背景介绍高速发展的铁路.ppt

石家庄铁道大学颜月霞,现代轨道行车组织概论,授课人：颜月霞联系电话石家庄铁道大学颜月霞,现代行车组织的背景介绍,1高速铁路的概念2国外高速铁路发展现状3我国高速铁路建设规划4我国高速铁路技术体系5高速铁路牵引供电系统关键技术6第六次大提速的基本框架,石家庄铁道大学颜月霞,1.1高速铁路的定义,世界公认：最高运行速度达到200（250）公里/小时及以上的铁路为高速铁路。我国规定：新建铁路列车最高运行时速250km，改建铁路列车最高运行时速200km，可称之为高速铁路；时速160200km铁路称为快速铁路(准高速铁路)。,石家庄铁道大学颜月霞,1.2高速铁路的优点,石家庄铁道大学颜月霞,2国外高速铁路发展现状,2.1世界高速铁路的营业里程（2005年止）2.2世界高速铁路最高试验速度纪录2.3日本高速铁路网2.4法国高速铁路网2.5德国高速铁路网2.6轨道运输的发展趋势2.7日本高速铁路运营,石家庄铁道大学颜月霞,2.1世界高速铁路的营业里程（2005年止）,石家庄铁道大学颜月霞,2.2世界高速铁路最高试验速度纪录,331,380,406.9,515.3,石家庄铁道大学颜月霞,2.6轨道运输的发展趋势,石家庄铁道大学颜月霞,2.7日本高速铁路运营,日本的人均铁路长度为21厘米。2006年，日本的铁路营运里程是2.7万公里，旅客发送量为3956亿人公里，货物发送量约232亿吨公里。,石家庄铁道大学颜月霞,中日运营比较,广州站08年“十一”黄金周日均发送旅客量不到8万人次。09年春运，北京西站日客流23万人。东日本铁道公司(JR东日本)的新宿站日均客流量78.5万人次，池袋站58.9万人次，渋谷站44.6万人次，横浜40.4万人次，东京39.6万人次。,石家庄铁道大学颜月霞,日本极高的运营水平,每列新干线列车的平均延误时间只有区区18秒。,石家庄铁道大学颜月霞,3.1.3面临的新形势,1、国民经济持续快速增长，工业化、市场化、城镇化进程的加快，必将带动全社会人员、物资加快流动，使全社会运输需求总量增长。2、随着人民生活水平的不断提高和经济结构的优化升级，旅客货主对运输快捷舒适、经济便利、安全正点等各方面质量要求越来越高，运输市场结构将发生变化。,石家庄铁道大学颜月霞,面临的新形势,3、我国是人均资源严重不足的国家，许多重要资源人均占有量远远低于世界平均水平，其中人均耕地仅相当于世界水平的42%。4、实施西部大开发战略，促进区域经济协调发展，关系全国发展的大局。引起了党中央和国务院的高度重视.因此制定了我国“中长期”铁路发展规划。,石家庄铁道大学颜月霞,区域城际轨道交通,石家庄铁道大学颜月霞,区域城际轨道交通,长三角：以上海、南京、杭州为中心，形成“Z”字型主骨架，形成连接沪宁杭周边重要城镇的城际客运铁路网络。珠三角：以广深、广珠两条客运专线为主轴，形成“A”字型线网，辐射广州、深圳、珠海等9个大中城市，构建包括港澳在内的城市1小时经济圈。现已开工建设的广深客运专线约105km线路，从新广州站-深圳约30分钟时程。,石家庄铁道大学颜月霞,区域城际轨道交通,环渤海：以北京、天津为中心，北京天津为主轴进行建设，形成对外辐射通路。已开工建设京津城际轨道交通，全长约115km。,石家庄铁道大学颜月霞,京沪高速铁路,线路长度：正线全长约1318公里，其中桥梁长度约1140公里，占正线总长度的86.5%；隧道长度约16公里，占正线总长度的1.2%；路基长度162公里，占正线总长度的12.3%。,石家庄铁道大学颜月霞,典型工程-京沪高速铁路,基础设施：全线铺设无渣轨道1268正线公里，占线路总长度的96.2%；有渣轨道50正线公里，占线路总长度的3.8%；全线设车站21个。运行设计：设计最高运行时速350公里，初期运营时速300公里，列车最小追踪间隔按3分钟设计。预计2010年建成投入使用。,石家庄铁道大学颜月霞,4我国高速铁路技术体系,4.1概述4.2高速铁路系统构成及关键技术4.2.1工务工程4.2.2通信系统4.2.3信号系统4.2.4列车控制系统CTCS4.2.5铁路运营调度系统4.2.6动车组4.2.7牵引供电系统,石家庄铁道大学颜月霞,4.1概述,经过40多年的发展，高速铁路技术逐渐形成以德、日、法3个技术原创国为代表、适合各自国情和发展状况的技术格局，成为各自独立、各具特点的技术体系。中国铁路运输组织、路网结构、轨下基础、谐振式无绝缘轨道电路制式等方面与国外高速铁路的差异性，不可能完全照搬任何一国的高速铁路技术体系。,石家庄铁道大学颜月霞,概述,路网结构方面时速200250km动车组可上时速300350km的线路运行，时速120km客车可上时速200250km的线路运行，这样的旅客列车运行模式，可获得最高的运输效率和最大的运输效益。,石家庄铁道大学颜月霞,概述,中国高速铁路系统集成的目标：通过合理利用各种资源，实现优化配置，使建设高速铁路这一庞大复杂的系统在技术上达到一流工程质量、一流装备水平、一流运营管理的目标。中国高速铁路是对世界铁路最前沿、最尖端的技术平台进行系统集成。（跨越式）,石家庄铁道大学颜月霞,4.2高速铁路系统构成,石家庄铁道大学颜月霞,固定闭塞的特点,线路被划分为固定位置、某一长度的闭塞分区一个分区只能被一列车占用列车间隔以闭塞分区为单位，而与列车在分区内的实际位置无关,石家庄铁道大学颜月霞,移动闭塞的特点,线路没有被固定划分的闭塞分区列车间的间隔是动态的、并随前一列车的移动而移动后续列车以前行列车尾部为追踪的目标点前后列车的最小间隔等于后行列车的制动距离+安全距离,石家庄铁道大学颜月霞,4.2.4列车控制系统CTCS,列车控制系统功用我国列车控制系统分类我国高速列车采用的方式列车控制系统结构列车控制系统作用原理,石家庄铁道大学颜月霞,列车控制系统功用,(1)按列车安全制动距离，自动调整列车运行追踪间隔；(2)确保列车按行车指令停车和运行；(3)防止列车运行速度超过线路允许速度、道岔侧向规定速度以及列车构造速度，超速时由列控设备自动实行减速或制动停车，保证列车行车安全；(4)与列车调度系统结合，实现对列车进行时时监视、简单自动驾驶；(5)与机车自身速度控制系统结合，实现对列车减速、缓解、加速的自动控制；,石家庄铁道大学颜月霞,我国列车控制系统分类（0.4级略）,石家庄铁道大学颜月霞,我国高速铁路列控系统采用方案,我国300350km/h铁路确定CTCS3列控系统作为全路统一技术平台，并兼容CTCS2列控系统。装该设备的列车在200250km/h铁路线上运行时，自动按CTCS2级控制列车运行。我国200250km/h客货共线铁路（含既有线提速200km/h线路）采用CTCS2列控系统。装该设备的列车在300350km/h铁路线上运行时，仍按CTCS2级控制列车运行。,石家庄铁道大学颜月霞,CTCS2系统设备结构,CTCS2系统设备结构,石家庄铁道大学颜月霞,CTCS2系统设备结构,石家庄铁道大学颜月霞,CTCS2系统控制原理,车站列控中心接收调度指令和车站信号联锁信息发送到进出站处应答器和轨道电路；列车通过ZPW2000轨道电路判断前方列车位置和进路情况；通过进站安装可编程应答器，接收进站股道及道岔信息；通过出站安装可编程应答器，接收临时限速信息；通过区间每个3至5公里安装固定应答器接收线路数据.列控车载设备根据收到的信息进行系列计算，形成限速模式曲线，当列车运行速度等于或超过模式曲线限速值时，列车自动采取减速或停车措施，确保列车安全运行。,石家庄铁道大学颜月霞,CTCS2系统原理示意图,石家庄铁道大学颜月霞,4.2.5铁路运营调度系统,高速铁路运营调度系统组成日本高速铁路综合调度COSMOS系统介绍我国铁路运输管理系统（TMIS)现状我国铁路运营调度系统系统规划,石家庄铁道大学颜月霞,高速铁路运营调度系统组成,机构设置示意图,石家庄铁道大学颜月霞,高速铁路运营调度系统概述,对客货运需求和机车、车辆、工务线路、通信、信号、供电、安全监控等铁路设备的质量及运行情况等信息进行综合处理。调度部门根据综合信息编制和实施客货物运输计划、列车运行计划、机车车辆运用计划、设备维修救援计划等。还可以监视和直接控制列车、牵引供电等开关设备。达到统一指挥、统一管理、统一控制、提高运输效率和客运服务质量的目的。目前，世界各国运营调度系统功能有所不同，与本国设备和管理体制有关。日本调度指挥系统技术较为先进值得借鉴。,石家庄铁道大学颜月霞,高速铁路运营调度系统组成,运营调度系统集成的主要内容包括：计划编制、运行管理、车辆管理、供电管理、旅客服务、综合维修等功能。运输计划是运营调度各项工作的基础和主线。计划编制功能主要是依据计划编制规则要求，提供计算机编制列车运行图及相关计划的功能和手段，具备牵引计算、合理性检查和模拟仿真等功能。基本计划以线路数据、动车组参数、信号系统参数、车站参数等数据为依据，结合客流分析与列车开行方案进行编制。基本计划包括：基本列车运行计划、基本动车组交路计划、基本车辆分配计划、基本乘务计划等。,石家庄铁道大学颜月霞,高速铁路运营调度系统组成,运行管理功能，即通常所说的CTC系统功能，这是运营调度系统的核心和关键，也是确保实现客运专线安全、高效的功能。运行管理功能主要是接收实施计划（包括列车运行、动车组运用、乘务安排、施工维修等实施计划），实现人工或自动生成列车运行调整计划、人工或自动进行列车进路控制、实施列车运行监视、绘制实际列车运行图、实现列车跟踪及车次号校核等。系统能随时按业务需求的调整进行权限控制和功能切换。需要时，铁道部调度指挥中心可接管高速铁路调度所指挥权。,石家庄铁道大学颜月霞,高速铁路运营调度系统组成,车辆管理、供电管理、旅客服务、综合维修等功能主要是通过与车辆维修管理系统、供电系统、客运服务系统、票务系统、综合维修作业系统、防灾安全监控系统、通信系统、信号系统、视频监控系统、乘务管理系统、综合检测系统等实现信息共享，为编制基本计划及实施计划、合理掌握列车运行速度、安排和传递与旅客服务有关的事项、安排设备维修、处置突发事件、进行查询、统计、分析等提供依据和数据。,石家庄铁道大学颜月霞,日本高速铁路综合调度COSMOS系统介绍,石家庄铁道大学颜月霞,我国铁路运输管理系统（TMIS)现状,中国铁路既有线经过多年的建设,运输管理、客票发售与预订、行车调度指挥、车号自动识别、货运营销、财务会计、收入清算、办公管理等信息系统陆续投入应用，铁路运输管理信息系统(TMIS)已成为世界铁路最庞大的信息系统之一，其复杂性即使日本的COSMOS系统也难以比拟。但尚未建立综合性信息管理系统，系统相对独立，信息“孤岛现象比较严重，总体应用水平较日本还有相当差距。,石家庄铁道大学颜月霞,我国铁路运营调度系统系统规划,以铁路调度管理信息系统（DMIS)为平台；以调度集中（CTC)为核心；以实现行车指挥自动化为目标；构建我国铁路现代化的运输调度指挥系统,石家庄铁道大学颜月霞,高速铁路运营调度中心,石家庄铁道大学颜月霞,北京调度所调度大厅布置方案,北京调度所调度大厅布置方案,石家庄铁道大学颜月霞,武汉调度所调度大厅布置方案,武汉调度所调度大厅布置方案,石家庄铁道大学颜月霞,4.2.6高速铁路动车组,高速铁路对动车组的要求：1、牵引力大，跑的快。2、制动性能好，该停时停的住，安全可靠。3、旅客方便、舒适。,石家庄铁道大学颜月霞,动车组九大关键技术示意图,石家庄铁道大学颜月霞,CRH5动车组,CRH5动车组,石家庄铁道大学颜月霞,中国铁路高速5型动车组CRH5,石家庄铁道大学颜月霞,5.3.6运行管理,石家庄铁道大学颜月霞,6第六次大提速主要内容,1我国铁路提速回顾2第六次大提速背景3第六次大提速的规模4列车运行图调整5未来铁路发展6面对快速发展的我国铁路谈几点体会,石家庄铁道大学颜月霞,1我国铁路提速回顾,1997年4月1日，第一次提速，拉开了铁路提速的序幕，在京沪、京广、京哈三大干线，最高时速达140公里；1998年10月1日，第二次提速，京沪、京广、京哈三大干线，最高时速达到160公里，广深线最高时速达到200公里；2000年10月21日，第三次提速，重点是陇海、兰新线、京九线和浙赣线，速度不等。,石家庄铁道大学颜月霞,我国铁路提速回顾,2001年11月21日，第四次提速，进一步扩大范围，里程达1.3万公里，基本覆盖全国较大城市和大部分地区。2004年4月18日，第五次提速，提速网络扩大到1.65万公里，增开北京至上海、杭州、南京、哈尔滨、武汉、西安、长沙等19对一站到达的直达特快旅客列车。,石家庄铁道大学颜月霞,2.第六次大提速的背景,（1）铁路与国民经济发展的瓶颈制约矛盾突出近年来我国铁路货运能力现状统计,石家庄铁道大学颜月霞,我国铁路货运能力现状,货运运能只能满足1/3多一点运量需求，95%以上的运输能力只能用于运输煤炭、石油、粮食等国家重点物资。尤其是上、广、柳、成四个局，能力紧张，计划难，运行慢，货主不满。,石家庄铁道大学颜月霞,我国铁路客运能力现状,人均年乘车还不到一次,客运速度慢、列车条件差。尤其是节假日期间，买票难、乘车难，旅客有怨言。,石家庄铁道大学颜月霞,我国铁路能力现状,近几年，尽管铁路采取许多强力措施，实现以6的世界铁路营业里程，完成世界铁路四分之一的运输工作量，运输密度为世界之最，但“一票难求”、“一车难装”的现象依然随处可见，“瓶颈制约”的矛盾仍然突出。,石家庄铁道大学颜月霞,面临的新形势,（1）国民经济快速发展，运能与需求的矛盾将更加突出。（2）人们生活水平的提高，对铁路乘车条件和服务水平要求更高。（3）西部大开发战略，加快西部铁路建设，促进和谐社会，是一项政治任务。,石家庄铁道大学颜月霞,解决上述矛盾的办法,1、既有线提速。挖潜提效，调整列车结构，缓解铁路“瓶颈制约”矛盾，提高列车质量。这就是第六次大提速的目的。2、加快新建铁路建设，提高铁路总量和质量，才能从根本上解决上述矛盾，达到适应国民经济发展需求的目的。我国已制定了“中长期”和“十一五”铁路发展规划，预计到2020年，可实现适应国民经济发展需求的目标。,石家庄铁道大学颜月霞,3提速规模,石家庄铁道大学颜月霞,3提速线路总量及质量,石家庄铁道大学颜月霞,投资规模及基础设施变化,工程资金总计为296个亿，平均每公里为495万元。提速干线线路：正线全部改为无缝钢轨，部分侧线该为高速道岔，部分桥梁进行更换，曲线进行了调直，山洞增加了缓冲装置。,石家庄铁道大学颜月霞,客运设施,一大批客运站实施了新站改造和无柱雨棚改造，60个较大客运站建成高站台，全路新型空调列车的开行数量达到810.5对、增长42.9%，翻新改造7000多辆普通客车车辆。特别是在中西部地区增配了700多辆高等级客车。,石家庄铁道大学颜月霞,石家庄铁道大学颜月霞,CRH2动车组驾驶室,石家庄铁道大学颜月霞,CRH3动车组驾驶室,石家庄铁道大学颜月霞,动车组售票方式介绍,实行全路联网通售，预售期20天，停靠站均设专门售票窗口，购票手续简便，方便旅客提前购票、随到随走。提供多种购票方式供旅客选择，旅客可以在任意售票窗口就近购买车票，也可以购买异地票、往返票。动车组车票最远只发售到本次列车终点站，当日当次有效，到动车组列车终点站以远的旅客可购买联程票。,石家庄铁道大学颜月霞,动车组售票方式介绍,动车组车票可以根据等候的日数办理改签，但不能办理有效期延长、也不能办理变更经路。办理改晚乘车手续时，推迟乘车的时间应当在车站售票的预售期内。乘坐动车组列车的旅客如中途下车，未乘区间车票失效。持直通票的旅客在中转站要求换乘动车组列车时，补收该区间的动车组列车票价与原票票价差额。,石家庄铁道大学颜月霞,动车组售票方式介绍,广深、沪宁杭开行的动车组试行办理优惠卡业务，旅客持优惠卡购票乘车享受相应折扣优惠。动车组列车只发售二等座车学生票，学生票为全价票的75%。学生购买联程票或乘车区间涉及动车组列车的，可分段购票。铁路职工乘车只能乘坐二等车，并须到车站签号后才能乘车。第六次大提速开行的动车组，其票价比现有特快列车的座票要高接近一倍。,石家庄铁道大学颜月霞,4运行图调整,4.1列车追踪时间调整4.2客运列车结构调整4.3货运列车结构调整4.4机车车辆运用调整4.5效果及运输能力预测,石家庄铁道大学颜月霞,4.1列车追踪时间调整,缩短列车追踪间隔提速干线：动车组5分钟、货车6分钟。其他干线：客车6分钟、货车7分钟。,石家庄铁道大学颜月霞,4.2客运列车结构调整,安排城际快速列车416列：以北京、天津为中心的渤海湾62列；以上海、杭州、南京为中心的长三角108列；以广州、深圳为中心的珠三角224列；以郑州、武汉为中心的中原城市群8列；以沈阳、长春、哈尔滨为中心的东北城市群6列以西安为中心的西北城市群8列,石家庄铁道大学颜月霞,客运列车结构调整,主要中心城市间开行动车组快速列车分4.18、7.1、10.1和年底四步实施，4月18日将开行“和谐号”动车组140对，到年底逐步增加到257对，均按在白天运行。主要城市间的旅行时间大幅度压缩例：北京-石家庄最短运行时间为1小时56分30秒，较现在2点40分压缩40多分。,石家庄铁道大学颜月霞,客运列车结构调整,增开夕发朝至列车32列，总数达337列。增开一站直达特快列车7对，总数达26对。新增直达特快列车较以前同区段最快客车旅行时间有大幅度压缩北京西南昌11小时30分，压缩2小时；北京西福州19小时38分，压缩3小时45分；武昌上海南9小时22分，压缩4小时03分；武昌杭州8小时03分，压缩3小时14分。,石家庄铁道大学颜月霞,客运列车结构调整,增加52对中长途普通旅客列车其中中西部地区增加29对，占增加总数的55.8%。具有很大的政治意义。,石家庄铁道大学颜月霞,2.3货运列车结构调整,安排直达列车运行线406条，比现图增加226条。安排“五定”班列（定点、定线、定时、定车次、定价格）运行线121条以上，比现图增加30条。新图安排行邮、行包专列19对，比现图增加5对，运行时速达到120160公里，增加了编组辆数。新开集装箱快运班列16对，总数达70条运行线，增幅60%以上。提高5000吨、5500吨重载列车比重，大秦线开行万吨、2万吨煤炭重载列车。合理分流，减轻繁忙干线压力。,石家庄铁道大学颜月霞,2.4机车车辆运用调整,推行长交路、车循环、人继乘的机车运用方式。对59个机车交路进行优化调整，由目前的平均360公里左右，延长到530公里以上。延长车辆列检保证距离。压缩车辆全周转时间，提高车辆利用效率。,石家庄铁道大学颜月霞,4.5效果及运输能力预测,全路客货列车开行数量将分别达到1312.5对和16656对，分别比现在增加140.5对和1316对。客货运输能力大幅提升，将分别再增加18%和12%以上，将有效缓解铁路运输的紧张状况，为经济社会又好又快发展提供更加有力的运力支持。旅客列车运行时间进一步压缩。这次提速调图后，全路旅客列车速度普遍有较大提高，主要城市间旅行时间总体压缩了2030%。列车条件进一步改善，体现出和谐铁路特色。,石家庄铁道大学颜月霞,5未来铁路发展,5.1轨道运输的发展趋势5.2“中长期”规划主要目标5.3“十一五”规划主要目标5.4典型工程-京沪高速铁路,石家庄铁道大学颜月霞,5.1轨道运输的发展趋势,石家庄铁道大学颜月霞,5.2“中长期”规划主要目标,计划总投资35000亿元；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，复线率和电化率均达到50，运输能力满足国民经济和社会发展需要，主要技术装备达到或接近国际先进水平。,石家庄铁道大学颜月霞,5.3“十一五”规划主要目标,建设新线17000公里,包括客运专线7000公里；建设既有线复线8000公里；既有线电气化改造15000公里。2010年全国铁路营业里程达到9万公里以上，复线、电化率均达到45%以上，快速客运网总规模达到20000公里以上，煤炭通道总能力达到18亿吨，西部路网总规模达到35000公里，形成覆盖全国的集装箱运输系统。,石家庄铁道大学颜月霞,“十一五”规划投资规模,“十一五”期间，铁路基建计划总投资12500亿元，是“十五”建设投资规模的4倍。如此大规模的的建设，不仅在中国铁路建设史上是空前的，在世界铁路史上也是罕见的。因此，“十一五”期间可以说是我国铁路的快速发展期。,石家庄铁道大学颜月霞,不容乐观的事实,速度：日本、欧洲平均运行速度最快的铁路，是日本的新干线(Shinkansen或者BulletTrain)，平均运行速度为，每小时300公里，最慢的上越新干线也有每小时270公里。法国高速铁路(TGV)，已经创下高达574.3km/h,石家庄铁道大学颜月霞,密度：日本的新干线日本新干线高速铁路单向发送几乎达到每小时11列，平均每5min多一点就发送1列。发送列车最密时间间隔仅4min。从每日开行的高速列车总数多，密度间隔时间短，日本新干线高速列车客运密度均是最高的。重量：重载，美国中国大秦线：3.5亿吨08春节期间的抢运电煤大会战中日运量最高达102.2万吨，刷新世界重载铁路日运量的最高纪录。,石家庄铁道大学颜月霞,高度的集中控制和高度的集中调度,东海道客运公司在东京站设有综合调度室，控制着东京一博多的东海道新干线和山阳新干线上的高速列车的运行调度。东日本客运公司在东京站也设有综合调度中心，控制着东北新干线和上越新干线上的高速列车的运行调度。,石家庄铁道大学颜月霞,以东海道、山阳新干线综合调度室,控制、调度东海道和山阳新干线高速列车的运行。该综合调度室是由东海客运公司和西日本客运公司组成的，并且联合在一起办公。东海道新干线和山阳新干线联合控制和调度，由运输列车调度、运输旅客调度、运用调度、设施调度(工务)、信号通信调度及供电调度6个调度联合办公。,石家庄铁道大学颜月霞,综合调度室包括新干线运行管理系统(COMTRAC)、列车集中控制装置(CTC系统)、新干线情报管理系统(5M15)、通信情报监视控制装置(CIC)、电力远方监视控制装置(CSC)、车站旅客情报装置(PIC)及自动列车控制装置(ATC)等组成。,石家庄铁道大学颜月霞,新干线运行管理系统是新干线安全运行的关键，它全面控制列车的运行状况。开发了COMTRAC控制系统。该系统运用电子计算机控制行车、编制时刻表、管理调配车辆及乘务员，并由PRC(行车控制系统)、MAP(运行表示系统)、EDP(情报处理系统)3部分组成。系统将传送来的各种信息显示在综合表示盘及电子计算机的屏幕上，以便调度员监视管理。,石家庄铁道大学颜月霞,列车集中控制系统(CTC)是控制新干线高速、安全运行的列车群集中管理系统。CTC与现场高速运行中的高速列车上的自动列车控制装置及车号收发信息装置等配合，使