第二节 技术体系构成
一、系统结构
京沪高速铁路是高质量及高稳定的基础设施、性能优越的高速列车、先进可靠的列控系统、高效的运输组织与运营管理架构等的综合集成。京沪高速铁路技术体系分为六大系统,分别是高平顺、高稳定性的线路桥隧系统,集中多种客运综合交通的站场与站房系统,高稳定性、高可靠性的牵引供变电系统,基于无线信息传输的通信信号系统,以方便快捷为核心的信息化系统和安全舒适的高速动车组系统,图1.1.1为京沪高速铁路技术体系架构。
图1.1.1 京沪高速铁路技术体系架构
线路桥隧系统中,线路、路基、轨道、桥梁、隧道等各子系统的设计需满足高平顺、高稳定、高耐久性要求,实现各结构物的协调和统一,严格控制结构物的变形及工后沉降,使车、线、桥(或路基、隧道)的组合具有良好的动力特性。
站场与站房系统中,客站按照现代客运综合交通枢纽的理念建设,车站位置和站场线路布局、规模,按照沿线城市的经济发展规划、预测客运量、铁路运输组织、通过能力和技术作业需要,并结合工程条件、城市交通等统筹研究确定,实现多种交通方式有机衔接。
牵引供变电系统满足高速运行弓网关系要求,具备动车组自动过分相功能,供电能力适应高速度、高密度、大功率要求,供电可靠稳定,具有免维护、少检修、能够抵御一定程度的自然环境侵害以及综合一体化远程监控等多方面的功能和特点。
通信信号系统中,通信子系统选用GSM-R数字移动通信作为无线通信的基础平台,打破了原有铁路通信分为长途通信、区段通信、站场通信等的划分方式,将通信子系统按照承载网、业务网和支撑网进行划分,以有效支撑高速铁路运输对通信的需要;信号和列控子系统遵循“故障导向安全”和RAMS(可靠性、可操作性、可维护性和安全性)理念,采用安全计算机平台,综合应用系统冗余、数据备份、安全通信、信息校验、版本控制、电磁兼容、故障诊断与监测等多项安全技术,信号关键设备安全完整度达到SIL4级要求,高速列车运行的超速防护和高速铁路行车调度指挥均实现信息化、自动化,列车运行进路控制、速度控制和间隔控制的需求得以满足。
信息化系统以客运服务为主导、综合运用多专业运输数据的信息共享模式,涵盖了铁路信息化总体规划的经营管理、客运营销和防灾安全监控三大应用领域,实现对风雨雪、地震、异物侵限、作业现场的实时监控,优化运输一线岗位作业流程,提高作业效率。
新一代高速动车组系统遵循“标准化、模块化、系列化、信息化”的设计原则,在流线型车头、减震技术、降噪技术、高速转向架、气密强度与气密性、牵引传动、弓网受流、制动技术、舒适性设计和智能化设计方面实现突破性的创新,实现高速动车组各子系统的优化配置,保证高速运行时的舒适性和安全性。
京沪高速铁路技术体系各系统间既自成单元又相互关联,既有硬件接口又有软件联系。为确保高速铁路技术体系的完整性和各子系统之间的紧密衔接,通过系统集成,将线路桥隧、站场站房、牵引供电、通信信号、信息化和高速动车组等系统进行整合、优化,构建成适合中国国情的高速铁路技术体系。
二、系统接口
系统接口是系统集成的重要内容和关键环节,也是高速铁路系统集成难点之一。京沪高速铁路建设是涉及多个技术领域的复杂且庞大的系统组合,各系统不但要求内部质量优良,而且系统间要充分衔接匹配,才能实现高质高效的整体功能,尤其站前站后工程的施工接口、各系统间的技术接口多、工作量大、技术复杂、涉及面广,须总体统筹协调、实施。
在京沪高速铁路建设中,以确保高速铁路总体功能、有效控制工程进度、质量和成本为目的,对线路桥隧、站场站房、牵引供电、通信信号、信息化、动车组各系统内部,以及子系统之间的接口方法进行研究,按照程序化、规范化、标准化要求,形成系统集成接口的基本方法、接口程序和系统集成接口总图、识别表、控制表、状态显示图等工具,建立一整套系统接口程序和技术规范。
京沪高速铁路各系统采用了大量新技术、新材料和新设备,各系统本身的调试、系统间接口的匹配、土建工程与设备安装的衔接、施工单位间的配合等,都需要精细地组织管理和协调。京沪高速铁路采用系统集成接口方法,保证了工程施工、设备安装、联调联试、试运营等有序进行,实现了系统参数优化匹配和总体功能目标,对建立和完善我国高速铁路技术体系发挥了重要作用。