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试论高速铁路一、内容提要为了满足日益增长的客运和旅客运输服务质量要求,高速铁路建设近年来开始打开。铁路客站是一辆客运火车交通枢纽还原、提供安全、舒适、便捷的服务,其主要目标是旅客,这是最重要的层面之一铁路运输。本文从系统构成、系统功能，技术，组成等多方面进行了分析。二、关键1中国高速铁路概况与未来发展2高速铁路线路3高速铁路车站4高速铁路公司动车组5高速铁路信号技术6GSM-R无线通信技术7高速铁路牵引供电系统8高速铁路行车组织一、中国高速铁路概况与未来发展中国的高速铁路的建设始于1999年所兴建的秦沈客运专线。经过10多年的高速铁路建设和对既有铁路的高速化改造，中国目前已经拥有全世界最大规模以及最高运营速度的高速铁路网。截止2010年10月底，中华人民共和国国内运营时速200公里以上的高速铁路运营里程已经达到7431公里。我国高速铁路发展规划，是2004年经国务院批准的《中长期铁路网规划》确定的。2008年，国家根据我国综合交通体系建设的需要，对《中长期铁路网规划》进行了调整。目前，中国是世界上高速铁路发展最快、系统技术最全、集成能力最强、运营里程最长、运营速度最高、在建规模最大的国家。一、中国高速铁路的创新为实现建设世界一流高速铁路的宏伟目标，中国铁路大力推进体制创新、管理创新、技术创新。中国铁路在体制创新方面，创建了合资建路的崭新模式。铁道部与31个省市自治区签订了加快铁路建设的战略合作协议，新线建设项目基本上都是与地方政府或战略投资者合资，广泛吸引各方面资金投资铁路建设，形成了集全社会之力建高铁、推进铁路现代化的生动局面。中国铁路在管理创新方面，充分发挥我国铁路路网完整、运输集中统一指挥的优势，统筹利用铁路内外的各方面科研力量和人力资源，形成强大合力。在铁路建设中，无论是工程管理部门，还是设计、施工、监理单位，都协调行动，组织起了强大的工程建设队伍；在技术装备制造中，无论是运营单位，还是制造企业、科研院所，都统一步调，形成了强大的研发制造体系。这种科学高效的管理模式，大大提高了我国高速铁路网建设的效率和效益。中国铁路在技术创新方面，我们瞄准世界最先进水平，把原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新有机结合起来，立足于提高自主创新能力，统一组织，形成一个“拳头”，坚持整个铁路技术创新体系一盘棋，在引进和掌握先进技术的基础上，统一搭建了我国高速铁路的技术平台，走出了一条铁路自主创新的成功之路。我国高速铁路的工程建造技术、高速列车技术、列车控制技术、客站建设技术、系统集成技术、运营维护技术不仅达到了世界先进水平，而且形成了具有自主知识产权的高速铁路成套技术体系。二、中国高速铁路现状与未来经过几年的不懈努力，目前，中国大陆投入运营的高速铁路已达到6920营业公里。其中，新建时速250～350公里的高速铁路有4044营业公里；既有线提速达到时速200～250公里的高速铁路有2876营业公里。我国高速铁路运营里程居世界第一位。正在建设中的高速铁路有1万多公里。目前，我国高速铁路运营状况总体很好。二、高速铁路线路2004年《中长期铁路网规划》提出，到2020年，全国铁路营业里程达到10万公里，主要繁忙干线实现客货分线，建设高速铁路1.2万公里以上。2008年修订的《中长期铁路网规划（2008年调整）》确定到2020年，全国铁路营业里程达到12万公里以上，建设高速铁路1.6万公里以上。2011年《十二五规划》提出，建成“四纵四横”客运专线，建设城市群城际轨道交通干线，建设兰新铁路第二双线、郑州至重庆等区际干线，基本建成快速铁路网，营业里程达到4.5万公里，基本覆盖50万以上人口城市。客运专线其他普速铁路按中长期铁路规划，中国大陆的高速铁路网至少包括了5种类型的线路：“四纵四横”客运专线、城际客运系统、经提速改造后的既有线、完善路网布局和西部开发性新线，以及海峡西岸铁路。四纵四横中国大陆“四纵四横”客运专线是指省会城市及大中城市间的长途高速铁路。中国中长期铁路规划中，到2020年中国的四纵四横客运专线网络全长将达到16000公里。“四纵”客运专线即:一是北京～上海客运专线,包括蚌埠～合肥、南京～杭州客运专线,贯通京津至长江三角洲东部沿海经济发达地区;二是北京～武汉～广州～深圳客运专线,连接华北和华南地区;三是北京～沈阳～哈尔滨(大连)客运专线,包括锦州～营口客运专线,连接东北和关内地区;四是上海～杭州～宁波～福州～深圳客运专线,连接长江、珠江三角洲和东南沿海地区。“四横”客运专线。一是徐州～郑州～兰州客运专线,连接西北和华东地区;二是杭州～南昌～长沙～贵阳～昆明客运专线,连接西南、华中和华东地区;三是青岛～济南～石家庄～太原客运专线,连接华北和华东地区;四是南京～武汉～重庆～成都客运专线,连接西南和华东地区。城际高铁以前的城际铁路包括高铁和快铁，《城际铁路设计规划2014年》规定将来的时速不高于200公里，因此将来新建的城际铁路都不属于高铁而属于快铁。城际客运系统是指建设于各都市圈内部，尤其是人口稠密地区（如环渤海地区、珠江三角洲、长江三角洲等地区）的短途高速铁路，线路长度一般在500公里以下。一部分线路的时速可以达到200～250公里，例如青烟威荣城际铁路，另外一部分线路的时速可以达到350公里以上，例如京津城际铁路。西部新线总体上，中国西部是建设快速铁路为主，建设高速铁路为次。这些线路是以扩大中国西部铁路网为主，以适应西部地区的经济发展，规划建设的41000公里的高速铁路，主要规划在四川、重庆、广西、甘肃、陕西、新疆等西部省市。这些线路主要为客货混行铁路，也有部分客运专线。由于中国西部地区经济相对落后，而且西南地区四川、重庆、贵州、西藏等省（自治区、直辖市）地理条件复杂导致修筑难度较大，因此建设进度较慢。三、高速铁路车站铁路部门办理客、货运输业务和列车技术作业的场所，俗称火车站。按作业性质，一般可分为客运站、货运站和客货运站。按技术作业分为编组站、区段站和中间站。一般车站以一项业务和一项作业为主，兼办其他业务和作业。有的车站同时办理几项主要业务和作业。铁路车站客运站主要办理售票、行李包裹运送、随身携带品寄存、旅客上下车等客运业务，以及旅客列车终到、始发、技术检查等行车工作和客车整备等作业。客运站的主要设备有:站房、站台、到发线等。办理大量始发、终到旅客列车的客运站，还设置供客车检修、清洗等作业用的客车整备场。客运站按布置图型可分为通过式、尽头式和混合式。通过式客运站的正线和到发线是贯通的，站房一般设在铁路的一侧(图1a);尽头式客运站的到发线是尽头的,站房可设在到发线终端或一侧(图1b);混合式客运站是通过式和尽头式两种形式的结合。货运站主要办理货物承运、交付、装卸以及货物列车到发、车辆取送等作业的车站。主要设备有:货物列车到发线、编组线、牵出线和货场(见铁路货场)等。货运站的布置图型有通过式和尽头式。一般中小型货运站多采用通过式。大型货运站多采用尽头式。客货运站同时办理客、货运业务，视其业务量大小和是否进行列车和车辆的技术作业，配置相应的设备。编组站专门办理大量货物列车编组、解体和列车、车辆技术作业的车站。主要设备有到发线(场)、调车线(场)、驼峰、牵出线以及机务段和车辆段等。区段站设在铁路牵引区段分界处的车站，主要办理列车机车换挂、技术检查以及区段零担摘挂列车、小运转列车的改编等作业。主要设备有:到发线、调车线、牵出线、机务段、车辆段以及其他有关设备。布置图型按上、下行到发场相互位置可分为横列式和纵列式两种。车站铁路中间站主要办理列车会让(单线铁路)和越行(双线铁路)作业的车站。技术作业有:列车到发、会让和零担摘挂列车调车等。主要设备有到发线、货物线、牵出线和旅客乘降设备等。通常采用的中间站布置图型如图4。此外，还有专为工矿企业服务的工业站，铁路与专用铁道衔接的联轨站,为港口水陆联运服务的港湾站,本国铁路与外国铁路衔接的国境站，在不同轨距铁路联结处办理旅客换乘、货物换装或客、货车辆换轮的换装站等。四、高速铁路动车组简单说就是每个车厢都带动力。传统的火车是由机车（火车头）带动列车前行，机车驱动轮有限，如果盲目提高功率将造成驱动轮与钢轨之间打滑。动车组把驱动电机分散做到列车的每一个车轮下，加速时各个车轮均匀出力，不但提高了牵引力，而且由于采用多组小型电机分散布置，减小了制造难度。动车组其实早就有，我国70年代投入运用的北京地下地道列车就是动车组。高铁速度划分（1）常速100~120km/h（2）中速120~160km/h（3）准高速160~200km/h（4）高速200~400km/h（5）超高速＞400km/h动车组优点（1）动车组在两端都有驾驶室，大为加快运转的速度。（2）动车组可以容易组合成长短不同的列车。其中动力分散的动车组优点特别明显：①动力效率较高，特别是在斜坡上，动车组车卡的重量放置在各个带动力的车轮上，而不会成为拖在机车后面无用的负重。②因为同样的原因，动车组上的动力轴对路轨黏著力的要求较低，每轴的载重亦较少。因此选用动车组的高速铁路路线，对路线的土木工程及路轨的要求都较为低。③电力动车组因为有较多的电动机，所以再生制动能力良好。对于停站较多的近郊通勤铁路、地下铁路，该优点特别明显。④因为动车组运转快、占地小，行走市郊的通勤铁路很多都是动车组。轻便铁路、地下铁路使用的亦几乎全是动车组。五、高速铁路信号技术无线通信技术在高速铁路信号系统中的应用1、微机联锁无线通信技术在微机联锁方面运用的可行性还需进一步研究，但ATCS中提出，可以将检测到的道岔、信号机闭锁状态发送给主控中心，并利用道旁接口单元来接收主控中心的控制命令，以实现控制一组道岔、信号机动作的目的。另外道旁接口单元可以利用无线信道联系控制中心，通过电缆连接现场设备，从而检测并控制一些辅助的子系统。目前看来，无线通信技术用于微机联锁的现场设备可能会增加一些投资，且大型站场道岔众多，干扰较大，但还是具有较好的发展前景。2、集中调度在调度集中系统中，调度中心职要根据车站到发线占用情况和区段内闭塞分区大概了解列车运行的状况，并根据得到的信息排列进路。但利用TBS，控制系统就能够准确的了解列车运行的位置、速度，并根据沿线的信号系统情况发送列车控制命令，保证列车在最短的实践间隔内高速、安全、稳定的运行。无线通信技术赋予列车与控制中心的双线数据通信，给列车的运行带来了很大的方便，且实现了行车指挥自动化。3、中继器在高速铁路的实际运行中，我不可能在所有的高速铁路中都设这无线通信基站，这样不但增加了设备投资，还使无线通信铁路信号系统失去了存在的真正意义。有了中继器，基站就可以通过中继器接受和发送一些射频信号，从而使基站不仅可以管理基站区域范围内的站区，还能够将管理中继器管理的一些车辆和线路。4、提高平交道口的通过效率为了提高平交道口的防护能力和和通过效率，防止由于无线设备故障造成不必要的损失，主控中心按照时间间隔不断的查询道口的运行状态，并将查询信息及时反馈给接近道口的列车。另外主控中心通过接收的列车位置、速度信息，可以计算列车通过道口的时间，并根据实际情况设定列车的最大允许速度和列车运行线路参考。这样，列车通过平交道口就有了安全保障，而且还大大提高了道口的通过效率。5、加强维修处防护在高速铁路某路段需要进行维修时，维修部门可以通过移动终端将维修点输入到系统中，通过主控中心的传送，列车就可以很好的了解路段情况。在实际的运行中，列车可以根据了解到的维修点信息对列车进行操作，另外在列车接近维修点事，移动终端接受到地面系统的警报信号，以保证列车能够及时在维修段之前停车。六、GSM-R无线通信技术GSM-R中文名：综合专用数字移动通信系统外文名：GlobalSystemforMobileCommunications-Railway简称：GSM-R频段：上行885-889MHz，下行930-934MHz类型：移动属于专用移动通信的一种，专用于铁路的日常运营管理，是非常有效的调度指挥通信工具。GSM-R(GlobalSystemforMobileCommuni