×年在旅途，樂在旅途

×——除夕夜活動(dòng)方案

主題：年在旅途，樂在旅途

時(shí)間：除夕夜：時(shí)起

人員：列車全體工作人員及旅客代表

地點(diǎn)：主場(chǎng)為餐車，分場(chǎng)為各車廂

CBTC(communicationbasedtraincontrol)技術(shù)為現(xiàn)代軌道交通的列控技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)連續(xù)的自動(dòng)列車控制．對(duì)于CBTC系統(tǒng)的原理和相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)［1-4］，國(guó)內(nèi)外已有諸多的研究，其相比于傳統(tǒng)的基于軌道電路的列控技術(shù)來說，CBTC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)閉塞［5-6］，從而達(dá)到更優(yōu)的系統(tǒng)表現(xiàn)．同時(shí)，也應(yīng)該看到，對(duì)于CBTC系統(tǒng)來說，雖然具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但也不是萬能系統(tǒng)．在實(shí)際應(yīng)用中，考慮到系統(tǒng)故障或線路開通初期不具備CBTC的運(yùn)行條件，為系統(tǒng)增設(shè)了后備模式［7-8］，提高了CBTC系統(tǒng)的安全可靠性和完整性，確保列車運(yùn)行高速、高效的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)絕對(duì)的安全可靠．對(duì)于列控系統(tǒng)來說，追蹤間隔為最重要的性能指標(biāo)之一．相關(guān)追蹤間隔的算法［9-11］已有諸多研究，文獻(xiàn)［12-15］是對(duì)于軌道交通列車保持安全追蹤間隔進(jìn)行追蹤運(yùn)行的研究．本文模型基于IEEE的CBTC推薦模型［16-17］，對(duì)CBTC系統(tǒng)移動(dòng)閉塞模式及其后備模式下追蹤間隔這一指標(biāo)進(jìn)行算法的研究和仿真．

1CBTC系統(tǒng)概述

1．1CBTC系統(tǒng)的原理CBTC系統(tǒng)為“利用高精度的列車定位(不依賴于軌道電路)，雙向連續(xù)、大容量的車-地?cái)?shù)據(jù)通信，車載、地面的安全功能處理器實(shí)現(xiàn)的一種連續(xù)自動(dòng)列車控制系統(tǒng)”．其利用調(diào)度控制中心控制多個(gè)車站控制中心，實(shí)現(xiàn)相鄰車站控制中心之間的控制交接．車站控制中心又控制其管轄范圍內(nèi)的多個(gè)基站，基站與覆蓋范圍內(nèi)的車載設(shè)備實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)雙向的通信．列車在管轄區(qū)段內(nèi)時(shí)，車載設(shè)備將定位和速度等信息通過無線方式傳輸給基站，基站再傳輸給控制中心，同時(shí)車站控制中心通過基站周期地將相關(guān)運(yùn)行信息發(fā)送給后行列車．列車車載設(shè)備根據(jù)收到的數(shù)據(jù)和前車與本車的運(yùn)行狀態(tài)(位置、速度、工況)和線路參數(shù)(曲線、坡道)、列車參數(shù)等，采用車載安全計(jì)算機(jī)計(jì)算或地面控制中心計(jì)算或同時(shí)計(jì)算，并根據(jù)故障-安全原則，確定合理的駕駛策略，實(shí)現(xiàn)列車高速、平穩(wěn)地以最優(yōu)間隔追蹤運(yùn)行．基于通信的列控系統(tǒng)原理如圖1所示．

1．2移動(dòng)閉塞技術(shù)移動(dòng)閉塞即指列車間的運(yùn)行間隔由列車在線路上的實(shí)際運(yùn)行位置和運(yùn)行狀態(tài)決定，前后兩列車之間的最小安全追蹤距離不受固定閉塞分區(qū)的影響，而是動(dòng)態(tài)變化的，隨前一列車的移動(dòng)而移動(dòng)．移動(dòng)閉塞原理如圖2所示．在CBTC系統(tǒng)中，無線數(shù)據(jù)通信通過可靠的無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)，列車不間斷地將采集到的數(shù)據(jù)(如機(jī)車信息、車輛信息、現(xiàn)場(chǎng)狀況和位置信息)發(fā)送給區(qū)域控制器ZC(zonecontroller)．ZC根據(jù)來自列車的信息計(jì)算、確定列車的安全行車間隔，并將相關(guān)信息(如現(xiàn)行列車位置、移動(dòng)授權(quán)等)傳遞給列車，控制列車運(yùn)行．其中，ZC計(jì)算給后行列車的移動(dòng)授權(quán)(movementauthority)必須大于列車在該位置最不利情況的制動(dòng)距離．

1．3CBTC系統(tǒng)后備模式CBTC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)閉塞制式，為先進(jìn)的列控模式，但是在通信失效和設(shè)備故障時(shí)，為了保證系統(tǒng)的安全可靠性，?？紤]使用后備模式來接管控制行車安全．后備模式為CBTC系統(tǒng)的降級(jí)備用模式，后備模式的設(shè)置，增加了CBTC系統(tǒng)的安全性、完整性、通用性和靈活性．

1．3．1后備模式的設(shè)置后備模式在下列情況下發(fā)揮作用:(1)移動(dòng)閉塞系統(tǒng)正式開通前的臨時(shí)過渡期間的列車運(yùn)行;(2)車-地通信單元、中央控制單元等設(shè)備故障，而聯(lián)鎖完好時(shí);(3)非CBTC列車(車載CBTC完全故障的列車或未安裝CBTC的列車，如工程車、不兼容本線信號(hào)系統(tǒng)的列車等)進(jìn)入運(yùn)營(yíng)線路運(yùn)行時(shí);(4)中央ATS(automatictrainsupervision)、車站ATS故障情況下．

1背景分析

鐵路客運(yùn)作為中國(guó)最主要的交通工具之一。2011年全年客運(yùn)總量為18.62億人次，2012年1月，全國(guó)鐵路旅客發(fā)送量16468萬人，同比增加1272萬人。另據(jù)調(diào)查顯示，鐵路旅客乘坐列車平均達(dá)到15個(gè)小時(shí)，每次乘車平均花費(fèi)2.80小時(shí)看移動(dòng)電視，而且非常愿意觀看，收視率高達(dá)81.2%。目前的鐵路列車移動(dòng)電視，主要是在列車上采用影碟機(jī)或者服務(wù)器播放節(jié)目，節(jié)目更新慢。接收電視節(jié)目方面，主要采用直接接收電視臺(tái)的信號(hào)，收視效果極差，同時(shí)也沒有解決隧道屏蔽等問題。同時(shí)，現(xiàn)行的移動(dòng)電視系統(tǒng)存在著播出的節(jié)目無法監(jiān)控，不能及時(shí)收看電視臺(tái)的新聞節(jié)目，時(shí)效性差，缺少技術(shù)發(fā)展和業(yè)務(wù)發(fā)展的前瞻性等缺點(diǎn)。

2設(shè)計(jì)方案

2.1設(shè)計(jì)目標(biāo)

（1）根據(jù)系統(tǒng)要求，利用鐵路現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)分層部署服務(wù)站點(diǎn)，設(shè)立中心站點(diǎn)、分站點(diǎn)。

（2）中心站點(diǎn)對(duì)接數(shù)字電視運(yùn)營(yíng)商的多媒體資源庫，內(nèi)容可管可控；同時(shí)，對(duì)每輛列車進(jìn)行使用管理，杜絕其他非在線的用戶加入。

常年處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下的城市軌道交通，會(huì)使其牽引供電系統(tǒng)的保護(hù)動(dòng)作頻發(fā)、供電線路老化加劇、供電安全事故不斷［1］。世界很多大城市已經(jīng)建立了針對(duì)城市軌道交通的應(yīng)急救援機(jī)制，例如在車站提供了緊急公交車用以疏散大量乘客。但在某些情況下城市軌道交通的供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障，列車只能滯留原處等待救援。本文給出了一種新穎的緊急救援方案：安裝一套車載儲(chǔ)能系統(tǒng)，依靠該系統(tǒng)提供的電能，使城市軌道交通列車在統(tǒng)一指揮下實(shí)施自牽引［2－3］，行駛至合適的鄰近車站，而不需要外部救援列車的介入。本方案可以成為城市軌道交通應(yīng)急系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，可以在第一時(shí)間內(nèi)實(shí)施有效救援，并可大大提高應(yīng)急救援系統(tǒng)的靈活性。在某些特殊情況下（如短區(qū)域內(nèi)斷電等），仍然可以使城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)保持通暢的運(yùn)營(yíng)。

1具有緊急自牽引能力的列車牽引系統(tǒng)架構(gòu)

1．1現(xiàn)有列車牽引電氣系統(tǒng)

以上海軌道交通11號(hào)線為例，現(xiàn)有的動(dòng)車牽引電氣系統(tǒng)示意如圖1所示。圖1中，列車受電弓將1500V架空接觸網(wǎng)高壓直流電引入動(dòng)車，先后經(jīng)過5個(gè)部分———預(yù)充電電路、線路低通濾波器、過壓抑制電路、牽引逆變器和交流牽引電機(jī)。其中，牽引逆變器將直流電能變換成交流牽引電機(jī)調(diào)速所需的變壓變頻（VariableVoltageVariableFrequency，簡(jiǎn)圖1現(xiàn)有城市軌道交通列車牽引電氣系統(tǒng)示意圖為VVVF）三相交流電，而牽引電機(jī)將電能與機(jī)械能進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化。這兩者是牽引電氣系統(tǒng)的核心。

1．2列車緊急自牽引系統(tǒng)

列車緊急自牽引系統(tǒng)（EmergencySelfTractionSystem，簡(jiǎn)為ESTS）的方框圖如圖2所示。圖2中粗線表示功率流，細(xì)線表示信號(hào)流。ESTS包含能量存儲(chǔ)系統(tǒng)（EnergyStorageSystem，簡(jiǎn)為ESS）、接口電路、ESTS控制器和人機(jī)界面等部分。其中最為重要的就是車載能量存儲(chǔ)系統(tǒng)。目前，城市軌道交通列車已經(jīng)配置有車載低壓110V蓄電池組，通常為兩組蓄電池，其總?cè)萘考s300Ah。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求［5］，蓄電池在列車故障情況下提供緊急照明和緊急通風(fēng)使用。電池組的功率與能量都比較?。?－7］，不能用于正線列車的自牽引行駛。比較目前技術(shù)成熟且適于列車應(yīng)用的儲(chǔ)能方式，最適宜的依然是蓄電池。常用于列車的蓄電池是鉛酸蓄電池和鎳鎘蓄電池。另外，蘇州星恒電源有限公司設(shè)計(jì)的國(guó)產(chǎn)磷酸鐵鋰離子電池組已于2010年在南京地鐵列車開始使用，經(jīng)受了列車110V低壓系統(tǒng)兼容性和充放電能力等多方面的考驗(yàn)，使之替代鎳鎘蓄電池已成為可能。三種蓄電池組的對(duì)比見表1。目前，城市軌道交通列車普遍使用的是鎳鎘蓄電池，但是其最明顯的缺點(diǎn)是記憶效應(yīng)和重金屬鎘的污染。從表1的對(duì)比中可以看出，鋰離子蓄電池的體積和重量最小，維護(hù)工作少，因而是車載儲(chǔ)能器件的最佳選擇。此外，一組鋰離子蓄電池的價(jià)格目前約10萬～15萬元，與SAFT等國(guó)外知名的鎳鎘蓄電池相比，鋰離子蓄電池組在價(jià)格上并無劣勢(shì)。在列車實(shí)施自行牽引中，牽引逆變器采用ESS供電。110V蓄電池難以提供相應(yīng)功率，通?？梢詫⒍嘟M蓄電池進(jìn)行串聯(lián)使用。

一、列車座椅人性化設(shè)計(jì)相關(guān)因素

在列車內(nèi)部空間環(huán)境設(shè)計(jì)中，應(yīng)該實(shí)時(shí)體現(xiàn)出“人性化”的理念。因此，在我們的設(shè)計(jì)過程要不斷的融合人性化元素，為此在整個(gè)設(shè)計(jì)過程我們需要重點(diǎn)注意以下幾個(gè)方面：馬洛斯需求層次論（1）乘客的需求因素。美國(guó)著名心理學(xué)家馬斯洛（AbrahamMaslow，19081970）建立人本心理學(xué)，他在書中提出了需要層次理論，這個(gè)理論產(chǎn)生于美國(guó)的文化背景之下，主要是以個(gè)人主義為核心的價(jià)值觀念，提出了人的基本需求是：生理需求，安全需求，歸屬和愛的需求，自尊需求，自我實(shí)現(xiàn)的需求，認(rèn)知（認(rèn)識(shí)和理解）的欲望，審美需求。這些需求構(gòu)成層次結(jié)構(gòu)，滿足前一種才回出現(xiàn)后一種。人類在滿足了最基本的生理需求，安全需求逐漸要向更高級(jí)別的心理需求過度，而人性化的設(shè)計(jì)就是符合人的這種價(jià)值觀需求的。（2）人機(jī)工程學(xué)因素。人類生活在一個(gè)物質(zhì)的環(huán)境之中，我們?cè)O(shè)計(jì)的物質(zhì)要為人類服務(wù)，在列車內(nèi)部空間設(shè)計(jì)中，要通過人機(jī)工程學(xué)去考慮“人”的要素，提供人體尺寸供設(shè)計(jì)參考。通過滿足人的使用方式方法來達(dá)到為人服務(wù)的目的。比如：座椅符合人體坐姿尺寸，有效隔離和減緩列車的震動(dòng)，方便旅客側(cè)身交談和休息等。（3）可靠性因素?？煽啃砸蛩匕▋蓚€(gè)方面。一個(gè)是在一定條件和時(shí)間下，列車內(nèi)公共設(shè)施能夠完成其相應(yīng)的功能，不容易出現(xiàn)故障、不會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)給人以安全感。另外一點(diǎn)就是環(huán)境中的材質(zhì)選用綠色材料，對(duì)乘客身體肌膚沒有不良影響，給人以信賴感。（4）美學(xué)因素。美學(xué)和人機(jī)工程學(xué)是兩個(gè)完全不同的學(xué)科但是在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)當(dāng)中又緊密相連。在人的生理需求得到滿足之后，開始逐步追求心理上的愉悅。因此給列車內(nèi)部設(shè)施的造型增加美感，是滿足人的需求從低層級(jí)向高層級(jí)過度的必須階段。它包括形狀、材料、質(zhì)感、色彩等給人帶來的視覺和觸覺的美感。（5）環(huán)境因素。任何產(chǎn)品都不是獨(dú)立存在的，列車內(nèi)部設(shè)施也不例外。它是列車環(huán)境中人和車廂的中介，想要達(dá)到人—機(jī)—環(huán)境的相互協(xié)調(diào)，就是使乘客—列車內(nèi)部設(shè)施—列車車廂環(huán)境相互協(xié)調(diào)呼應(yīng)。

二、列車內(nèi)部空間人性化

設(shè)計(jì)的方式、方法列車內(nèi)部空間設(shè)計(jì)是列車設(shè)計(jì)過程中的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。在這個(gè)有限的空間范圍內(nèi)如何能夠做到既滿足各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的要求，又能為乘客創(chuàng)造一個(gè)舒適的空間環(huán)境，是富于挑戰(zhàn)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。我們?cè)谠O(shè)計(jì)過程中，以人性化理論為指導(dǎo)，依照馬洛斯的需求層級(jí)從低到高逐步滿足乘客的需求。

1.“人性化”在列車空間布局設(shè)計(jì)中的應(yīng)用在布局設(shè)計(jì)中，充分考慮用戶出行的不同需求。通過調(diào)查我們把乘客大致分為三類，其中60％為商務(wù)原因出行；30％為旅游出行；10％為其他原因。這些乘客出行目的有著明確的不同，為了使他們互不干擾，比如商務(wù)出行的需要學(xué)習(xí)和寫材料而旅行的需要娛樂等。所以在空間上要重新來劃分。可以設(shè)計(jì)一些商務(wù)包間，電話間、兒童空間等。在德國(guó)的ICE北歐的極地列車上都有類似的隔斷。此外還要考慮到婦嬰、兒童、老年、殘疾乘客的需求，無障礙設(shè)計(jì)也是空間布局中必須考慮到的，它包括走道的寬度適合殘障人士的輪椅，上下車、廁所、座椅、把手、桌子等設(shè)施都要滿足這些生理上弱勢(shì)群體的使用。

2.“人性化”在內(nèi)部系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用內(nèi)部系統(tǒng)包括列車內(nèi)部的識(shí)別系統(tǒng)和照明系統(tǒng)。經(jīng)調(diào)查有30％左右的乘客是不經(jīng)常乘坐高鐵出行的新用戶。列車識(shí)別系統(tǒng)就是將列車內(nèi)部設(shè)施資源整合，采用統(tǒng)一的視覺符號(hào)，讓新的乘客快速的接受到信息的傳遞，從而可以快的適應(yīng)乘車環(huán)境。另外列車的照明系統(tǒng)，應(yīng)該遵照節(jié)能環(huán)保的原則。盡量采用車窗采光，使用自然光；室內(nèi)燈光也要模擬自然光，避免強(qiáng)光照射使人刺眼。例如：車頂燈最好采用漫發(fā)射照射到車廂內(nèi)，避免乘客眼鏡直接看到光源；二等座行李架下配閱讀燈，商務(wù)廂可在座椅旁邊設(shè)置閱讀燈等。

利用TDCS平臺(tái)擴(kuò)展站控功能

車站TDCS的主要功能是采集現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)信息，并及時(shí)傳送到鐵路局調(diào)度指揮中心，為上層TDCS網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，擔(dān)當(dāng)各級(jí)調(diào)度人員的“眼睛”；同時(shí)接受上層TDCS網(wǎng)絡(luò)下達(dá)的各項(xiàng)指令，及時(shí)根據(jù)指令完成行車組織工作，如接收3小時(shí)階段計(jì)劃、調(diào)度命令等。車站行車組織工作由車站值班員負(fù)責(zé)統(tǒng)一指揮。車站值班員擔(dān)負(fù)著接發(fā)列車和調(diào)車作業(yè)的安全責(zé)任。為保證嚴(yán)格按列車運(yùn)行圖行車，車站值班員在接發(fā)列車時(shí)應(yīng)做到“六親自”，即親自辦理閉塞、布置進(jìn)路、開閉信號(hào)、交接憑證、接送列車、指示發(fā)車。車站值班員若指揮錯(cuò)誤，會(huì)導(dǎo)致發(fā)生鐵路交通事故，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。以2009年為例，全路共發(fā)生C類及以上的各類鐵路交通事故299起，其中由于信號(hào)人員錯(cuò)誤辦理進(jìn)路或與進(jìn)路有關(guān)的事故計(jì)43起，約占15%。因此，利用TDCS平臺(tái)擴(kuò)展站控功能，防止車站值班員錯(cuò)辦進(jìn)路，預(yù)防事故的發(fā)生，是非常必要的。這里的站控是指利用TDCS平臺(tái)，構(gòu)建一個(gè)基于安全警示的車站綜合智能卡控系統(tǒng)。（1）基層站段安全生產(chǎn)的迫切需要。在電氣化鐵路區(qū)段的車站，經(jīng)常發(fā)生電力機(jī)車進(jìn)入無電區(qū)或沒有接觸網(wǎng)線路的事故，在2009年全路運(yùn)輸系統(tǒng)的37件C類事故中，有7件是電力機(jī)車進(jìn)入無電區(qū)造成的事故。因此，研究利用TDCS平臺(tái)設(shè)置防止電力機(jī)車錯(cuò)誤進(jìn)入無電區(qū)(無網(wǎng)區(qū))的卡控功能非常迫切。（2）設(shè)備保安全的需要。通過對(duì)鐵路交通運(yùn)輸安全風(fēng)險(xiǎn)分析，人機(jī)互控確保列車運(yùn)行安全(雙保險(xiǎn))是發(fā)展的趨勢(shì)。目前，動(dòng)車組具有列車運(yùn)行控制系統(tǒng)(CTCS)，其他列車一般安裝有列車運(yùn)行監(jiān)控記錄裝置(LKJ)，調(diào)度指揮系統(tǒng)也日趨完善。因此，充分利用TDCS平臺(tái)，在車站層面擴(kuò)展站控系統(tǒng)功能，形成人機(jī)互控是十分必要的。（3）整合系統(tǒng)資源的需要。對(duì)于投入大量資金構(gòu)建的TDCS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，應(yīng)充分?jǐn)U展系統(tǒng)功能，確保鐵路運(yùn)輸安全，否則是對(duì)資源的一種浪費(fèi)。（1）具備接口條件。TDCS采用了與微機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備接口的成熟技術(shù)，其硬件接口、軟件接口遵循RS-232/RS-422標(biāo)準(zhǔn)，具有交叉互連的冗余通道，同時(shí)TDCS具有很強(qiáng)的兼容性，系統(tǒng)機(jī)采集計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖機(jī)上的信號(hào)、進(jìn)路、股道占用等信息，并傳送到TDCS中心。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。（2）可靠性、操作性強(qiáng)。在TDCS平臺(tái)擴(kuò)展站控功能后，保持原TDCS的體系結(jié)構(gòu)基本不變、通道不變，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、接口服務(wù)器、通信服務(wù)器、以太網(wǎng)交換機(jī)、中心路由器及其他相關(guān)硬件設(shè)備基本不變。（3）安全性高。符合《鐵路技術(shù)管理規(guī)則》的故障導(dǎo)向安全原則，而且系統(tǒng)不具備直接控制聯(lián)鎖、信號(hào)等功能，不會(huì)對(duì)信號(hào)、聯(lián)鎖造成任何影響。同時(shí)，TDCS是一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，采用閉環(huán)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到“自成體系、安全運(yùn)行”。（4）考慮前瞻性。在TDCS平臺(tái)擴(kuò)展站控功能時(shí)，充分考慮其發(fā)展方向，與發(fā)展CTC調(diào)度集中互不沖突；預(yù)留各種接口，在需要進(jìn)一步擴(kuò)展功能時(shí)，通過對(duì)程序或數(shù)據(jù)庫進(jìn)行簡(jiǎn)單修改，即可達(dá)到功能擴(kuò)展的目的。（5）符合風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防的工程物理法。TDCS檢查出風(fēng)險(xiǎn)因素后，向作業(yè)人員報(bào)警提示，作業(yè)人員采取安全措施，從而預(yù)防風(fēng)險(xiǎn)事故的發(fā)生。（6）符合鐵路發(fā)展思路。2011年，為拓展TDCS功能，全路專門下發(fā)了運(yùn)基信號(hào)電[2011]1929號(hào)電報(bào)，要求充分發(fā)揮設(shè)備保安全的作用。

站控功能探討

通過對(duì)股道、進(jìn)路、道岔、信號(hào)機(jī)、特殊標(biāo)記的相關(guān)檢查，當(dāng)發(fā)現(xiàn)排列的列車進(jìn)路(調(diào)車進(jìn)路)不滿足《車站行車工作細(xì)則》規(guī)定的條件時(shí)，系統(tǒng)向車站值班員發(fā)出報(bào)警提示，車站值班員采取安全處理措施。（1）防止電力機(jī)車錯(cuò)誤進(jìn)入無電(無網(wǎng))區(qū)。TDCS的車站系統(tǒng)界面上，增設(shè)無電區(qū)、停電區(qū)標(biāo)注功能。電力機(jī)車采用綠底標(biāo)記，通過系統(tǒng)檢查，綠底標(biāo)記的列車進(jìn)路、調(diào)車進(jìn)路不能進(jìn)入標(biāo)注無電(無網(wǎng))區(qū)線路，否則報(bào)警提示車站值班員。（2）防止旅客列車接錯(cuò)股道。旅客列車應(yīng)接入固定線路，辦理旅客乘降作業(yè)的旅客列車應(yīng)接入靠近站臺(tái)的股道，特快旅客列車(動(dòng)車組)原則上應(yīng)正線通過《(鐵路技術(shù)管理規(guī)程》281條)。當(dāng)排列的旅客列車進(jìn)路不符合《車站行車工作細(xì)則》規(guī)定的線路時(shí)，系統(tǒng)給予報(bào)警提示。（3）防止超限列車接錯(cuò)股道。對(duì)于掛有超限貨物車輛的列車，未按規(guī)定接入固定線路時(shí)，系統(tǒng)給予報(bào)警提示。（4）防止多方向車站錯(cuò)辦列車方向。系統(tǒng)對(duì)出入口接發(fā)列車類型進(jìn)行檢查，遇列車進(jìn)路排錯(cuò)方向時(shí)，給出強(qiáng)烈報(bào)警提示。（5）防止禁會(huì)列車在區(qū)間、站內(nèi)會(huì)車。系統(tǒng)通過檢查交會(huì)條件，對(duì)掛有超限車輛的列車不能同時(shí)在站內(nèi)或區(qū)間交會(huì)的情況設(shè)置報(bào)警提示功能。（6）具備特殊設(shè)備標(biāo)記功能，對(duì)涉及特殊標(biāo)記的進(jìn)路給予提示。對(duì)9號(hào)道岔的側(cè)向位置進(jìn)行標(biāo)記，防止旅客列車、掛有跨裝等特殊車輛列車經(jīng)9號(hào)道岔側(cè)向通過；對(duì)分路不良區(qū)段進(jìn)行標(biāo)記，當(dāng)排列經(jīng)由此進(jìn)路或列車(車列)經(jīng)過后，給予確認(rèn)線路空閑的提示；對(duì)施工封鎖地段進(jìn)行標(biāo)記，防止向封鎖區(qū)間(地段)放行列車；對(duì)超限絕緣節(jié)、固定脫軌器、防溜枕木、高站臺(tái)、分相絕緣器位置等進(jìn)行標(biāo)記，在作業(yè)過程中，提示車站值班員確認(rèn)是否具備安全條件。單機(jī)、軌道車和長(zhǎng)期不移動(dòng)的救援列車，容易發(fā)生列車占用丟失，對(duì)此結(jié)合TDCS的車次自動(dòng)跟蹤和站場(chǎng)表示采集原理，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)列車車次和占用紅光帶之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，識(shí)別異常的列車占用丟失情況，并及時(shí)發(fā)出報(bào)警提示，調(diào)度員和車站值班員采取必要措施防止列車沖突。在TDCS的車務(wù)終端上，設(shè)置非正常接發(fā)列車程序卡控表，如表1所示。車站值班員在TDCS生成的行車日志中，單擊相應(yīng)的列車車次，界面顯示當(dāng)前列車車次的非正常接發(fā)列車程序卡控表，車站值班員按程序作業(yè)，如發(fā)生“漏步驟”、“錯(cuò)步驟”的情況，系統(tǒng)給予報(bào)警提示。在站段調(diào)度指揮中心增設(shè)車站服務(wù)器，用于匯總車站的行車日志、調(diào)度命令、速報(bào)、站存車和站場(chǎng)表示等，并部署查詢終端，方便站段管理人員從服務(wù)器上調(diào)閱上述相關(guān)信息。在TDCS車務(wù)終端，系統(tǒng)自動(dòng)檢查列車車次和占用紅光帶的移動(dòng)，當(dāng)移動(dòng)到進(jìn)站、出站信號(hào)機(jī)時(shí)(可結(jié)合實(shí)際設(shè)置)，能夠自動(dòng)發(fā)出列車到達(dá)位置的提示，并通過無線頻率傳送到施工現(xiàn)場(chǎng)的防護(hù)人員手持電臺(tái)上。在TDCS車務(wù)終端建立技術(shù)規(guī)章電子庫，收集車務(wù)站段所有的規(guī)章文件、各類應(yīng)急預(yù)案，并具備目錄索引功能。

預(yù)計(jì)達(dá)到的效果

（1）初步建立車站綜合智能卡控系統(tǒng)平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)正常情況下的車站防錯(cuò)辦、非正常情況下的接發(fā)列車關(guān)鍵卡控功能，逐步建立對(duì)現(xiàn)場(chǎng)關(guān)鍵作業(yè)的自動(dòng)提示防護(hù)功能，形成人機(jī)互控保安全的局面，提高安全風(fēng)險(xiǎn)控制水平。（2）完善站段安全生產(chǎn)指揮的現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)管理體系。實(shí)現(xiàn)信息收集網(wǎng)絡(luò)化、遠(yuǎn)程控制、透明指揮功能；實(shí)現(xiàn)多崗位互控功能，鐵路局列車調(diào)度員、站段指揮中心、相鄰站崗位可以通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互控；實(shí)現(xiàn)安全管理現(xiàn)代化，站段調(diào)度指揮中心可以檢查各站作業(yè)過程，解決站多、線長(zhǎng)、管理難度大等問題。在允許TDCS控制車站信號(hào)、聯(lián)鎖功能時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)站段調(diào)度指揮中心能直接控制車站的信號(hào)、進(jìn)路等，給發(fā)展調(diào)度集中提供了新的模式(站段指揮中心集中控制)，并且可以有效彌補(bǔ)目前發(fā)展CTC(調(diào)度集中)存在的進(jìn)展慢、投資大等問題。

假日列車列車是鐵路適應(yīng)市場(chǎng)需求，充分發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，精心推向客運(yùn)市場(chǎng)的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。它以“安全、方便、快捷、優(yōu)質(zhì)”為手段，吸引和穩(wěn)定了鐵路客源，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。為進(jìn)一步掌握有關(guān)資料，分析假日列車的優(yōu)勢(shì)和不足，了解市場(chǎng)潛力，預(yù)測(cè)發(fā)展方向，以便向企業(yè)提供決策依據(jù)，寧波北站團(tuán)委在寧波地區(qū)進(jìn)行了一次較為廣泛深入的市場(chǎng)調(diào)查。

1假日列車現(xiàn)狀

1．1假日列車開行情況

假日列車由鐵路旅行社負(fù)責(zé)組織客流，當(dāng)報(bào)名人數(shù)達(dá)到400人以上時(shí)，便上報(bào)杭州鐵路分局開行假日列車。假日列車發(fā)車時(shí)間一般是周五18時(shí)左右，于周六早上7時(shí)左右抵達(dá)目的地。鐵路旅行社負(fù)責(zé)旅客游覽交通、住宿、就餐、門票，聯(lián)系當(dāng)?shù)貙?dǎo)游。周日晚餐后，旅客乘原列車于周一早上7時(shí)返回寧波。

自1997年10月24日至調(diào)查時(shí)止，寧波站已開行寧波—南京的假日旅游列車8對(duì)。1997年下半年開行3對(duì)，輸送旅客1410人，客票收入2817人，客票收入45.4312萬元。旅客中散客與團(tuán)體比例為1∶4。

1．2旅客對(duì)假日列車的評(píng)價(jià)

摘要：在國(guó)家的大力支持下，我國(guó)高速列車項(xiàng)目建設(shè)取得了一定的成果，當(dāng)前依然處于不斷進(jìn)步的狀態(tài)。基于國(guó)際化背景下，為了彰顯國(guó)家的科技實(shí)力，高速列車的造型設(shè)計(jì)十分關(guān)鍵，應(yīng)該融入技術(shù)、文化內(nèi)涵以及美學(xué)等諸多方面的元素，才能發(fā)揮出最佳的效果。該文通過闡述高速列車造型設(shè)計(jì)和國(guó)際化設(shè)計(jì)的關(guān)聯(lián)性，說明了國(guó)際化背景下我國(guó)高速列車造型的設(shè)計(jì)方法。此研究以分析國(guó)際化背景下我國(guó)高速列車造型設(shè)計(jì)的方法為目的，從而有效地提升我國(guó)高速列車造型設(shè)計(jì)的水平。

關(guān)鍵詞：國(guó)際化高速列車造型設(shè)計(jì)

眾所周知，大部分軌道交通設(shè)施設(shè)計(jì)時(shí)均以地緣為參考，對(duì)于我國(guó)開發(fā)研制的高速列車而言，在外觀造型中蘊(yùn)含著一種文化?；诤褪澜缃榆壍哪康?，目前國(guó)內(nèi)高速列車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向愈發(fā)趨于國(guó)際化。面對(duì)全球經(jīng)濟(jì)一體化的發(fā)展趨勢(shì)，怎樣通過科學(xué)設(shè)計(jì)高速列車的造型，凸顯出中國(guó)的文化內(nèi)涵與技術(shù)實(shí)力，對(duì)于高速列車的設(shè)計(jì)師而言，可謂一大難題。鑒于此，深入探究與分析國(guó)際化背景下我國(guó)高速列車造型設(shè)計(jì)的方法顯得尤為必要，具有重要的研究意義和實(shí)踐價(jià)值。

1高速列車造型設(shè)計(jì)和國(guó)際化設(shè)計(jì)的關(guān)聯(lián)性

受到日新月異科技進(jìn)步和全球經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)展趨勢(shì)的影響，不同國(guó)家之間頻繁進(jìn)行訪問與交流，為國(guó)際化設(shè)計(jì)方法的誕生奠定了基礎(chǔ)。對(duì)比從前高速列車常見的地域性設(shè)計(jì)方式，國(guó)際化設(shè)計(jì)擁有更加先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，蘊(yùn)含了深厚的文化內(nèi)涵，凸顯出一定的開放性。一般來說，在每個(gè)時(shí)代環(huán)境當(dāng)中產(chǎn)生的設(shè)計(jì)方法存在著很大的差異性。由于以往交通軌道較為閉塞，數(shù)據(jù)信息傳遞與分享嚴(yán)重落后，導(dǎo)致很多民族文化元素?zé)o法被融入到高速列車的設(shè)計(jì)當(dāng)中?；趪?guó)際化背景下，高速列車的造型設(shè)計(jì)也應(yīng)該做到與時(shí)俱進(jìn)，需與世界相接軌，引入先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和方法[1]。進(jìn)行高速列車造型的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，功能和形式之間的協(xié)調(diào)處理十分關(guān)鍵。為了達(dá)到這一目的，設(shè)計(jì)高速列車外觀造型的時(shí)候，不但應(yīng)該符合相關(guān)的機(jī)械規(guī)格要求，而且需凸顯出一種文化內(nèi)涵和民族精神，使國(guó)家的文化與特色得以彰顯。對(duì)于高速列車來說，承擔(dān)著不同城市之間運(yùn)輸?shù)闹匾?zé)任，其重要性毋庸置疑?；仡櫸覈?guó)高速列車的發(fā)展歷程，不難獲知，在發(fā)展初期階段，主要以引進(jìn)阿爾斯通與龐巴迪等國(guó)外產(chǎn)品為主，過于依賴進(jìn)口，缺少一定的自主創(chuàng)新能力。不過近些年以來，中國(guó)高速列車產(chǎn)業(yè)獲得巨大的進(jìn)步，在創(chuàng)新方面表現(xiàn)突出，目前已具備自主設(shè)計(jì)產(chǎn)品的能力，從造型設(shè)計(jì)的角度而言，綠車廂早已被棄用，和諧號(hào)正在使用，并且正處于500km/h高速列車的實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，以流線型的外觀造型設(shè)計(jì)為主，整體的設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)潔大方，車頭的長(zhǎng)度同樣得到加長(zhǎng)，不僅帶給全世界高速列車設(shè)計(jì)良好的借鑒，而且其中蘊(yùn)含著我國(guó)的文化與民族特色。由此可見，高速列車造型設(shè)計(jì)和國(guó)際化設(shè)計(jì)之間存在著密切的關(guān)聯(lián)[2]。

2國(guó)際化背景下我國(guó)高速列車造型的設(shè)計(jì)方法

為了調(diào)查XQG45-600P機(jī)車用于商業(yè)運(yùn)營(yíng)是否安全，作者進(jìn)行了一項(xiàng)關(guān)于鐵路車輛安全問題的研究，并調(diào)查了氫儲(chǔ)存和供應(yīng)的潛在風(fēng)險(xiǎn)。2013年，中國(guó)首次推出氫能源調(diào)車機(jī)車（ChenW.，2013）。本案例之所以選擇機(jī)車，是因?yàn)闄C(jī)車的設(shè)計(jì)師提供了XQG45-600P的詳細(xì)參數(shù)。本案例研究概述了XQG45-600P及其安全性。本章通過風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，考察XQG45-600P在防止氫氣爆炸的能力上是否足夠安全。根據(jù)Chen（2013）的研究，調(diào)車機(jī)車是用于在編組場(chǎng)調(diào)車。XQG45-600P的框架是基于一種傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)車（ChenW.，2013）。

1氫能源調(diào)車機(jī)車結(jié)構(gòu)

試驗(yàn)氫能源調(diào)車機(jī)車與普通鐵路機(jī)車一樣，由機(jī)械和電氣兩部分組成。具體組成部分見表1。根據(jù)表1所示，整個(gè)系統(tǒng)包括供氫系統(tǒng)（儲(chǔ)氫罐、PEMFC電板、管道）和動(dòng)力系統(tǒng)（電池組、牽引逆變器、永磁同步電動(dòng)機(jī)）。列車啟動(dòng)時(shí)，9個(gè)35MPa碳纖維鋼瓶中的氫通過管道和壓力調(diào)節(jié)閥供給燃料電池氫氣（ChenW.，2013）。質(zhì)子交換膜燃料電池將氫轉(zhuǎn)化為水，產(chǎn)生電能，從而為牽引式逆變器發(fā)電。運(yùn)行狀態(tài)下的PEMFC和電池組的溫度高達(dá)80°C（ChenW.,2013）。牽引逆變器將直流電（DC）轉(zhuǎn)換為三相交流電（AC），以供給牽引電機(jī)。該機(jī)車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由四個(gè)主要的子系統(tǒng)組成，即質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）、冷卻子系統(tǒng)、氫氣瓶列陣和牽引電機(jī)，如圖1所示。從圖1可以看出，燃料電池動(dòng)力調(diào)車機(jī)車最大的部件是氫氣瓶列陣。儲(chǔ)氫裝置由9個(gè)35兆帕的碳纖維鋼瓶組成，能夠儲(chǔ)存約23千克壓縮氫氣（ChenW.，2013）。Chen（2013）還提到，每個(gè)氫氣瓶工作壓力為50MPa。當(dāng)壓力超過80MPa時(shí)，高壓安全閥（HPSV）會(huì)釋放氫氣以避免氫氣爆炸（ChenW.，2013）。因此，如果HPSV無法工作，氫氣的超壓可能會(huì)導(dǎo)致氫氣瓶破裂，增加氫氣泄漏的可能性。車輛頂部有兩個(gè)通風(fēng)機(jī)和一個(gè)通風(fēng)口PEMFC模塊頂部安裝了氫探測(cè)器，主要用于檢測(cè)機(jī)車內(nèi)部的氫氣泄漏。筆者對(duì)目前元器件布置的安全性進(jìn)行了評(píng)估，如表2所示。

2氫氣儲(chǔ)存方式與風(fēng)險(xiǎn)

眾所周知，氫可以以不同的方式儲(chǔ)存，如氣態(tài)氫、液氫和金屬氫化物，大多數(shù)氫燃料鐵路車輛使用在儲(chǔ)存在氫氣瓶中的壓縮氫，例如BNSF的燃料電池調(diào)車機(jī)車（HessKS,2008）和NE的實(shí)驗(yàn)軌道車（TaketoF,2006）。在XQG45-600P中，35MPa高壓氫氣瓶中有9個(gè)安裝在機(jī)車本體內(nèi)，氫氣瓶陣列安裝在機(jī)車中部。同時(shí)，PEMFC、電池組和逆變器安裝在氫氣瓶陣列旁邊。根據(jù)筆者的理解，上述XQG45-600P的布置是為了減小對(duì)機(jī)車重心的影響。然而，在安全方面，XQG45-600P氫氣瓶陣列布局可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的事故，這是因?yàn)闅錃饪赡軙?huì)聚集主隔間等限制區(qū)域，從而增加爆炸的可能，尤其是當(dāng)泄漏的氫氣接近電氣設(shè)備時(shí)。同時(shí)，氫氣燃燒會(huì)形成向上的火焰，燃燒機(jī)車的內(nèi)部設(shè)施，如氫氣瓶列陣上方的通風(fēng)機(jī)或安裝在PEMFC上的鋰離子電池。由于目前氫氣瓶安裝位置在車輛中部，可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)生這種事故的風(fēng)險(xiǎn)增加。例如，在儲(chǔ)存裝置中，如果氫氣瓶陣列底部氫氣著火，火焰會(huì)向上燃燒所有的氫氣瓶。此外，持續(xù)的大火可能會(huì)損壞周圍的設(shè)施，比如PEMFC和電池組。由于PEMFC在工作階段需要使用氫來發(fā)電，所以，如果火焰蔓延到PEMFC，可能會(huì)導(dǎo)致另一次爆炸或更大的火災(zāi)事故。因此，作者建議采用車頂線性存儲(chǔ)方式，比如使用擺放在車輛頂部的1X9列陣，而不是使用當(dāng)前XQG45-600P采用的3×3列陣。氫氣瓶的頂部線性儲(chǔ)存是比較理想的，因?yàn)樗试S泄漏的氫氣向上擴(kuò)散。此外，沿著車頂線性擺放氫氣瓶可以使脫軌和碰撞等事故造成損害的可能性降到最低（Hess，2010）。XQG45-600P采用35mpa氫氣瓶。如Rodionov（2010）所述，儲(chǔ)氫供應(yīng)系統(tǒng)由氫氣瓶、管道、高壓安全閥（HPSV）、減壓閥和壓力調(diào)節(jié)閥組成。每個(gè)組件的功能如表3所示。根據(jù)Kesheng（2014）所說，如果火災(zāi)發(fā)生在氫氣瓶上,熱量會(huì)傳到消防設(shè)備，消防設(shè)備會(huì)在溫度過高時(shí)（600°C）釋放氫氣。Kesheng（2014）提到，如果火災(zāi)發(fā)生在圖2中的紅色區(qū)域，熱量將緩慢傳遞到消防設(shè)備處。在這種情況下，消防設(shè)備可能會(huì)達(dá)不到足夠的熱量，從而不能及時(shí)釋放氫氣。同時(shí)，氫燃料箱表面可能因過熱而破裂（800°C）（Kesheng，2014）。泄漏的高壓氫氣和瓶?jī)?nèi)發(fā)生的火災(zāi)會(huì)引起嚴(yán)重的爆炸（損壞探測(cè)面積為30米）。通過對(duì)上述對(duì)氫氣儲(chǔ)存系統(tǒng)的研究，筆者對(duì)儲(chǔ)氫系統(tǒng)的潛在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估如表4所示。

3事故分析

假日列車列車是鐵路適應(yīng)市場(chǎng)需求，充分發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，精心推向客運(yùn)市場(chǎng)的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。它以“安全、方便、快捷、優(yōu)質(zhì)”為手段，吸引和穩(wěn)定了鐵路客源，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。為進(jìn)一步掌握有關(guān)資料，分析假日列車的優(yōu)勢(shì)和不足，了解市場(chǎng)潛力，預(yù)測(cè)發(fā)展方向，以便向企業(yè)提供決策依據(jù)，寧波北站團(tuán)委在寧波地區(qū)進(jìn)行了一次較為廣泛深入的市場(chǎng)調(diào)查。

1假日列車現(xiàn)狀

1．1假日列車開行情況

假日列車由鐵路旅行社負(fù)責(zé)組織客流，當(dāng)報(bào)名人數(shù)達(dá)到400人以上時(shí)，便上報(bào)杭州鐵路分局開行假日列車。假日列車發(fā)車時(shí)間一般是周五18時(shí)左右，于周六早上7時(shí)左右抵達(dá)目的地。鐵路旅行社負(fù)責(zé)旅客游覽交通、住宿、就餐、門票，聯(lián)系當(dāng)?shù)貙?dǎo)游。周日晚餐后，旅客乘原列車于周一早上7時(shí)返回寧波。

自1997年10月24日至調(diào)查時(shí)止，寧波站已開行寧波—南京的假日旅游列車8對(duì)。1997年下半年開行3對(duì)，輸送旅客1410人，客票收入2817人，客票收入45.4312萬元。旅客中散客與團(tuán)體比例為1∶4。

1．2旅客對(duì)假日列車的評(píng)價(jià)