高速铁路技术论文模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇高速铁路技术论文，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

中图分类号：U238文献标识码： A 文章编号：

一．引言

随着我国经济的快速发展，我国的高速铁路已经进入了大规模的建设阶段。我们所说的高速铁路，就是指那些能够使旅客列车的最高运行速度高于200千米每小时的铁路。在我国当前主要是依据铁道部在2003年制定颁布的《京沪高速铁路测量暂行规定》来进行高速铁路平面测量工作的。在我国高速铁路的发展相对较晚，可以说还是一个新的事物。因为高速铁路使得旅客列车的行车速度大大提高，所以就会给铁路的建设带来一些新的挑战和问题，理所当然对高速铁路平面的工程测量工作也带来了新的挑战。在我国，高速铁路工程测量的标准和规范还没有正式的制定，其中还有许多的问题要进一步的研究和探讨。所以本文就针对一些具体的问题作了简单的探讨。

二．高速铁路平面控制测量布设的原则

我国《京沪高速铁路测量暂行规定》中的相关条文指出，高速铁路的测量全过程为：通过我国国家三等大地点测量加密GPS点，在GPS点的基础上做铁路五等导线测量，利用导线点测设线路中线控制点和铺设轨道。

当前如果是新建铁路，那么在其勘测中，一些铁路的勘察设计部门也正在努力的寻求一些方法来改进铁路勘测的流程，这个过程中提出了一次布网的方法，这种方法就是把各个阶段的控制点一次性的布设成为同一个等级，与此同时统一其平差测量的控制网，使的初测、航测、定测以及施工各个阶段的测量都可以在同一控制网的控制下，这样可以大大的减少工序，大幅度的提高测量效率。

当铁路在运行阶段的时候，为了使轨道的结构保持着良好的状态，就必须加强对轨道的平顺度以及整体几何形状进行定期的检测。所以，控制测量还必须能够满足运行阶段的高速铁路检测的标准和要求。

我国的高速铁路一般采用GPS测量法进行首级平面控制测量，也就是在沿线路大概每隔5m左右的距离设置一对互通视点，在定位时必须要保证其长期有效且稳定。如果在线路的定测和初测阶段时，要尽可能的利用GPS RTK来进行控制点的加密以及线路的中线测量。如果有一些不方便采用GPS RTK测量的路段，则可以采用GPS测量加密之后，再来布设线路初测以及定测的导线，集中来进行高速铁路中线的测量。对于一些大中型的构筑物，如果要布设其施工控制网，那么构筑物的轴线位置必须满足线路的整体形状的一些要求。也就是说要在其铺轨之前，布设精度较高的导线，以此来满足测量轨道的整体形状的要求。

三．高速铁路平面控制测量的精度要求

根据德国实践的经验，影响以及控制行车速度的原因有：线路平纵断面以及线路的平顺性。为此，德国铁路对于轨道不平顺限速的管理标准比较严。而且，国内外一些专家的看法基本一致。这样能够有效保证其安全性和舒适度。

线路的平顺度和控制测量精度有联系，相对于线路形状而言，平顺度是局部的误差。虽然采用测量的方法不容易达到高速铁路对于线路平顺度的要求。但是，也不能够依据线路平顺度的要求来作为控制测量精度的标准。下面分析一下线路平顺度误差对线路位置误差的影响。

用直线路来讨论，图1中AB为设计直线线路位置，当在10米处产生2mm不平顺度时，线路将出现β角的转折，使直线B移至B点。其中不平顺度有偶然性，所以，由各段不平顺度产生的B点位移可利用直伸等边支导线终点的横向中误差公式计算：

假定AB=200m，则S=190m，n=19，按式(1)计算得199mm。

可见高速铁路控制测量不是控制线路局部的平顺度，而是控制整体线路的形状。这里提出：高速铁路在5公里范围内，无论是直线段或曲线段线路平面位置偏离设计位置最大不超出50毫米，偏离幅度不超出100毫米，线路平面位置偏离设计位置的中误差为25毫米。因此，高速铁路线路平面位置不仅要满足局部平顺度的要求，同时需要满足在5公里范围内的一个直线段或曲线段中，线路偏离幅度最大不超出100毫米的要求。

由以上分析，高速铁路平面控制测量的点位中误差在线路的垂直方向不大于25毫米。如果在铺轨前，布设铁路五等导线，并适当提高测角精度，假定测角中误差为3.5，按等边直伸导线计算，导线最弱点的横向中误差为：

式中，S=5000m，n=10，则m=24.5mm。

高速铁路的首级平面控制测量采用GPS测量方法，其精度等级应相当于国家四等大地点。GPS点每隔5公里左右布设互相通视的一对点，作为附合导线的方位边。因此，GPS控制网应布设成带状网连式网，相邻同步图形之间以通视的一对点作为公共基线连接，需要有4台或更多的GPS接收机观测。国家三角测量规范中规定：四等三角测量最弱边的方位角不大于4.5。假定，按GPS网相邻两点的横向误差等于基线长度的精度，则可由式(3)计算一对通视点之间的最短长度：

式中，d为GPS网一对通视点之间的长度，a为固定误差，b为比例误差系数。设a=10mm，b=10，则d=520m。可见，GPS点每隔5公里左右布设互相通视的一对点，其距离不应短于600米。

四．五等导线测设轨道中心精度的分析

在高速铁路铺轨前布设五等导线测量，利用全站仪在导线点上直接测设轨道中心点。假如忽略由导线点测设轨道中心点的误差，可以把导线点之间的相对误差认为是轨道中心点之间的误差。五等导线可看作为在GPS点之间的直伸附合导线，导线点的相对横向中误差可按下式计算：

其中：

假定k=5，f=7，两点相隔1000米；k=4，f=8，两点相隔2000米；k=3，f=9，两点相隔3000米，如图3所示，分别计算导线点的相对横向中误差，其结果列于表1：

由以上分析可知：布设五等导线点测设轨道中心点，其线路偏离幅度可满足不超出100毫米的要求。这里需要指出的是，当较长的曲线位于两个GPS跨段时，应在曲线的两端加密GPS点，使曲线段处于同一条五等导线内。

五．结论

铁道部2003年颁布的《京沪高速铁路测量暂行规定》，对高速铁路平面控制测量布设等级和精度的规定可满足工程测量要求，但建议适当提高五等导线的测角精度，测角中误差为±3.5。考虑到一次布网的优点和不同阶段对测量精度的要求，采用GPS测量法进行首级平面控制测量，也就是在沿线路大概每隔5m左右的距离设置一对互通视点，在定位时必须要保证其长期有效且稳定。如果在线路的定测和初测阶段时，要尽可能的利用GPS RTK来进行控制点的加密以及线路的中线测量。如果有一些不方便采用GPS RTK测量的路段，则可以采用GPS测量加密之后，再来布设线路初测以及定测的导线，集中来进行高速铁路中线的测量。对于一些大中型的构筑物，如果要布设其施工控制网，那么构筑物的轴线位置必须满足线路的整体形状的一些要求。也就是说要在其铺轨之前，布设精度较高的导线，以此来满足测量轨道的整体形状的要求。如在运行阶段仍需保持高速铁路轨道的整体形状，应根据检测的需要，进行控制测量的定期复测工作。

参考文献：

[1]潘正风 徐立 肖进丽Pan ZhengfengXu LiXiao Jinli高速铁路平面控制测量的探讨 [期刊论文] 《铁道勘察》 -2005年5期

[2]汪晓英 高速铁路平面控制测量的探讨 [期刊论文] 《科海故事博览・科技探索》 -2011年4期

[3]李林 潘正风 徐立 肖进丽 高速铁路平面控制测量的探讨 [会议论文]，2005 - 2005现代工程测量技术发展与应用研讨交流会

[4]安国栋AN Guo-dong高速铁路精密工程测量技术标准的研究与应用 [期刊论文] 《铁道学报》 ISTIC EI PKU -2010年2期

[5]党军宏 雷旭华 陈龙 平面控制测量方案设计在高铁专线中的应用 [期刊论文] 《山西建筑》 -2012年29期

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【关键词】高速铁路；综合；视频监控

【Keywords】high-speed railway； integrated； video surveillance

【中图分类号】TP277 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）03-0116-02

1 引言

最近几年，我国大面积的开展高速铁路建设，以上海铁路局为例，就已经有京沪、合宁、宁杭等高速铁路客运专线建成，并且已经投入使用。在高速铁路建设过程中，综合视频监控系统作为一项重要的监控手段投入使用，为高速铁路运营安全提供了良好的监控条件。综合视频监控系统是建立在先进的视频数字压缩技术、高清技术以及IP传输方式上，是一种已经网络化的视频监控手段，具备数字化的特点，能够为用户提供实时监控视频信息。系统中的视频信息能够实现管理与分发/转发功能，极大地满足了铁路相关部门对视频信息的需求。目前综合视频监控系统已经成为高速铁路工程建设中必不可少的因素，并且它的作用还将越来越重要。

2 高速铁路综合视频监控系统的业务需求

①有效对高速铁路行车安全开展视频监控，对机车整个线路行驶过程中进行全程监控，防止入侵、塌方及意外事故发生。从而实现突发事故提前预警并迅速采取措施，极大地保证了行车安全，为旅客出行提供安全保障。

②有效对弱电专业房屋开展视频监控。高速铁路系统中，弱电专业房屋主要包括通信基站直放站、信号中继站等，区间弱电房屋基本都是无人值守区域，因此需要借助综合视频监控系统全面进行视频监控。

③有效对强电专业房屋进行视频监控。与弱电专业房屋一样，高速铁路系统中包括牵引变电所、开闭所、分区所、电力配电所等涉及的区域也都属于无人值守区域，需要对其进行室内与室外全面进行视频监控。

④有效对高速铁路客运服务区域开展视频监控。为了对客运服务区域进行监控，并且满足用户随时可能产生调用查看相关监控视频的需求，尽可能避免客站事故发生，需要对高速铁路车站中存在客运服务的区域设置视频监控点，开展视频监控，以满足客站全覆盖实时监控。

⑤有效开展灾害安全防护监控。高速铁路属于重点灾害监控对象，其中又存在很多容易出现灾害的区域，需要全面布局规划，对容易产生灾害的区域进行重点视频监控。

⑥有效进行系统间对接，能够进行不同数据的交换。借助程序编码的方式，将在高速铁路运行过程中出现的各种开关信息、具体设备的报警消息、不同区域中存在的门禁与安全防护警报等进行位置预设，自动进行关注点的对焦，把监控的视频画面自动的在终端监视器上进行视频呈现，同时对视频信息进行存储。同时在整个网络中通过网管对接，将监控系统与高速铁路上的电力系统、环境检测系统等进行对接，有效开展系统互动操作。

3 高速铁路综合视频监控系统组成及网络结构

3.1 视频核心节点

核心节点主要是对收集到的视频信息进行调度并与其他系统完成互动，但是无法对前端设备进行操作的权限，其主要包括认证授权单元、管理单元、数据分发及转发单元、信令控制单元、接入网关单元、目录服务单元、告警单元、地理信息服务单元、存储单元和视频分析单元等构成。

3.2 视频区域节点

视频区域节点是整个高速铁路综合视频监控系统的中枢，对系统进行统一调度管理，单元构成与视频核心节点板块相似。

3.3 视频接入节点

视频接入节点可以细分为I类和II类，在具体的设备以及实现的功能上都有很大区别。I类视频接入节点能够完成对视频的接入、分发与转发功能，在视频对接的基础上进行智能分析，并完成视频信息存储，还能够实现对前端采集点的云台控制，主要由目服务单元、认证授权单元、告警单元、信令控制单元、管理单元、接入网关单元、存储单元、数据分发及转发单元、视频分析单元等设备构成。II类视频接入节点实现将分散的视频采集点的视频信息的接入与分发、储存，能够完成视频内容分析，并进行分析单元的设置，主要包括视频分析单元、存储单元、数据分发及转发单元等。

3.4 视频汇集点

视频汇集点是将所有的视频通过编码后完成汇集接入的板块，是高速铁路综合视频监控系统能否与其他系统对接的前提，主要包含VPU和VCA设备。

3.5 视频采集点

视频采集点的布局是视频信息收集的关键，在进行采集点位置的设置时要坚持以满足高速铁路各部门实际业务需求为基本原则，以实现对高速铁路行车安全、客运服务、安防等进行监控的目的。一般来说，视频采集点板块需要配备好摄像机与护罩、拾音器、视频辅助光源、防雷器等设备。

3.6 视频用户终端

视频用户终端板块涉及管理终端、监视终端以及显示设备。其中的管理终端又分为针对用户以及收集到的视频资源的业务管理终端以及对设施网络进行维护的设备管理终端。监视终端则是为用户提供对收集到的视频资料进行分析查看及完成后续处理板块，还能够在获得一定的权限后开展针对摄像机的云台控制。显示设备主要包括监视器、投影器、显示器等设备，主要是对收集到的视频资料进行显示。

3.7 承载网络

高速铁路综合视频监控系统中的承载网络是建立在基础网络、视频的收集网络以及视频用户的接入网络等网络服务基础上，实现视频信息的发出以及具体指令信息传输等服务。

随着我国在铁路相关领域的技术投入越来越大，作为铁路技术的重要组成部分，综合视频监控系统在我国高速铁路运营中发挥的作用越来越大。不仅能够有效配合行车调度工作，同时在高铁运行安全、治安管理等层面的作用也不断扩大。总之，先进的技术都是需要做好前期的设计，配合以后期的运行维护工作，才能够发挥其最大化作用。

【参考文献】

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一、引言

目前已有的研究铁路旅客乘车选择行为方法主要可分为两类：一类是基于旅客调查的定性分析方法， 此类方法比较接近实际情况，但难于准确刻画选择行为的内在机理，另一类是基于计量经济学的随机效用理论而建立定量的非集计描述模型，其中较具代表性的是Logit 模型， 它通过把效用表达为确定性效用和随机性效用两部分，并且假定随机效用服从一定的概率分布， 得出旅客选择各种交通方式的概率。[1]

本文针对铁路旅客运输的特点， 在利用实地调研数据分析铁路旅客乘车选择行为主观影响因素的基础上，建立舒适度与乘车费用、时间的舒适度函数，并采用随机效用理论描述乘客乘车选择行为效用，建立铁路旅客乘车选择行为的多项Logit 模型和计算方法，得到以不同收入划分的乘客人群对普通列车、原动车组和京津高铁的定量选择分布。

本文重点研究对象京津城际高速铁路是中国最早开工建设并将最先建成的第一条高标准铁路客运专线，全长约120公里，连接首都北京和天津两大直辖市。该线路采用高新技术的系统集成，主要特点为速度快、动力强、能耗低、零排放、低噪声、宽车体、车内设备人性化、高安全性、全天候运行、自动运行控制等。京津城际高铁于2005年7月4日正式开工建设，2008年8月1日全线通车，开通第一年累计运送旅客1870万人次，高速、安全、舒适的高铁缩短了京津两地的时空距离，创造了良好的社会经济效益。

目前北京、天津两地之间的列车种类主要有京津城际高速铁路、和不以京津两地为起点、终点的过路普通快车和普通列车，在高铁未开通之前主要是“和谐号”D字头动车组满足京津两地乘客往来需求，在高铁开通后动车组停止运营。因此，本文选择不同职业划分的乘客人群对普通列车、原动车组和京津高铁三种车型的定量选择分布进行分析比较。

南开大学高铁调查项目组于2009年10月、11月、12月和2010年1月在天津站和北京南站连续5次跟踪调研，调研方法采取现场发放和回收问卷的形式，共发放问卷1800份，收回问卷1500余份，有效问卷1323份，调查对象针对京津城际高速铁路的旅客。本文基于实地调研所得数据建立Logit模型，其分析思路和研究方法可推广运用于其它相关领域。

二、旅客乘车选择行为的影响因素分析

旅客乘车选择行为的影响因素分析可从主观因素和客观因素两个角度入手。

主观因素与旅客本身特性直接相关，包括旅客的年龄、性别、身份、收入、出行目的、出行距离、消费观念等。这些主观因素决定了旅客出行的费用、时间需求和消费特性。[2]

客观因素是指旅客无法决定的外部因素，包括衡量铁路客运产品服务质量的安全、方便、快速、准时、费用、舒适度6个因素。其中，不同类型的列车安全性差别不大，因此可不作考虑。方便、快速、准时3个要素互相关联，可归结为时间因素；费用因素主要表现为票价及随乘车时间长短、路程远近、舒适度等不同而变化；舒适度因素包括候车环境、乘车环境等。因此，可将客观因素概括为时间、费用和舒适度三个因素进行分析建模。

本文舒适度函数的定义方法：

(1)列车上旅客的舒适程度与出行时间成反比关系。费用不变的条件下， 列车的旅行时间越少，旅客舒适度较高。但随着出行时间的增加，单位时间节省所得的舒适度增加量递减。

(2) 列车上旅客的舒适程度与出行费用成正比关系。旅行时间不变的条件下， 费用增加能够带来较高的舒适度。但随着出行费用的增加，多花费单位费用所能赢取的舒适度增加量递减。

所以考虑建立舒适度与时间和费用的关系模型如下：

记舒适度为C，时间为T（分钟），费用为F（元）则按照假定有

C=k*其中k为比例系数，考虑数量级的缘故，本文中k=50。

三、京津城际高速铁路旅客乘车选择行为的Logit 模型

1、铁路旅客乘车选择行为的效用描述

一般来说，个体旅客n 对列车i 的效用函数Uin是随着列车特性和旅客主体特性的不同而变动的， 可以用下式表示：

Uin=Uin（SEn ，Ain）

式中：SEn 为个体旅客n 的主体特性向量，即主观因素；Ain为列车i对个体旅客n 的特性向量， 即客观因素。

将Uin 改写成：Uin = Vin+in

其中，Vin表示的是SEn和 Ain中可以直接观测的到的特性变量（如乘车时间、费用、旅客的收入等）所产生的效用，而in为不可直接观测到的随机变量的效用和，在此将其列入误差项，并假定其与Vin相互独立且其期望为0，即E（in）=0。

在此Vin=[1]

式中：βkin 是与个体旅客n 和列车i 的第k 个特性变量相对应的待定参数；是个体旅客n 和可选择列车i 的第k 个特性变量。

基于随机效用理论的多项Logit 模型， 该模型所表示的个体旅客n 对该两地间列车i 的选择概率Pin为：

2、应用Logit模型并结合实际调研数据分析京津地区不同收入人群选择不同类型列车的概率

京津地区列车的类型

列车特性变量

费用

时间

舒适度

普通火车

D字头动车

高速铁路

京津地区列车的类型

不同收入旅客人群

 

0-1000

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中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2012)06-0046-01

随着中国高速铁路事业的迅速发展，高速铁路领域的安防问题受到越来越多人们的关注。利用流媒体技术的网络视频监控系统的引入，使得高速铁路的运行和管理更加安全、方便，实现了视频网络资源和信息资源共享。

1、高速铁路视频监控的主要需求

(1)路基、路口、桥梁、隧道、公跨铁、咽喉区的视频监视，保证车辆安全运行;

(2)车站广场、站台、候车大厅、旅客通道等人流密集区域视频监视，了解旅客情况;

(3)对出现的紧急状况如暴风雪、泥石流、洪水、交通意外等可远程了解并及时做出反应;

(4)对突发紧急事件进行无线视频传输到控制中心，以便应急指挥调度。

要满足高速铁路领域各部门视频监控及调度、应急管理、救援抢险等需求，就必须实现视频网络资源和信息资源的共享，因此网络化、数字化、实时化系统成为高铁视频监控系统建设首选和基本要求。

2、以流媒体技术为载体的视频监控的定义及特点

流媒体技术与网络息息相关，所应用的视频监控是数字化网络化的视频监控，这种监控系统，由视频采集的摄像机、视频传输的网络等部分组成。它以数字视频处理技术为核心，结合网络技术、流媒体技术等，彻底克服了模拟监控缺点，充分发挥了网络化数字视频监控的优点。并且，集视频切换、智能控制、远程传输等功能于一身，并支持多种传输介质。流媒体技术能实时的压缩、解压缩、传输视频信号；能将不同位置的现场采集图像和接收、显示的主机通过网络相连。其主要特点：

(1)流媒体技术可实现在低带宽环境下，提供高质量的音频、视频；

(2)智能流技术可保证不同连接速率下的用户，得到相应质量的媒体播放效果；

(3)流媒体多址广播技术可显著减少服务器负荷，同时能最大限度地节约带宽。

3、流媒体技术在高速铁路监控系统中的应用现状和发展方向

3.1 流媒体技术在高速铁路监控系统中的应用现状

高速铁路监控系统采用多级平台架构，铁道部的一级管理平台能管理下级路局的高速铁路调度所的二级平台，二级平台下还设置要来自各站、段视频监控系统的三级平台。

一级中心管理服务器主要管理系统内所有的用户，二级中心只对本平台内的用户进行管理，实现了灵活的容灾冗余备份机制，充分满足“分权分域”的管理要求;而分布在各级内的流媒体分发服务器也起到了至关重要的作用，在针对本级平台内的客户端用户，根据平台内中心管理服务器下发的指令，进行用户权限范围内的视频转发，同时还可根据管理服务器对不同级系统间视频请求的判定结果，实现下级节点对上级节点的视频流转发。

3.2 流媒体技术在高速铁路监控系统中的发展方向

未来流媒体在网络监控系统中的地位将会越来越重要。第一个发展方向是聚集化和更具有兼容性。这意味着监控系统的结构将由集总式向集散式系统过渡，多层分级的结构形态能够实现实时多任务、多用户、分布式操作系统，进行人机界面友好以及系统安装、调试和维修简单化，系统运行互为热备份，容错可靠等功能的加入。其次是管理智能化。将计算机作为控制系统的中心，通过媒体和数字软件的相互转换，使通过流媒体采集的信息转化为计算机可以识别的信号，然后实现可视化，进而达到对事件的分析、统计、处理，实现流媒体转化成视频监控的智能管理。

4、流媒体在高速铁路监控系统应用中存在的问题及解决方法

总体来看，随着相关技术的不断更新和发展，高速铁路视频监控系统已经取得了一定的进展，但限于原有技术的制约以及阶段性需求的变化，现有的系统在很多方面仍存在明显的缺陷：

(1)监控图像的清晰度不够。在大多数高速铁路现有的监控系统中，图像的清晰度只有4CIF，这样的图像清晰度已远远达不到高速铁路管理部门的实际应用要求。

(2)路网运行监测体系智能化程度不高。针对目前高速铁路监控系统中流媒体的现状与存在的问题，提出基于高清、智能监控系统以上问题的解决方案：1)运用高水平摄像机保持图像清晰度和系统的稳定性。既要增加图像的清晰度，还要保持系统的稳定性，系统的不稳定将会给后期维护带来巨大的压力。另外，设备还需要具有远程维护能力，如远程升级、远程备份、远程启动等。所以摄像机一般采用知名品牌安防产品，不然可能造成系统维护成本的剧增，摄像机应具有以下重要功能：长距离变焦和高清晰度。绵延的铁路，是长距摄像机的绝对用武之地。2)实现指挥平台的统一管理与上层应用。建设具有监测监控、预测预警、综合研判、辅助决策、路网协调、辅助调度于一体的路网级应急处置指挥平台，是目前路网级视频监控的趋势与迫切需要。这样可以实现视频监控、智能分析、联网共享、的统一管理与应用。同时引入智能视频检测技术，与其它传感系统(天气、报警)共同构成监测体系，将有助于及时发现隐患，防范于未然。

5、结语

虽然流媒体技术在高速铁路智能视频监控系统上的应用还有许多不足和挑战，但它在视频监控智能化发展的过程中起到不可代替的作用，随着科技的发展和流媒体技术的完善，其在高速铁路视频监控系统中的应用将会越来越广泛。

参考文献

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我国高速铁路调度指挥系统共有列车调度、计划调度、动车组调度、综合维修调度、供电调度以及客运调度六大子系统，每个子系统都承担着高速铁路运营的相应功能，各子系统内部又均有详细的岗位分工，且各岗位间联系复杂。本文跟据列车调度子系统的功能，就其岗位设置以及各岗位间的联系做简要分析。

二、高速铁路列车调度系统的功能

我国高速铁路列车调度系统的核心功能是依靠分散自律调度集中系统（CTC）来实现的，有些铁路分公司还用到铁路综合视频监控平台（CRSC）、防灾安全监控系统和FAS电话监控系统等系统辅助实现各种功能。

高速铁路列车调度系统的工作是在计划调度子系统制定的日实施计划的基础上进行的，主要保证列车严格按照日实际计划以良好的秩序安全运行。其具体作用如下：

（一）调度指挥中心列车运行计划管理。其中包括：列车运行计划接收、列车运行计划管理、列车运行计划调整（自动调整和人工调整）、实绩运行图管理、维修作业时间管理、车站作业计划管理、邻台计划显示和列车运行计划下达。

（二）列车运行监控与追踪。铁路总公司调度指挥中心、高速铁路调度所及车站，以图形、图像、图表的方式，实时监视所管辖范围内高速铁路信号设备工作情况，追踪列车运行，调度员借此掌握实时而准确的信息。

（三）列车运行调度指挥与控制。包括控制模式及控制权的转换、列车进路自动控制、人工列车进路控制、自动调车进路控制、人工调车进路控制、临时限速及区间股道封锁和控制失败报警。

（四）列车运行计划的实时调整。当遇到列车运行时间偏离、停站时间延长情况时，要实时地编制列车运行调整计划，防止打乱正常运行秩序。这是列车调度系统最主要的功能，也是体现列车调度工作质量的关键。

（五）车站运行管理。车站终端具备车站运行管理的功能，能够实现车站运行计划管理、调度命令管理、列车运行监督与控制等功能。

三、列车调度系统岗位设置及各岗位间联系

为实现以上功能，高速铁路列车调度系统主要设有：调度长、列车调度员和助理列车调度员三种岗位。其中列车调度与助理列车调度为不同岗位，但二者工作的主要内容均是组织管辖范围内列车安全有序运行，仅在具体划分时有主辅和协调分工，因此本文在考虑与其他岗位业务联系时将这两个岗位视为一个整体。

正常情况下，列车调度员根据接收的日班计划组织本调度区段行车指挥工作，监控管辖范围内各技术设备状态、列车运行状态和技术作业过程，编制并下达列车运行调整计划（包括限速、停站时分和股道运用）。正确及时地与行车指挥有关的调度命令、行车凭证和口头指示。

列车调度（助理）在高铁值班主任的领导下开展日常工作，主要任务是监督列车运行，实施列车运行计划，及时调整晚点列车，修改和设施维修计划，进行进路自动控制和人工控制。正常情况下与其发生业务联系的岗位主要有客运调度、车站值班员、车站综合控制中心和列车司机，一般情况不主动与动车调度、供电调度、施工调度和动车司机调度联系。

非正常情况下列车调度（助理）与其他岗位（系统）的具体联系如下：

对于高速铁路列车调度（助理）而言，获知非正常情况主要有两种途径，一是通过各种信息系统（CTC调度监视系统，防灾综合安全监控系统和铁路综合视频监控平台等）监测到高速铁路行车相关技术设备状态异常或列车运行环境（异物、风、雨等）恶劣；二是高速铁路运输生产的其他岗位（列车司机、供电调度，动车调度、施工调度，工务人员，车站值班员、沿线关键路段值守人员等）发现异常（如晃车、线路状态异常、塌方等）后主动向列车调度（助理）汇报。

列车调度（助理）发现异常或收到非正常情况报告后，需要在其正常工作基础上强化与异常来源岗位（系统）的联系，并对非正常情况进行二度确认，进一步了解详细信息（具体情况、时间、地点或区间，可能影响范围和严重程度）。根据获得的信息判定非正常情况种类、等级并对其影响范围和严重程度初步评估。

在非正常情况确定和初步评估基础上，列车调度（行调）根据规章制度和各种应急预案、文件及时联系相应岗位工作人员，如动车调度、供电调度、施工调度或动车司机调度，根据需要可要求其前往行调台，以便了解专业情况或共同制定解决方案。

非正常情况下，列车调度需要及时联系当班值班主任，值班主任根据情况严重程度决定是否向上级汇报。影响较小且易于处理的，可由值班主任指挥处理，在处理结束后电话知会相应上级即可；影响较大、对可选方案难以选择或与其他部门协调困难的，需及时汇报并请领导亲临行车调度台现场指挥决策。

四、与列车调度系统相关的高速铁路调度指挥突发事件处置实例分析

某局某次列车发生区间停车后处置如下：该列车发生区间停车后，司机立刻汇报列车调度，列车调度确认停车区间和具置。随后，列车调度向前后列车确认接触网供电情况，前后列车运行正常，无跳闸。列车调度通知后续列车和邻线列车限速160km/h行驶，以免发生事故。值班主任、电调室人员到场，动车司机和随车机械师向行调、供电调和动车调度汇报情况，确认是高压锁闭问题，重启复位，恢复运行。列车调度员取消其他列车限速命令，恢复运行，持续时间20min，后续列车影响较小。

在整个事件中，首先，列车调度员迅速确定了停车区间及具置，并向前后列车确认运行状况，下达了限速命令，这就将前后列车不明情况发生追尾撞车事故的风险降到了最低，控制住了信息传递不畅通这一重要危险源。其次，通知值班主任和电调室人员到场，以最短的时间找出问题，尽快恢复运行，这就将本次区间停车事故的影响降至最低，并未引起大面积晚点。由于处理得当，本次区间停车事件没有导致追尾事故或者严重晚点，是列车调度工作中处理成功的一起案例。

参考文献

[1]彭其渊.《高速铁路调度指挥》.中国铁道出版社.2011.

[2]王东海.基于调度员视角的高铁调度管理效率研究.西南交通大学硕士研究生学位论文.

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Abstract：Major integrated transport hub stations are built thanks to high-speed railway. The hub stations’ internal facilities layout programs have great significance of meeting passenger demand and improving transfer efficiency. Firstly, this paper elaborates concept of high-speed railway passenger hub station and its typical spatial layout mode. Then, it uses central place theory to study the layout of elevated waiting layer and underground station hall layer. It provides theoretical support for the planning and construction of high-speed railway hubs.

Key Words: Transport hub; Facility layout; Central place theory

中图分类号：C913.32 文献标识码：A 文章编号：

1引言

伴随着我国高速铁路路网的逐步成型，我国铁路车站也出现了一批依托于高速铁路而新建的特大型综合交通枢纽。此类枢纽以高速铁路为主导运输方式，通常都衔接多条多方向的高速铁路。枢纽内部辅以其它交通运输方式，共同组成一个复杂的交通系统，实现旅客中转换乘和集散服务。它是城市综合交通体系的重要组成部分，也是实现城市内外部交通转化的重要依托节点。在高速铁路综合枢纽内衔接的交通方式主要包括高速铁路、城市轨道交通、出租车、公交巴士以及私家车等。如何更好的实现多种运输方式在综合交通枢纽内的换乘衔接，设计出效果更佳的站内设施布置方案，对于较好地满足客流需求，保障乘客顺利、便捷地完成换乘过程，提高高速铁路综合枢纽换乘效率，具有重要的现实意义。

2高速铁路枢纽概述

2.1高速铁路客运枢纽概念

交通运输枢纽，是一种或多种运输方式或者几条运输干线交会并能共同办理客货运输作业的各种技术设备的综合体，其主要功能是实现旅客的集散疏解及旅客在不同交通方式的快速转换，它是综合运输网中的重要微观节点[1][2]。按照衔接运输方式种类的数量多少，交通枢纽可分为单一交通枢纽和综合交通枢纽。单一交通枢纽是指由同种运输方式两条以上干线组成的交通枢纽，综合交通枢纽是指以及由两种及其以上运输方式的干线组成的交通枢纽。

本文所指的高速铁路客运综合枢纽，是指在符合条件的大型城市，以衔接的一条或多条高速铁路作为枢纽内的主导运输方式，枢纽内连接多种城市内部交通运输方式，由多种交通方式所联结的固定设备和移动设备共同形成的巨大交通系统，其系统功能是为旅客提供便利的中转换乘与集散服务。

2.2 高速铁路客运枢纽空间布局典型模式

相比于传统铁路车站的平面布局形式，高铁客运枢纽具有立体化换乘，多层次衔接，整体集约化布局，各类换乘设施完善，旅客换乘距离短，换乘舒适性好、便利性强等特点[3][4][5]。枢纽布局更注重立体空间的运用，争取做到各种交通方式的无缝衔接，其典型的枢纽空间布局模式主要包括地上部分和地下部分，采用通过式与等候式相结合的方式。客流流线采用上进下出、下进下出的组织形式。

地上部分通常分为高架候车层和地面站台层，而地下部分通常分为地下站厅层和地下轨道交通层。高架层为旅客的进站层，结合旅客进站流线将高架层分为不同运营性质铁路的候车区域，以及售票、安检、检票、商业、服务等功能分区。地面层为高速铁路站台层，按照引入线路性质差别，车站到发线站场通常分为高速场、城际场和普速场等。地下部分按照衔接地铁线路数量分为地下若干层，通常地下一层为换乘站厅层，其主要功能是为了实现各种交通方式在枢纽站内的无缝衔接，在站厅中设有城市轨道交通的换乘大厅，站厅的两侧有停车设施与出租车上客区域等，客流通过本层实现了各种交通方式的贯通。而位于整个综合枢纽空间最下层的是地下轨道交通层，结合衔接的地铁数量，可能再分为不同的地铁站台层，通过换乘通道与立体换乘设施进行连接。

图2-1 北京南站示意图

3高铁枢纽内部各层间设施布置研究

目前，在高铁客运枢纽的设施配置与布局研究方面，缺乏成体系的高铁客运枢纽空间立体布局理论。而枢纽站内各种设施的合理布置与配合利用，对于枢纽站换乘功能的充分发挥，起着十分重要的作用。对于客运枢纽站的换乘设施布置，可应用克里斯塔勒中心地空间理论来对其进行研究。

克里斯塔勒中心地空间理论，是由德国城市地理学家克里斯塔勒（W.Christaller）和经济学家廖士（A.Losch）于上世纪三四十年代分别提出的。克里斯塔勒经研究发表著作《南部德国的中心地》，详细地阐述了中心地的定义、划分及分布模式[6]。该理论的研究重点是不同规模多级城市在一块匀质开阔平原地带上的布局问题，不同规模等级的中心地见的分布秩序和空间结构是其研究核心。书中将中心地定义为能为居住在周边区域的居民提供商品或服务的地方，由于中心地具有为周边居民提供商品或服务的功能，因此它对于一定范围内的周边区域能够产生相当的吸引作用力。

同时，中心地自身具有等级性。依据所提供商品或服务品质、种类及数量的差异，中心地可以分为不同等级。按照一定的交通组织原则，通过交通方式连线将高、低等级中心地联系起来，各等级中心地均位于交通连线上。不同等级的中心地，其空间分布结构显示出镶嵌的结构特征，较小的枢纽区域总是包含镶嵌在较大的枢纽区域中，一级镶嵌于一级之中，由此以往，直至最高一级的枢纽区域。

3.1枢纽内设施在中心地理论中的体现

对于高速客运综合枢纽，基于克式中心地理论的观点，枢纽内设施所在的位置就可以看作中心地。而基于设施服务功能作用的大小差异，可把枢纽设施分为高级枢纽设施与低等级枢纽设施，高级职能枢纽设施所在的位置即为高级中心地；同理，低级职能枢纽设施所在位置即为低级中心地。高级中心地位于枢纽内的核心位置，服务等级高、服务范围广、本身数量少。而与高级中心地相比，低级中心地镶嵌在其四周，服务等级低、服务范围窄、本身数量较多。除此之外，枢纽内还存在一些功能与作用介于二者之间的中心地，称为次级中心地。

图3-1 中心地布置范围的形态示意图

由上图可见，如果中心地采用圆形的布置形态，则必然会在几个圆形区域相切形成服务空白区，在空白区内的乘客就得不到相应的中心地服务，故而圆形布置形态会造资源与空间的浪费，另外设施之间衔接配合出现差池。而采用内接于圆的正六边形的形态可以消除圆形形态的服务空白区，不仅充分利用了空间资源，而且设施彼此间的过渡连接配合情况较好。这样可以使得乘客使用设施起来更加便利，从而可以更加最大限度地发挥设施的整体功能。

高速铁路客运枢纽站内的各类设施具有以下特征：（1）枢纽站内一般衔接了几种交通方式，其首要的功能是实现乘客在各种交通方式的换乘。枢纽站为旅客提供交通换乘服务，即为旅客提供便捷的换乘条件，其中就涉及到各类设施的分布问题；（2）依据不同设施的作用功能、乘客使用率与便利程度、设施功能对枢纽站功能实现的贡献重要程度，各类设施也具有等级性。站内设施级别越高，其功能作用越强、乘客使用率和便利性越高、对车站功能实现的贡献度越大。（3）枢纽站内的设施布局情况决定了客流流线，乘客走行径路上必然经过各类设施，所以需要考虑客流集散点之间的联系。

综上所述，克式中心地理论与高速铁路客运枢纽站内的设施布局问题具有一定的相通点和较强的适用性，可以通过中心地理论解决枢纽站内的设施布局设置问题。基于客流流线，通过中心地六边形空间结构模式来分等级布置，布置流程如图3-2所示。

图3-2 枢纽站内设施布置流程图

3.2进出站旅客换乘过程与层间流线分析

现今比较典型的高速铁路客运枢纽通常都采用立体分层的建筑结构，主要包括高架候车层、地面层、地下站厅层、地铁站台层。客流流线采用上进下出、下进下出，通过式与等候式相结合的形式进行组织设计。

对于乘坐地铁到达枢纽的乘客，其可能目的是换乘铁路或其他交通方式。但对于大型的高速铁路综合枢纽，我们认定其主要换乘目的是为了换乘铁路。对于这类进站客流流线，其使用的客流设施较多。客流进站的流程如图所示：

图3-3 地铁换乘铁路客流层间流向图

这类客流乘坐地铁到达枢纽站后，通过扶楼梯设备到达地下站厅层的地铁付费区，经过闸机后再在诱导系统的指引下乘坐扶楼梯到达高架候车层，经过问询后在人工售票窗口或自动售票机处购得车票，需要候车的乘客会在候车大厅略加等待，经检票后再通过扶楼梯向下到达铁路站台层。而无需等待的乘客，则可直接检票乘坐列车出发。这样乘客换乘会使用到的设施包括：地铁站台=>扶楼梯=>地铁出站闸机=>扶楼梯=>问讯处=>铁路售票口/自动售票机=>安检仪=>候车大厅=>扶楼梯=>铁路站台。

图3-4 铁路换乘地铁客流层间流向图

对于高速铁路换乘地铁的乘客，经铁路站台层的扶楼梯向下到达地下站厅层，在信息诱导辅助下，到达地铁付费区，在地铁购票窗口及自动售票机取得地铁车票，经过地铁安检仪后，经地铁检票闸机进入地铁付费区，向下经扶楼梯到达地铁站台后上车离开。这类乘客完成整个换乘过程会使用到的枢纽设备包括：铁路站台=>扶楼梯=>地铁售票口/自动售票机=>安检仪=>地铁检票机=>扶楼梯=>地铁站台。

3.3基于中心地理论的设施布置研究

1.设施分级

基于前面的分析，可以依据乘客对于设备的频繁度和便利度，将枢纽站内的设施的分为以下三个等级。中心枢纽设备：（1）候车区域、地铁换乘大厅；（2）次级枢纽设备：售检票设备、安检设备、换乘扶楼梯；（3）商业服务设备、信息诱导设备，问讯设备。

2.设施规划布置

为了对枢纽站内各类设施布置问题作适当简化，现作如下假设前提：（1）各类设施布置时仅以中心地进行考虑，忽略其具体形状和空间尺寸；（2）乘客在选择设施接受服务时，遵循就近原则，且各设备的使用便利性均等；（3）不考虑车站所处的自然条件，另外轨道交通的站台及轨道属于硬件性设施，不在考虑之列。（4）所布置的设施，其等级服从整体布置，可以灵活改变，并在小范围内作适当调整。

由此在上述假设的前提条件下，结合克式中心地理论，得出若干以枢纽进出站换乘流线使用设备为中心、大小相同的正六边形组合在一起的枢纽站设备理想布置图。

图3-5 枢纽站设备理想布置图

在设备理想布置图中，设备的布置是绝对均匀的。但在实际情况中，考虑土地利用、设备差异等情况，绝对均匀布置是不可能实现的，只能基于上述的假设来进行均匀布置。基于上述理论，本文重点分析高速铁路枢纽站内高架候车层和地下站厅层的设施布置问题。

首先，考虑分析高架候车厅的设施布置。首先考虑设置进出站口、售票口、候车区域，确定客流流线的主要走向。假定铁路站场布置走向是东西向（横向），那么进出站口宜设计在南北向（纵向）布置。由于乘客乘坐除地铁外的交通方式都是到达地面层，因此进站后需借助电动扶梯上升至高架候车厅。为乘客候车便利及较好地满足换乘需求，首先考虑候车大厅和售票设备的布局位置。候车大厅根据车站本身相应的站场情况可以分为高速铁路候车区域、城际铁路候车区域、既有线铁路候车区域。根据克式中心地理论，候车区域作为中心设施宜设在中心位置，加强其与其他各设施的联系，减少旅客走行距离。售票设备宜布设在自电动扶梯上到候车层，并与候车区域不远的位置，高架层的四个角落位置较好。铁路的安检机宜设在上行扶梯进站必经流线位置处，而检票系统宜设在候车厅的东西两侧，旅客经安检及检票后经由自动扶梯等立体连接设备下到站台层后乘客离开。

图3-6 高架候车厅中心地设施布局示意图

而对于地下站厅层，因高铁站场布置走向是东西向（横向）布置，因此高速铁路出站旅客出入口也固定于东西向布置。为考虑地铁换乘各类交通方式的快速与便捷，地铁换乘大厅应设在整个地下站厅层的中心位置，换乘大厅外侧四周设置地铁售检票、安检设施，内部设置通向地铁站台层的自动扶梯及楼梯。在站厅层的南北两侧均应设置换乘扶楼梯供乘客通向铁路高架层候车。结合本站站型在南北侧也可设置公交站场、出租车乘车道。

图3-7 地下站厅层中心地设施布局示意图

4结束语

高速铁路客运枢纽的主要功能是实现城市对外交通客运的集散和城市内部交通的综合换乘转化。枢纽内衔接方式多，涉及到的设施类别也比较多，本文采用德国学者克里斯塔勒的中心地理论对枢纽内各类设施进行等级划分和合理布置，对于提高枢纽节点的换乘效率，推进城市交通体系合理发展有着重要意义，同时也为高速铁路枢纽站的规划建设提供了一定理论支持。

参考文献：

[1] 张平.铁路客运综合交通枢纽与城市交通的换乘研究[D].西南交通大学硕士学位论文.2010,6

[2] 于慧东.综合交通枢纽中高速铁路和城市轨道交通的换乘研究[D].西南交通大学硕士学位论文.2012,5

[3] 孙明正,潘昭宇,高胜庆.北京南站高铁旅客特征与接驳交通体系改善[J].城市交通.2012,10(3)：23-31

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中图分类号：U238文献标识码： A

高速铁路的不断发展使得工程设计、施工和运营等各项组织发生了较大的变化。迫于铁路改革形势的变化，提高铁路测量精度是当前施工的必然要求。为了使高速铁路的建设具有一定的技术基础，不但需要改进测量精度，还需要改进测量方法和测量流程，只有这样才能降低施工成本，提高整个工程施工的效率。

一、高速铁路测量的特点分析

(一)传统铁路线路测量的技术特点

传统铁路测量主要分为四个阶段，主要有航测、初测、定测和补充定测。其中，航测的布设精度为外控导线，主要目的是用其进行水准测量和绘制精度的测量等。初测阶段不再以对地形的测绘为主，是对地形的局部进行补测。补充定测主要是对技术设计局部方案的变化地段进行补充测量。在测量中使用到的测量仪器主要有数字水准仪、经纬仪、GPS和全站仪等。在施工中的主要技术特点是在初测的基础上增加了航测工作，随着航测技术的加入使得铁路测量的精度有了很大的提高。但是在测量中还存在一些问题，对于线路平面图的测量有一定的误差，实际测量和图上的测量误差相差3m,若是进行平差，精度就能有效提高。在测量中，控制系统不统一就会造成地形的后期定测中线偏离图上的定线。

(二)现阶段铁路测量的技术特点

在控制测量工作中，对于航测水准和初测水准必须重复测量两次，控制测量的重复不但增加了测量的工作量，一定程度上也使得测量的勘测设计周期加长，控制层次较多从而导致平差过程重复性较大。除此之外，由于测量资料不统一，使得三级控制之间的误差较为严重。测量中的起算点一般是满足测量精度的各种导线点，对不同未知点的测量坐标值相差5m。为了满足定测放线，需要避开两化更正计算，在测量中，线路导线有平差和不平差两套坐标，定测交点测量也是如此。测量资料的多样性会使得后续工作难以顺利进行。在测量中受到测量模式的规定，使得测量数据具有一定的差异性，很难满足航测数模体系的要求，对勘测设计的一体化造成一定的阻碍。

二、高速铁路测量精度标准

在高速铁路的测量中，适当增加资金投入或是加大人力物力的投入力度一定程度上有利于铁路工程测量标准的提高。盲目的提高测量精度，表面上看似加大了保险系数，但是由于没有经过实验资料和理论的验证，从而导致各种资源的浪费，严重情况下会导致工程的质量产生一定的问题。一些铁路测量条例中严格规定，由于列车运行速度的提高使得施工过程中对线路的平顺性要求逐渐提高，所以对测量精度的要求也较高。对施工各阶段的测量、设计和勘探使用平面或是高程控制网对其精度进行勘探。一些施工人员认为国家控制网精度不够，应该在每条高速铁路上建立独立的控制网络。对工程测量的相关问题应该进行全面考虑，从经济、质量和效率几个方面进行分析。

在施工中，当控制测量提高一个等级时，测量中使用的经费就会增长40%，此外，观测时间也会随着测量经费的增长出现成倍的增长。在现阶段的工程测量中，较多的工程项目勘测施工时间都较短。对于二三等控制网的精度而言，在施工中的条件通常是十几甚至是几十公里的长边，这样的施工条件会使得施工密度不能满足施工的要求，当加密条件变为0.5米的短边进行加密时，控制网的精度就会回落到导线精度。高等控制网的布设处理除了对精度有较高的要求之外，还有其他方面的问题，例如测量具有较少的一等控制点，在对平差进行计算时，其计算依据不同于低等级控制网的计算，相对而言前者的计算更为复杂。在测量中针对天文、重力等问题需要较为专业部门进行测量，通常情况下，铁路设局不具备施测能力。

一般情况下，在区域较小的范围和地区使用独立坐标系统，将地球面当做平面就不需要做高斯投影，由于铁路途经路段较长，导致球面特性难以忽略。由于独立的高速铁路没有高精度天文和测量重力的优势，导致控制网呈现狭窄线行，难以对施工精度进行控制。以大国家的同一坐标定位的比例是地图沿途经过的道路、河流和城市地区等。由于铁路的建设是另辟途径的，导致一些关系难以进行理顺。提高列车速度会使得路基和桥梁结构等受力情况出现变化，由于列车速度的影响会使得高速列车的平稳性提高，从而使得铁路线性的标准进一步提高。

三、高速铁路工程的测量模式研究

使用传统的测量模式对中线测量以实地测设桩为准，一定程度上会造成较大的误差。在控制点的布设中，一般采用全站仪或是GPS设备对中线进行测设，对定测交点的测量和初测导线在测量中会跳过，使用这样的测量方法会使得中线桩和航测图受到同一模式的控制。几厘米的误差会使得实测线路和选线吻合程度较高。使用这种测量模式具有较好的优越性，测设中桩主要使用的是一次布网控制点，很少使用长距离的连续转点，一定程度上避免了误差的积累。在测量中可以进行任何形式的切入测量，不对线路进行改变就不会出现断链现象。这种测量方法可以间断的进行中线测量。为了尽早的开展地质和桥梁作业，需要对桥隧地段进行测量，当航测的精度提高以后，还应该对重点地区设置一些中桩，可以直接对一般路基进行测量，主要使用的测量模型是航测模型。

测量模型的改革主要分为初测和定测，初测的改革方案主要分为三点，首先是不进行交点测量，对线路中线的测量主要从初测导线直接进行测量，使用这种测量模式可以减少测量的控制层次，使得测量的计算程序得到一定的简化，从而更好的提高测量的精度，让全站仪和GPS可以得到推广和使用。其次是将初测导线和基平、航外控进行综合性的测量，然后直接放线对交点进行测设，这样就可以避免了初测导线的使用。这种方案容易使得人们快速的接受，但是会牵涉到生产组的问题，所以在测量中有一定的困难。最后使用的初测方法是对航外控进行一次性控制，对中线的测设直接从外控点上测设。使用这种方案可以减少初测工作量，使得测量的可靠性得到提高。初测仅需要做各项专业调查和测绘等工作，一次控制的测量方案可以为设计的开展创造一定的条件。初测之外的测量就是定测，使用高精度的数字模型测量横断面，主要是用航测的方法对横断面进行测量，这种测量模式不会受到环境的影响，可以适当减少施工中人力的投入，使得工作效率进一步提高。此外，航测法的成果较为规范化和数字化，为铁路的勘探设计提供了基础方案。另一种定测的方案是使用高精度的数字模型进行阶段性的测量，这种方法不但可以减轻工作强度，还可以进一步优化线路方案。

结束语

高速铁路的施工对铁路的平面控制和高程控制的精度进行了深度的勘探，根据铁路的布设等级和布设层次可以为工程测量提供精确的数据，从而促进铁路建设的快速发展。

参考文献：

[1] 张红利.高速铁路工程测量精度和测量模式[J].数字化用户 ,2013(17).

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一、高速铁路保证安全的难点

与常规铁路相比,高速铁路对安全的要求极为严格,其突出的问题,即在技术上主要的难点,有下列几方面：

（一）地面信号显示与线路状态辨认难

列车运行的速度,如果超过160-200公里/小时,司机对于地面的信号显示和线路状态就难以辨认,更难以迅速做出反映。因此,在高速铁路区段上行驶的机车在司机室内应设置机车信号和反映地面状态（如曲线等限速地点）的显示。传统的自动闭塞和机车信号制式都是以地面信号为主体信号,高速铁路要以机车信号为主体信号。同时,原来的信息传输的数量也不能满足要求,不但作为信号显示的数量要增加,而且在进出车站、道岔和线路弯道等限速区段也要增设必要的信息。

（二）列车牵引功率大、动能大,牵引难、制动也难

列车牵引的功率与速度的三次方成比例,要提高列车速度,列车功率必须成倍增加。这样,在高速运行下,列车必须有良好的制动系统。因此,高速列车需要采用复合制动系统动力、盘式、涡流和磁轨等制动,利用多种制动联合作用。

（三）设备标准高,可靠性高,技术解决难

高速铁路上运用的机车车辆、线路、桥隧和通信等设备,与常规铁路表面上区别不太大,但是,所有的铁路设施,由于速度的提高都提高了相应的标准。从安全角度出发,对各种设备的零部件的可靠性和耐久性有更高的要求,从而增加了设备技术解决的难度。

（四）列车-线路系统轮轨系作用强度大,技术处理难

高速列车对线路的作用,其垂向力与横向力都将大大加剧。轮轨垂向作用力,约与速度的平方成比例,是影响运行阻力的因素之一,而轴重轴质,尤其是簧下重量质量会严重影响轨道下沉、变形,导致轨道不平顺,造成磨损与破坏,并波及轨枕、道床和路基。因此,控制高速列车的轴重、减轻簧下重量以及加强轨道结构、改善轨枕与扣件性能、道床与路基质量是保证高速列车运行安全的关键性基础条件。

二、当前铁路货运安全管理面临的问题

（一）货运安全管理认识不足,重视不够,思想观念落后于形势发展

长期以来,货物列车运行速度慢,停靠站多,技术作业时间长,总认为货物列车安全系数高,重行车安全轻货车安全,重人身安全轻货物安全。造成各级干部职工对货运安全重视不够,认识不足,尤其是第六次大提速后,车、机、工、电、辆等系统的技术含量越来越高,安全系数越来越大,而货运系统还是停留在传统水平上,主要靠自我作业控制,装载方案变数多,安全随机因素大,安全责任周期长。且技术装备配置、技能人才储备、管理控制手段都还停留在传统水平上,与第六次大面积提速的内在需求不相适应。

（二）货运安全管理基础薄弱,有待进一步加强。

1.货运安全管理规章制度的建立和完善还不到位

第六次大面积提速调图以来,部局、站段相继出台了一系列办法、措施,适应新形势的要求。但近期也出台了一些临时性、应急性的措施和补充规定,受时间和条件的限制,路局修订、细化工作没有及时跟上,尚未纳人基本规章体系。同时对基层而言,大量的、不成系统下达的,而且必须立即执行的要求、通知,一定程度上也造成了基层单位的无所适从和被动贯彻,一些单位仍然习惯于对上级文件的照搬照抄,没有对自己的实际情况进行认真的分析,制订出既符合上级要求,又有操作性的制度,并分解到每个岗位每个职工。

2.基层单位作业标准没有完全落实到位

违章违规作业、简化作业程序、降低作业标准的问题仍然存在,对货运安全构成较大威胁。当前主要表现在：

一是不严格按照方案装车,不认真执行路局批准的装载加固方案,擅自改变货物加固方案,给行车安全带来了直接威胁。

二是车辆选择上仍然有使用车辆上部技术状态不良的情况,甚至有选错车型的情况。

三是车门捆扎不规范,敞车车门捆扎存在“松、细、长”捆扎松、铁丝细、余尾长现象。免费论文。

四是水泥罐车、危险品罐车顶上阀盖未关闭的情况仍然经常发生,给安全带来了较大隐患。五是篷布管理漏洞。个别车站人员少,篷布仓库小,线路长,且篷布到达量大,未按规定折叠、存放、回送篷布情况屡有发生。免费论文。

3.货运安全的监控手段不足

目前,货运控制安全的手段单一、功能不全、数量不足、技术含量不高,难以形成对货车安全的全方位有效控制。

三、适应铁路新发展要求,全面加强货运安全管理

（一）适应形势,更新观念,实现货运安全管理的全面转变

要在分析提速后货运安全面临新变化的基础上,加快探索货运安全管理规律的基础上,在管理理念上要全面融人“大提速”格局,从单纯的抓管理、促营销、灭事故向服务“大安全”、“大运输”体系转变,把货运安全纳入确保提速持续安全的有机重要组成部分。在管理方式上由粗放型向精细化管理转变,积极推进货运安全精细化管理,全程化控制。免费论文。在管理手段上由原始的人工控制向人机联控、自动化、信息化控制转变,实现货运安全的有序可控。

（二）强化基础管理,加快货运安全保障体系建设

货运安全保障体系建设,就是以规章制度和作业标准为保证,以科技设备和网络技术为依托,以监督考核和过程控制为手段,强化源头卡控制和途中监控,努力实现货运安全持续稳定,为提速安全运行创造良好环境。

1. 货运规章管理

要充分发挥现代信息技术优势,以货运规章文电管理、装载加固方案管理等系统为基础,建立电子文电管理系统,实现部、局、站段三级规章文电、标准、资质、办理限制、限界管理、装载加固方案等的信息共享、网上查询、执行反馈等功能。围绕提速安全对货物装载加固、货检作业等提出的新要求,进一步健全路局、站段装载加固方案库,完善装载加固材料和装置的技术标准和技术条件。加强重点货物办理资质管理,全面规范货检、装载加固、危险货物运输等货运安全作业标准,并纳人《站细》和《货管细则》。

2.突出源头控制,狠抓装载质量

装车站源头装载质量是确保货运安全的重要前提,要紧紧盯住装载的重点和难点,对主要品类、个别车种和关键岗位实施有效控制。一是狠抓煤炭矿石装载。针对矿石等散堆装货物易在车帮、闸盘残留,运行中扬尘击打交会车辆玻璃等问题,严格落实平顶和清扫制度。二是狠抓危险货物运输。要充分应用好“危险货物运输管理系统”,做到对危险货物运输资质审核、“三方检查”、途中监控等环节全过程控制。尤其要加强企业自备车的管理,加强对货场、专用线专用铁道危险货物运输装卸作业场所全程监控力度,从源头上控制危险货物运输安全。

3.严格途中把关,加强全程控制

要加强人机联控的货运安全监控网络建设,实现对货车的全程实时控制。一是强化货检工作。根据新图要求,机车交路调整、货检作业量变化、货检先进技术应用等情况,进一步优化整合货检站布局,杜绝浪费货检资源,提高货检作业质量和效率。大力推进标准化货检站建设,以此为载体,强化对货车门窗关闭、货物装载加固状态以及篷布、篷布绳网的苫盖、捆绑状态等情况的安全检查,细化完善货检作业标准和流程,落实货检区段负责制。二是完善货运安全监控网络。完善提速区段主要编组站货车装载视频监视系统建设,实行专人管理、不间断传送图像,制定问题处置规则,严格漏检责任追究,并加强专用线、专用铁路货运安全交接检查工作。

参考文献

[1]郑国华,史峰.铁路安全事故诱因与安全预控管理模式的探讨[J].中国铁路,2003,(07).

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1 概述

根据UIC(国际铁道联盟)的定义,高速铁路是指营运速率达每小时200公里的铁路系统。中国从2007年4月18日正式实施铁路第六次大提速以来,列车最高时速已达到350km/h,中国铁路已经步入高速时代。预计到2020年,中国200公里及以上时速的高速铁路建设里程将超过1.8万公里,将占世界高速铁路总里程的一半以上。如何在高速移动环境下为用户提供良好的网络服务,已经成为运营商、设计部门与设备商关注的重要课题。

本文分析了高速铁路环境特点及其对CDMA网络覆盖的影响,提出了高速铁路沿线CDMA网络覆盖建议。

2 高速铁路环境对网络覆盖的影响

高速铁路环境与传统网络覆盖环境相比,由于列车运动速度快且列车车体损耗大,导致无线信号多普勒效应明显,网络切换十分频繁。如果没有做好高铁网络覆盖,手机用户容易出现无法接通、频繁掉话、话音断续等现象,影响了用户体验。

(1)高速列车车体穿透损耗大

目前国内高速铁路采用了CRH1、CRH3、CRH5等多种型号高速列车作为运输工具。上述列车的车体穿透损耗比传统列车车体垂直穿透损耗大10dB左右,其中以CRH1(庞巴迪型列车)的车体垂直穿透损耗为最大,达到24dB。

高速列车车体的高损耗对网络覆盖质量有很大影响,特别是在软卧车厢损耗更加严重。如果简单按传统区域特点进行网络覆盖距离规划,往往造成基站站间距过大、功率配置不足等问题,导致列车车厢内无线信号较差。

(2)高速运动多普勒效应明显

高速列车时速能达到250km以上,高速运动产生的多普勒效应使得无线信号中心频率发生偏移,造成无线信道环境的恶化;而且高速运动对移动用户接入、切换等的时间要求更加严格,容易出现网络覆盖重叠区不足、切换成功率下降、接入困难等一系列问题。多普勒公式如下:

Δf=f*v*cosθ/c(1)

其中,f为中心频率(Hz),v为列车运行速度(m/s),

c为光速3×108m/s,θ为列车运行方向与电磁波传播方向的夹角。可见当列车运行方向与电磁波传播方向平行时,多普勒效应影响最为严重。

通过在实验室开展模拟高速无线环境试验,也可以发现随着运动速度的提高,CDMA信号主要射频指标迅速变差,如图1:

图1 不同运动速度上CDMA信号极化矢量图

(3)高铁沿线地域变化多样,用户规模差异巨大

除了高速移动带来的多普勒效应问题,高铁沿线地域环境的多样性也给网络覆盖带来难题。我国地域幅员广阔,已建及再建的高速铁路经过的地形复杂多样,有平原、丘陵、山区等具有鲜明地貌特点的区域,也有车站、隧道、高架铁路桥等各类差异很大的特殊地形。以福温高铁与京津高铁为例,福温铁路福建段全长228公里,桥隧占线路总长的79%,是国内目前隧道比重最大的高速铁路。而京津高铁沿线主要为平原地形,途经区域以郊区与发达乡镇为主。此外不同高铁线路的移动用户规模、业务特点差异也十分明显,如京津高铁连接北京、天津两大直辖市,铁路周边区域用户密度大,乘客多使用语音业务。而福温线福建段多为隧道,周边区域用户较少,且途经福温线的上海至福州列车运行时间较长,用户上网收发邮件、观看视频等数据业务需求较大。

铁路沿线环境特点、用户规模以及业务特点的差异,要求在进行CDMA网络规划与建设时需要充分考虑,合理选择站点,灵活采取宏蜂窝、RRU以及直放站等多种接入手段进行覆盖。

3 高铁CDMA网络规划与建设要点

3.1 覆盖策略的选择

现网CDMA2000基站多采用高通CSM6700/6800芯片,该型芯片可支持最大频移值约为1440Hz。从目前设备应用效果来看,采用上述芯片的基站设备能够很好地克服多普勒效应影响,满足高速状态网络覆盖的使用要求。表1是某高铁沿线GSM与CDMA均未采取专网覆盖时网络质量比较:

可以看出在采用传统宏蜂窝大网覆盖方式时,虽然该区域CDMA网络覆盖率不如GSM网络,但CDMA接通率、掉话率等关键指标均优于GSM网络。因此在高铁覆盖时可以考虑采取以CDMA现网宏蜂窝基站兼顾覆盖为主的策略。现网宏蜂窝基站兼顾覆盖高铁主要依靠优化手段,如调整天线下倾角和方位角等工程参数,以及优化切换参数、接入参数等网络参数等。对于现网基站难以通过优化手段实现对高铁沿线兼顾覆盖的情况,可以考虑通过小区分裂、增加功分与天馈等方式来实现,但是要注意小区分裂后特别是采取功分方式后小区覆盖信号强度要满足覆盖门限的要求。

密集城区由于基站分布密集,还要特别注意尽量避免过多小区同时对高铁沿线覆盖,以减少导频污染。对于郊区农村、狭长地带、隧道、桥梁等区域,因基站站间距过大或基站与铁路垂直距离过远而导致的沿线覆盖弱区和盲区,也可采用新建基站,或者采用RRU和光纤直放站等设备拉远方式实现覆盖。

3.2 站址选点

上述覆盖链路预算只是对覆盖能力的简单估计,在选点时,除了需要考虑单站的覆盖能力,还需要兼顾铁路地形和设备能力具体分析。目前高速铁路一般采用复线铁轨方式,为了能够很好地兼顾复线铁轨“来往”列车的覆盖要求,建议基站原则上采用“之”字形的分布方式,如图2:

图2“之”字形基站选点

对于部分绕行带弧度的铁轨,可考虑将基站选择或者建设在“)”形弯道内侧,保证对“)”形弯道的良好覆盖,如图3:

图3 “)”形基站选点

在站址选点时还需要考虑掠射角对CDMA无线信号的影响。掠射角是指基站天线主瓣方向和铁轨之间的夹角,如图4:

图4高铁天线掠射角

图5掠射角和车厢穿透损耗的关系

由图5可以看出,掠射角越小,列车穿透损耗就越大。当掠射角等于10度的时候,车厢平均穿透损耗为24dB左右;当它等于5度的时候,车厢平均穿透损耗上升至29dB;当掠射角接近0度的时候,车厢平均穿透损耗呈现快速上升的状态。所以,合理地控制掠射角,将能够更好更省地满足高速铁路覆盖的目标。根据实际测试经验值,考虑将掠射角控制在10度以上,充分利用目前大网宏基站为高速铁路做到良好覆盖。

高速环境下网络切换区的设计也十分重要。一般情况下,CDMA语音软切换时长要求为300ms,以列车时速350公里考虑,切换距离要达到至少30m,即小区间重叠覆盖距离不少于60m。如果是网络边界区域,则还需要考虑硬切换的影响,CDMA硬切换时长要求为5s左右,以列车时速350公里考虑,切换距离要达到至少480m,即小区间重叠覆盖距离不少于960m。

4 结语

高速铁路无线环境与传统网络环境的差异,要求CDMA无线网络规划建设中需要对网络覆盖能力、站址选择、切换区设计、容量规划等一系列环节进行针对性的分析与设计,以确保网络覆盖质量。

参考文献

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[3]李明春,李博. 高速铁路覆盖解决方案分析[J]. 通信世界,2008(33).

篇10

引言

我国是世界上高速铁路投入商业运营里程最长的国家，目前高速铁路运营里程已经突破1.6万公里，近7年的高速铁路运营实践表明：由于环境条件变化和列车冲击荷载的反复作用，局部地段已经先后出现了不同程度的路基病害，例如无砟轨道翻浆冒泥，沪宁城际铁路自2011年底开始常规检查以来，共发现有数十公里的路基地段发生了路基翻浆病害，大多数病害发生在混凝土支承层的底部附近，严重影响到列车运行的平稳性和行车的安全性。

无砟轨道出现冒浆的原因主要基床表层材料性质及当地气候有关，当地气候湿润，降水较多，雨水沿着轨道缝隙渗入支承层与基床表面的缝隙内，由于采用的级配碎石透水性差，缝隙进水后，在列车动荷载长期作用下，细颗粒被水冲出，产生冒浆现象。较硬的颗粒在动荷载作用下，相互摩擦形成碎屑在动水压力作用下液化并随着水从裂缝中流出。因此通过检测高速铁路无砟轨道支承层与基床表层脱空、离缝，可以对翻浆冒泥情况进行判断。

地质雷达具有快速、无损、高精度的优点，在工程病害检测领域得到广泛应用。文章以沪宁城际铁路某段无砟轨道翻浆冒泥病害检测为实例，在整治处理前，对无砟轨道翻浆冒泥病害情况进行检测，查明冒浆分布范围与发育程度，为确定整治处理方案提供依据；在整治处理后对注浆处理效果进行检测，通过注浆前后的雷达资料对比分析，评价注浆处理效果。

1 面波探测岩溶路基原理

地质雷达（Ground Penetrating Radar，简称GPR），是一种对地下的或物体内不可见的目标体或界面进行定位的电磁技术。

地质雷达勘探是以地下不同介质的介电常数差异为基础的一种物探方法，其工作原理就是利用高频电磁波（主频从数兆至上千兆赫）以宽频带短脉冲的形式，由地表通过发射天线向地下发射电磁波，由接收天线接收电磁波，当电磁波在地下旅行时，遇到具有电性差异的介质时（如空洞、分界面等），电磁波反射回地面由接收天线接收，根据电磁波的旅行时间、波形特征可以确定地下介质（目标体）的空间位置、几何形态等。

图1 地质雷达测试原理及采集示意图

2 工程实例

2.1 工程概况

沪宁城际铁路K245+780～K246+080段为低填浅挖地段，两侧各预留一股道，路堑边坡防护形式拱形截水骨架内植草灌木防护。轨道板为CRTSⅠ型板。该段支承层底部翻浆较严重，主要表现为在路肩上流淌着或堆积着由水与碎石垫层中细颗粒混合而成的泥浆渗出物，严重处渗出物厚度达10～50mm，个别地段泥浆渗出物被抽吸至轨道板表面道心内。

2.2 现场检测工作

测网密度、天线间距和天线移动速度应反映出检测对象的异常。根据高铁无砟轨道现场勘察和试验，一般沿线路纵向布置3～4条测线，分别沿上、下行线内外两侧支承层表面布置。

地质雷达检测使用美国Geophysical Survey Systems Inc生产的双通道SIR-20型地质雷达施测，天线频率900MHz，连续采集数据模式，每秒扫描100道，记录长度25ns，每道采样点数512。

2.3 资料处理流程

资料处理采用RADAN6.5雷达专用软件，采用人机对话的方式处理，其流程见图2：

图2 地质雷达数据处理流程图

2.4 实测资料解释

（1）无砟轨道支承层与基床表层接触良好特征

正常铁路路基一般具有填筑密实、厚度均匀等特点，无砟轨道支承层与基床表层接触良好，其雷达图像表现为波形平缓、规则、无杂乱反射等特征（图3），而有病害的路基的雷达图像则与此有明显不同。

图3 支承层与基床表层接触良好地质雷达时间剖面图

（2）无砟轨道支承层与基床表层脱空异常特征

通过对同相轴连续的追踪，找出振幅稍强的反射波来确定支承层与基床表层的分界面，可确定脱空、离缝的规模及延展范围，判定其严重程度。如图4所示，K245+907～+913支承层与基床表层界面的同相轴反射信号强，三振相明显，推测支承层与基床表层之间存在脱空、离缝。

（3）注浆整治前后对比

针对混凝土支承层与基床表层间的脱空、离缝，目前采取的整治措施为钻孔灌注高聚物化学浆，填充支承层与基床表层之间的空隙，恢复路基支承强度。通过注浆整治前后地质雷达资料的对比，可以对注浆整治效果进行评价。

如图5所示，K245+870～+874在注浆处理前，支承层与基床表层的分界面同相轴反射信号强，三振相明显，推测支承层与基床表层存在脱空、离缝（图5a）；经注浆加固后，K245+870～+872雷达同相轴较连续，且相对较均匀，注浆前存在的脱空、离缝异常区域信号幅度变弱（图5b），说明经注浆处理后，支承层与基床表层耦合情况得到改善，加固效果良好；K245+872～+873.5同相轴反射信号仍然较强，三振相明显，说明注浆充填效果不好，需要进一步补注处理。

a、注浆前 b、注浆后

图5 地质雷达检测无砟轨道脱空时间剖面图

3 结束语

（1）地质雷达能够快速、有效地检测无砟轨道支承层底部与基床表层脱空、离缝，支承层底部与基床表层接触良好的雷达图像表现为波形平缓、规则、无杂乱反射等特征；支承层底部与基床表层存在脱空、离缝，雷达异常表现为同相轴反射信号强，三振相明显。

（2）通过对比分析整治处理前后地质雷达反射波组同相轴连续性和同一异常的振幅变化，可以有效地对支承层底部注浆加固效果进行评价。

（3）本次地质雷达在沪宁城际铁路无砟轨道支承层底部检测中的实际应用，效果显著，可以为以后同类工程检测提供参考。

致谢

本次检测试验与论文编写，得到了中铁第四勘察设计集团有限公司“铁路路基填筑质量检测物探技术研究（2013K98）”科研项目资金的支持，在此表示感谢。

参考文献

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