第一篇:高鐵輻射很大嗎?(推薦)
高鐵輻射很大嗎?Comments>>
Albert_JIAO 發表于 2013-01-21 07:46 | Tags 標簽:原創, 輻射, 高鐵
流言: 高鐵盡量不要坐,高鐵乘務員最近又招了一 批,因為上一批集體辭職了,因為高鐵輻射嚴重,乘務員不是不孕就是流產,因為引進的只 是高鐵機芯,而車廂和防輻射設備根本沒有!因為一塊半米的防輻射玻璃要三萬塊,他們省 到了自己腰包,而百姓卻要深受其害!如果不相信,有人在高鐵上實測了電磁輻射的變化,明顯在加速的時候,特別是維持在高速運行的階段,電磁輻射很大,甚至有的時候還要超過 微波爐的電磁輻射。開始分析這段聳人聽聞的流言前,先明確一點:其實不只是高鐵,電力機車、電傳動內燃機 車、地鐵、有軌電車以及其他很多使用電力驅動的交通工具都會產生電磁輻射。列車車廂內 的電磁輻射,不僅和列車使用的電氣特性有關,還與車輛類型、測量點在車廂內的位置和高 度、列車行駛狀態等復雜的因素有關。下文討論中,我們將重點關注高鐵列車乘客車廂中的 電磁輻射。
高鐵輻射有多大?
其實不只是高鐵,電力機車、電傳動內燃機車、地鐵、有軌電車以及其他很多使用電力驅動 的交通工具都會產生電磁輻射。列車車廂內的電磁輻射,不僅和列車使用的電氣特性有關,還與車輛類型、測量點在車廂內的位置和高度、列車行駛狀態等復雜的因素有關。下文討論 中,我們將重點關注高鐵列車乘客車廂中的電磁輻射。高鐵是高速鐵路的簡稱。我國高速鐵路上運行的列車,使用的電力一般為 2.5 萬伏特、50Hz 交流電。相應地,高鐵的高壓電力設備就會輻射出這個頻率段的電場和磁場。
1,頻率為 50Hz 的電磁場輻射限值
根據 ICNIRP 的安全標準[1](ICNIRP 是國際非電離輻射防護委員會。這是一個非政府的獨 立組織,由多個領域的專家組成。這個組織根據最新科研進展,評估各種非電離輻射對人體
健康的潛在危害。ICNIRP 提出的輻射安全標準已經被幾十個國家和國際組織采納。我國國 家環保總局的相關標準也參考了 ICNIRP 的標準[2]),高鐵產生的 50Hz 左右的“極低頻電 磁輻射”,電場輻射的安全標準為 5kV/m(kV/m 即千伏特每米,電場強度的單位)以下,磁場輻射為 100μ T(μ 即微特斯拉,磁感應強度的單位)以下。這一安全標準是根據國際 T 上相關醫學研究制定出的,目前還沒有足夠的科學證據表明這一標準需要調整。
【ICNIRP 對公共人群制定的電磁場安全參考水平[1]。50Hz 的電磁場應參考第四行,其中 電場限值為 250/f,頻率 f=0.05kHz,因此限值為 5000V/m;磁場限值為 5/f,同理計 算可得限值為 100μ T。)】
2,中外高鐵列
車磁場輻射實測
高鐵上運行的列車有不同的類型。一種是動力集中式,這種列車主要的電氣設備和牽引電機 集中在列車一端或兩端的機車上,與乘客車廂是分離的。另一種是動力分散式,動力系統分 布在多個車廂。英國 1998 年一項研究[3]表明: 動力集中式列車的電磁輻射集中在機械間、司機室附近;乘客車廂的磁場輻射值一般在 30μ 以下,在乘客坐著的高度,典型的輻射值 T 小于 5μ T。動力分散式列車,特別是早期型號,在車廂地板高度上的電抗器附近可以測到 比較大的磁場輻射;但乘客全身收到的輻射量仍然在安全范圍內。中國的情況如何呢?經過檢索中文期刊,我們沒有找到關于乘客車廂內的磁場輻射的文獻報 道。但互聯網上曾經流傳一段視頻,視頻中有人用儀器在列車的車窗附近測量了磁場輻射值,測到的值大約是 10μ 左右。T 遺憾的是視頻只測量了車窗附近的磁場輻射,也沒有說明是在 什么類型的高鐵列車上進行的。而且該視頻并非源自正式的媒體報道,僅可作為參考。這個
實測的磁場強度值是在 ICNIRP 規定的限值(100μ T)以內的。
3,我國動車組電場輻射實測
一篇 2012 年的中文論文[4]測量了動車中的電場輻射,發現對于 CRH2A 和 CRH5A 型動車 組,在一等車廂、二等車廂、車廂連接處、駕駛室等位置,電場輻射值分布在 0.011-0.021kV/m 的范圍內。這個值也在 ICNIRP 規定的限值(5kV/m)以內。
4,其他頻段輻射
除上述 50Hz 工頻輻射之外,高鐵也會產生其他頻段的輻射。其產生原因很多,比如因為受 電弓和接觸網接觸不良而產生的輻射,以及電流在變壓、變頻等過程中相關元件產生的輻射 等。這類輻射的頻率范圍較廣,從幾十 Hz 到 2GHz 都有分布。對于這類輻射有相應的研究,也有國家標準[5]對其測量方法和數據處理方法做出了規定。國內 2010 年有一篇論文[6]對動車組列車車廂內的這類輻射進行了實測和分析,論文重點 關注了 30MHz 到 200MHz 頻段的輻射。經實測,這個頻段的輻射在車廂內電場強度只有 50dBμ V/m 左右,不到 1mV/m(毫伏特每米)。而 ICNIRP 給這個頻率波段的電場輻射 制定的安全標準是 28V/m[1],我國環保局制定的電磁輻射防護標準則未指定限制,而是給 出參考值為 12V/m[7]。無論按哪一個值來看,上述研究中的測量值與安全標準相比還有較 大距離。對這類輻射一般只考慮對電子設備的干擾,對人體的影響可以忽略不計。
高鐵輻射 vs 微波爐輻射
流言中說“(高鐵電磁輻射)超過微波爐的電磁輻射”,這個說法很容易引起誤解。首先,這 里與高鐵的電磁輻射進行比較的顯然不能是指微波爐內部產生的
的、用來加熱食物的微波輻射。這二者頻率不同,無法直接比較。更何況微波爐的微波輻射被金屬爐身限制在其內部,并不 會對外面的生物產生危害。如果要比,就應該與微波爐(以及其他家用電器)向外散發的低 頻輻射進行比較。以下是家中一些電器在 30 厘米距離上磁場輻射值的大小[8],可作為參考:
? ? ? ? ? ? 微波爐:4-8 μ T 日光燈:0.5 – 2 μ T 洗衣機:0.15 – 3 μ T 電冰箱:0.01 – 0.25 μ T 電視機:0.04 – 2 μ T 電腦:小于 0.01 μ T
前面說過,有研究測出車廂內的磁場輻射值在 30μ 以下,典型為 5μ T T。可見高鐵車廂的 輻射相比于部分常見家用電器的輻射還是要高一些,但也僅僅是略高,且都在安全范圍(100μ T)內。還要考慮到我們在火車上的時間一般只有幾個小時,因此不必過于擔心。(關于家用電器的電磁輻射,還可參考這篇文章: 《電吹風是高輻射的殺手嗎?》)
三萬塊的防輻射玻璃存在嗎?
流言里還提到有一種“半米價格就要三萬塊的防輻射玻璃”。不過經過網絡搜索,我們并沒有 發現這種和切糕價格有一拼的玻璃在哪里有賣。防輻射玻璃一般是指用在醫院 X 光室或者核電站、摻入少量鉛的玻璃。它可以吸收和阻擋 X 射線輻射和核輻射[9]。這種玻璃防護的是電離輻射(可以破壞分子、對生物體造成傷害的輻 射,包括 X 射線、核輻射等),而 低頻電磁輻射屬于非電離輻射,與這類防護玻璃的功 能風馬牛不相及。也有的防輻射玻璃是指一些建筑使用的吸收阻擋熱量輻射、讓房間冬暖夏 涼的玻璃[10]。這些輻射指的都不是高鐵上的這種低頻電磁輻射。即使這種用于防護低頻電磁輻射的玻璃真的存在,對于高鐵輻射也不會有多大用處。如前所 述,車廂內部的電磁輻射主要來源于有動力的車廂底部的牽引電機。除非把這種“防輻射玻 璃”鋪在地板上,否則就跟車廂內輻射關系不大。事實上,車廂本身的金屬外殼對于電磁輻 射就有一定屏蔽作用。列車設計者會讓車廂底部的金屬板厚一些,以阻擋來自于牽引電機的 輻射。
高鐵的輻射讓乘務員不孕?
上面談了高鐵輻射對一般人群的影響。那么,對于長期在高鐵上工作的乘務員們,高鐵輻射 會讓她們“不孕”或“流產”嗎? 首先來看動物實驗。根據世界衛生組織的報告[11],科學家以往做過很多關于極低頻電磁輻 射對生物生殖系統影響的研究,比如在實驗室里把懷孕的小白鼠連續幾十天放到不同強度的 極低頻電磁輻射之下,觀察小白鼠有沒有出現流產、不孕、胎兒畸形一類的現象。大部分結 果都發現,不僅在高鐵車廂的輻射強度級別下(幾 μ 到幾
十 μ T T),就算是一些實驗中輻 射強度達到數千數萬 μ T,是高鐵輻射的很多倍,小白鼠也可以健康地生出小小白鼠,沒有 發現極低頻電磁輻射可以導致生物不孕或者流產的“罪證”。除了在小白鼠身上做實驗以外,研究人員也調查過日常生活中接受不同電磁輻射的人群的懷 孕和流產率是否有明顯的不同,包括不同職業、不同生活習慣(像平時是不是經常使用可以 產生極低頻電磁輻射的電熱毯)的人群[11]。研究結果不一,其中大多數研究沒有發現接受 電磁輻射相對較多的女性不孕和流產的比例明顯增高;最嚴重的也只是“風險相比于普通人 稍高一些”,比如有研究[12]認為在 24 小時全天候接受最大為 3.51 μT 極低頻電磁輻射的 情況下,女性早產風險值是正常情況的 2 倍。不過此類調查也存在一些缺陷,比如有研究 發現在電氣設備附近工作的女性流產率稍高,但是無法排除到底是因為輻射,還是因為工作 勞累或噪聲等其他原因。綜合這些研究結果來看,“乘務員不是不孕就是流產,集體辭職” 的 恐怖情況純屬危言聳聽,是不會出現的。(關于電磁輻射對孕婦的影響,還可參考這篇文章: 《孕婦要不要穿防輻射服?》)結論: 高鐵作為電力驅動的交通工具的確會產生輻射,但是車廂中的輻射值僅僅是相比于 家中的那些家用電器大一些而已,符合國際電磁輻射安全標準,目前沒有證據證明對人體健 康構成威脅。防輻射玻璃防的是電離輻射,與高鐵電磁輻射無關。高鐵和其他電器產生的極 低頻電磁輻射與女性的不孕率和流產率之間的關聯在研究中也并沒有被明確證實。
參考資料:
[1] ICNIRP 限值時變電場、磁場和電磁場(300GHz 以下)暴露的導則 [2]《HJ/T 24-1998 500kV 超高壓送變電工程電磁輻射環境影響評價技術規范》 [3]Magnetic fields on British trains.Chadwick P, Lowes F.National Radiological Protection Board, Chilton, Didcot, Oxon, U.K,
[4]動車車廂工頻電場強度的分布特征;翟壹彪,霍偉,劉巧英,陳寶山,張金龍,石磊; 環境與健康雜志;2012 年 9 月第 29 卷第 9 期 [5]《GB/T 15708-1995 交流電氣化鐵道電力機車運行產生的無線電輻射干擾的測量方 法》 [6]電力機車弓網離線噪聲輻射場強車廂內外轉換關系的研究;張強 [7]《GB 8702-1988 電磁輻射防護規定》 [8]世界衛生組織:電磁場 [9]防輻射材料的研究進展;熊俊,宋濤;中國組織工程研究與臨床康復;第 14 卷第 12 期 [10]淺談低輻射玻璃;龔建華,張浙軍 [11]世界衛生組織:極低頻電磁輻射的環境健康標準論著 第 10 章:生殖與發育 [12]A Nested Case-Control Study of Residential and Personal Magnetic Field Measures and Miscar
riages.Lee GM, Neutra RR, Hristova L, Yost M, Hiatt RA.Epidemiology.2002 Jan;13(1):21-31
第二篇:高鐵見聞:高鐵輻射是否符合國際標準?
高鐵見聞:高鐵輻射是否符合國際標準?
最近一則有關高鐵輻射的帖子在網上廣泛流傳。微博賬號名為“南宮月”的網友爆料說:“高鐵盡量不要坐,高鐵乘務員最近又招了一批,因為上一批集體辭職了,因為高鐵輻射嚴重,乘務員不是不孕就是流產,因為引進的只是高鐵機芯,而車廂和防輻射設備根本沒有。”
雖然經過多名網友的澄清后原博已刪除,但這則謠言還是在網絡上引發了很大反響。
高鐵是否存在輻射?高鐵的輻射是否符合國際標準?是否真的影響人體健康?本文意在對高鐵輻射的真實情況做一個系統解釋。
(1)高鐵有輻射嗎?
這個毋庸諱言,有電的地方就有輻射。輻射說到底是一種能量,從人類誕生以來就與輻射相伴。據臺灣專家研究,人類所接觸到的輻射,有80%來自自然界,主要是宇宙射線等;另有不到20%來源于人類自己創造的物品,比如電磁爐、手機、電腦、電視、廣播等。
19世紀丹麥物理學家奧斯特發現的電流磁效應表明,電流通過導體會產生電磁場,即所謂的電磁輻射。而眾所周知,高鐵運行,必須依賴大功率牽引系統,也就是說電力驅動的高鐵不可避免地會產生電磁輻射。同理,普通電氣化鐵路、地鐵等也與高鐵相同,原理上沒有太大差別。
(2)電磁輻射的國際標準是怎樣的?我國的高鐵符合標準嗎?
在中國,高鐵還是一個新生事物,所以總是有很多流言蜚語與之相伴,其實在國際上高鐵已經運行多年,如日本的新干線1964年開通,到現在已經快50年了。國際上對于高鐵的電磁輻射多有研究,并制定了許多國際標準。
2000年,歐洲電工技術標準化委員會(CENELEC)經過多年的試驗與研究,發布了鐵路電磁兼容系列標準(EN50121),對鐵路系統的各專業電磁輻射強度的測量方法和限值作出了規定。該標準具有較高的權威性,后轉為IEC62236標準。
目前,我國高速鐵路建設中招投標、電磁兼容檢測和聯調聯試中對電力機車運行產生的電磁輻射強度的檢測均已執行IEC62236-2標準。我國高鐵都是按照國際標準設計制造,電磁輻射強度都在標準限量之內。
鐵道部也定期對高鐵動車組車廂、司機室等進行系統監測,其電場、磁場強度均符合國家相關標準,不會影響乘車人員的身體健康。
(3)高鐵乘務員集體辭職的事情真有嗎? 這是一條十足的謠言,鐵道部官方已經進行了正式地辟謠。鐵道部表示,高鐵輸電線路產生的電磁場主要是工頻電磁場。鐵路部門對高鐵動車組車廂、司機室等常年進行系統監測,其電場、磁場強度均符合國家相關標準,不會影響乘車人員的身體健康。鐵路部門未發現值乘高鐵乘務員不孕、流產的情況,更沒有集體辭職的現象。
第三篇:高鐵市場調研
京滬高鐵調研報告
----李源
京滬高速鐵路是我國第一條高速鐵路,北起北京南站,南抵上海虹橋樞紐,全長1381公里,設21個車站,設計時速350公里。京滬高鐵預計于2010年10月交工,新建的高鐵能夠實現客貨分流。新建的高鐵為客運專線,既有的京滬鐵路為貨運主線。屆時,北京至上海高速列車全程運行時間只需5小時,比目前京滬間特快列車縮短9小時左右,年輸送旅客單方向可達8000余萬人,大大釋放既有京滬鐵路的能力,使既有京滬線單向年貨運能力達1.3億噸以上,使其成為大能力貨運通道,從而滿足京滬通道客貨運輸需求,從根本上解決京滬通道運輸能力緊張的狀況,真正實現“人便其行、貨暢其流”。因此,對于高鐵站房的建設也成為了人們關注的焦點。
目前,鎮江、常州地區共設有3個站點,分別為常州北站、鎮江西站、丹陽北站。常州高鐵站位于常州北部新城的核心,滬寧高速公路北側、長江路西側、常新路東側、遼河路南側。站屋建筑面積1.3萬平方米,是滬寧線上通過站中面積最大的車站。預計2010年10月交工,2010年12月竣工。常州站的站房建設目前還處于地基建設階段,但工期時間較短,通過和項目部負責人溝通,站內用給水球墨鑄鐵管采購時間預計為2010年7月前后。常州北站的項目負責人對我公司的產品表示了肯定的態度,之前負責其他工程時用過我們的產品。由于常州站房設計圖遲遲沒有出來,因此項目負責人沒能給出具體的管材數量,但根據周邊情況來看,常州北站所屬位置附近有居民生活小區,因此可能不需要從市區專門鋪設一條管網供水,所需管材大部分為站房內部用管,數量大約為15噸,為DN250和DN150為主的管材。鎮江西站的建設與的常州北站的建設進度相同。根據項目部負責人介紹,中鐵建設集團五標項目部還負責京滬高鐵丹陽站、安徽滁州站的建設。高鐵丹陽北站略小于高鐵鎮江西站,目前丹陽站地下樁基施工已經結束,站房首層框架柱子已經立起來了。其站房用給水球墨鑄鐵管采購時間為6、7、8三個月內,預計2010年10月交工,2010年11月31日前竣工。目前,站房建設所需管材明細已經確定,丹陽北站用量為10噸上下,鎮江西站所需管材為8噸上下。由于鎮江
西站、丹陽北站所屬地區較偏,有可能需要鋪設一段輸水管線。以鎮江西站為例,鎮江西站靠近丹徒新區,與市區有一定距離,目前只有鎮江市公安局在周邊2公里處,還有正在建設的鎮江市體育館。周邊沒有公交,也沒有居民小區。因此有可能需要鋪設一段供水管線。
第四篇:高鐵論文
京廣高鐵為經濟發展注入正能量
12月26日,全長2298公里的南北大動脈京廣高鐵全線打通,世界上運營里程最長的高速鐵路北京至廣州高速鐵路,全程僅需 7小時59分。廣高鐵的開通對沿線區域經濟起到明顯拉動作用,在國家“四縱四橫” 高鐵網中將起到“骨干”作用,將帶動沿線城市經濟的發展,為百姓帶來福祉。
從區域經濟發展的角度來看,京廣高鐵輻射帶動作用較強。沿線經過的環渤海經濟圈、中原城市群、關中城市群、武漢城市圈、長株潭城市群、長三角經濟圈、珠三角經濟圈,都將受益于這條高鐵的開通。京廣高鐵是我國最長的高鐵,高鐵這種方式是迄今人類地面出行最快的方式。交通的便捷性深刻改變著我國區域經濟格局。因為,過去由于交通速度等因素我國經濟活動范圍受到限制,高鐵使得我國要素資源配置范圍更加廣泛。隨著京廣高鐵的通車,個人、家庭和企業會調整改變自身區位。新的交通方式形成之后,百姓居住方式將會有所調整。比如當前大城市房價高漲,高鐵縮短了沿線的中小城市與大城市的距離,使得一些大城市居民更有可能選擇在高鐵沿線的中小城市居住或生活。企業尤其是商貿服務、高端服務業區位在沿線以及延伸的方向調整,就會形成經濟規模更大的經濟帶。目前京廣高鐵沿線人口、經濟、產業相對更集中,隨著京廣高鐵的通車,將吸引更多的要素資源,包括人口、產業特別是高端產業的流入,因為高端產業對速度要求更具價值。更多的要素尤其是高端產業在京廣高鐵的帶動下流向沿線城市,也將進一步推動我國產業轉移和城市經濟的轉型。當前,我國正處于產業向中西部轉移的過程中,貫穿南北的京廣高鐵沿線既包括東部地區,也包括中部地區。時間成本的降低,將有利于產業鏈轉移的加快,同時也將促使中部地區更好地承接產業鏈條,促使產業鏈轉移順利推進。作為我國經濟發展“領頭羊”的東部地區,尤其是長三角經濟圈、珠三角經濟圈,更多高端產業的流入,將有力推動其實現經濟轉型,為區域經濟發展再添活力,繼續扮演推動我國經濟增長重要引擎的角色。
從行業角度來看,京廣高鐵的開通將推動我國物流業的快速發展。隨著電子商務的繁榮,我國物流業將獲得新的發展機遇。中國最長高鐵的貫通,為物流業的發展再添動力。一位從事物流業的工作人員告訴記者:“通過高鐵運送郵件比航空運送的成本相對低,不過,當前快遞依靠鐵路這種形式的量還不多,八成左右還是通過汽車運輸,其次是通過航空。”看來,京廣高鐵的全線貫通,對快遞行業無疑是一大利好。京廣高鐵的開通,還為沿線城市旅游業帶來新的發展機遇。隨著居民生活水平的提高,居民旅游意愿持續上升,對旅游質量要求越來越高,京廣高鐵使得居民出行更為便利,出行時間的縮短將有力促進旅游消費的增長。旅游業涉及眾多上下游產業,輻射力度較大。京廣高鐵的貫通,是否會給航空業帶來影響?機票“白菜價”的出現,是否意味著“空陸大戰”即將上演?業內人士對此并不擔心,航空和高鐵各有優勢,航空運輸的時間成本更低,尤其是長途運輸,高鐵對航空的沖擊更多的在于短途運輸方面。京廣高鐵的開通,對于民航運輸來講,挑戰與機遇并存。高鐵給民航業帶來的沖擊,將形成倒逼機制推進航空業轉型發展。
京廣高鐵的開通,推動我國高鐵網絡初具規模,有效緩解了我國貨運能力長期緊張的局面,反映出我國高鐵建設的步伐在穩步推進。在當前我國經濟出現企穩回升態勢的宏觀經濟背景下,高鐵建設的推進具有重要意義。我國經濟的回落主要是由出口低迷所導致,因此擴內需成為推動我國經濟回穩的立足點,其中,投資起到重要作用。高鐵建設是基礎設施建設的重要組成部分,對基礎設施建設投入力度的增強,在發揮穩增長重要作用的同時,也有利于民生的改善。
第五篇:高鐵安全
淺談高速鐵路安全運行的先進技術
摘要:隨著鐵路往高速化方向發展,傳統鐵路的安全運行技術已不能滿足高速鐵路安全運行的需求。本文歸納傳統鐵路安全技術的不足之處,對比并總結了國外高速鐵路安全運行的頂尖技術。
關鍵詞:閉塞;列車運行控制系統;移動閉塞;ATC
鐵路運輸的車輛是限制在鋼軌上行使的,如果在一條線路的同一區段內出現兩列火車追尾或對面行使,由于制動距離長和無法避讓,很容易發生撞車事故。為保障鐵路運輸安全,傳統鐵路必須裝備有區間閉塞的信號系統。然而,傳統鐵路的區間通行的安全保障技術不能適應列車高速行駛的需求。通過對日本新干線以及德法高鐵在高鐵安全運行方面先進技術的閱讀和總結,本文主要分析了傳統鐵路在保障區間安全運行的技術特點,歸納其對高速運行的不適應之處,總結國內外高速鐵路安全運行技術上的關鍵突破,并對高速鐵路運行安全技術的未來作出了展望。
一、傳統鐵路安全運行技術
為保證列車在區間運行安全,我認為有兩個關鍵點:一是保證信號的準確性和及時性;二是為減少人為失誤在技術上實現自動控制。相應的,傳統鐵路保障區間運行安全的兩個關鍵技術是區間閉塞設備以及列車列車運行控制系統。
(1)區間閉塞設備
“閉塞”是指與外界隔絕的意思。這里說的閉塞是鐵路信號的專用名詞,是指列車進入區間后,使之與外界隔離起來,區間兩端車站都不再向這一區間發車,以防止列車相撞和追尾。閉塞設備即為實現“一個區間(閉塞分區)內,同一時間只允許一列車占用”而設置的鐵路區間信號設備。根據人工操縱參與的程度不同,鐵路應用的區間閉塞類型分為人工閉塞、半自動閉塞和自動閉塞三類。
本文以自動閉塞為例來說明其作用模式。利用通過信號機把區間劃分為若干個裝設軌道電路的閉塞分區,通過軌道電路將列車和通過信號機的顯示聯系起來,使信號機的顯示隨著列車運行位置而自動變換的一種閉塞方式。在每個閉塞分區始端都設置一架防護該分區的通過色燈信號機。這些信號機平時顯示綠燈,稱為“定位開放式”;只有當列車占用該閉塞分區或發生斷軌故障時,才自動顯示紅燈,要求后續列車停車,從而保證列車在區間內的運行安全。
簡而言之,傳統閉塞設備的運作特點如下: ①視覺信號標志擔當指揮列車運行的主體信號功能;
②閉塞分區固定,通過對列車實施在固定空間上的嚴格分隔來保障行車安全。
(2)列車運行控制系統
列車運行控制系統是一種利用地面發送設備向運行中的列車傳送各種信息,使司機了解地面線路狀態并控制列車速度的設備。該系統包括機車信號及自動停車裝置和列車速度控制系統兩方面。
機車信號主要還是通過軌道電路,向機車傳送地面信號機的信息,以色燈為顯示方式。自動停車裝置發揮向司機報警的作用,管不了機車實際運行速度。
列車速度控制系統是機車信號和自動停車裝置的進一步完善,是列車運行控制系統的高級階段,主要實現超速防護、自動減速以及自動運行。
二、傳統區間設備對高速鐵路的不適應性
高速鐵路是指通過改造原有線路(直線化、軌距標準化),使營運速率達到每小時200公里以上,或者專門修建新的“高速新線”,使營運速率達到每小時250公里以上的鐵路系統。為適應“高速”,在安全運行技術上必須有相應的提高。
傳統鐵路里保障運行安全的一些技術手段不能很好適應高速運行的要求。主要歸納為如下幾個方面:
(1)高速運行使司機視線減弱,不能盡快地識別信號。另外,由于制動距離、信號的內容變得多種多樣,任何視覺信號標志將不能繼續擔當列車運行的主體信號功能。
(2)固定的閉塞區間雖然能保證列車運行安全,但限制了行車密度。要最大限度增加行車密度,提高運輸能力,需要實現使閉塞區間“活動”起來。
(3)軌道電路的信號傳輸方式只能實現從地面到車上的信息傳送,不能將車載信息傳送至地面控制中心。由于無法實時跟蹤車載信息,只能控制其在具有固定長度的閉塞區間以保障行車安全。
三、高速鐵路安全運行的技術突破
參考日本新干線以及德國和法國的高速鐵路的安全運行技術,我認為,與傳統鐵路的安全運行技術相比,主要有以下突破:
(1)采用高速鐵路運行的保護神——ATC裝置,與傳統鐵路以閉塞區間為要點的地面信號方式相對,ATC為車上信號方式。
高速下司機辨認地面信號相當困難,于是ATC的首要任務主要是為了解決信號傳達的問題,從而提高列車安全性,后來逐步發展成為一套完整的列車安全保障系統和控制系統。可以自動控制列車速度,以避免超速、冒進、追撞等事故發生。它提供駕駛員一個連續的允行速度曲線。當列車行駛速度超過允許速度,煞車設備應立即自動強制其減慢速度,以確保行車安全。
各國高速鐵路采用的列車自動運行控制系統有各種制式和不同的名稱,如日本新干線的ATC、法國的TVM、德國的LZB,這些列車自動運行控制系統的一個共同點是控制列車的運行速度,統稱為ATC。
它的基本原理是:ATC的地面裝置根據先行列車的具體位置以及線路條件(曲線、平直道、有無道岔等)計算出后方列車的安全運行限制速度,然后向軌道電路發出特定頻率的速度信號電流,ATC的車上裝置收到軌道電路的速度信息后,解讀限制速度信號,并把這個限制速度直接顯示在駕駛臺上,同時把列車的實際速度和限制速度進行比較,如果實際速度超過限制速度,自動制動,實際速度降到限制速度以下后,制動緩解。
現代列車速度控制系統目前有兩種方式:大階梯式曲線控制模式和連續曲線控制模式。
其突破之處歸結為二:
①取代原有的視覺色燈信號,駕駛臺上直接用數字顯示當時的列車最高限制速度。
②列車自動控制技術的提高,ATC裝置一直監視列車的實際速度和限制速度,一旦速度超過限制速度,列車自動制動減速,避免了人為失誤。
(2)移動閉塞系統
日益發展的高速鐵路技術對高密度運營管理技術提出了新的需求,人們希望取消傳統的固定閉塞方式,用一種新的方式管理區間中車輛的運行。
移動閉塞系統的運作如下:在區間中運行的列車實時地將列車速度、位置、列車牽引重量等信息傳向地面控制中心,由控制中心實時地掌握先行列車和后續列車的間隔距離。當追蹤列車和先行列車的間隔與后車的常用制動距離加安全間隔區的距離非常接近時,控制中心向追蹤列車發出緩行或制動的命令,使后續列車與先行列車的間隔加大,從而確保列車的運行安全。列車的間隔距離與運行速度有關,當速度高時,兩車的間隔距離就加大,反之就縮短。這種閉塞方式能夠確保在行車安全的條件下,最大限度地增加行車密度,提高運輸能力。
其突破之處歸結如下:
①列車的閉塞空間的長度,位置是實現動態變化,對列車運行速度和密度的約束大為減少,顯著縮短列車間的運行間隔。
移動閉塞沒有設置固定的制動信號點,制動指令是根據線路上運行列車的隨機狀況給出。根據先行列車和追蹤列車的速度、位置等信息綜合確定,控制中心指令列車以何種速度前進。也就是說,閉塞空間在保障運行安全的同時,不再成為列車速度和行車密度提高的約束。
②系統具有一個對數據進行處理并發出指令的控制中心,以無線電信號作為傳輸媒介,實現數據的雙向傳輸。
這項技術使地面控制中心能實時地跟蹤車載信息,使前后車的行車速度、距離、位置、本車的設備現狀、運行狀況以及沿線的線路、氣候等綜合成為列車施行制動和緩解的依據。
四、總結和展望
為適應鐵路高速化的發展需求,列車安全運行技術出現了新的突破。傳統的色燈信號顯示逐步淘汰,先進的ATC設備能在駕駛臺上通過具體參數實時指示和控制列車運行;傳統的固定閉塞制約了鐵路行車密度的提高,而新發展的移動閉塞技術能大大縮短列車間隔,提高運輸能力。
為進一步適應高速化發展需求,提高鐵路運輸能力,列車安全運行技術將繼續朝著高速化、智能化方向發展。