高速铁路鹰潭段移动通信信号覆盖优化初探与实践

关键词： 覆盖 优化 移动 网络

高速铁路鹰潭段移动通信信号覆盖优化初探与实践（精选8篇）

篇1：高速铁路鹰潭段移动通信信号覆盖优化初探与实践

7.4 法国高速铁路专用通信系统 法国高速铁路专用通信系统主要包括：

(1)区段数据通信

高速铁路设有综合调度中心，在车站信号室内有调度集中分机，在工务、电务、机务、水电维修部门也设有分机或控制终端，在各牵引变电所—分区亭设有电力遥控终端。他们之间通过主干传输系统提供数字通道互联，形成专用通信。

上述调度系统专用的数据通信再加上传统的调度电话业务和图像业务综合成区段通信。高速铁路区段通信采用现代数据通信技术(如IP技术、VPN技术等)，实现多媒体业务无疑是最佳选择。

(2)区间通信(区间光环用户环路)高速铁路站间距一般可达20～70km，区间通信更为必要，主要包括：

①车站信号室间、车站信号室与区间信号室间或区间信号室间列控安全数据传输；

②区段联锁系统主站与相邻从站或区间渡线控制点间的安全数据传输；

③天气、地震、线路安全监测站与车站终端的数据传输；

④列车轴温监测站数据传输；

⑤电力遥控终端数据传输；

⑥区间公务人员及应急抢险通信；

⑦常设线路监视系统及救灾监视用图像传输；

⑧通信、信号维护用通信通道等。

采用光纤用户环路再配合光纤/射频传输系统，可以很好地解决区间通信的问题。(3)高速列车无线数据通信

实现高速列车与地面的无线数据传输将有利于高速铁路的行车安全、运输管理、旅客服务。可能的业务有：

①文本方式的调度命令；

②车次号、列车速度，列车位置核查；

③列车运行时的安全状态；

④车辆维修信息；

⑤旅客服务信息等。

(4)专用基础网络

近年开发了信号专用光纤网，把联锁和列控系统、列控系统各信号室设备之间、联锁系统主站与分站间、以及CTC各系统之间用网络联系起来，称为CTC—LAN、EL—LAN和ATC—LAN。

TGV大西洋线、TGV东南线和法国其他高速线所用的传输媒体几乎相同，现描述如下。7.4.1 干线通信电缆

法国高速铁路干线电缆采用综合光缆结构，内含4根单模光纤，42个对称四芯组（0.8mm铜线），分布在6个芯线束中，每个芯线束中含有7个四芯组，其结构如图2—7—15。

〖ＴＰＴＩＥＴ２７１５，＋５３ｍｍ。１１１ｍｍ，ＢＰ，ＤＹ＃〗图2—7—15 TGV大西洋通信电缆断面图(1)单模光纤

单模光纤供多路复用系统使用，利用4根单模光纤中的2根，开通专门设计的140Mbit/s1920路TN4数字系统；４根光纤被放置在6个螺槽塑料芯的4个之中，槽内填有以硅为基材的凝胶，以便防潮。每根光纤至少比槽长3‰，以便光纤插入后有允许的铺设余量，即光缆可以在此6 ０00N大的拉力下对光纤不会有任何损害。

(2)对称四芯组

星形四芯组中除部分高频四芯组外，其余大部分均进行加感，大约每隔1 500m左右加入88mH的加感线圈，介于轻加感与重加感之间，用来改善音频线的传输电气特性。为了保证音频电话质量，TGV大西洋线平均35km设置一个音频放大（增音）中心，其位置放在路旁的继电器箱内，全线共设有6个放大中心。对称四芯组的缆芯为直径0.8mm的铜线，每个四芯组有两个50nF/km的电容电路。导线用两层塑料绝缘，一层为蜂窝状聚乙烯，另一层是高密度聚乙烯薄层，铜导线周围用硅脂胶环绕，以防潮气侵入电缆后使电路特性改变。电缆还用粘在大于1.5mm厚的聚乙烯护套上的薄铝带（铝+聚乙烯）保护，以防潮气进入。(3)再生中继

在路旁信号箱或中间联锁装置处，设有再生中继，再生中继之间的最大距离为27km（直线上可更长一些），在巴黎至图尔间共有12个再生中继，装备有供解调和音频转换的设施。(4)热轴探测器系统

这是一个自动红外线测温网，法国TGV高速铁路在沿线每25km设测轴温的检测点，列车通过检测点时能自动地探查轴温情况，采集的数据经地面信道传送给中心由计算机集中处理；它除了起到发生事故的热轴探测器作用外，该系统还能实时向维修部门提供非常有用的关于轴箱温度发生不正常改变的预防性数据。

有关通信电缆电路配置示于图2—7—16。

7.4.2 运输调度通信

运输调度电话采用共线方式（Party line），即在一个区段内所有电话机均并联在运输调度专用电路上，采用威斯坦码以1 024Hz音频进行呼叫。威斯坦码的组合码相当于一组三脉冲群，脉冲群的总数为常数，其分布则可选择所需的电话（如图2—7—17所示）。

此种电话系统与我国过去的音频选号调度或各站选号电话系统相类似，通常称之为集中选择联结方式，用于中央调度台和线路台之间的呼叫，个别呼叫、群呼叫（同时呼叫所有接入的台站）是通过中央调度台来实现的。线路台向中央调度台的呼叫是口头进行的（摘下话筒，压下话筒交流发生器踏板，〖ＴＰＴＩＥＴ２７１６，＋７５ｍｍ。１２２ｍｍ，Ｘ，ＢＰ，ＤＹ＃〗图2—7—16 TGV大西洋线通信电缆电路配置图即可与中央调度台联系）。每位处理此类通信的调度员（或助理调度员）均有一个供发送呼叫用的12个键的十进制键盘，每个线路台由一个两位数字码来辨别，呼叫指示器装在键盘上，当发送装置失灵时，可使用备用呼叫装置，还可使用程控电话或无线调度电话。

除运输调度通信外，还有牵引告警通信和维护通信，它们都是含有中央调度台的发送呼叫装置，总是由铁路沿线的电话机直接到中央调度台，采用四线方式来实现告警和维护通信。

〖ＴＰＴＩＥＴ２７１７，＋７０ｍｍ。１２２ｍｍ，ＢＰ＃〗图2—7—17 威斯坦码组合图解 7.4.3 无线通信系统

(1)TGV东南线的无线通信系统

地面与列车的无线通信，用来供司机与调度员之间的联络、无线告警和紧急制动的告警识别信号使用。通过无线告警设备可向列车进行呼叫，并发出告警信号，直至司机开始动作为止；紧急制动的告警识别信号能自动地发出司机出现疏忽的信号。

上述3种通信均由同一条话路进行传输，通过这条话路将中央调度台和沿线各固定（基站）台联结起来；各固定台承担每个无线区域的无线发送和接收，每个固定台均有二位数字呼叫编码；光学控制板（也称为备用的T.C.O，全称为法文Tablean de cantrole optigue），用来检查地面与列车相对应的无线区段电路是否工作正常。地面与列车无线电路的信号被捕捉后，就启动磁带记录器，以记录当时的通话。其原理示于图２—7—18。

①中央调度台进行呼叫

〖ＴＰＴＩＥＴ２７１８，＋５５ｍｍ。９６ｍｍ，Ｘ，ＢＰ＃〗图2—7—18 列车无线通信原理图 根据与有线调度通信相似的威斯坦联合码原理，使用1 024Hz音频传送呼叫。此时，调度员（或助理调度员）使用12个键的十进制键盘拨无线区域号码来发出呼叫。同样，调度员通过动作相应的按钮来捕捉来自区段的呼叫。②沿线台呼叫中央调度台

除了与发出呼叫区域有关的信号灯（设置在备用板上）显示“亮灯”以外，无线通信呼叫的接收和有线调度通信方式相同；固定台的辨别和所接收的呼叫类型，即无线电话呼叫、无线告警呼叫或紧急制动的告警呼叫，都是通过频率信号区分的。

沿线固定台在电路上能发送：

ａ.无线电话呼叫频率F1（低频480Hz、1 380Hz）； ｂ.无线告警呼叫频率F2（高频1 440Hz、2 340Hz）；

ｃ.紧急制动告警信号频率F1+F2。

F1和F2频率在各个台之间是不同的，以使中央调度台能识别它们。

③调度室与固定台的持续联系

只要中央调度台在地面与列车无线信道上发送1 960Hz的频率信号，固定台的无线设备就一直在工作（保持双向联系）。最终由调度员决定何时把已建立的联系中断。有关运输调度员操作台如图2—7—19所示。

有关调度分机（沿线固定台）控制台示于图２—7—20。

④试验检测装置〖ＴＰＴＩＥＴ２７１９，＋８７ｍｍ。１００ｍｍ，ＢＰ，ＤＹ＃〗图2—7—19 运输调度员操作台简图 位于备用光学控制板上的按钮可使调度员（或助理调度员、操作者）检验固定台、中央调度台的地面和列车上的无线设备，并检测铁路沿线通信设备的工作是否正常。

检验过程如下：

a.调度员按下所需要的固定台检验按钮；

b.用6条有线成对电路发送试验的威斯坦联合码；

c.固定台通过发送以下信号进行回答：

在接收线对上，发送2 280Hz的频率信号；

在6条有线电路的信号线对上，发送F1和F2特定频率信号。(2)TGV大西洋线的无线通信系统

与TGV东南线一样，TGV大西洋线的无线系统也采用400MHz（450/470MHz）系列，有以下一些区别：

a.与东南高速线相比较，由于强化了计算机的应用，使容纳供操作（调度）人员操作的设备空间可以更小。

b.调度室已重新设计，加设了多个视频显示器，当数据经由传输系统（从地面向列车）发送时，各车载移动装置是由它们在显示屏上的号码来识别的。c.调度中心与司机间的通信，地面至列车的无线系统均增加了数据传输功能设计，以便在同一个数据载波设备上，灵活使用压扩时分多路复用方式，可同时发送数据和话音。d.扩大了数据传输的应用范围，数传设备也具备了适应多种业务应用的需求，从列车准备工作的遥控、存储和远程写入，到传递监视主要列车部件的实时系统。e.增加了旅客电话新设备。

f.保留了线路修建时的施工无线通信系统；新设大西洋线15km隧道LCX（漏泄同轴）和宽带中继器等。

①地面至列车的无线通信

〖ＴＰＴＩＥＴ２７２０，＋６２ｍｍ。９７ｍｍ，ＢＰ，ＤＹ＃〗图2—7—20 调度分机控制台简图 TGV大西洋线地面与列车的无线通信网示于图2—7—21。

〖ＴＰＴＩＥＴ２７２１，＋６４ｍｍ。７０ｍｍ，ＢＰ＃〗图2—7—21 地面与列车无线通信（含数据传输）系统示意图此外，新建大西洋线施工现场装有无线通信链路，它是一个在高处装设的中继系统，在线路主要部分竣工后，现场继续保留该无线系统，用它作为备用和维修手段。

TGV大西洋的移动台通过快速有效的网络，联结到车载计算机系统，路旁电台与本区域内的TGV列车相互联系，并与车上移动无线台对话；联结地面各无线电台和职能中心（车站、车间等）为多点结构，用专用通信接口实现用户之间的对话。有关通信接口示于图2—7—22。

〖ＴＰＴＩＥＴ２７２２，＋４４ｍｍ。６９ｍｍ，ＢＰ＃〗图2—7—22 通信接口示意图由图可见，主要通信接口有： a.司机用的通信接口；

b.列车乘务员用的通信接口； c.供运营和维修人员用的通信接口；

d.旅客通信接口：这个接口是独特的，它主要由设在每个车辆上（在车辆的联结走廊中，外面两个和里面一个）的列车到达指示器所组成，其液晶显示器可示出：列车的车次号和列车名称、车辆的编号、终到站、中途停站名等；

列车乘务员也可用联结走廊的显示器传送100个字符以内的任何类型的信息。

此外，还有告警信号也通过此接口，如果旅客在列车编组任何地方告警，司机室内就有告警音响，并在司机控制台显示车辆号码；也给整个列车触发一种音响信号，以通知列车员，并在每节车辆的设备上显示出告警车辆的编号。安装在车辆设备架中的电子盒能被激活（activated），以取代列车广播系统。

②旅客无线通信

在TGV大西洋线，旅客可以经过名为Radiocom2000的公用蜂窝式无线网，与公用电话网上的24对用户通电话，这是法铁充分利用国家既有通信资源，使铁路无线专用网与国家无线公用网相兼容所取得的成果。

③强化了原TGV东南线的无线通话功能

在TGV东南线，无论何时设在信号箱内或车站上的固定无线通信站、列车无线台及手提式无线通信设备之间，利用基地无线通信站的转播功能均可以通话；TGV大西洋线除保留此功能外，在设备小型化、轻量化以及功能方面都有加强和改善。7.4.4 车载通信网

TGV高速列车上有一个完善的内部通信网，列车上的所有计算机和数字处理器，都经由它收集和交换数据。车载大约39个处理机的数据流，则以同步方式有序地传送。该车载内部通信网具有以下特点：

(1)精确的定时控制

由统一的计算机来负责处理数据内部交换的定时控制，并且以数据包的形式有序地送至网内的各装置。(2)环形结构

为了防止网路上设备发生故障，或传递信息的链路出现中断或短路，以确保网络的可靠性而采用了环形结构，一旦出现故障，此种环形结构可重新组合成有双向收、发的总线；这和法国TGV高速铁路沿线电缆系统配置所采用的结构一致。

(3)网络具有可扩充性

TGV大西洋列车组单个或成对编组运用。当两个列车组挂接在一起时，它可以打开每个列车组上两个独立的网路，并把它们联结在一起，以构成单一的车载网路。(4)采用了HDB3传输码型

为防止铁路环境的电磁干扰和振动影响，TGV大西洋采用了高密度双极性3码型。理论分析表明，该码型是一种窄频谱线码，能量相对比较集中，定时提取也十分方便，具有较好的抗干扰性能。(5)采用大规模集成电路

为保障设备重量轻、体积小和耗电省，采用了大规模集成电路，选用的是HCMOS（高密度互补金属氧化物半导体器件）军用逻辑门阵列电路的集成电路。(6)按HDLC帧结构同步方式发送信息

高级数据链路控制规程HDLC（High Data Link Control）是ISO的标准。分组交换网所使用的X.25规程，仅仅是HDLC中的一个子集（LAMP—B），两者的重要区别之一是：X.25规程中的地址字段为2bit，而HDLC的地址字段可以扩展，对无线组网时要求地址较多的车载通信网十分方便。有关信息格式如表2—7—5所示。

由表可见，法国铁路利用HDLC规程，但又不完全一致，而是根据其实际需要来灵活使用。表2—7—5 每个信息组构成HDLC的帧结构

〖ＢＨＤＦＧ３，ＷＫ７，Ｋ７。３，Ｋ８。３Ｗ〗消息开始收信人消息形式发送器地址信 息误码检验消息终止8ｂｉｔ8ｂｉｔ8ｂｉｔ8ｂｉｔ最大120字16ｂｉｔ8ｂｉｔ7.5 高、中速信号设备兼容技术 铁路信号系统的结构与配置取决于运输组织。就高速铁路来讲，有3种运输组织模式：一是普通列车与高速列车在高速线上混跑，这是意大利和德国高速线的情况。二是将高速旅客动车组延伸到普通线路上去，这是法国的模式。三是高速线上只跑停站不同的高速列车，运输组织与其他线路完全分开，这就是日本新干线高速铁路的模式。

TGV列车在普通线路上运行，速度只能按既有线具体情况考虑，通常为160～220km/h。以TGV东南线为例，全长417km，但包括延伸到普通线路的TGV列车通达里程达到2 560km；大西洋线全长280km，而包括延伸的高速列车通达里程达到2 380km；这种运输组织模式对缩短旅行时间和吸引客流具有明显的好处。

在考察了世界各国高速铁路的运营情况之后可以发现，几乎大部分高速铁路均组织混跑，法国TGV高速线虽是客运专线，但TGV高速列车也延伸至普通线路运行；法国为韩国设计的高速线，也考虑了混跑的需求。(1)法国TGV高速线出入口信号设置

假定普通列车的最高允许速度不超过160km/h（中速），并且在区段内安装有自动闭塞传统制式的色灯信号，那么不大于160km/h速度的普通列车司机应按地面信号来驾驶运行。TGV线路列车的驾驶应按速差式机车信号来进行。在高速线路与常规线路相连之处要建立速差式机车信号与色灯信号系统之间的过渡区。在进入和驶出TGV高速线路的过渡区的前“过渡点”与后“过渡点”，要设置进入或驶出TGV线路的点式信息传输设备，以使能及时打开或关闭TGV机车信号。列车进入和驶出TGV高速线的速度控制及信号系统（含点式信号）的配置，分别示于图2—7—23和图2—7—24。

〖ＴＰＴＩＥＴ２７２３，＋３０ｍｍ。６８ｍｍ，ＢＰ＃〗图2—7—23 列车进入TGV线路

Ar—进入TGV线路信息定点传输设备； v—速度，km/h；

LBA—色灯信号控制的最后一个闭塞分区；

EBA—使用机车信号的TGV线路的第一个闭塞分区； KS—传统信号系统的色灯信号机；

S—带有TGV字样的信号标记，或其他意义。(2)法国铁路为韩国汉城—釜山线设计的混跑信号配置方案

韩国这条高速线路是引进法国TGV高速线TVM430系统，为了适应韩国的特殊要求，特将TVM430做了适当的修改。

〖ＴＰＴＩＥＴ２７２４，＋４２ｍｍ。７０ｍｍ，ＢＰ＃〗图2—7—24 列车驶出TGV线路(单位：km/h)FS—带有“TGV结束”字样的信号标记； DE—驶出TGV线路信号的定点传输装置； VL—允许以最高速度运行；

VA—提醒下一个色灯信号机是关闭显示，或者是其他意义。①考虑到韩国的牵引电力系统频率为60Hz，因此将上下行轨道电路的载频选择进行了调整：

轨道Ⅰ(下行线)2 040Hz 2 760Hz 2 040Hz 2 760Hz 轨道Ⅱ(上行线)2 400Hz 3 120Hz 2 400Hz 2 130Hz 27bit编码分配不变，仍然是： 6bit用于校验（核）码； 4bit用来传输16种坡度； 6bit用于64种距离的传输；

8bit用于256种可能的速度组合的传输； 3bit用于8种可能的操作方式等。

②根据韩国既有信号的具体情况，对TVM的信息做了必要的调整，以便与现存信号相适应。有关现存信号与TVM信息间的对比，示于表2—7—6。

③进入高速线和离开高速线的过渡区示意图如图2—7—25和图2—7—26所示。

在图2—7—25中，在LGV相对于TGV高速的普通列车进入方向，TVM430必须递送大量供路旁信号使用的ATC系统与既有线关联的命令。

在图2—7—26中，在LGV离开方向，接存既有线路侧的有关信号指示（或许通过自动停车系统传递），以便TVM系统利用。

在上述两种情况下，其目标是从一种类型的信号过渡到另一种类型，应保证信号相互间的连续性。

表2—7—6 韩国既有信号与TVM信息的对比图〖ＢＨＤＦＧ１６／７，ＷＫ１６，Ｋ１０，ＳＫ１６，Ｋ１０Ｗ〗既有信号TVM信息既有信号TVM信息〖ＢＨＤＧ１６／７，ＷＫ５，Ｋ１１，Ｋ５。２，ＳＫ５，Ｋ１１，Ｋ５。２Ｗ〗信号方式自动停车速度控制VcTVM信号方式自动停车速度控制VcTVM〖ＢＨＤＧ３２，ＷＫ２６，ＳＫ２６Ｗ〗〖ＢＨＤＧ１５２，ＷＫ５，Ｋ１１，Ｋ５G(绿)150km/h300V270V270A230A230E170A170E130A110A100A90A80A170 170 170 170 170 170YG（黄绿）105km/h130E 110A 110E 100A 100A 90A 90A 80A 80A 60A（1）60A。

２

Ｗ

〗 60A 30A（1）１３０１３０１１０１３０１１０１３０１１０１３０１１０１７０１３０１１０１７０〖ＢＨＤＧ６４，ＷＫ５，Ｋ１１，Ｋ５。２Ｗ〗YG（黄绿）105km/h30A 30A 0（1）

0 0１３０１１０１７０１３０１１０T(黄)65km/h90A 90E 80A 80A 80E 60A 60A 60A 30A 30A 30A 0 0 0１００９０１００９０８０１００９０８０１００９０８０１００９０８０YY(黄黄)25km/h60E 30A 30E 0 0６０６０３０６０30R(红)0km/hR0 注：表中有（1）的信息，是通过信号的YG方式进行预告，来对司机告警。

〖ＴＰＴＩＥＴ２７２５，＋６０ｍｍ。７０ｍｍ，ＢＰ＃〗图2—7—25 进入高速线(单位：km/h)〖ＴＰＴＩＥＴ２７２６，＋６０ｍｍ。７０ｍｍ，ＢＰ＃〗图２—7—26 离开高速线(单位：km/h)7.6 法国TGV高速铁路在通信信号方面的特点 法国TGV高速铁路在通信信号等方面的特点有：

(1)法国采用“人控优先”的控制原则。列车正常运行由司机驾驶，只有在司机失误并可能出现危险的情况下列控设备才强迫列车制动。法国铁路认为这种人机关系有利于发挥司机的技术能力，加强其责任感。日本新干线ATC系统采用“设备优先”的控制原则。列车减速一般由设备完成，当列车速度减到３０ｋｍ／ｈ以下需要在车站停车时，才需要由司机操纵以保证列车停在正确位置。

列控设备制动后，当列车速度低于目标速度后只给出允许缓解的表示，由司机进行缓解操作。日本新干线ATC当列车速度低于目标速度后自动缓解，这种方式要求列车制动系统连续多次制动后制动力不衰竭。

(2)为确保高速列车的运行安全，以“人控优先”为原则，广泛采用了冗余（多重）技术，发送设备双套，而接收设备也是双套，但采取双套接收系统比较后相互一致才输出。在技术实施上是将一路输出传送至二路输入，进行比较后再输出。

(3)轨道电路内传送的ATC信息，经信源编码和调制后，在发送侧经富氏变换处理后，再进行发送；在接收侧，车载接收系统采用快速富氏变换进行接收，即采用了频谱识别技术，来确认不同的信息。(4)法国高速铁路站间距长，每隔25～30km设置了区间渡线。法国列控系统具有完善的区间渡线安全防护功能，在特殊情况下允许列车像单线自动闭塞那样组织反向行车。

(5)法铁十分注重工程实际需求，他们认为：工程与科研密切相关，但又有所区别，满足工程设计和使用方便是首要的问题。因此，他们的综合调度中心无论在房屋建筑空间方面，还是在设备配置上均没有日本铁路那么“富丽壮观”。

(6)重视既有系统的充分利用，也是法铁的独特之处。以TGV高速线无线系统来说，法国采用450～470MHz系统，并采用多种措施，使铁路无线与法国国家公用无线网相兼容，实现了旅客与公用电话用户直接进行通话。

篇2：高速铁路鹰潭段移动通信信号覆盖优化初探与实践

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时间：2012-6-20来源： 通号设计院作者：傅世善阅读次数：1369

第五讲 几个主要技术原则的选择

1.车上模式的选择

从制动曲线的产生分为地面模式和车上模式。

德国LZB系统是基于轨道电缆传输的列控系统，是1965年以前开发的系统，是世界上首次实现连续速度控制模式的列控系统，早期探索中国高速列控方案时曾关注过。LZB系统基于能双向信息传输的轨道电缆，信息量有83.5bit，地面控制中心可以获得列车性能的重要信息，以地面控制中心为主计算制动曲线后，发送指令传至车载设备，车上存有多种制动曲线，按地面指令执行。地面控制中 心掌握在线所有列车的运行情况，并可以直接指挥列车运行。例如，地面控制中心可能组织前后行驶的列车加减速，以调整追踪间隔、运行时分和平衡牵引供电网； 地面控制中心可以监督列车的制动、速度、故障和司机操作等。我们考察时印象很深的是：司机表演“自动驾驶”，以及列车将设备故障情况报给地面动车段，列车 一回段，替换设备和维修者已在站台等候。

地面模式的车载信号设备相应简单，但智能化不够，与其他列控系统兼容比较困难。在早期计算机技术还没发展到当前水平时，采用地面模式是可以理解的，此模式在城轨交通中也有采用。

中国高速铁路网广大，还与普速线互连互通，长途列车较多，要求实现高、普速列车跨线运行。所以CTCS-2级和CTCS-3级均采取车上模式，列车运行速度曲线是车载信号设备根据地面上传的移动许可和线路数据及列车本身的性能计算的。车载信号设备具有一定的智能化，只要各线路移动许可和线路数据的信息标准化，可以实现系统兼容和跨线运行。

2.线路数据地面提供方式的选择

CTCS-0级和CTCS-1级采取大贮存的方式把线路数据全部贮存在车载设备中，靠逻辑推断地址调取所需的线路数据，结合列车性能计算给出目标-距离式制动曲线。CTCS-1级在车站附近增加点式信息设备，传输定位信息，以减少逻辑推断地址产生错误的可能性。

日本数字ATC使用575Hz和675Hz的频带，码长64bit，对用户开放43bit。将列车控制所需的全部信息都通过钢轨传送是不可能的，日本采用变通办法：在车上数据库预存闭塞分区的长度、坡道及区间曲线等地面信息，当列车收到地面传来ATC信息中的轨道电路编码为地址，从车上数据库中取出列车控制所必要的固定数据，结合其他编码信息生成列车控制模式曲线。为了弥补传输速率低的缺陷，日本设计了4种编码。

列车压入本闭塞分区时，首先收到第一种编码，以判断确认闭塞分区分界点；经一定时间后自动转为发送第二种编码，列车获得距停车点距离等列车控制信息；本轨道区段内容有变化时，为了及时向车上传递，发送2组缩短的第三种编码或第四种编码，然后再正常传送第二种编码。

采用第一种编码方式有效控制了分界点的确认，使电气绝缘误差控制在10m以内，安全距离只有50m。采用第二、三、四种编码方式，实际上既加快了应变速度，又扩大了信息含量，使列车控制精度较细。轨道电路有编码也有利于抗干扰。

由此可见，日本采用了数字轨道电路传输信息，传输速率低，信息量不够，又要利用轨道电路编码利于抗干扰，所以采取了车上预存线路数据的方式。日本高速铁路网相对短小，白天行车，有利于车上数据库的版本管理和修改，采用车上数据库预存线路数据的方式是有道理的。

CTCS-2级和CTCS-3级列控系统采取线路数据由地面提供方式。这种方式最大优势在于一旦地面线路数据因故需要变动，由地面修改，与车上设备无关，这非常适用于国情。我国地域广大，需要跨局、跨线的长途列车多，又日夜行车，大量列车在线运行，想统一修改车载设备的数据库是很难的。

CTCS-2级采取由地面应答器提供一个全制动距离范围内的线路数据，包括每一个轨道区段的坡道、曲线、长度等。由于ZPW-2000A型无绝缘轨道电路只有18个 信息量，轨道电路只能提供列车运行前方有若干个轨道区段空闲数来作为移动授权凭证，通过和区段长度数据的计算求得若干个空闲轨道区段总长度，列车到第一个 空闲轨道区段始端的距离则由测速测距系统计算后求得，两者相加就能求得目标距离。车载设备根据地面传送来的移动许可、线路数据和列车性能计算列车运行速 度，若列车接近前方减速点时，即刻生成目标-距离一次制动模式曲线。

CTCS-3级车载设备则是通过无线通信获得地面传送来的移动许可和线路数据，车载信号设备根据列车性能计算列车运行速度。若列车接近前方减速点时，即刻生成目标-距离一次制动模式曲线。

3.与制动系统接口方式的选择

列 控车载信号设备判断列车超速，引发列车制动时，总会有一个车载信号设备与制动系统的接口。在接口方式上历来有“得电制动”与“失电制动”之争。例如，车载 信号设备与制动系统的接口是一个继电器，继电器常态是失磁落下状态，需要时给电，使继电器励磁吸起，引发列车制动，这就称为“得电制动”；如继电器常态是 励磁吸起状态，需要时断电，使继电器失磁落下，引发列车制动，这就称为“失电制动”。如车载信号设备与制动系统的接口采取其他方式，仍然会存在“得电制 动”与“失电制动”之意思，其道理是一样的。

显然，“失电制动”方式符合传统的故障-安 全理念，任何断线、断电、断信号等常见故障时都会导致“失电制动”，因为制动停车是安全取向。采取分级制动模式时，只有一条模式曲线，列车超速，所谓“撞 线”

时，会限时引发列车紧急制动。这种方式有点副作用，当遇到常见故障时，司机紧张，旅客受惊，系统的可用性受到影响。

相反，“得电制动”可用性强些，但不符合故障安全理念，信号专业人士不易接受。CTCS-0级由通用机车信号+列车运行监控装置组成，就采取“得电制动”方式。

CTCS-2级和CTCS-3级列控系统的车载设备根据地面传送来的移动许可和线路数据，车载信号设备根据列车性能计算列车运行速度。若列车接近前方减速点时，即刻生成目标-距离一次制动模式曲线。一次制动模式曲线除紧急制动模式曲线外，还可生成若干条常用制动模式曲线，例，0.7或0.8 全制动力的常用制动模式曲线。列车进站停车时采用0.7常用制动模式曲线，旅客舒适性更好。在高速列车时代，应尽量避免使用紧急制动，紧急制动虽确保了列车不会闯过安全点，但旅客难免易受惊或受伤。如图1所示。

图1目标—距离一次制动模式曲线

篇3：高速铁路鹰潭段移动通信信号覆盖优化初探与实践

在采用面板数据进行综合评价时,各年份截面数据时间权重的确定至关重要。目前,确定时间权向量主要采用目标规划法。现有目标规划求解时间权重的方法,由于不同评价者偏好不同、约束条件中待输参数a或“时间度”λ 的选取也不相同,导致同一年份截面数据的时间权重相差很大,给决策者确定评价对象的排名带来诸多不便。针对这一问题,一些学者从不同角度进行了研究。

在时序动态赋权法的研究方面,郭亚军等(2007)利用非线性规划法求解时间权向量,建立动态综合评价模型, 对西部12个省市1999~2004年宏观经济发展状况进行评价[1];曲常胜等(2010)利用非线性规划法求 解时间权 向量,建立我国区域环境风险动态评价模型,并对2003 ~2007年我国31个省份环境风险进行评价[2];郭亚军等 (2011)在“时间度”λ确定的基础上,利用方差寻求时间权重波动最小的思路,求解时间权向量[3];黄玮强等(2011) 以“时间度”λ为输入变量、以时间权向量的熵值最大为目标函数,构建非线性规 划模型来 求解截面 数据的时 间权重[4];王翯华等(2013)在确定各阶段平均灰关联度的基础上,以各阶段差异与整体评价结果差异最小为目标函数, 通过构建目标规划模型,确定了评价对象的时间权重[5]。 现有非线性规划[1,2,3,4]或目标规划[5]求解时间权重的方法, 由于不同评价者偏好不同、约束条件中待输参数a或“时间度”λ的选取也不相同,导致同一 年份的时 间权重大 相径庭。

在Topisis逼近理想点排序法的研究方面,陈建中等 (2008)结合TOPSIS、多轮交互逐步逼近决策等方法的特点,建立了交互式TOPSIS群决策方法[6];李晖等(2010) 通过Topsis求解湖南省14个州市与 最优经济 状态的贴 近度,评价了湖南省14个州市的经济 发展状况[7];兰蓉等(2010)研究发现,采用Topsis进行排序决策时,权重是否“归一化”不会影响评价结果的排序[8];吴小翠等(2011) 通过TOPSIS求解自给率、均衡度等指标权重,构建了我国中部地 区能源消 费省域差 异评价模 型[9];李刚等 (2011)通过构建基于熵权Topsis的人的全面发展评价模型,研究了“十五”期间我国人的全面发展情况[10];刘炳胜等(2012)结合逼近理想点排 序法(TOPSIS)、偏最小二 乘法(PLS)及聚类模型的优势,建立了建筑业竞争力评价模型[11];温国锋等(2012)利用Topsis求解工程招标项目偏离理想项目的贴近度,构建了基于Fuzzy-Rough-Topsis的工程项目招标选择评价模型[12];尹航等(2013)利用Topsis求解军工企业偏离理想最优企业的程度,构建了基于Entropy-Topsis的军工企业自主创新能力评价模型[13]。这些研究[6,7,8,9,10,11,12,13]仅能刻画同一评价对象不同指标偏离其理想状态的程度,或同一指标不同评价对象偏离其理想状态的程度, 无法反映不同评价对象、不同指标偏离其理想状态的程度。

针对上述问题,本文根据评价面板数据中各截面数据与理想状态偏离程度越小的年份、其时间权重越大的赋权思路,在Topsis中引入矩阵距离,建立基于矩阵距离修正Topsis的动态赋权模型、以确定截面数据的时间权重。

2 基于矩阵距离修正 Topsis的 动态赋权原理

2.1 动态赋权问题的难点

难点1:如何确保动态 赋权时,时间权向 量的求解 反映评价数据的客观信息。现有研究[1,2,3,4,5]采用面板数据 进行动态综合评价时,约束条件中待输参数a或“时间度”λ 由人为主观确定,使时间权向量不能反映评价数据的客观信息。

难点2:在多属性群决策中,如何借助Topsis群决策思路,刻画不同评价对象、不同指标偏离其理想状态的程度。现有Topsis评价法[6,7,8,9,10,11,12,13]仅能刻画同一评价对象不同指标偏离其理想状态的程度,或同一指标不同评价对象偏离其理想状态的程度,无法反映不同评价对象、不同指标偏离其理想状态的程度。

2.2 突破难点的思路

通过在Topsis中引入矩 阵距离、对不同年 份的截面 数据进行客观赋权,反映了评价截面数据与理想状态偏离程度越小的年份、其时间权重越大的赋权思路。既弥补了现有时序动态赋权参数人为确定,导致同一年份的时间权重差异较大的弊端;也弥补了现 有Topsis仅能确定 指标或者评价对象权重,无法对不同年份截面数据进行赋权的不足。解决难点1和难点2。

基于矩阵距离修正Topsis的动态赋权原理如图1。

3 基于矩阵距离修正 Topsis的 动态赋权模型

3.1 指标数据的标准化

在综合评价中,为了保证不同单位或量纲的指标具有可比性,需要对评价指标进行标准化。设:xij———第j个评价对象第i个指标的标准化得分;vij———第j个评价对象第i个指标的原始数据;n———评价对象数。效益型、成本型指标的标准化公式分别如式(1)、式(2)所示[14]:

式(1)的含义:第j个评价对象第i个指标值vij与该指标最小值的偏差相对于该指标最大值与最小值偏差的比重,比重越大、标准化后 的值越高,反映了指 标数据越 大、评价对象发展状况越好的效益型指标的标准化思路。

式(2)的含义:第j个评价对象第i个指标值vij与该指标最大值的偏差相对于该指标最大值与最小值偏差的比重,比重越大、标准化后 的值越高,反映了指 标数据越 小、评价对象发展状况越好的成本型指标的标准化思路。

3.2 矩阵距离修正 Topsis动态赋权模型的建立

(1)确定面板数据 中,各指标构 成的最优 评价矩阵M+和最劣评价矩阵M

设:M+———面板数据中,评价指标构成的最优评价矩阵;bij+———面板数据中,第j个评价对象第i个指标的 最优得分;M-———面板数据中,评价指标构成的最劣评价矩阵;bij———面板数据中,第j个评价对象第i个指标的 最劣得分;bikj———第k年第j个评价对象第i个指标的标准化得分;T———面板数据中,截面数据的个数;i———评价指标;j———评价对象;k———评价年份;则

其中

(2)确定第k年评价矩阵Mk与最优矩阵M+的距离d+k

设:dk+———第k年的评价矩阵Mk与最优矩阵M+的距离;m———指标数;n———评价对象数。则[15]

(3)确定第k年评价矩阵Mk与最劣矩阵M-的距离dk

设:dk———第k年的评价矩阵Mk与最劣矩阵M-的距离。则[15]

(4)确定评价矩阵Mk与最优矩阵M+的相对贴近度ck

设:ck———第k年的评价矩阵Mk与最优矩 阵M+的相对贴近度;k=1,2,…,T.则

式(9)的含义:式(9)反映了评价截面数据Mk与理想状态M+偏离程度越小的年份、其时间权重越大的赋权思路。以dk+为例。由式(7)知,当评价指标值bikj偏离理想值bij+越小时、极限条件下bikj=bij+,此时式(7)左端dk+= 0,得ck=dk/(dk+dk+)=dk/(dk+0)=1。由此可知, 评价截面数据与理想状态偏离越小的年份、其时间权重越大。

式(9)与现有研究的区别:一是与现有时序动态赋权法[1,2,3,4,5]的区别。现有非线 性规划[1,2,3,4]或目标规 划[5]求解时间权重的方法,由于不同评价者偏好不同、约束条件中待输参数a或“时间度”λ的选取也不相同,导致同一年份的时间权重大相径庭。!而本文式(9)中距离dk+、dk是由评价数据代入式(7)和式(8)后客观求得,它反映了评价截面数据与理想状态偏离程度越小的年份、其时间权重越大的赋权思路。二是与现有Topsis评价法[6,7,8,9,10,11,12,13]的区别。式(9)与现有研究[6,7,8,9,10,11,12,13]的表达式一样,但两者的含义截然不同。以dk为例。现有Topsis贴近度ck中距离

表示同一指标不同评价对象或同一评价对象不同指标之间的距离,仅能刻画同一止标不同评价对象偏离其理想状态的距离,或同一评价对象不同指标偏离其理想状态的距离。而本文式(9)中距离dk为式(8)表示的多因素决策 中两矩阵之间的距离,并非两个向量之间的距离。它不但体现了同一指标不同评价对象偏离其理想状态的距离,同时也体现了同一评价对象不同指标偏离其理想状态的距离。因此,式(9)是一个总的偏离程度的概念,而不仅仅表示Topsis中某一方面的偏离程度。

(5)确定不同年份截面数枯的时间权重

3.3 动态赋权模型的特色

通过在Topsis中引入矩 阵距离、对不同年 份的截面 数据进行客观赋权,反映了评价截面数据与理想状态偏离程度越小的年份、其时间权重越大的赋权思路。既弥补了现有时序动态赋权参数人为确定,导致同一年份的时间权重差异较大的弊端;也弥补了现 有Topsis仅能确定 指标或者评价对象权重,无法对不同年份截面数据进行赋权的不足。

应该指出:3.2节所建模型仅以Topsis中引入欧式矩阵距离为例,说明了动态赋权模型的实用性。事实上,动态赋权模型中式(7)和式(8)所示的矩阵距离可以根据决策者的需要,选择诸如对数矩阵距离[17]或F范数矩阵距离[17]等其它矩阵距离来替换。

4 赋权模型的实证算例

4.1 样本选取和数据来源

以中国典型的14个省级行政区、2009~2011年科技评价为实证对象,进行动态赋权分析。科技评价指标体系的构建,详见文献[18],构建的指标体系如表1第1~4列所示。

本文选取的14个样本包括:华东地区的上海市、江西省、山东省,华南地区的广东省、广西壮族自治区、河南省, 西南地区的云南省、四川省,西北地区的陕西省、新疆维吾尔自治区,华北地区的 北京市、山西省,东北地区 的辽宁省、黑龙江省。14个典型省份科技评价指标数据源于《中国科技统计年鉴2010-2012》[19]和各省级行政区统计年鉴2010-2012[20],如表1第5~46列所示。

4.2 科技评价指标数据的标准化

以2009年指标数据标准化为例,说明数据标准化的过程。根据表1第4列的指标类型,将表1第5、8、…、44列2009年效益型指标数据vij代入式(1)、成本型指 标数据vij代入式(2),得评价指标标准化打分值xij,列入表2第4、7、…、43列对应的行。

同理,可得2010年、2011年指标标准化得分值xij,列入表2的相应位置。

4.3 时间权重的确定

(1)计算面板数据中,13个评价指标构成的最优评价矩阵M+和最劣评价矩阵M

将表2第4~45列2009~2011年标准化数据代入式 (3)和式(5),得最优评价矩阵M+为:

将表2第4~45列2009~2011年标准化数据代入式 (4)和式(6),得最劣评价矩阵M-为:

(2)确定评价矩阵Mk与最优矩阵M+的距离dk+

表2第4、7、…、43列2009年指标数据构成M2009. 将m=13,n=14,M2009和式 (11)代入式 (7),得d2+009=

表2第5、8、…、44列2010年指标数据构成M2010. 将m=13,n=14,M2010和式 (11)代入式 (7),得d2+010=

表2第6、9、…、45列2011年指标数据构成M2011. 将m=13,n=14,M2011和式 (11)代入式 (7),得d2+011=

(3)确定评价矩阵Mk与最劣矩阵M-的距离dk

表2第4、7、…、43列2009年指标数据构成M2009. 将m=13,n=14,M2009和式 (12)代入式 (8),得d2009=

(4)计算贴近度ck

(5)计算2009~2011年3年截面数据的时间权重

5 结论

根据面板数据中、各截面数据与理想状态偏离程度越小的年份、其时间权重越大的赋权思路,在Topsis中引入矩阵距离,通过构建基于矩阵距 离修正Topsis的动态赋 权模型,研究了多属性群决策中的动态赋权问题。

篇4：高速铁路鹰潭段移动通信信号覆盖优化初探与实践

1、高铁运行环境对无线移动通信的影响分析

1.1 高铁运行环境与无线移动通信特征概述

上。如下表1所示，为国内外不同类型高铁列车的无线信号车体损耗情况表。

此外，在高速铁路无线移动通信中，移动通信信号与列车车厢入射面形成的夹角，对于无线信号的车体损耗值也具有一定的影响作用，通常情况下，高铁列车车体的入射角越小，那么造成的无线移动信号车体损耗值就越大，如下图1所示，为高铁列车入射角与信号车体损耗的关系图。根据下图所示变化情况可知，在高铁入射角低于10度时，无线信号的车体损耗呈现急剧增大变化，因此，在进行高铁无线移动网络规划建设中，应注意结合这种变化规律进行规划应用（见图1）。

1.2.3 越区切换对于无线移动通信的影响分析

除上述因素外，在高铁运行过程中，列车运行造成的无线移动通信越区切换，也对于高铁无线移动通信具有一定的影响作用。高速铁路列车运行过程中，对于较小的信号切换区域，列车可以快速的进行穿越，因此在小区域停留的时间就会比较短，并且列车运行速度越快，进行无线信号越区切换的时间就越短。当高铁列车的运行速度达到一定的速度值时，也就是信号越区切换的停留时间比无线移动通信网络系统的切换处理最小时延还小时，就会在无线移动通信过程中出现手机通话掉话现象。此外，高铁列车运行过程中，会经过各个不同的信号服务行政区域，不同行政区域之间的无线信号设备、传输等可能会存在不同，这对于无线移动通信也会产生一定的不利影响。

总之，根据上述高速铁路环境对于无线移动通信的影响分析可知，高速铁路无线移动通信中，最为关键的技术问题就是无线网络的无缝覆盖以及快速切换问题，针对这些技术问题，在进行高速铁路无线移动通信网络的构建设计中，应注意既要满足车厢信号接收质量，又要避免切换影响，因此，在进行高速铁路移动通信网络建设中，就需要建设适合高速铁路移动通信的专用网络系统，提高高铁移动通信网络服务质量与水平。

2、高铁无线移动通信网络的无缝覆盖技术

高速铁路的无线移动通信网络的分布，尤其是高速铁路沿线的移动通信网络分布多是呈现链状结构，只有在高铁路线交汇处才会呈现比较明显的网状结构分布，因此，在进行高速铁路无线移动通信网络的规划构建中，要实现高铁无线移动通信网络的无缝覆盖，就需要对于移动通信基站的设置以及通信设备配置进行认真的分析研究，也就是要在高速铁路无线移动网络规划构建中，制定合理的建网策略，并且注意选择合适的无线网络覆盖技术进行建设应用，选择最优的移动通信基站位置，以保证高铁无线移动网络的合理与无缝覆盖实现。

2.1 高铁移动通信网络的构建策略

在进行高速铁路无线移动通信网络的构建过程中，我国的三大移动通信网络运营商主要使用大网架构的组网方式，将高铁移动通信网络基站设置在大网架构范围内，利用原有的通信网络结构进行有效的优化补充，以实现新网络架构的构建形成。结合现有的建网实际，主要有高铁沿线无线网络覆盖补盲建网策略以及地面高铁专网构建方案策略、车地结合高铁专网构建策略等。

2.2 高铁移动通信无线网络覆盖技术

在根据高铁移动通信网络构建策略，进行无线网络的无缝覆盖技术方案选择过程中，比较常用的高铁无线网络无缝覆盖技术方案主要有，无线通信基站与普通直放站相互结合的覆盖方案、无线网络数字直放站扩展小区的覆盖方案、列车中继转发覆盖方案以及高铁列车综合接入方案等。（如图2）的高铁无线移动通信基带处理单元与射频拉远模块相结合的扩展小区网络覆盖方案，也是高铁无线通信网络建设中比较常用的网络覆盖技术方案，在我国的京津城际以及沪宁高铁、武广高铁的移动通信网络中都有应用。

篇5：《铁路通信与信号》课程介绍

我校运输专业以铁路运输管理为特色。铁路运输领域相关专业为车、机、工、电、辆。

1)车（车务）：运输管理。专业核心，重点学习。主要课程为《铁

路行车组织》、《铁路货物运输》、《铁路站场与枢纽》。

2)机（机务）：机车（火车头、动车组）制造与运用。相关，了

解。课程为《机车车辆与列车牵引计算》。

3)工（工务）：线路、桥梁、隧道等。相关，了解。课程为《交

通工程基础》。

4)电（电务）：通信、信号、信息与控制系统。相关，了解。课

程为《铁路通信与信号》。

5)辆（车辆）：客车货车车体。相关，了解。课程为《机车车辆

与列车牵引计算》。

值得指出的是，随着高速铁路发展，通信信号与运输管理相关愈深，几乎达到无缝连接的程度。讲授内容组成1)通信系统原理（为第二部分“铁路通信信号”补充理论基础）

2)铁路通信信号（重点）

3)信息系统（有更多时间时介绍）课程性质

篇6：高速铁路信号系统

近年来,我国高速铁路建设取得了迅猛发展,截至2011年底,高速铁路营业里程达7 531 km(不包括台湾地区),在建高速铁路1万多千米,已成为世界高速铁路运营速度最高,运营里程最长、在建规模最大的国家.铁路信号系统是为了保证铁路运输安全而诞生和发展的,它的第一使命是保证行车安全,没有铁路信号,就没有铁路运输的安全.随着列车运行速度的提高,完全靠人工望、人工驾驶列车已经不能保证行车安全了,当列车提速到200km/h时,紧急制动距离将达到2 km(常用制动距离超过3 km),因此,国际上普遍认为当列车速度大于时速160 km时,必须装备列车运行控制系统(简称列控系统),以实现对列车间隔和速度的自动控制,提高运输效率,保证行车安全.要实现列车自动控制,需要解决许多关键技术问题,例如:车-地之间大容量、实时和可靠信息传输,列车定位,列车精确、安全控制等,需要车载设备、轨旁设备、车站控制、调度指挥、通信传输等系统良好的配合才能实现,以现代列车运行控制技术为核心的信号系统可以称为现代铁路信号系统.高速铁路装备了列控系统后,提高了列车运行速度和行车密度,同时对中国铁路信号技术还具有积极的促进作用,但由于发展速度太快,设备、标准、管理与养护都免不了存在一些缺陷和不足.本文作者简要阐述了中国列车运行控制系统为我国铁路发展所产生的促进作用,也对现有系统存在的若干问题进行了分析,在分析的基础上,针对今后中国列车运行控制系统的建设提出了改进建议.中国列车控制系统（CTCS）

2003年,铁道部参照欧洲列车运行控制系统(ETCS)相关技术[3],根据中国高速铁路建设需求制定了5中国列车运行控制系统(CTCS)技术规范总则(暂行)6,以分级的形式满足不同线路运输需求.CTCS系统由车载子系统和地面子系统组成.地面子系统包括:应答器、轨道电路、无线通信网络(GSM-R)、列控中心(TCC)/无线闭塞中心(RBC).车载子系统包括:CTCS车载设备、无线系统车载模块等.CTCS依次分CTCS-0~CTCS-4共5个等级, 以满足不同线路速度需求.CTCS0级为既有线的现状;CTCS1级为面向160 km/h以下的区段;CTCS2级为面向干线提速区段和200~250 km/h高速铁路;CTCS3级为面向300~350 km/h及以上客运专线和高速铁路;CTCS4级为面向未来的列控系统.TCS-2级列控系统[5]是基于轨道电路和点式应答器传输列车运行许可信息,并采用目标-距离模式监控列车安全运行的控制系统.地面一般设置通过信号机,是一种点-连式列车运行控制系统.在CTCS-2级列控系统中,用轨道电路实现列车占用及完整性检查,并连续向车载设备传送空闲闭塞分区数量等信息.用应答器向车载设备传输定位、线路参数、进路参数、临时限速等信息.列控中心具有轨道电路编码、应答器报文储存和调用、区间信号机点灯控制、站间安全信息传输等功能.同时,列控中心根据轨道电路、进路状态及临时限速等信息,产生行车许可,并通过轨道电路及有源应答器将行车许可传递给列控车载设备.列控车载设备根据地面设备提供的信号动态信息、线路参数、临时限速等信息,结合动车组参数,按照目标-距离模式生成控制速度,监控列车安全运行.CTCS-3级的列控系统[6]是基于无线通信网GSM-R传输列控信息并采用轨道电路检查列车占用的连续式控制系统.CTCS-3级列控系统采取目标距离控制模式和准移动闭塞方式,地面可不设通过信号机,司机凭车载信号行车,同时具有CTCS-2级功能.CTCS-3级列控系统地面设备包括:无线闭塞中心、列控中心、轨道电路、点式应答器、GSM-R通信接口设备等.车载设备包括:车载安全计算机、GSM-R无线通信单元、轨道电路信息接收单元、应答器信息接收模块、列车接口单元等.在CTCS-3级列控系统中,无线闭塞中心根据轨道电路、联锁进路等信息生成行车许可,并通过

篇7：移动电话信号覆盖设备安装合同

为解决甲方厂区主控楼室内移动电话信号覆盖问题，同时提高乙方的移动电话信号质量。根据《中华人民共和国合同法》及有关规定，就乙方在甲方厂区主控楼室内安装移动电话网络信号覆盖设备（下称设备）事宜，经双方协商一致，签订本合同。

第一条 甲方的权利与义务

1、设备的安装方案由双方代表根据移动电话网络信号的覆盖需求，作现场办公协商确定。

2、在不影响甲方正常运营的前提下，由甲方无偿提供场地和电源，供乙方安装设备及其用电所需。保证乙方的设备能够正常使用（每天24小时正常运行）的220V电源。

3、甲方员工应爱护乙方安装的设备、吸顶天线、光缆线等。

4、乙方安装设备后，甲方义务将移动电话通话质量不稳定，部分区域信号不理想，信号干扰厉害，辐射严重等现象知会乙方。

第二条 乙方的权利与义务

1、乙方本着热情周到、快速迅捷、耐心负责、追求客户满意的服务理念，通过安装设备有效解决甲方厂区主控楼室内移动电话信号覆盖事宜。

2、乙方设备的选型与安装，天线选择、分布与安装，线材的选用等必须符合国家标准或行业标准。

3、乙方必须确保甲方厂区主控楼室内移动电话信号的稳定和全面覆盖。

4、乙方自行承担安装设备产生的相关费用。

5、若因甲方调整厂区规划或变更楼层功能，需要改变已布光缆线走向或移动相关设备，乙方须提供义务服务。若须增加设备或材料以及投入人工，乙方不得收费。

6、甲方无故意行为，损坏设备或线材等，乙方必须及时义务修复或更换，确保信号覆盖。

7、乙方本次免费提供的信号放大器设备、吸顶天线、光缆线等达到使用年限，乙方必须义务更换。若因此发生安全事故，由乙方承担责任。

第三条 合同期限

本合同有效期年，自年月日至年月日止。合同期内，若甲乙双方走马换将，本合同继续生效。合同期满，在乙方的设备不影响甲方运营的前提下，经双方再次协商，可参照本合同内容续订合同。

第四条 不可抗力

甲乙双方因不可抗力的原因不能履行合同时，应及时向对方通报不能履行或不能完全履行的理由，在取得有关主管机关证明以后，允许延期履行、部分履行或者不履行合同，并根据情况可部分或全部免予承担违约责任。

第五条 合同生效

本合同自签字盖章之日起生效，合同期内，甲乙双方均不得随意变更或解除合同。合同如有未尽事宜，须经双方共同协商，作出补充规定，补充规定与本合同具有同等效力。

第六条 纠纷解决

本合同如发生纠纷，双方应当及时协商解决，协商不成时，任何一方均可向甲方住所地人民法院提起诉讼。

第七条 附则

本合同经双方盖章、签字后生效。

本合同一式五份，甲方执四份，乙方执一份。

甲方（盖章）：乙方（盖章）：

法人代表：法人代表：

委托代理人（签字）：委托代理人（签字）：单位地址：单位地址：

电话：电话：

传真：

篇8：高速铁路鹰潭段移动通信信号覆盖优化初探与实践

FAA 33.78条款的符合性方法包括试验和数值模拟。其中,需要完成的试验包括部件(风扇叶片、压气机叶片、OGV等)和整机的吸雹试验[2]。ASTM F320—2010概述了航空与航天透明外壳抗冰雹撞击性的测试方法[3]。无论是试验还是数值模拟,均需对冰雹的动态力学性能有准确的了解。但由于冰雹是天然形成的,无法直接用来进行试验和测试,因此人们用人工模拟冰雹来替代天然冰雹。目前,国内对于人工模拟冰雹的动态力学性能的研究还较少,试验和计算方法的发展都不够成熟,因此,开展人工模拟冰雹的力学性能的研究,尤其是压缩力学性能研究,对于航空航天器吸雹符合性方法的探索具有重要意义,可支持未来我国大型商用航空发动机及民用大飞机的适航取证。

本文结合ASTM F320—2010冰雹撞击测试标准,并在其基础上做了补充,制备了6种纤维含量,直径25.4 mm的冰雹和冰柱,完成了不同加载速率下的压缩实验,探索了各纤维含量、各加载速率下人工模拟冰雹的应力应变关系和抗压强度,实验结果表明,两种加载速度下,加载速度为8.3 mm/s时,人工冰雹表现出的脆性趋势更显著;纤维含量对人工冰雹有提高抗压强度的影响;6%纤维含量的人工模拟冰雹在较高加载速度下抗压强度较高。通过本文的研究,实验结论对未来我国大型商用航空发动机及民用大飞机适航取证提供了参考。

1 人工模拟冰雹压缩实验

1.1 ASTM F320—2010冰雹撞击的测试标准

ASTM F320—2010概述了航空与航天透明外壳抗冰雹撞击性的测试方法[3];并对测试用标准冰雹的尺寸、质量、填充物含量及各种误差做了规定如表1。测试要求每种尺寸冰雹做5个样本,测试用人工冰雹外观上应没有气泡和裂纹。

1.2 冰柱压缩实验

1.2.1 实验方案设计

首先,冰雹压缩过程接触面不规则,如图1所示。

图1中d为球体直径,2θ0是接触角,F0是加载力。Russell and Wood[4]提出理想脆性球体抗压强度σc的表达式,其中泊松比为0.325。

由于2θ是和加载力F0的接触面积有关系,随着应变增大接触面积也在不断增大,在实验中测量冰雹的压缩强度会造成结果误差较大,因此本文在做人工冰雹压缩实验之前先做冰柱压缩实验,冰柱直径为25.4 mm,高为50.8 mm。

目前一般采用两种方法来测量冰的压缩强度。第一种是直接测量方法,即利用已知尺寸的圆柱状冰试样进行压缩(冲击)测试[4]。另外一种方法就是采用分离式霍普金森压杆(split Hopkinson pressure bar,SHPB)[5];在这种装置中,冰试样被一根压杆冲击,并产生应力波通过冰试样。本文采用直接测量法。

1.2.2 样本制备及实验过程

采用有机玻璃机加工制作冰柱模具,如图2所示,模具内腔光滑,实验操作流程如表2,模具采用螺栓连接,硅胶垫片防水泄漏;模具侧面开4 mm直径的注水口,所有注入的水均用蒸馏水;同时用电子秤称量定质量的医用棉做纤维填充,注水并加纤维;模具放在0.5 m深水箱内放置30 min,排尽内腔较大的气泡;置于-20℃环境中冷冻24 h后取出。

ASTMF320—2010标准所述取样方法是将冷冻后的模具置于温水中,促进模具内腔与冰雹表面分离,然后取出样品[3]。在实验操作中,由于温水环境与冷冻后的模具及冰雹存在较大温差,此时热应力对模具和样品均存在损害,尤其是冰雹样品容易有裂纹。因此,本文采用空气分离内腔与样品表面的方法,提高了样品品质,即模具在10℃空气中放置30 min后开始取样。样品取出后暂时保存于真空袋内置于-8℃至-10℃恒温箱内,同时做实验前准备。

实验装置如图3所示,万能试验机上下板实验中将会与人工冰雹接触,可能会使得人工冰雹在实验过程中融化,严重影响测量结果,因此实验前及实验进行过程中均需要冷冻,控制其处于-8℃到-10℃之间。本文采用干冰置于上下板四周,并通过热电偶实时监测温度,保证测量环境温度的稳定。

实验样本各项参数如表3,本文结合ASTM320—10的12%纤维含量,另外增加6种样本,分别为纯冰,及纤维含量1.2%、1.8%、2.4%、3%、6%的样本。每种样本制作5个,分别进行5次实验,共计进行35次加载加载速度为8.3 mm/s。

1.2.3 实验结果

记录7种样本的压缩实验的加载力及轴向位移的关系曲线如图4所示。首先从图上可以看出,在达到最大加载力之前,随着纤维含量的增加曲线斜率也在增大;其次,在各条曲线上,当加载力到达某一峰值后,随着位移继续增大,加载力迅速回落,此时冰柱内部出现显著裂纹使得冰柱强度迅速降低;最后,位移继续增大,加载力经历一个低谷值后部分曲线的加载力出现回升,例如纤维含量为2.4%的冰柱加载曲线,此时冰柱上一阶段的裂纹并未使得冰柱分裂,如再继续加载可使得冰柱内部出现二次裂纹。值得关注的是,12%纤维含量的冰柱在本组实验中并未表现出较强的抗压强度,相反,6%和3%纤维含量的冰柱却有着较高的抗压性能。由于冰柱形状规则,压缩强度的也较容易得到,这将在本文后面进行分析。

1.3 模拟冰雹压缩实验

1.3.1 实验方案设计

同理,对人工模拟冰雹的制备及实验和冰柱类似,图5为制作人工模拟冰雹的模具。样本参数如表3,结合ASTM 320—2010的12%纤维含量,增加6种样本,分别为纯冰,及纤维含量1.2%、1.8%、2.4%、3%、6%的样本。每种样本制作10个合格品用于实验,加载速度分别为8.3 mm/s和4.2 mm/s。每种实验进行5次,共计进行70次加载。

参照ASTM F320—2010标准进行合格品检验,无显著裂纹及气泡,检验后样品如图6所示,图左为无纤维填充的冰球,图右为有纤维填充的人工冰雹。如表4所示ASTM 320标准的人工冰雹总质量误差限±5%,填充物含量误差限±30%,而本文的总质量误差限为±5%,填充物含量误差限为±10%。

1.3.2 实验结果

同理,记录7种样本的压缩实验的加载力及轴向位移的关系曲线,图7为加载速度8.3 mm/s的实验结果,图8为加载速度4.2 mm/s的实验结果。对比二者,可以显然看出纯冰和各纤维含量的人工冰雹表现出不同的失效方式。如图7,加载时,纤维含量较低的冰球因为显著裂纹的产生而出现一个加载力的峰值,其后开始迅速回落;纤维含量12%的人工冰雹的加载力达到某一值后,并没有因为裂纹的出现而迅速降低,而是在位移增大过程中,以另一个较小的斜率继续上升。其次,由于从曲线下方面积可以显著得出,随着纤维含量的增大,人工冰雹储存的能量也越高。值得关注的是纤维含量6%的冰雹在次轮压缩实验中依然表现出较高的抗压强度和能量。

对比图7和图8,不难得出,相对低加载速率下塑形趋势更加显著。

2 人工冰雹材料力学性能分析

2.1 纤维含量对纤维增强冰柱抗压强度的影响分析

图9和图10是70次加载实验结果,加载速率均为8.3 mm/s,其中图9是冰柱抗压强度和纤维含量的关系图。由图可知,纤维填充物对冰雹材料的抗压强度具有增强效果,并且随着纤维含量增大,抗压强度成增大趋势。但是不可忽视的是,6%纤维含量的冰柱和冰雹的抗压强度均值较高。

再者,对图9的28次实验结果通过Origin软件通过最小二乘法进行二次函数拟合得出抗压强度与纤维含量之间的函数关系。设拟合方程为

式(2)中X为纤维含量的百分数;Y为材料抗压强度,MPa;a,b为系数。拟合结果如表5所示,其中拟合的调整拟合度adj.R2=0.917 97,该值越接近1表明拟合度越高。从拟合曲线可以得出6%纤维含量的冰柱的抗压性能显著于12%纤维含量的冰柱,图10为8.3 mm/s加载速度下,不同纤维含量冰雹加载力峰值对比图,该图也能定性地表现出6%纤维含量冰雹具有较高的平均抗压性能。

由此可见,ATSM F320—10航空与航天透明外壳抗冰雹撞击性的测试方法中的人工冰雹强度和6%纤维含量人工冰雹强度不相上下。因此,本文提出6%纤维含量的人工冰雹在航空与航天器冰撞测试中也应纳入测试范围。

2.2 加载速率对人工冰雹抗压强度的影响分析

对于纯冰的抗压性能与应变速率的关系,文献[6]中有着较全面的阐述,如图11右下角所示,在压缩过程中,当在相对低应变速率下,纯冰表现出塑性趋势,并且伴随着与应变率相关的硬化趋势;而在相对高应变率下,纯冰表现出脆性趋势。本文选取实验中两种加载速度下6%纤维含量冰雹的加载力与位移的曲线关系,如图所示,容易得出,将纤维填充的人工模拟冰雹与纯冰类比,高加载速度下人工冰雹表现出脆性趋势,低加载速度下表现出塑性趋势。

此外,在图12中,选择两种加载速度下的48次加载实验中不同纤维含量冰球的加载力峰值进行对比,图上显示,在各纤维含量冰雹压缩实验中,同等纤维含量的冰雹,加载速度增高,其加载力峰值也有增大趋势。

3 结论

本文基于ASTM F320—2010标准对人工模拟冰雹的压缩力学性能进行了实验研究,结论如下。

(1)人工模拟冰雹纤维含量高对冰雹抗压强度有显著的提高效果,低应变速度下纤维含量越高,冰雹抗压强度越高,使得冰雹碎裂需要的能量也越高;

(2)在低应变速度下,冰雹同纯冰类似,表现出塑性特征的趋势,而在相对高应变速度下,冰雹表现出脆性特征的趋势;

(3)高应变速率下过高的纤维含量会对冰雹抗压强度有降低效果,6%纤维含量的人工冰雹的抗压强度不容忽视的,可以作为12%纤维含量的ASTM F320—2010标准航空与航天透明外壳冰撞测试用冰雹的补充,在未来我国大型民用大飞机及商用航空发动机的适航取证中,本文可为吸雹符合性方法的探索提供参考。

摘要：结合ASTM F320—2010标准《航空与航天透明外壳冰撞测试》用人工冰雹,制备了两种形状、7种含量纤维增强的冰柱和冰球,基于万能试验机实施了两种加载速率下的单向压缩实验,探索了人工模拟冰雹的非线性压缩力学性能。将纤维增强冰雹与纯冰类比,发现了纤维含量对冰雹抗压强度有提高效果,不同纤维含量在不同加载速率下对冰雹抗压性能的影响存在差异,提出6%纤维含量的人工冰雹撞击测试应纳入未来商用航空发动机及民用大飞机适航取证的吸雹实验考虑范围。

关键词：人工冰雹,抗压性能,纤维增强,适航

参考文献

[1] ASN Aircraft Accident Boeing 737-33V HB-ⅢOyonnax.Aviation Safety Network.Flight Safety Foundation,n.d.<http://aviation.safety.net/database/record.php?id=20030815-0>.Web.13 Feb.2013

[2] FAA,Rain and hail ingestion.FAR Part 33.78

[3] ASTM International,standard test method for hail impact resistance of aerospace transparent enclosures,Report No.F320-10,2010

[4] Schulson E M,Paul D.The brittle failure of ice under compression,The Jorenal of Physical Chemistry B,1997;101(32):1839-1887

[5] Shazly M,Prakash V,Lerch B A.High strain-rate compression testing of ice.International Journal of Solids and Structures,2009;46(6):1499-1515