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CRH5相关知识

第十章相关知识

行车指挥系统、通信系统、供电系统、轨道线路及道岔等相关知识是铁路行车的重要组成部分，与动车组司机行车工作息息相关。

学习掌握这些相关知识是提高作业质量的必要手段，更是保证行车安全的前提条件。

第一节动车组通信系统

一、铁路数字移动通信系统（GSM-R）简介

（一）GSM-R是通过无线通信方式实现移动话音和数据传输的一种技术体制。

（二）GSM-R是基于GSM，并在其功能上有所超越的成熟技术。

它是专门针对铁路对移动通信的需求而推出的一种专用系统。

它可以满足铁路客运专线的的特殊需求（对通信系统在高速情况下的安全性、可靠性、实时性、便捷程度提出了更高的要求）:

1.话音类：

调度通信、区间通信

2.数据类：

列控信息传送、调度指挥信息传送、行车安全监控信息的传送、旅客综合服务信息的传送。

二、铁路数字移动通信系统（GSM-R）的特点

（一）列控信息传送

1.无线通信网络提供车－地双向、实时数据传输通道，传输速率至少2.4kbps，异步透明全速率传输方式。

2.业务不间断，无线信道实时可靠，无线网络在铁路沿线应保证连续覆盖并支持切换。

3.每个列车数据传输需要占用至少一个专用无线信道，无线通信网络能提供覆盖范围内的N列车所需的N个的专用信道。

（二）车地信息化数据传输

1.实现列车运行、列车安全监控、诊断以及承载货物等实时信息传送到地面，为实现列车信息实时追踪、客票发售等提供基础信息，满足铁路路网移动体（机车、车辆等）实时动态跟踪信息传输的

2.实现以旅客为主体的移动信息，在车地之间实时进行传送，为旅客提供多方位的综合信息服务。

三、铁路数字移动通信系统（GSM-R）的无线网络覆盖方式

常见的GSM-R的无线网络覆盖方式主要有六种：

1.单MSC单BSC的单网线性覆盖方式

2.单MSC单BSC的单网交织覆盖方式

3.单MSC双BSC的冗余覆盖方式（同站址）

4.单MSC双BSC的交织覆盖方式（不同站址）

5.双MSC双BSC的双网交织覆盖方式（不同站址）

6.双MSC双BSC的双网冗余覆盖方式（同站址）

四、CRH5型动车组机车综合无线通信设备（CIR）简介

1.机车综合无线通信设备（CIR）是基于GSM-R数字移动通信技术、GPS全球定位技术、450MHz及800MHz模拟无线电台通信技术等开发的综合车载通信设备。

它与地面的GSM-R设备和450MHz、800MHz等地面设备等共同组成一个完整的铁路综合无线通信网。

机车综合无线通信设备（CIR）支持GSM-R调度通信系统功能、支持GSM话音通信功能，两网同时存在时首选GSM-R。

支持GSM-R通用数据传输功能，可根据承载业务的需要提供GPRS或电路方式数据传输链路。

设备调度通信和数据传输采用不同的信道机，故可以同时实现调度通信和数据通信。

机车综合无线通信设备（CIR）配备了全球卫星定位系统（GPS），利用卫星对机车位置进行实时定位，可向机车上的其它用户提供GPS原始信息、公用GPS位置信息等。

机车综合无线通信设备（CIR）集成了目前机车无线通信的所有业务，可以满足目前机车无线通信要求，也适应将来发展的需要。

2.机车综合无线通信设备（CIR）兼具GSM-R和450MHz两种工作模式，实现列车调度通信、调度命令信息（包括调度命令、行车凭证、接车进路预告、调车作业通知单等）无线传输、车次号校核数据无线传送等功能。

并对各类通信过程和内容进行记录。

图10-1CIR组成

3.CIR由操作显示终端（简称MMI）、主机、送（受）话器、扬声器、打印终端、连接电缆、天线、射频馈线、机车数据采集编码器等构成，如图10-1所示。

主机包括机柜、主控单元、电源单元、电池单元、卫星定位单元、GSM-R话音单元、GSM-R数据单元、高速数据单元、记录单元、天馈单元、450MHz机车电台单元、800MHz列尾和列车安全预警车载电台（简称LBJ）单元、接口单元等，各组成部分模块化，可根据功能要求进行模块配置。

第二节牵引供电系统

一、牵引供电系统简介

（一）牵引供电系统基本构成

为电气化铁道提供高压电源，其电压为110kV或220kV。

电气化铁道的牵引负荷是一级负荷，故要求电源有足够的容量和较高的可靠度。

牵引变电所：

将电力系统供应的电能转变为适于电力牵引及其供电方式的电能，其核心元件是牵引变压器，并设有备用。

牵引网：

由馈（电）线、接触网、轨（地）、回流线等组成，是牵引供电网（回路），完成对电力机车的送电任务。

（二）供电方式

1.直接供电方式

牵引网结构最简，投资最小，但钢轨电位较高，对通信线的干扰感应最大，主要适用于通信线路（主要是明线）较少或很易将受扰通信线迁改径路的场合。

如图10-2所示。

接触网

地线

图10-2直接供电方式

2.带负馈线的直接供电方式

在钢轨上并联架空回流线（又称负馈线）。

钢轨电位大为降低，对通信线的干扰得到较好抑制。

还能降低牵引网阻抗，使供电臂延长30%及以上。

如图10-3所示。

图10-3带负馈线的直接供电方式

3.BT供电方式

BT/回流线方式：

BT串入接触网，间隔约1.5km-4km，用以吸回地中电流，减少通讯干扰。

BT/回流线方式牵引网结构复杂，造价较高，牵引网阻抗变大，供电臂长度将减小；因存在BT分段（火花间隙），不利于高速、重载等大电流运行；但BT方式的钢轨电位低，抑制通信干扰的效果很好。

如图10-4所示。

地线

接触网

回流线

BT

BT

图10-4BT供电方式

4.AT供电方式

AT并联于牵引网中，克服了BT串入网中BT分段的缺陷，使供电电压成倍提高，牵引网阻抗小，供电距离长（约为直接供电方式的170%-200%），网上压损和能损都小，是一种适于高速、重载等大电流牵引方式。

如图10-5所示。

图10-5AT供电方式

（三）客运专线牵引供电系统要求

1.客运专线牵引供电系统通常采用AT供电方式，动车组存车场采用带回流线的直接供电方式，枢纽根据需要可局部采用直接供电方式。

保证牵引供电独立性和完整性；在确保客运专线可靠供电的前提下，有条件时可对相邻线和枢纽供电及电力供电。

2.牵引变电所从电力系统接引2路独立、可靠的220kV电源供电。

牵引变电所安装2台单相牵引变压器，一台运行，一台固定备用，互为热备。

鉴于客运专线采用交直交动车组，牵引供电系统不设功率因数补偿设备。

3.满足客运专线最高运行速度及最小追踪间隔时间要求。

设置牵引供电远动系统，对全线牵引供电设施进行集中监控。

牵引供电调度设在综合调度所内，作为综合调度系统的一个子系统进行单独的调度管理。

（四）AT供电方式介绍

1.AT供电方式特性

AT（自耦变压器）供电方式是每隔一段供电距离，在接触网与钢轨之间并联接入一台自耦变压器，其中性点与钢轨相连。

自耦变压器将牵引网的电压提高一倍，而供给电力机车的电压仍为25kV。

AT供电系统中，牵引变电所牵引侧电压为单相55kV或两相2×27.5kV。

牵引网接触线T和正馈线F接在自耦变压器的原边，构成55kV供电回路，而钢轨与自耦变压器的中点连接，使接触网与钢轨间的电压仍然保持为27.5kV。

2.AT供电方式特点

AT供电方式变电所间距大，可大大减少电分相数量，并且牵引网阻抗小，能显著减少牵引网电压损失，改善供电质量，保证列车高速运行。

AT供电方式间距大，可密切配合电力系统向电气化铁路供电的外部电源的选择，降低电源工程造价。

另外AT供电方式对通信线路的影响较小，防护效果与BT供电方式相当。

在我国既有部分路段已采用AT供电方式，并将在高速铁路建设中采用。

通常AT间距为8～12km，容量约为2～3MVA。

对于复线AT供电系统，采用上下行末端并联单边供电方式。

3.AT供电方式优缺点

（1）在不提高牵引网绝缘水平的条件下，将馈电电压提离了1倍，成倍提升了牵引网的供电能力，牵引变电所的间距可加大到70~90km，牵引变电所数量和外部电源线路长度大为缩减。

（2）电力牵引变电所送电电压较电力机车工作电压高1倍，牵引网中的电流只有电力机车电流的1/2，使牵引网的能耗和电压损失降低，供电质量改善。

（3）AT段接触网中的电流与正馈线电流大小相等，方向相反，对通信线路的干扰互相抵消;AT段接触网中的电流数值与机车位置有关，其方向相反。

因而，AT供电方式能大大减少牵引负荷对通信线路的干扰.。

（4）绝大部分牵引电流经正馈线返回牵引变电所，钢轨对地的泄漏电流极少，钢轨对地电位降低，有利于保证维修人员的安全.。

（5）由于有正馈线及自耦变压器，使得牵引网变得复杂，对隧道净空要求较高，一次投资较大。

4.AT供电方式分区所特点

（1）每个供电臂的上、下行接触网之间各用一台断路器相联，正常运行时，断路器闭合，实现供电臂上下行并联供电。

（2）在每个供电臂的断路器两侧设有两台自耦变压器，每台自耦变压器通过双极电动隔离开关及断路器接于进线上，两台同时运行，互为备用。

（3）当正在运行的自耦变压器故障时，通过断路器跳闸，使故障自耦变压器退出运行。

（4）在每回进线上均设置氧化锌避雷器用于过电压保护。

（5）不同供电臂通过电动隔离开关实现越区供电。

5.AT供电方式AT所特点、

AT所与分区所的接线方案类同，采用通过一台断路器实现上、下行并联供电，自耦变压器接在并联断路器两侧。

二、接触网知识简介

接触网是架设在铁路上方供给电力机车、动车组电能的特殊供电线路。

接触网一般采用链型悬挂方式，其最小张力见第10-1表。

接触线一般采用铜合金材质。

接触线距钢轨顶面的高度不超过6500mm；接触线悬挂点高度不宜小于5300mm，接触线最低点高度不小于5150mm，站场和区间接触网的高度应一致。

列车运行速度（km/h）

综合张力（kN）

接触线张力（kN）

160＜v≤200

30

15

200＜v≤300

40～45

25

300＜v≤350

48～55

28.5

表10-1接触网最小张力

（一）接触网支持及定位（图10-6）

在接触网支柱及距接触网带电部分5000mm范围内的金属结构物须接地。

图10-6接触网支持及定位

（二）接触网悬挂（图10-7）

吊弦

承力索

接触线

图10-7接触网悬挂

（三）接触线

受电弓沿其行走的预张力线，与承力索、吊弦等一起形成接触网悬挂。

接触线在受电弓滑板二维平面内滑动。

接触线主要成份为铜；银（0.1%）或镁（0.5%）的合金添加剂能改善铜线的机械和热性能，增加铜线的张力；铜接触线与碳滑板的组合使磨损率最低。

接触线距钢轨顶面的高度不超过6500mm；接触线悬挂点高度不宜小于5300mm，接触线最低点高度不小于5150mm，站场和区间接触网的高度应一致。

（四）锚段关节与中心锚结

在区间站场上，根据供电和机械方面的要求，将接触网分成许多独立的分段，这种独立的分段称为锚段。

锚段的作用：

缩小事故范围。

当发生断线或支柱折断等事故时，由于接触网是分段的，从而使事故限制在一个锚段内，不致波及相邻锚段。

便于加设张力补偿装置。

分段后，在承力索和接触线两端加设张力补偿装置，使其下锚处与中心锚结处的张力基本保持不变，提高了供电质量。

缩小因检修而停电的范围。

在进行接触网检修时，可以打开绝缘锚段关节的隔离开关，使停电范围缩小，保证非检修锚段的正常供电。

锚段便于设供电分相。

通过绝缘锚段关节可以将不同段的异相电分开，以满足供电方式的需要。

三、电分段与电分相（图10-8）

接触网的分段、分相设置应考虑检修停电方便和缩小故障停电范围，并充分考虑电力牵引的列车、动车组正常运行和调车作业的需要。

图10-8电分段与电分相

分段绝缘器（电分段）:

又称分区绝缘器（图10-9），是接触网电气分段的常用设备。

分为纵向电分段和横向电分段，前者用在线路接触网上，后者用于站场各条接触网之间。

通过其上的隔离开关将有关接触网进行电气连通或断开，以保证供电的可靠性、灵活性和缩小停电范围以及便于检修等。

图10-9分段绝缘器

被分段的接触网在电气方面是独立的，并用隔离开关连接。

当某区段发生事故或停电进行检修时，可以打开相应段的隔离开关使该区段无电，而不致影响其他各段接触网的运行。

分相绝缘器（电分相）：

串接在接触网中，目的是将两相不同的供电区分开，并使机车光滑过渡，主要用在牵引变电所出口处和分区处。

（图10-10）

图10-10电分相

当两侧接触网由不同相电源供电时，需设置电分相。

一般设在牵引变电所、分区所、开闭所、供电段分界点及不同电力系统供电分界点等处。

分相的位置应避免设在进出站和变坡点区段。

双线电气化区段应具备反方向行车条件。

负荷开关和电动隔离开关应纳入远动控制。

枢纽及较大车站应设开闭所。

接触网不得引接非牵引负荷。

第三节线路与道岔基本知识

一、线路平面及纵断面

1.300km/h区段的最小曲线半径：

有砟轨道为5000m，特殊困难条件下为4500m；无砟轨道为5000m，特殊困难条件下为4000m。

350km/h区段的最小曲线半径：

有砟轨道为7000m，特殊困难条件下为6000m；无砟轨道为7000m，特殊困难条件下为5500m。

最大曲线半径为12000m。

2.车站应设在直线上。

特殊困难条件下，可设在曲线上，但不得设在反向曲线上。

车站必须设在曲线上时，其曲线半径不得小于该区段内的最小曲线半径。

3.缓和曲线采用三次抛物线线形。

缓和曲线长度应保证曲线超高在缓期和曲线范围内顺完。

超高顺坡率一般为1（10Vmax），困难条件下1（9Vmax）。

4.两相邻曲线间的夹直线和两缓和曲线间的圆曲线最小长度，一般条件下不小于0.8V，困难条件下不小于0.6V。

5.正线上缓和曲线与道岔间的直线段长充，一般条件下不小于0.6V，困难条件下不小于0.5V（350km/h区段为170m）。

6.区间正线的最大坡度不大于20‰，特殊困难条件下不大于30‰，动车组走行线最大坡度不大于35‰。

7.最小坡段长度，300km/h区段一般不小于1200m，困难条件下不小于900m；350km/h区段一般不小于2000m，困难条件下不小于900m。

一般条件的最小坡段长度不宜连续采用，困难条件下的最小坡段长充不得连续采用。

8.正线相邻坡段的坡度代数差大于或等于1‰时，应采用圆曲线形竖曲线连接。

最小竖曲线半径为25000m，最大竖曲线半径不应大于30000m。

最小竖曲线长度不得小于25m。

二、路基

1.有砟轨道路基两侧的路肩宽度，双线不应小于1.4m，单线不应小于1.5m。

2.路基基床应由基订表层和基床底层构成。

基床表层厚度，无砟轨道为0.4m，有砟轨道为0.7m；基床底层厚度2.3m。

基订表面应填筑级配碎石。

基订底层应采用A、B组填料或改良土，A、B组填料粒径级配应满足压实性能要求。

三、轨道

（一）正线及到发线轨道为一次铺设60kh/m钢轨跨区间无缝线路。

（二）验收线路时，正线轨道、道岔几何尺寸静态允许偏差应符合下表的标准。

有砟轨道静态几何尺寸允许偏差

高低、轨向

水平

扭曲

轨距

轨距变化率

幅值

2mm

2mm/5m

10mm/150m

2mm

2mm

±1mm

1/1500

备注

弦长

10m

基长

30m

基长

300m

——

基长

3m

——

——

无砟轨道静态几何尺寸允许偏差

高低、轨向

水平

扭曲

轨距

轨距变化率

幅值

2mm

2mm/8α

10mm/240α

2mm

2mm

±1mm

1/1500

备注

弦长10m

基长48α

基长480α

——

基长3m

——

——

道岔（直向）静态几何尺寸允许偏差

高低

轨向

水平

扭曲

（基长3m）

轨距

轨距变化率

幅值

2mm

2mm

2mm

2mm

±1mm

1/1500

弦长

10m

10m

——

——

——

——

（三）正线无砟轨道应符合下列规定：

1.可采用板式、双块式等无砟轨道结构，根据运营需要和环境要求，可采用减震措施。

2.曲线超高应根据相应区段不同列车的运行速度设置，满足允许过、欠超高的要求。

3.应设置性能良好的防排水系统。

（四）正线有砟轨道应符合下列规定：

1.应采用长度为2.6m的Ⅲ型混凝土轨枕，每公里铺设1667根。

道岔地段铺设混凝土岔枕。

2.采用与轨枕配套的弹条扣件，橡胶垫板静刚度为60±10kN/mm。

3.道床：

（1）应采用特级碎石道砟，上道前必须进行清洗。

（2）正线单线道床顶面宽度3.6m，道床厚度350mm，道床边坡1：

1.75。

双线道床顶面宽度应分别按单线计算。

（3）道床顶面应低于轨枕承轨面不得小于40mm，且不应高于轨枕中部顶面。

（4）桥上的道床标准与路基地段相同。

砟肩至防护墙或边墙之间以道砟填平。

四、道岔

（一）道岔区无砟轨道结构应符合下列规定：

1.轨枕埋入式无砟轨道由道岔钢钢轨件、扣件、混凝土道床板（含桁架式预应力混凝土岔枕）及底座等部分组成。

板式无砟轨道由道岔钢轨件、扣件、道岔板及底座等部分组成。

2.道床板表面应设横向排水坡。

3.道岔区范围内的轨道刚度应均匀，并与区间轨道刚度相匹配。

4.岔区无砟道与区间无砟道结构应根据轨道结构形式、扣件刚度和运营条件等，设置一定长度的过渡段。

（二）正线道岔号数的选择应符合下列规定：

1.正线道岔的直向通过速度不应小于路段设计行车速度。

2.两正线间的渡线及正线与到发线连接应采用18号道岔。

3.改扩建大型客运站，特殊困难条件下可采用12号道岔。

4.正线与联络线连接应按联络线设计行车速度，宜选用大号码道岔。

（三）相邻道岔间插入钢轨长度应符合下列规定：

正线上道岔对向设置，当有列车同时通过两侧线时，应插入长度不小于50m的钢轨；当受站坪长度限制时，可插入长度不小于33m的钢轨。

当无列车同时通过两侧线时或道岔顺向布置时，可插入长度不小于25m的钢轨。

到发线上道岔顺各布置时，可插入长度不小于12.5m的钢轨；对向布置时，可插入长度不小于25m的钢轨。

上述插入短轨长度尚应满足无缝线路应力检算要求。

第四节行车组织和调度指挥系统

一、行车组织

（一）行车组织要求

铁路行车组织工作，必须贯彻安全生产的方针，坚持高度集中、统一领导的原则。

运输、机务、车辆、工务、电务、供电、信息、房建等部门要发扬协作精神，主动配合，紧密联系，协同动作，组织均衡生产，不断提高效率，挖掘运输潜力，完成和超额完成铁路运输任务。

列车运行图是铁路行车组织工作的基础。

所有与列车运行有关的铁路各部门，必须按列车运行图的要求，组织本部门的工作，以保证列车按运行图运行。

列车运行图应根据客货运量、区段通过能力等因素确定列车对数，并符合下列要求：

1.列车运行、车站间隔、技术作业等时间标准；

2.迅速、便利地运输旅客和货物；

3.充分利用通过能力，经济合理地运用机车车辆和安排施工、维修天窗；

4.做好列车运行线与车流的结合；

5.各站、各区段间的协调和均衡；

6.合理安排乘务人员作息时间。

（二）、调度日常组织

1.调度日计划

调度日计划是一日内的运输工作计划，包括列车开行计划和施工、维修计划。

（1）调度日计划主要内容。

①列车开行计划主要内容：

②施工计划主要内容：

③维修计划主要内容：

维修计划主要包括作业项目、地点、时间、作业单位、配合作业单位、作业负责人、影响范围、路用列车进出区间方案等。

（2）调度日计划编制的主要依据：

①基本列车运行图（包括分号列车运行图）。

②有关文件、电报、调度命令。

③动车组运用（车型、组数）、检修计划及回送申请。

④月度施工计划（含临时文电批复的）及主管业务处提报的施工计划、路用列车开行、设备维修作业计划申请。

2.调度命令拟定及发布。

铁路总公司、铁路局调度在组织指挥日常运输工作中，应及时正确发布与运输有关的调度命令，下级调度以及行车有关单位、人员必须执行。

指挥列车运行的命令（运行揭示调度命令除外）和口头指示，只能由列车调度员发布。

（1）发布调度命令的基本规定：

①调度命令发布前，应详细了解现场情况，听取有关人员的意见，命令内容、受令处所必须正确、完整、清晰。

②使用计算机、传真机发布调度命令时，命令接受人员确认无误后应及时反馈回执。

③使用电话发收调度命令时，应填记《调度命令登记簿》，指定受令人员中一人复诵，并记明发收人员姓名及时刻。

④列车调度员应使用调度命令无线传送系统向司机发布书面调度命令，司机应及时签认接收，不再与列车调度员核对，有疑问时，须立即询问列车调度员。

调度命令无线传送系统故障时，可按规定使用语音记录装置良好的机车综合无线通信设备发布，司机接到命令后，须与列车调度员核对。

由车站交付的调度命令，车站值班员可使用调度命令无线传送系统或按规定使用语音记录装置良好的机车综合无线通信设备向司机转达。

⑤已发布的调度命令，遇有错、漏或变化时，必须取消前发命令，重新发布全部内容的调度命令。

（2）发布行车调度命令的规定：

①调度命令必须在列车进入关系区间（站）前交付；在未确认司机已收到调度命令（得到回执）前，不得开放发接该次列车的出站或进站信号。

②作为行车凭证的调度命令，在接发列车进路准备妥当后，方可向司机发布（转达）。

③使用调度命令无线传送系统传送行车凭证，列车调度员办理接发列车时，由列车调度员传送，车站值班员办理接发列车时，由车站值班员传送。

④对跨铁路局（调度台）的列车，接车局（调度台）列车调度员可委托邻局（调度台）列车调度员转发调度命令，接车局（调度台）要将需转发的调度命令号码和内容发给邻局（调度台），邻局（调度台）将受令情况向接车局（调度台）列车调度员通报。

⑤遇调度命令需跨铁路局（调度台）执行时，发布调度命令的列车调度员须发布给列车担当全区段的调度命令，需要列车运行前方各调度指挥区段掌握和执行的调度命令，还应将调度命令抄知相关调度台。

⑥更换机车或变更限速条件时，应由有关铁路局列车调度员重新发给相关调度命令。

途中乘务人员换班时，应将调度命令内容交接清楚。

（3）发布运行揭示调度命令的规定：

①运行揭示调度命令是指由调度所施工调度发布的涉及限速、行车方式发生变化和设备变化的调度命令。

②运行揭示调度命令应包括时间、地点、因由、速度、行车方式变化、设备变化等内容，机务部门应根据运行揭示调度命令及时将有关内容写入IC卡。

③发布运行揭示调度命令，不得含有与受令处所无关的内容和命令

（三）列车运行图的分类

1．按使用范围

（1）铁路内部使用的列车运行图。

它是铁路组织运输生产的依据，是实现“按图行车”的技术组织措施，是确保铁路运输产品质量的基础。

在我国，通常以图形的列车运行图形式提供使用。

（2）社会使用的列车运行图。

它对铁路来说是铁路运输产品的供销计划，而对社会用户来说，则是旅客安排旅行计划、货主安排货物销售计划的依据。

目前在我国，有旅客列车时刻表和“五定”班列时刻表两种列车运行图供社会使用。

旅客列车时刻表和班列时刻表应在新运行图实行之前向社会公布。

2．按照区间正线数

（1）单线运行图。

在单线区段，上下行方向列车都在同一正线上运行，因此，两个方向列车必须在车站上进行交会。

（2）双线运行图。

在双线区段，上下行方向列车在各自的正线上运行，因此，上下行方向列车的运行互不干扰，可以在区间内或车站上交会。

但列车的越行必须在车站上进行。

（3）单双线运行图。

在有部分双线的区段，单线区间和双线区间各按单线运行图和双线运行图的特点铺画运行