电池容量为7000mAH，经与厂家联系协商，镍氢蓄电池容量也能做到7000mHA，不足之处是镍氢蓄电池经过-30℃、-20℃、+20℃、+35℃、+40℃放电试验时，发现镍氢蓄电池充满电时端电压偏高，只有在-20℃时电压低于13.8V，其它几次试验中充满电时蓄电池端电压均为14V以上，可能影响列尾主机正常工作，经与列尾主机生产厂家分析，其最高耐压约18V。针对这种情况，我们先购买少量镍氢蓄电池和相应充电器，在丰镇电厂、岱海电厂、准能电厂运煤专列上进行小范围试运行。经过一段时间运行后，设备正常、稳定，在2008年冬季开始大量购入镍氢电池，并投入使用，至此大大减少了列车运行中途由于低温而电量不足现象的发生。

6.2　机壳、环天线损坏严重

机壳采用铝质材料，环天线最外保护层采用硬塑料，受碰撞后均易破碎或开裂，尤其是冬季气温低，更是雪上加霜。在当时，我们提出改变材质或通过改变外形设计是否可行，从此开始，这个项目也成为了我们与生产厂家共同研究与探讨的一个课题，与此同时，为了不影响行车，我们只能是加强维护和管理。一直到2010年，通过改变材质，这个课题才得以解决，采用从美国进口的一种塑料，据说是制造头盔使用的原材料，用此做机壳，在2011年冬季开始少量投入到大准线做强度试验，经过一个冬季到现在，该种材料制做的机壳还未出现破裂现象，在采用铝质材料时，平均每天有3至5台列尾主机机壳损坏。我们与生产厂家计划从今年开始，逐步对所有列尾主机的机壳、环天线保护层进行更新，同时随着电子产品的更新换代，目前，各生产厂家的列尾装置也进行了相应的升级，将列尾蓄电池改为7.2V低温锂电，体积较原列尾装置小、重量也轻，电路集成度高，我们计划在今年对列尾装置全部进行更新。

近几年来，列尾装置在安全方面发挥了重要做用。其中在去年从点岱沟站发出万吨重列至龙王渠站，当时机后8位车辆折角塞门关闭，途经千分之十二下波道，司机进行制动时发现制动不良，立即利用列尾装置进行辅助制动，列车才得以平稳进站，否则后果不勘设想。在前几年，还有列车在运行中途，及时发现区间丢车，避免了事故的发生，在车站发车时，利用列尾装置发现过好多次折角塞门关闭事故，为保证重载列车行车安全发挥了重大作用。

7　列尾装置前景

我国列尾装置在取消货物列车守车时才列入研究计划内，大约在2000年左右开始小范围的使用，在近几年得到了快速的发展。刚起步时是采用单信道（400K或400M），从机车电台到列尾装置用数字信号传输指令，从列尾装置至机车电台用模拟信号反馈信息。在2005年左右开始采用双向数传方式传输信息，即机车电台→列尾装置、列尾装置→机车电台指令与信息传输均采用数字传输，大大提高了传输速度与可靠性。在近几来，北京中铁又研发出一种可控列尾装置，现大秦线正在使用。

最后我相信，随着新技术的采用与科学技术的不断发展，将来的列尾装置将是向着体积小、重量轻、操作简便、功能更齐全、稳定性和可靠性高等方向发展，为重载万吨列车的正常开行提供更有效的安全保证，发挥着更重要的做用。与此同时，对于我作为一名生产一线的员工，不断学习、积极参与，通过理论结合实践，愿为列尾装置的技术改进做出贡献。

参考文献

[1]　列车尾部安全防护装置系统的原理与应用[S]．

[2]　400K感应通信原理与应用．

（责任编辑：周加转）

作者：吴学科

万吨列车无线通信论文 篇3：

高速列车为什么能跑起来？

高速列车为什么能跑起来，而且高速安全平稳运行呢？其实道理和汽车运行是一样的，汽车要跑得快，不仅取决于车的性能，还要有平顺、畅通的道路，平顺就是要有高等级的公路，畅通要靠有效的交通指挥和疏导。良好的线路条件、性能优越的动车组、先进的列车运行控制系统，构成了高速列车为什么能跑起来的三大基本要素。

要使高速列车跑起来，首先要有良好的线路条件。没有好路，车再好也跑不起来。

那么什么是好路呢？对高速铁路而言，线路应尽可能取直，减少弯道，尤其要避免小弯道；要力求平顺，不能起起伏伏上下颠簸；要坚实稳固，铁路建成后必须控制沉降，不能出现不均匀沉降。同时，为了满足列车高速平稳运行，提高旅客乘坐舒适度，高速铁路采用无缝线路、高速可动心道岔；为减少会车时的气流冲击，两条平行线路之间的距离更宽，隧道横断面面积更大。TB10020-2009《高速铁路设计规范（试行）》对我国高速铁路线路设计的具体指标作出了明确规定，我国300公里/小时等级的高速铁路的线路平面最小曲线半径7000米，单洞双线隧道洞断面有效面积为100平方米。同时，运营过程中建立了完整的检测监控、养护维修体系，以确保高速铁路基础设施始终处于良好的“健康”状态。

要使高速列车跑起来，必须有性能优越的动车组。有了好路，如果没有好车，一切都无从谈起。车的性能如何，直接关系到高速列车能否跑起来。

高速动车组必须跑得快、跑得稳、跑得好。跑得快是指动车组要有强大的牵引动力，有足够大的比功率（单位重量功率）牵引列车高速运行，如8辆编组的CRH3型动车组牵引功率就达8800千瓦，而普通客车编组一般16辆，牵引机车SS9型牵引功率仅为4800千瓦；跑得稳就是说列车运行要平稳，尤其在高速运行时不能降低乘坐舒适度；跑得好讲的是各种零部件的可靠性要高，不能因有局部缺陷影响动车组安全运行。高速动车组采用外形美观的流线型、气密性好的轻量化铝合金车体、高速高性能转向架、大功率交流传动牵引、微机控制的电空联合制动、分布式列车网络控制系统等先进技术。空调采暖功能完善、座席等设施布置合理，车内通风良好，为旅客造就舒适温暖的乘车环境。

要使高速列车跑起来，还得有先进的列车运行控制系统。有了好路、好车，怎么让高速列车安全、平稳、高速运行呢？这就需要有高速铁路列车运行控制系统。

列车运行控制系统是高速铁路的中枢，对安全性、自动化程度和行车指挥效率要求很高。列车运行控制过程由地面指挥系统发布路况信息，车载设备接受信息并通过车载计算机信息处理形成控车指令，列车按指令行车并实时反馈车的状态信息。我国建立了CTCS-2级和CTCS-3级高速铁路列车运行控制系统，采用目标距离连续速度曲线模式控制列车安全运行，以保证列车安全追踪间隔、实现超速防护、提高运输效率。车地之间通过轨道电路、应答器和GSM-R无线通信传递信息。

能力强大的牵引供电

高速铁路牵引供电系统负责将电能从国家电网安全可靠地输送到动车组上，为动车组高速运行持续提供强大的电能。主要由牵引变电所、接触网、数据采集与监视控制系统（SCADA）三大部分组成。

高速铁路电能从哪里来？

高速铁路动车组牵引功率大、列车追踪时间间隔短、发车频次高，因此也是名符其实的用电大户。

巨大的电能从何而来？高速动车组所需电能来源于发电厂（火电厂、水电厂、核电站等），其发出的电能经输电线输送到铁路牵引供电系统的专用牵引变电所，经降压变压器转换为单相交流25千伏电压，通过接触网输送到高速动车组。

铁路牵引变电所如何保证可靠供电？

为保证牵引变电所可靠供电，从电网取得的两路可靠高压电源，一路运行，一路备用；牵引变电所内设两台相同容量的牵引变压器，一台运行，一台备用，其中任何一台出现故障，则自动切换到另一台；采用高可靠、少维护的气体绝缘开关设备（GIS）；当一座牵引变电所整体退出运行时，可由相邻牵引变电所替代它实现越区供电，牵引供电系统实际上是多重保险，确保高速动车组持续供电。

如何实现供电设施的远程监测及控制管理？

每个铁路局都设有调度所，在调度所内通过铁路供电数据采集与监视控制系统（SCADA）实现对铁路沿线各变配电所等供电设施的远程监测和控制管理，实时掌握设备运行状态，SCADA是保证高速铁路牵引供电系统安全、可靠、高效运行的重要装备。

高速运行的动车组是如何可靠获得电能的？

一般固定的设备相对于供电线路是静止不动的。而高速铁路却恰恰相反，用电设备（高速动车组）相对于供电线路（接触网）是高速运动的。通过高速列车顶部设置的受电弓与接触网密贴接触，才能保证电能持续安全可靠地传递给高速动车组。

城市有轨电车的动力电一般为直流电，电压等级一般为750伏。而高速铁路的动力电为交流电，电压等级为25千伏。

在高速运行状态下，如何保证高质量的滑动受流呢？ 提高接触线的张力是改善弓网受流质量的主要措施，高速铁路接触导线张力一般在25千牛以上（是普通铁路的两倍还多），即在接触导线两端施加大于2.5吨重量，以使接触导线更平直。我国高速铁路采用国产的高强度且高导电率的铜合金接触导线。

高速铁路的接触网主要由哪些设备组成呢？

高速铁路接触网主要由支柱、支撑装置、接触导线、承力索、吊弦等组成。在动车组速度大于250公里/小时时，为保证动车组受电弓与接触导线始终保持密贴滑动接触，接触导线悬挂点高度的设计坡度为零，悬挂方式采用弹性链形悬挂，这样的结构设置使得接触网的弹性不均匀度小，接触网与受电弓的接触更为平顺、光滑、密贴。

接触网安装要求非常精细，每米接触导线展放后的平直度，只允许有0.1毫米的高差，像一根发丝那么细。接触导线的磨耗使用寿命达到200万弓架次，接触网系统寿命达到30 年。

先进可靠的列车运行控制

高速列车运行控制系统是由哪些设备组成的？

列车运行控制系统（简称列控系统）是对列车运行实现自动监控的系统，是保障高速铁路运营安全、提高运营效率的核心技术装备，是高速铁路的中枢神经。

列控系统包括地面设备、车载设备、信号数据传输网络和车—地信息传输设备。

地面设备提供线路参数、目标距离和进路状态。车载设备生成目标距离控制模式曲线，并通过驾驶室内的人机界面为司机提供目标速度、当前速度、最高允许速度、距前方停车点距离等信息，满足高速运行所需的控车要求。

信号数据传输网路实现地面设备间的数据信息交互。车—地信息传输设备完成地面设备和车载设备的信息交互。

我国高速铁路列车运行控制系统有什么特点？

我国高速铁路与国外高速铁路相比显著的特点是网络化运营，而且网络规模大。基于国情，我国高速铁路列控系统设计按照全国一张网原则规划，大量采用高新技术，它具有传输信息量大、速度实时监控和设备制动优先、车载信号作为行车凭证（许可）、列控系统向下兼容等特点，是世界上最先进的高速铁路列车运行控制系统之一。

●特点一：车载信号作为行车凭证（许可）“红灯停、绿灯行”是传统意义的信号系统，司机以地面信号的显示作为行车凭证控制列车运行，但随着列车速度的提高，地面信号作为行车凭证已不能满足高速运行列车控制的需要。因为信号机正常情况下显示距离不小于1000米。在列车时速低时，制动距离短，司机可以保障列车运行安全；当列车速度达到200公里/小时及以上时， 列车运行1000米时间仅需18秒甚至更少，导致司机辨认信号的时间大大缩短，在这种工作条件下，若依靠司机辨认地面信号机的显示来驾驶高速列车，一旦出现紧急情况，司机无法及时控制列车停车而危及行车安全。为保证列车提速后的行车安全，车载信号逐渐发展成为列车控制依据，以车载信号为行车依据已成为铁路信号现代化的主要标志。我国高速铁路列控系统就是用车载速度信号取代传统的色灯信号作为行车凭证，并通过安装在司机室的人机界面指导司机行车。

列控车载设备人机界面显示的内容主要有：目标距离、当前速度、允许速度、控车信息、控车模式等。

●特点二：列控系统传递信息量大，传输实时性要求高CTCS-3级列控系统基于GSM-R实现大容量的连续双向车—地信息传输，地面设备可以为列车提供运行前方目标距离、线路允许速度等信息，满足高速运行所需的控车要求。地面信号设备可以将列车速度、位置、列车状态、行车许可、列车长度等有关运营管理信息显示给相关人员。

信息传递主要是通过无线通信GSM-R系统，另外，通过轨道电路和应答器还可为列车提供前方空闲闭塞分区数量、线路坡度、速度、列车定位等信息。

●特点三：速度实时监控和设备制动优先我国高速铁路列车运行控制系统具有智能化特点，其车载设备具备速度实时监控和设备制动控制功能，若列车超速，可根据超速情况分别自动采取报警、常用制动、紧急制动等措施控制列车速度。车载设备采用目标距离连续速度控制、设备制动优先的方式控制列车安全运行。

●特点四：列控系统向下兼容我国铁路列控系统以分级的原则来满足不同线路不同列车的运营要求，按照系统条件和功能，已投入运营的列控系统（CTCS）划分为4级（0、1、2、3），同条线路上可以实现多种应用级别，较高级别的设备可向下兼容，允许列车按较低级别运行。

我国高速铁路列控系统主要采用具有超速防护功能的CTCS-2级和CTCS-3级。

CTCS-2级是基于轨道电路和点式应答器由地向车单向传输控制车速信息，列控设备生成行车许可，监控列车运行，适用于速度200公里/小时提速改造的既有线和最高运行速度200～250公里/小时的新建高速铁路。CTCS-3级是基于无线通信（GSM-R）系统双向传递信息并通过轨道电路实现列车占用线路检查的列控系统，适用于列车最高运行速度250～350公里/小时的高速铁路。CTCS-3级兼容CTCS-2级功能。

怎样保证车—地信息可靠传输？

车—地信息可靠传输是调度系统和列控系统正常工作的重要保障。与指挥和控制列车有关的高速铁路调度通信和列车运行控制系统的车—地信息传输主要通过无线通信GSM-R系统、轨道电路和应答器来实现。

高速铁路调度通信包括有线调度（数字调度通信系统）和无线调度（GSM-R系统）两部分。数字调度通信系统通过与GSM-R系统互连，实现有线无线调度一体化，系统的关键设备冗余配置，保证调度中心调度员与车站值班员、列车司机之间调度命令的畅通。

采用CTCS-3级列控系统的高速铁路区段，GSM-R无线通信网络还承担着列车控制信息双向传输的任务。为了保证列控数据和调度命令的可靠传送，GSM-R无线通信网络采用单网交织的冗余覆盖方案，当任何一座无线基站出现故障时，由相邻基站承担该基站区域的无线场强覆盖，从而保证车—地信息可靠传输。

除了无线传输方式以外，车—地信息的传输设备还包括轨道电路和应答器。地面轨道电路实现列车占用检查和传递前方线路空闲状态信息，车载设备接收地面轨道电路的信息后可得知本车和前方列车的相对位置，如下图所示，后行列车相对前方列车有8个分区为空闲状态。

应答器主要传输地面线路信息，包括线路允许速度、线路坡度、桥梁、隧道、公里标、车站名及其他控车用的特殊信息。为保证信息的可靠传输，轨道电路、应答器和列控车载设备均采用冗余配置。

如何实现高速列车安全运行？

与驾驶汽车类似，如何控制列车的运行方向、运行速度和运行间隔，避免事故的发生呢？汽车是靠人来判断和控制，而高速列车是通过列控系统及联锁系统以技术手段自动实现这些功能。

列控系统车载设备对地面设备提供的控车信息进行分析处理后，自动生成一条从列车当前位置至目标停车处的列车速度监控曲线和相应的控车语音提示，并通过人机界面显示列车运行速度、允许速度、目标速度和目标距离等信息，指导司机行车。司机按人机界面显示的行车许可驾驶列车，并将列车运行速度控制在列车运行允许速度以下。同时，列车运行控制系统对列车实际运行速度、运行间隔等进行实时监控，自动判断高速列车是否按照速度监控曲线运行，如列车超速或出现异常情况，列控车载设备将自动采取制动措施，迫使高速运行中的列车减速或停车，以确保行车安全。

庞大的高速铁路网，如何实现集中指挥和管理？

我国高速铁路通过网络化管理，已经实现了远程调度集中指挥。新型调度集中系统综合了计算机、网络通信和现代控制技术，是一种高度自动化调度指挥系统和新型的行车指挥和信号控制设备。调度集中设备对管辖范围内的列车进行直接指挥和管理，具备远程或本地列车进路及调车进路控制、列车自动报点、运行图编制、运行图自动调整和临时限速设置等行车指挥功能，满足行车运营秩序、运行正点的要求。调度员从铁路局调度所下达行车指挥命令，经车站联锁系统、列控系统共同完成进路的设定，实现列车运行安全防护和集中指挥。同时，应用调度集中系统，指挥和协调线路、牵引供电、高速动车组、通信信号、旅客服务等各个专业部门严格执行运输计划；另一方面可以通过它不断地实时收集调度指挥所需要的各种信息，监视高速动车组列车运营情况，及时调整和修正运输计划。

2013年12月8日，2014年铁路春运售票工作的大幕正式拉开。2014年春运自1月16日起至2月24日止，为期40天。

春运加开临客的互联网、电话订票预售期提前为25天。从总体上讲，2014年铁路春运火车票的预售期与日常火车票的预售期相同。其中，图定旅客列车互联网、电话订票预售期为20天，即2013年12月28日发售2014年1月16日（春运第一天）车票；车站窗口、代售点、自动售票机预售期为18天，即2013年12月30日发售2014年1月16日车票。

提醒广大旅客，春运期间加开临客的预售期进一步提前。其中，互联网、电话订票预售期为25天，即2013年12月23日发售2014年1月16日车票；车站窗口、代售点、自动售票机预售期为23天，即2013年12月25日发售2014年1月16日车票。

2013年12月1日11时26分，从天津西站开来的首趟G420/421次列车，飞驰过95分钟前刚开通运营的津秦高铁，稳稳停靠在秦皇岛站。以最短“火车时间”抵达该站的旅客下车后，这趟列车搭载着前往沈阳方向的旅客，在10分钟后首次实现了由海河之滨到山海关外的跨越。

位于中国“雄鸡”版图“咽喉”位置的津秦高铁，全长287公里、设计时速350公里，全线设9座车站，跨越天津市与河北省的14个区县，不仅使天津至秦皇岛间的最快火车旅行时间缩短了一半，还北接京哈铁路、哈大高铁，西接京津城际铁路，南接京沪高铁，将东北、华北、华东地区的快速客运通道连接成网。开通初期，津秦高铁的运营时速为300公里，安排开行5对G字头动车组，往返在天津至唐山、秦皇岛、沈阳、长春、哈尔滨、大连等城市之间。

从2013年12月28日零时起，上海铁路局开始实施新的列车运行图，首次开行上海虹桥至哈尔滨西、长春、沈阳北、大连北、深圳北等多趟高铁、动车组列车，这也意味着长三角高铁列车首次直达东三省。

为配合津秦等高铁开通运营，新列车运行图在上海虹桥至哈尔滨西、长春、沈阳北、大连北间和宁波至沈阳北间以及上海虹桥、南京南、杭州东、温州南至深圳北间首次开行多趟直通高铁、动车组列车。

新列车运行图还增开了上海虹桥至哈尔滨西等方向30对直通动车组列车，其中上海虹桥至哈尔滨西、长春、沈阳北、大连北间和宁波至沈阳北间首次开行 “G”字头动车组列车，上海虹桥、南京南、杭州东、温州南至深圳北间首次开行 “D”字头动车组列车。

自2013年11月30日起，“支付宝”账户支付服务功能在中国铁路客户服务中心12306网站上线试运行。旅客登录12306网站购买火车票时，除了可选择工商银行、农业银行、中国银行、建设银行、招商银行、银联、中铁银通卡外，还可使用这一新增的支付方式。其中，选择“支付宝”支付时，只需在支付方式一栏点击 “支付宝”付款，并输入“支付宝”账户名和支付密码，就可以通过“支付宝”支付票款。

通过“支付宝”购买火车票的旅客，在办理改签或退票时，未取票的可通过12306网站或到车站窗口办理改签或退票手续；已取票的则需到车站窗口办理改签或退票手续。车票的退款将实时返回旅客购票时所使用的“支付宝”账户，不退现金。同时，“支付宝”会通过95188信息台将退款确认短信发送到旅客手机上。

北京局提前受理务工团体票用户

为方便务工人员购票乘车，北京铁路局自2013年12月8日起提前启动了2014年春运务工人员团体往返票办理工作。

北京局采取积极措施，简化手续。一是提前发售，在春运所有售票工作中最先安排发售务工人员团体票，把春运期间所有加开临客的票额，全部优先用于务工人员办理团体往返票。二是降低门槛，除了用工企业外，所有务工人员只要凑够5人，都可以自行组团办理务工人员团体票。如果错过了集中办理时间，从2013年12月23日起可通过电话、互联网直接订购春运期间务工人员车票；12月25日起，用工企业和自组团仍可持乘车人二代身份证原件到车站专口直接购买务工人员车票。凡发售的务工人员团体票票面均打印“团”字，如需退票，必须在开车前48小时以上办理退票手续。

作者：《中国高速铁路》编委会