国外 高速铁路系 统调试分析_国外高速铁路发展概况

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国外 高速铁路系 统调试分析

摘 要 ： 详细 剖析 日本、德 国、法国等高速铁路技术先 进 国 家在 高速铁 路 新 线开 通之 前 所进 行 的 准备工作，具体 就 系统调 试技 术 进行 阐述，总 结 它们 的特 点和 共性。

关键词 ： 高速铁路 ； 系统调试 ； 试运营 ； 综合检 测 高速 铁 路 技 术 是 多 门 类、多 专 业 合 成 的 高 新 技 术，涉 及 基 础 设 施、通 信 信 号、牵 引 供 电、动 车 组、运 营 调 度、客 运 服 务、运 营 维 护、运 营 管 理 信 息 化 以 及后 期 培 训 等 子 系统。世 界 各 国 在 新 的 高 速 铁 路 开 通 运 营前，为 检 验 是 否 达 到 预 期 的 设 计 目 的，必 须 将 所 有 的 系统 技 术 进 行 测 试，而 且 还 要 将 各 系统 作 为 统 一 完 整 的 整体，统 筹 策 划，全 面 协 调，使 新 线 各 子 系 统 技 术 标 ；隹匹配、技 术 接 口 完 整、技 术 装 备 合 理。日 本、德 国、法 国等 国 高 速 铁 技 术 先 进，在 高 速 铁 路 开 通 运 营 前 的 工 作开 展 方 面 有 着 先 进 的经 验。日本九州新千线． 1 开通前工作概况

日本 九 州 新 干 线 新 八 代 一 鹿 儿 岛 中 央 于 20 0 4 年 3 月1 3 日 开 始 运 营，线 路 长 约 1 28 km。工 程 于 1 9 8 9 年 开 始实 施，2 00 2 年 末完 成 轨 道 的 整 备、架 线 调 整 以 及 最 终 的电 气 化 机构 的 调 整。新 干线 的车 站 工 程 于 2 0 0 3 年 8 月 基本完 成。

线 路 开 通 运 营 之 前，铁 道 建 设 ·运 输 设 施 整 备 支 援机 构(简 称 铁 道 · 运 输 机 构)要 进 行 工 务 检 查，同时 J R九 州 铁 道 旅 客 株 式 会 社(简 称 J R 九 州 公 司)进 行 线 路 设备检 查。20 0 3 年 3 月 3 — 7 日，配 电所 的 各 部 门进 行 彻 底的 全 面 检 查 ； 7 月 3 0 日 完 成 为 试 验 车 运 转 所 必 需 的 变 电所、配 电线 路 以 及 接 触 网 的检 查，检 查 合 格 后，九 州 运输 局 将 合 格 证 书 交 付 给J R 九 州 公 司。9 月 1— 12 日 为 实施综 合 检 测 进 行 最 后 的 地 面 检 查(不 使 用 车 辆)。综 合 检 测 之前 首 先 使 用 车 辆 基 地。2 0 03 年 8 月 28 日JII内 基 地 开 始 实 施 入 线、架 线 试 验。9 月 2 2 日 川 内 车 站举 行 了 试 验 车 运 行 仪 式。实 车 运 行 时 试 验 列 车 首 先 以4 5 km ／h 的 运 行 速 度 在 干 线 上 进 行 入 线、架 线 试 验，然后 进 行 A T C 信 号 显 示 试 验 及 最 高 时 速 2 60 km 的提 速 试 验等。11月 2 9 日 实 车 综合 检 测 结 束。在 综 合 检 测 完 成 之 后，铁 道 · 运 输 机 构 将 线 路 的 管理 权 转 交 给 J R 九 州 公 司，2 0 0 3 年 1 2 月 起，开 始 实施 试运 营试 验。2 0 04 年 2 月 上 旬 国 土 交 通 省 完 成 对 所 有 设 备 检 查，之后 开 展 试 乘 会 等 活 动，迎 接 开 业。1 ．2 综合 检 测

综 合 检 测 使 用 的 试 验 车 辆 运 行 约 2 个 月，试 验 的 内容 主 要 包 括 ： 入 线、架 线 试 验(3 天)，A T C 演 示 试 验(1 5 天)，提 速 试 验(2 0 天)／控 制 试 验(4 天)，关 于信 号 安 全 设 备 的 试 验 等。

该 线 使 用 运 营 列 车 改造 成 配 备 检 测 装 置 的试 验 车 替代 综 合检 测 车，实现 各 项检 测 功 能。车 载 检 测 装 置 由信号、通 信、供 电、线 路 各 系 统 的检 测 装 置 组 成，各 检 测装 置 独 立 采 集 检 测 数 据，信 号 检 测 装 置 采 集 A T C 车 载 装置 的列 车 位 置 和 速 度 信 息，并 与 各 系 统 共 享。

试 验 车 6 辆 编 组，1 号 车 设 置 通 信、线 路 及 信 号 检 测装 置，6号 车 设 置 电 力、线 路及 信 号 检 测 装 置。1 ． 2 ． 1 信 号 系统 检 测

信 号 检 测 装 置 的检 测 项 目 主 要 有 A T C 信 号 接 收、应答 器 接 收、O 信 号 电流 等。

检 测 项 目 中，A T C 信 号 接 收 和 应 答 器 接 收 的检 测 数据 可 以 从A T C 车 载 装 置 的 L A N 数 据 流 中 采 集。0 信 号 电流、列 车 电流 等 不 能 从 A T C 车 载 装 置 采 集 数 据 的检 测 项目，在 1 号 车 $ EI6 号 车 设 置 了 专 用 受 电器。信 号 检 测 数 据自动 存 储 在 移 动 闪 存 中，可 通 过 设 备 管 理 系统 读 取，并对 维 修 提 供 适 当 的参 考。1 ． 2 ．2 通 信 系 统 检 测

通 信 检 测 装 置 对 检 测 项 目 的检 测 与 列 车 的 行 进 方 向无 关，只 在 1 号 车 安 装 设 备。运 营 车 的 列 车 无 线 移 动 平台 没 有 对 外 输 出数 据 的 功 能，在 列 车 无 线 移 动 平 台 内 部安装 检 测 软 件，实 现 数 据 的采 集。

通 信 检 测 装 置 检 测 项 目 主 要 有 列 车 无 线 通 信、电磁场 强 度、信 号 错 误 率、帧 同 步 等。与 信 号 检 测 装 置相同，通 信 检 测 数 据 也 自 动 存 储 在 移 动 闪存 中。1 ． 2 ． 供 电 系统 检 测

接 触 网 在 实 车 综 合 检 测 之 前 还 要 进 行 绝 缘 耐 力 试验、实 加 压 试 验。绝 缘 耐 力 试 验 是 为 确 认 电 缆 的 抗 压试 验，电 缆 通 过 1 ． 2 5 倍 最 大 路 网 交 流 电压 3 7 ．5 kV 达1 0 m in，确 认 是 否 出 现 异 常。实 加 压 试 验 是 各 变 电 所 按区 间 顺 序 给 接 触 网 施 加 实 际 电压 2 5 kV 达 10 m in，检 查 线路 设 备 是 否 出 现 异 常状 况。

以检 测 车 为 基 础 的 实 车 综合 检 测，主 要 进行 入 线 架线 试 验、提 速 试 验 等。综 合 检 测 时 在 检 测 车 上 安 装 检 测用 导 电 弓、激 光 测 定 仪 等，进 行供 电检 测。主 要 检 测 项目 有 接 触 网 高度、偏 位、接 触 网 硬 点、异 物 侵 入 报 警、集 电状 态监 视(录 像 检 查 项 目)、受 电 弓状 态 监 视 等。入 线、架 线 试 验，检 测 车 辆 以 低 于 4 5 k m ／h 速 度 运行。提 速 试 验 是 入 线 架 线试 验 结 束 后，采 用 的提 高 速 度试 验，从 时 速 1 1 0 ～2 6 0 km 以 1 0 k m 的 增 长 幅 度 提 高，测 定 行 程 过 程 中根 据 接 触 网偏 位、高 度、加 速 度 等，确认 设 备 状 况 是 否 良好，根 据 离 线 测 定 判 断 集 电效 果。德国科隆一莱茵／美因 高速铁路1 线路概况

科 隆一 莱 茵／美 因高 速铁 路 位 于 欧 洲 高 速 铁 路 网 的 中心，穿 越 德 国 中部 山 脉，全 长 1 7 7 km，最 大 坡 度 40 ％0，共 有3 0 座 隧 道、1 8 座 高 架 桥，建 设 工 期 约6 年，于2 0 02年 8 月 1 日正 式 投 入 运 营。2 ． 2 验收

科 隆一 莱 茵／美 因 高 速铁 路 的 验 收 和 交 付 运 营 的管 理工 作 由 设 在 德 国 联 邦 铁 道 署 客 运 部 的 “新 线 交 付 运 营项目组 ”(以下 简 称 P X N 项 目 组)负 责。PX N 项 目 组 在 验收 和 交 付 运 营 的过 程 中，按 照 项 目 目标 要 求，严 密 组 织协 调 跨 单 位 和 部 门 之 间 的 工作。2 0 0 1 年 6 月，无砟 轨 道 工 程 竣 工 和 各 项 工 程 建 设 结束，工 作 重 点 转移 到 全 线 系 统 的 竣 工 验 收和 交 付 运 营 方面，总 体 验 收过 程 见 图 1。

系统 通 过 审 查 鉴 定 是 取 得 联 邦 铁 道 署 批 ；隹系 统 投 入运 营 的 前 提 条 件。

各 种 试 验 计 划 由P X N 项 目 组 协 调，这 些 计 划 要 与 各 参加 单 位 共 同 协 商 确定，并 在 一 名 技 术和 运 营 试 验 负 责 人的领 导 下 实 施。表 1 列 出 了 所 进 行 的 试验 和 有 关 测 试 项 目及 其 内 容。． 3 试运营工 程 验 收 后，在 投 入 商 业 运 营 之前，需 要 进 行 为 期 2 个 月 的 试 运 营。在科 隆～ 莱 茵 ／美 因 高速 铁 路 试 运 营 中 使用 了 8列 IC E ~ fJ车。

表 1 试验 及测 试项 目

序号 项 目名称 l 廊 客 一 t 1 轨道结构测试 用O M W E型轨道结构试验车检测轨道几何位 置 z 接触网测试 害言轰薹 器 ．。新型接触网的适用性 3 GS M-R测试 证实GS M —R有 足够的场强覆盖LZB列车 自动控制 系统 电平测试 用ETCS试验车测试列车与线路 之间的传输 电平 5 高速 运行试 验 用 IC E高速进行高速运行试 验，分为若干速度级，最高330(300+ 30)km ／h ①用 IC E3双机 重联在40％o的坡道上进行LZB~ IJ动和 紧急制动试验。试验最高速度达到300 km ／h 6 制动试 验 ②用 Lokl03型机车牵 引 15节客车。在40％0的坡遵上 按制动压力表 进行 制动距离为 1 300 m 的制动试验，最高速度 2 00 km ／h 7 LZB列车 自 动控 制系统 线路数据 检测 用Eurosprinter型和 BR 1 01 型机车检测和验收LZB线路数据Lz咧车自动控制系统功能试验 冕黑篇 霈 叭 系统车地 可靠地协调动 模拟限速区段和在不同速度 伯列车自 动运行 和制动装置(AFB)控 制 用 IC E3高速 列车在坡道多变区段进行运行 自 动控制和制动装置控制试验隧道 内气压力试 验 用 IC E3高速 列车在隧道内双机重联牵引 运行 ． 最高速度300 km ／h，检查列车 内的气压，并在 隧道内做会 车试验 ①用 建筑接近 限界测量车测量建筑限界 11 其他 测试运行 ②测 量隧道 壁 @ 超声波检 测钢轨的材质缺陷和损伤

为 了 开 展 试 运 营 工 作，建 立 了 在 德 国 铁 路 股 份 公 司领 导 下 的 特 别 工 作 ／J＼组，不 仅 制 订 了 试 运 营 工 作 计 划，还 落 实 了 组 织 措 施。试 运 营 工 作 的主 要 内 容 见 表 2。表2 科 隆一莱 茵／美 因新 建 线2个 月 试 运 营的 内容在 试 运 营 中，首 次 采 用 了 服 务 到 座 位 的酒 店 式 餐 饮方 案，并 培 训 了 服 务 人 员。还 首 次 进 行 了 由 1 2 0 名 试 验人 员 参 加 的 高 速 列 车 旅 客 撤 离 演 练。采 用 了 内 容 广 泛的 培 训 教 材，对 将 要 承 担 今 后 运 营 工 作 的 各 上 岗 人 员进 行 培 训，主 要 是 熟 悉 运 行 线 路，掌 握 列 车 新 系 统 的 操作。为 掌 握 故 障 情 况，进行 了 以 下 3 类 设 备 的 故 障 模 拟试 验 ： 车 辆 设 备(牵 引 电动 机 故 障)、线 路(接 触 网 损坏、断 轨、道 岔 故 障)和 通 信 信 号 设 备(L Z B 故 障、联 锁 设 备 故 障 和 G S M —R 故 障)，并 结 合 实 际 进 行 列 车 乘务 人 员、行 车 值 班 员、调 度 员、紧 急 情 况 现 场 指 挥 人 员以 及 排 除 故 障 人 员 之 间 的协 作 培 训。总 结 试 运 营 中 的经验 并 编 入 行 车 值 班 员、调 度 员、紧 急 情 况 指 挥 员 和 排 除故 障 人 员 的操 作 指 南 中。

在 验 收 及 试 运 营 期 间 出 现 一 些 技 术 和 组 织 问 题 时，P X N 项 目 组 和 参 加 试 运 营 的 人 员 都 立 即 采 取 措 施，并 请C H IN E S E R A ／L W ,4 Y s 2 o o 9 10 氅专 家 予 以 解 决。P X N 项 目 组 和 所 有 相 关 的组 织 单 位 之 间定 期 交 流 情 况，保 证 信 息 流 的 一 致 性 和 透 明 性，确 保 成功 地 推 进 各 项 工 作。德 国 铁 路 股 份 公 司 定 期 听 取 最 新 的进 展 情 况，并 为 确 保 高 速 铁 路 建 成 通 车 给 予 支 持。3 法 国 大 西 洋西 南 支线

从 ’ 98 9 年 末 到 1 9 9 0年 5 月，法 国 国 营铁 路 在 大 西 洋西 南 支 线 进 行 了 一 些 高 速 试 验，为 以 后 的 高 速 铁 路 新 线建 设 提 供 了 有 效 的数 据 借 鉴，使 得 高 速 铁 路 调 试 工 作 得以延 续，更 多 先 进 的高 速 技 术 得 以实 现。3 ． 1 线路概况

试 验 区 段 的 平 面 配 置 从 C o u rtala in开 始，曲线 半 径 有规 律 的 增 加(6 0 0 0 ～1 5 0 0 0 m)，动 车 组 速度 提 升 曲 线有 规 律 增 长，可 允 许 出 现 多 个 最 高 速 度。在 约 3 0 km 的距 离 上 可 使 试 验 速 度 达 到 时 速 4 50 km 以上。

试 验 中，大 西 洋 高 速 铁 路 全 线 安 装 的 LG V 型 接 触 网未做 大 型 改 动。只 是 在 最 高 速 度 区，为 了 使 试 验 车 辆 的速 度 与 接 触 导 线 的极 限 速 度(纵 向 波 的 传 播 速 度)的 差距 更 大 些，接 触 导 线 的机 械 张 力 稍 有 增 加(1 9 89 年 1 2 月为2 7 ～2 8 kN，1 9 9 0 年 为3 2 ～3 3 kN)。3 ．2 试验 内容

为 有 效 实 施 这 次 试 验，铁 路 部 门 做 了 许 多 准 备 工作。例 如在 T G V —P S E 动 车 组 的 基 础 上 进 行 改造，最 终 得到 可 绝 对 安 全 以高 速 度 运行 的 新 型 T G V —A T L 动 车 组。高 速 试 验 之 前，先用 T G V —A T L n。30 8 ~ U车 组 进 行 了初 步 试 验。目 的是 检 测 速 度 达 3 90 km ／h 时 该 线 路 的 试 验场 地、轨 道 和 接 触 网 等 特 性。

高 速 试 验 分 两 部 分 进 行 ： 1 9 8 9年 1 2 月，由两 辆 动 车和 四 辆 拖 车 组 成 的T G V —A T L n。3 2 5列 车 组 进 行 运 行 试验 ： 1 9 9 0 年 5 月 运 行 试 验 采 用 相 同 动 车，拖 车 利 用 前 阶段 试 验 改 善 性 能 后 的 车体 减 少一 节 编 组。两 部 分达 到 三个特 殊 阶 段 ： 第 一 阶段 把 速 度 提 高 到 能 够 符 合 全部 安 全要 求 的最 大值，在 1 9 89 年 1 2 月 速 度 达 ~ J4 8 2 ．4 km ／h ； 第二 阶 段 进 行 提 速 试 验，将 各 系统 性 能 改 进 ； 第 三 阶 段 研究速 度 高于 4 50 km ／h 时道 岔 的 运 行 性 能。

高 速 试 验 主 要 分 为 车 上 试 验 和 地 面 试 验。地 面 测 量选 择 了 近 2 0 个 测 量 点，主 要 涉 及 的 方 面 有 ： 线 路、道岔 和 桥 隧 工 程 结 构 状 态 ： 环 境 方 面 的 测 试 ； 动 车 组 速度 ： 悬 链 线 的提 升 值 ； 通 信 信 号 设 备 状 态，以 及 轨 道 电路 的 功 能 等。车 上 测 试 试 验 室 设 在 拖 车 上，可 测 量 1 50个 以 上 的 测 点 或控 制 点。它 主 要 包 括 动 态 测 量 站、集 电记 录 测量 站 以及 管 理 各种 测 量 参 数 的控 制 站 等。1 9 9 0 年 5 月 2 — 1 6 日 列 车 运 行 了 1 9 次。其 中 有 8次 运 行 速 度 超 过 5 0 0 k m ／h，5 月 1 8 日 最 大 速 度 达 到5 1 5 ．3 km ／h。经 记 录，试 验 过 程 中 4 0 0 km ／h 速 度 以上运 行 了 1 9 9 1 km，4 5 0 km ／h速 度 以 上 运 行 了 6 9 6 km，5 0 0 k m ／h 速 度 以上 运 行 了 3 0 k m。完 成 整 个 试 验 任 务的T G V —A T L 动 车 组 无 特 别 异 常 响 应，证 实 大 西 洋 西 南支 线 铁 路 系统 有 很 大 的 安 全 系数。国外高速铁路 系统调试 分析 曾祥坤收 测 试。

(3)联 调 联 试 阶 段。该 阶 段 等 同 于 日 本 的综 合 检测 以及 法 国 的 动 态 试 验，由 国铁 部 门组 织 实 施，专 门项目组 进 行 工 作 协 调，运 营 部 门 参 与，相 关 研 究 部 门 进 行评 估，承 包 商 负责 评 估 后 的整 改。该 过 程 主 要 是 进 行 试验 车 的 检 测 运 行、各 子 系统 的 鉴 定 试 验、提 速 试 验、制动 试 验、整 体 系统 评 估 等，在 试 验 过 程 中 会 运 用 各 种 试 验 车 辆设 备，如 轨 道 结 构 试验 车、综合 检 测 车，以及 通过 运 营 车 改 造 的试 验 车 型。该 阶 段 会 运 用 运 营 车 型 进 行试 验，对 各 注 重 点 进 行 测 试(制 动 试 验、交 会 试 验、系统 功 能 试 验 等)。试 验 期 间 会 预 留 时 间进 行 系 统 的 研 究及 改 进。试 验 结 束 且 检 测 合 格 后，管 理 杈 将 从 建 设 部 门转 交 给运 营 部 门。

(4)试 运 行 阶段。联 调 联 试 结 束 后，得 到 国 铁 部门 的 临 时 运 营许 可，运 营部 门 要 在 正 常 运 营 条 件 下 进 行为期 2 ～3 个 月 的试 运 行，主 要 由 运 营 部 门 实 施，国 铁 部门检 查。该 阶段 主 要 涉 及 到 要 进 行 各 方 面 人 员 的培 训 ；试 验 故 障 和 处理 措 施 的演 练 ； 正 常 运 营 条 件 下 的技 术 试验 等。在 此 期 间 许 多 系统 的 硬、软 件 技 术 需 通 过 审 查 鉴定 并 得 到 应 用 批；隹书。在 通 过 国 铁 部 门 的 审 核 后，运 营 商会 得 到运 营许 可 证后，便 可 开 通 运 营。4 结 论 [ ] 在 高 速 铁 路 新 线 交付 工 作 过 程 中，日本、法 国、德国 等 国 都 有 着 成 功 的 经 验。由 于 各 国 国 情 不 同，采 用 各种 系 统 设 备 种 类 繁 杂，有 一 些细 节 上 的差 异，但 整 体 过程 可 大 体 总 结 为 以下 几 个 阶 段 ：(1)出 厂 试 验。子 系 统 的 装 备 在 现 场 装 配 之 前，会 由 各 装 备 厂 家 进 行 厂 级 测 试，各 装 备 会 利 用 仿 真 模 拟方式 模 拟 现 场 来 测 试，合 格 后 的装 备 方 可 出 厂。此 试 验由 各 厂 家 负 责，出 厂 后 提供 相 应 的 合格 证 书。

(2)现 场 试 验。在 出 厂 试 验 后，各 装 备 将 被 运 至现 场(此 处 现 场 不 仅 是 新 线 现 场，还 包 括 试 验 室、试 验线、既 有 线 等)，进 行 各 系 统 实 际 或 类似 环 境 下 的试 验之 后，安 装 在 新 线 上，对 整 个 子 系 统 进 行 集 成 调 试 试验。这 些 试 验 进 行 时 间 较 长，甚 至 有 些 子 系 统 在 运 营 后仍 会 不 断 更 新。试 验 由 国 家铁 路 部 门 组 织(日本 由 运 营部 门 组 织)，由 承 包 商 具 体 实 施，最 后 由 组 织 方进 行 验一 7 0 ．