高速鐵路概論總結(jié)范文

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關(guān)鍵詞：高速鐵路無砟軌道有砟軌道

中圖分類號：U238 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

1前言

近年來，隨著我國鐵路建設(shè)的日益發(fā)展，高速鐵路成為未來鐵路發(fā)展的必然趨勢。傳統(tǒng)的有砟軌道具有鋪設(shè)方便、造價(jià)低、容易維修等優(yōu)點(diǎn)，但隨著列車速度的提高，石砟道床的變形，道砟飛濺，軌道的各種不平順，影響高速列車的舒適性和安全性，也給軌道的維修造成困難。無砟軌道擁有高平順性、高穩(wěn)定性和少維修等特點(diǎn)，在鐵路運(yùn)營中逐漸取得了明顯的優(yōu)勢。實(shí)踐表明，兩種軌道結(jié)構(gòu)均可保證高速列車的安全運(yùn)營。但由于兩類軌道結(jié)構(gòu)在技術(shù)經(jīng)濟(jì)性方面的差異，因此應(yīng)根據(jù)自己的國情、鐵路的特點(diǎn)合理選用，以取得最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

本文主要從無砟軌道和有砟軌道兩種軌道結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、存在的病害及各自的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了對比分析。

2兩種軌道結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和發(fā)展情況

2.1有砟軌道結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

有砟軌道結(jié)構(gòu)具有建設(shè)費(fèi)用低、噪聲傳播范圍小、建設(shè)周期短、破壞修復(fù)時(shí)間短、自動化及機(jī)械化維修效率高、軌道超高和幾何狀態(tài)調(diào)整簡單等優(yōu)點(diǎn)，但隨著鐵路運(yùn)營速度的不斷提高，對有砟軌道適應(yīng)性問題，特別是有砟軌道臨界速度、橋上道床穩(wěn)定性、維修工作量、道砟飛散以及道砟資源等問題需作進(jìn)一步技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析、比較。

2.2 有砟軌道結(jié)構(gòu)發(fā)展

高速鐵路有砟軌道出現(xiàn)的問題主要是不規(guī)則沉降、軌道幾何狀態(tài)惡化以及道砟破碎與粉化，特別是在鋼軌傷損處、焊縫處、膠結(jié)絕緣接頭處及橋隧過渡段處問題更為突出，從而大大增加了維修工作量，降低了軌道使用壽命。為此，對有砟軌道結(jié)構(gòu)提出以下完善措施：增大枕底有效支撐面積；增大軌枕底部縱向支撐的連續(xù)性；增加軌道彈性。

2.3無砟軌道結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

無砟軌道結(jié)構(gòu)是用耐久性好、塑性變形小的材料代替道砟材料的一種軌道結(jié)構(gòu)形式。由于取消了碎石道砟道床，軌道保持幾何狀態(tài)的能力提高，軌道穩(wěn)定性相應(yīng)增強(qiáng)，維修工作量減少，成為高速鐵路軌道結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向。

2.4 無砟軌道發(fā)展情況

我國無砟軌道的研究起于20世紀(jì)60年代，先后推廣應(yīng)用的有支承塊式整體道床、瀝青混凝土整體道床、無砟無枕結(jié)構(gòu)等。進(jìn)入90年代以來，無砟軌道的研制工作進(jìn)入了一個(gè)新階段，選擇了板式、長枕埋入式和彈性支承塊式無砟軌道等，先后在秦沈、贛龍線、渝懷線、西康線、蘭新線進(jìn)行了試鋪，取得了一些成功的經(jīng)驗(yàn)。此后，通過遂渝線無砟軌道試驗(yàn)段、武漢無砟軌道綜合試驗(yàn)段試驗(yàn)研究以及京津、滬寧、滬杭、武廣、鄭西、京滬等高速鐵路的建設(shè)，我國高速鐵路無砟軌道進(jìn)入了快速發(fā)展的時(shí)期。目前，我國高速鐵路采用的無砟軌道結(jié)構(gòu)型式主要有：板式無砟軌道、雙塊式無砟軌道和岔區(qū)軌枕埋入式無砟軌道。

3兩種軌道結(jié)構(gòu)的病害

3.1 無砟軌道的主要病害

(1)整體道床結(jié)構(gòu)病害

常見的病害有：混凝土下沉破損；混凝土道床上鼓破損；道床混凝土受地下水腐蝕而破壞；拉應(yīng)力作用下的開裂失效和混凝土結(jié)構(gòu)面處開裂失效。

（2）板式軌道病害

主要傷損形式有軌道板裂紋、填充層破損和凸形擋接構(gòu)件破損。

（3）軌枕埋入式軌道病害

由于軌枕均為預(yù)先預(yù)制好的構(gòu)件，在施工過程中通過現(xiàn)澆混凝土將軌枕埋入到道床中,這樣就容易出現(xiàn)新老混凝土結(jié)合不良，新混凝土澆筑不實(shí)，粘結(jié)面鑿毛處理引起原混凝土受到擾動，新老混凝土硬化收縮應(yīng)力不同導(dǎo)致粘結(jié)層出現(xiàn)微裂縫，影響新老混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度，造成粘結(jié)破壞等。

3.2有砟軌道的主要病害

（1）軌道不平順

碎石道床在列車的不穩(wěn)定重復(fù)荷載下軌道會出現(xiàn)垂向、橫向的動態(tài)彈性變形和殘余積累變形。這些變形不僅影響列車的平穩(wěn)運(yùn)行而且這種變形累計(jì)到一定限度時(shí)威脅行車安全。軌道不平順的種類有高低不平順、水平不平順、鋼軌出現(xiàn)三角坑、方向不平順等。

(2)道床病害

軌道變形的主要原因是道床的變形，道床的不均勻沉降將引起一系列的病害，直接危及行車安全。道床病害的種類有道床臟污、道床沉陷、道床翻漿。

（3）混凝土軌枕常見病害

混凝土軌枕傷損的主要形態(tài)有軌下截面出現(xiàn)過大的橫向裂縫、軌下截面壓潰、軌枕縱向裂縫、軌枕的龜裂、軌枕擋肩破損、軌枕底邊掉塊。

（4）道岔的病害

道岔病害有道岔與前后線路銜接不良，線路方向和高低超限、軌距超限、軌向不良、高低超限、尖軌和基本軌離縫、心軌和翼軌磨耗低塌等。

4無砟軌道與有砟軌道優(yōu)劣點(diǎn)比較

4.1無砟軌道結(jié)構(gòu)相對于有砟軌道結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)

（1）軌道穩(wěn)定性好，幾何形位能持久保持，線路養(yǎng)護(hù)維修工作量顯著減少；

（2）長波不平順性好，軌道彈性均衡穩(wěn)定，可提高乘坐舒適度；

（3）耐久性好，軌道使用壽命長；

（4）橫向阻力提高，可獲得高運(yùn)營安全性；

（5）運(yùn)營速度高；

（6）結(jié)構(gòu)高度低，自重輕，可降低隧道凈空，減少橋梁二期恒載；

（7）壽命周期成本低；

（8）通過少維修，提高線路使用率，減少對運(yùn)輸?shù)母蓴_，從而減少事故隱患；

（9）道床整潔美觀，無道砟飛散帶來的一系列問題。

4.2無砟軌道結(jié)構(gòu)相對于有砟軌道結(jié)構(gòu)存在的主要問題：

（1）初期投資和綜合效益問題

初期投資大一直是影響無砟軌道推廣應(yīng)用的重要問題。但是，投資分析本身就是一個(gè)比較復(fù)雜的問題。目前綜合分析無砟軌道結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)效益還比較困難。

（2）噪聲問題

在高速鐵路上，相對于有砟軌道來說，無砟軌道噪聲水平要高5dB，傳播范圍比較大。

（3）軌道彈性問題

無砟軌道的彈性主要由扣件提供，從而對扣件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選用和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上提出了更高的要求。

（4）與信號系統(tǒng)匹配問題

如果采用諧振式軌道電路，道床泄漏電阻以及無砟軌道鋼筋網(wǎng)與軌道電路間的電磁作用對信號系統(tǒng)影響比較大，需要采取措施增大扣件絕緣電阻，減少鋼筋網(wǎng)與軌道電路感應(yīng)阻抗。

（5）修理與修復(fù)問題

無砟軌道作為剛性結(jié)構(gòu)，在后期運(yùn)營階段僅允許進(jìn)行少量的改善，如調(diào)整軌道幾何狀態(tài)，一般只能靠扣件來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)發(fā)生較大的變化時(shí)，調(diào)整不僅十分困難，而且要付出高昂的代價(jià)。特別是采用混凝土承載層的無砟軌道，達(dá)到承載強(qiáng)度極限時(shí)將產(chǎn)生斷裂，軌道幾何尺寸將發(fā)生急劇和難以預(yù)見的惡化。

另外，到目前為止，對基礎(chǔ)沉降過大等原因造成的無砟軌道嚴(yán)重?fù)p壞還沒有提出特別有效的修復(fù)措施，一些修復(fù)手段不僅還在概念階段，代價(jià)也比較大。混凝土承載層無砟軌道由于混凝土的養(yǎng)生和硬化需要很長時(shí)間，修復(fù)時(shí)需要關(guān)閉線路時(shí)間比較長，對運(yùn)輸影響比較大。

5結(jié)束語

通過高速鐵路的建設(shè)實(shí)踐，無砟軌道與有砟軌道兩種軌道結(jié)構(gòu)均可保證高速列車的安全運(yùn)營，都有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)。但由于兩類軌道結(jié)構(gòu)在技術(shù)經(jīng)濟(jì)性方面的差異，對于我國的軌道結(jié)構(gòu)選型需根據(jù)自己的國情、鐵路的特點(diǎn)合理選用，以取得最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。總之，要做好不同軌道結(jié)構(gòu)型式的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，不斷修正和完善軌道結(jié)構(gòu)形式，加大對不同軌道結(jié)構(gòu)型式的對比分析，從工程成本、工程進(jìn)度、施工工藝和方法、運(yùn)營效果等方面進(jìn)行比較，研究最適合我國高速鐵路建設(shè)的軌道結(jié)構(gòu)型式。

參考文獻(xiàn)

[1] 錢立新，《世界高速鐵路技術(shù)》，中國鐵道出版社，2003年.

[2] 錢仲侯，《高速鐵路概論（第三版）》，中國鐵道出版社，2006年.

[3] 李成輝，《鐵路軌道》，中國鐵道出版社，2010年.

[4] 何華武，《無砟軌道技術(shù)》，中國鐵道出版社，2005年.

[5] 趙國堂，《高速鐵路無砟軌道結(jié)構(gòu)》，中國鐵道出版社，2006年.

[6] 西南交通大學(xué)，客運(yùn)專線無砟軌道再創(chuàng)新理論研究報(bào)告. 成都，2008

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關(guān)鍵詞 GSM-R；智能網(wǎng)；SSP；STP；異地冗余；維護(hù)

中圖分類號O59 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2013）90-0216-02

1 概述

高速鐵路通信GSM-R中智能網(wǎng)主要提供司機(jī)與調(diào)度、調(diào)度與司機(jī)之間使用機(jī)車號、功能號的呼叫。同時(shí)提供根據(jù)位置信息呼叫管轄調(diào)度值班臺。由于智能網(wǎng)設(shè)備為全路共用，重要級別較高，因此在設(shè)立時(shí)采用了異地冗余備份機(jī)制。分布在北京、武漢兩個(gè)機(jī)房。每個(gè)機(jī)房均放置一套智能網(wǎng)系統(tǒng)。每套智能網(wǎng)系統(tǒng)有2個(gè)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)和一個(gè)網(wǎng)管節(jié)點(diǎn)。業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)之間為同時(shí)在線工作互為熱備，網(wǎng)管節(jié)點(diǎn)是單節(jié)點(diǎn)工作模式。每個(gè)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)由PW650主機(jī)和CX300數(shù)據(jù)庫組成，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)都存放在CX300數(shù)據(jù)庫中。2個(gè)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)的CX300數(shù)據(jù)庫存放的數(shù)據(jù)一致，同時(shí)在線工作，互為熱備份。每個(gè)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫對2個(gè)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)都有連接。每個(gè)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)通過2M線與MSC（SSP）連接，對MSC（SSP）的連接為熱備份。網(wǎng)絡(luò)圖如下：

2地理冗余機(jī)制

SCP的地理冗余由MSC（SSP）來判斷和觸發(fā)。

當(dāng)北京SCP發(fā)生宕機(jī)等重大災(zāi)難時(shí)，交換機(jī)會檢測到主路由鏈路中斷，轉(zhuǎn)而將消息發(fā)往備份路由，即到武漢SCP，武漢SCP會立刻接受該業(yè)務(wù)請求。

當(dāng)北京SCP上層應(yīng)用進(jìn)程吊死等也會導(dǎo)致SSP檢測到該消息超時(shí)從而選擇備份路由來觸發(fā)地理冗余。

3 互聯(lián)測試

為了確保真正做到SCP的地理冗余備份，對北京、武漢SCP進(jìn)行了詳細(xì)的互聯(lián)互通性測試，具體測試測試內(nèi)容以及測試結(jié)果如下：

1）北京、武漢SCP動態(tài)數(shù)據(jù)同步驗(yàn)證，在北京和武漢兩地注冊的功能號在北京、武漢SCP均能看到。操作方法：保持兩SCP與MSC間LINK正常，保持兩SCP間數(shù)據(jù)網(wǎng)鏈路正常；

2）北京SCP到兩STP鏈路全部中斷，武漢SCP到兩STP鏈路全部正常，武漢SCP處于備用模式下尚未置為主用，兩SCP間數(shù)據(jù)鏈路正常；

3）北京SCP到BJSTP和WHSTP信令鏈路全部中斷，業(yè)務(wù)由WHSCP處理，修改BJSCP為備用，WHSCP為主用時(shí)對業(yè)務(wù)的影響；

4）當(dāng)BJSCP至兩地STP鏈路全部恢復(fù)，即BJSCP故障恢復(fù)，BJSCP仍為備用，WHSCP仍為主用；

5）將WHSCP修改為備用，BJSCP修改為主用時(shí)對業(yè)務(wù)的影響測試；

6）BJSCP為主用，WHSCP為備用，將WHSTP至BJSCP直達(dá)路由中斷，通過北京STP訪問BJSCP功能測試；

7）BJSCP為主用，WHSCP為備用，將BJSTP至BJSCP直達(dá)路由中斷，通過武漢STP訪問BJSCP功能測試；

8）測試數(shù)據(jù)網(wǎng)通道異常對兩地SCP同步的影響；

9）兩地MSC分別使用各自本地SCP時(shí)對智能網(wǎng)業(yè)務(wù)的影響（即關(guān)閉BJSTP――WHSCP、WHSTP――BJSCP、WHSTP――BJSTP） ；

10）備用WHSCP鏈路全部故障，對智能網(wǎng)業(yè)務(wù)的影響。

5 互聯(lián)測試分析及應(yīng)急操作步驟

根據(jù)以上互聯(lián)測試，我們可以發(fā)現(xiàn)目前全國GSM-R智能網(wǎng)系統(tǒng)已完全做到了地理冗余備份機(jī)制。在日常維護(hù)中，我們還應(yīng)該注意哪些方面呢。以下總結(jié)了日常應(yīng)急操作方法，為日常的維護(hù)人員提供維護(hù)依據(jù)。

我們假設(shè)北京系統(tǒng)發(fā)生系統(tǒng)性災(zāi)難。

1）智能網(wǎng)業(yè)務(wù)將平滑過渡到武漢SCP，該切換過程沒有任何業(yè)務(wù)會受到影響。交換機(jī)會自動選擇備份路由將業(yè)務(wù)送到武漢系統(tǒng)，但是需要交換機(jī)專家在北京和武漢的MSC上，立刻在災(zāi)難發(fā)生后人為屏蔽至北京SCP的主鏈路路由（人為屏蔽以避免北京SCP恢復(fù)后話務(wù)任意切換回來）；

2）武漢SCP開始承擔(dān)所有智能網(wǎng)業(yè)務(wù)，北京SCP處于系統(tǒng)災(zāi)難恢復(fù)中，此時(shí)沒有任何數(shù)據(jù)同步（武漢系統(tǒng)已經(jīng)在武漢SCP上，人為定義為主側(cè)，但由于北京系統(tǒng)尚沒啟用）；

3）北京系統(tǒng)恢復(fù)處理業(yè)務(wù)后，在北京SCP上人為定義為備份側(cè)開始工作，所有最新的注冊/注銷/強(qiáng)制注銷消息會從武漢SCP同步到北京系統(tǒng)。

為了讓武漢的SCP所有最新的注冊消息都同步到北京系統(tǒng)，我們要求武漢SCP作為主側(cè)連續(xù)工作以給予足夠的數(shù)據(jù)同步的時(shí)間來更新北京SCP的數(shù)據(jù)庫。這樣可以避免我們?nèi)斯さ够財(cái)?shù)據(jù)庫操作，不會影響客戶的業(yè)務(wù)。同時(shí)為了安全起見，在最終開始倒回北京為主用側(cè)的操作之前，我們用腳本的方式導(dǎo)出武漢所有最新的注冊功能號并和北京最新的功能號的數(shù)據(jù)庫表作手工對比，以保證武漢所有的注冊功能號在北京系統(tǒng)上都存在，此時(shí)我們認(rèn)為從武漢同步到北京已經(jīng)完成。（注：從武漢SCP數(shù)據(jù)同步到北京SCP數(shù)據(jù)的時(shí)間取決于雙方動態(tài)數(shù)據(jù)的更新程度，更新程度越高，數(shù)據(jù)的同步率約高。建議為7天左右，但具體時(shí)間可以根據(jù)更新程度的大小進(jìn)行調(diào)整）。

4）當(dāng)數(shù)據(jù)同步完成后，準(zhǔn)備切換回北京的SCP時(shí)，在北京和武漢交換機(jī)側(cè)人為打開至北京SCP的主路由鏈路。在北京SCP和武漢SCP上手工設(shè)置北京SCP為主用側(cè)，武漢SCP為備用側(cè)，以及SCP數(shù)據(jù)同步方向。業(yè)務(wù)開始由北京系統(tǒng)處理，并向武漢方向開始同步智能網(wǎng)數(shù)據(jù)庫。

6 結(jié)論

智能網(wǎng)在GSM-R通信系統(tǒng)中是個(gè)非常重要的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，在設(shè)計(jì)時(shí)不但考慮了北京主備節(jié)點(diǎn)的冗余備份，而且還考慮了異地節(jié)點(diǎn)之間的冗余備份，網(wǎng)絡(luò)如此復(fù)雜、高可靠性的設(shè)計(jì)，給我們的維護(hù)人員提出了更高的要求，只有能夠清楚地掌握智能網(wǎng)的原理以及互聯(lián)倒換測試的目的和測試結(jié)果，才能更好地維護(hù)GSM-R智能網(wǎng)系統(tǒng)，以保證鐵路通信暢通無阻。

參考文獻(xiàn)