高速鐵路概論總結范文

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篇1

關鍵詞：高速鐵路無砟軌道有砟軌道

中圖分類號：U238 文獻標識碼：A 文章編號：

1前言

近年來，隨著我國鐵路建設的日益發展，高速鐵路成為未來鐵路發展的必然趨勢。傳統的有砟軌道具有鋪設方便、造價低、容易維修等優點，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、高穩定性和少維修等特點，在鐵路運營中逐漸取得了明顯的優勢。實踐表明，兩種軌道結構均可保證高速列車的安全運營。但由于兩類軌道結構在技術經濟性方面的差異，因此應根據自己的國情、鐵路的特點合理選用，以取得最佳的技術經濟效益。

本文主要從無砟軌道和有砟軌道兩種軌道結構的特點、存在的病害及各自的優缺點進行了對比分析。

2兩種軌道結構特點和發展情況

2.1有砟軌道結構特點

有砟軌道結構具有建設費用低、噪聲傳播范圍小、建設周期短、破壞修復時間短、自動化及機械化維修效率高、軌道超高和幾何狀態調整簡單等優點，但隨著鐵路運營速度的不斷提高，對有砟軌道適應性問題，特別是有砟軌道臨界速度、橋上道床穩定性、維修工作量、道砟飛散以及道砟資源等問題需作進一步技術經濟分析、比較。

2.2 有砟軌道結構發展

高速鐵路有砟軌道出現的問題主要是不規則沉降、軌道幾何狀態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，對有砟軌道結構提出以下完善措施：增大枕底有效支撐面積；增大軌枕底部縱向支撐的連續性；增加軌道彈性。

2.3無砟軌道結構特點

無砟軌道結構是用耐久性好、塑性變形小的材料代替道砟材料的一種軌道結構形式。由于取消了碎石道砟道床，軌道保持幾何狀態的能力提高，軌道穩定性相應增強，維修工作量減少，成為高速鐵路軌道結構的發展方向。

2.4 無砟軌道發展情況

我國無砟軌道的研究起于20世紀60年代，先后推廣應用的有支承塊式整體道床、瀝青混凝土整體道床、無砟無枕結構等。進入90年代以來，無砟軌道的研制工作進入了一個新階段，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、蘭新線進行了試鋪，取得了一些成功的經驗。此后，通過遂渝線無砟軌道試驗段、武漢無砟軌道綜合試驗段試驗研究以及京津、滬寧、滬杭、武廣、鄭西、京滬等高速鐵路的建設，我國高速鐵路無砟軌道進入了快速發展的時期。目前，我國高速鐵路采用的無砟軌道結構型式主要有：板式無砟軌道、雙塊式無砟軌道和岔區軌枕埋入式無砟軌道。

3兩種軌道結構的病害

3.1 無砟軌道的主要病害

(1)整體道床結構病害

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；拉應力作用下的開裂失效和混凝土結構面處開裂失效。

（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件破損。

（3）軌枕埋入式軌道病害

由于軌枕均為預先預制好的構件，在施工過程中通過現澆混凝土將軌枕埋入到道床中,這樣就容易出現新老混凝土結合不良，新混凝土澆筑不實，粘結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力不同導致粘結層出現微裂縫，影響新老混凝土的粘結強度，造成粘結破壞等。

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定重復荷載下軌道會出現垂向、橫向的動態彈性變形和殘余積累變形。這些變形不僅影響列車的平穩運行而且這種變形累計到一定限度時威脅行車安全。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有軌下截面出現過大的橫向裂縫、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劣點比較

4.1無砟軌道結構相對于有砟軌道結構的優點

（1）軌道穩定性好，幾何形位能持久保持，線路養護維修工作量顯著減少；

（2）長波不平順性好，軌道彈性均衡穩定，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，可獲得高運營安全性；

（5）運營速度高；

（6）結構高度低，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，減少對運輸的干擾，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無砟軌道結構相對于有砟軌道結構存在的主要問題：

（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用的重要問題。但是，投資分析本身就是一個比較復雜的問題。目前綜合分析無砟軌道結構的經濟效益還比較困難。

（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，從而對扣件結構設計、材料選用和技術標準上提出了更高的要求。

（4）與信號系統匹配問題

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與軌道電路間的電磁作用對信號系統影響比較大，需要采取措施增大扣件絕緣電阻，減少鋼筋網與軌道電路感應阻抗。

（5）修理與修復問題

無砟軌道作為剛性結構，在后期運營階段僅允許進行少量的改善，如調整軌道幾何狀態，一般只能靠扣件來實現，當發生較大的變化時，調整不僅十分困難，而且要付出高昂的代價。特別是采用混凝土承載層的無砟軌道，達到承載強度極限時將產生斷裂，軌道幾何尺寸將發生急劇和難以預見的惡化。

另外，到目前為止，對基礎沉降過大等原因造成的無砟軌道嚴重損壞還沒有提出特別有效的修復措施，一些修復手段不僅還在概念階段，代價也比較大。混凝土承載層無砟軌道由于混凝土的養生和硬化需要很長時間，修復時需要關閉線路時間比較長，對運輸影響比較大。

5結束語

通過高速鐵路的建設實踐，無砟軌道與有砟軌道兩種軌道結構均可保證高速列車的安全運營，都有其各自的優缺點。但由于兩類軌道結構在技術經濟性方面的差異，對于我國的軌道結構選型需根據自己的國情、鐵路的特點合理選用，以取得最佳的技術經濟效益。總之，要做好不同軌道結構型式的經驗總結，不斷修正和完善軌道結構形式，加大對不同軌道結構型式的對比分析，從工程成本、工程進度、施工工藝和方法、運營效果等方面進行比較，研究最適合我國高速鐵路建設的軌道結構型式。

參考文獻

[1] 錢立新，《世界高速鐵路技術》，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》，中國鐵道出版社，2005年.

[5] 趙國堂，《高速鐵路無砟軌道結構》，中國鐵道出版社，2006年.

[6] 西南交通大學，客運專線無砟軌道再創新理論研究報告. 成都，2008

篇2

關鍵詞 GSM-R；智能網；SSP；STP；異地冗余；維護

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

1 概述

高速鐵路通信GSM-R中智能網主要提供司機與調度、調度與司機之間使用機車號、功能號的呼叫。同時提供根據位置信息呼叫管轄調度值班臺。由于智能網設備為全路共用，重要級別較高，因此在設立時采用了異地冗余備份機制。分布在北京、武漢兩個機房。每個機房均放置一套智能網系統。每套智能網系統有2個業務節點和一個網管節點。業務節點之間為同時在線工作互為熱備，網管節點是單節點工作模式。每個業務節點由PW650主機和CX300數據庫組成，業務數據都存放在CX300數據庫中。2個業務節點的CX300數據庫存放的數據一致，同時在線工作，互為熱備份。每個業務節點的數據庫對2個業務節點都有連接。每個業務節點通過2M線與MSC（SSP）連接，對MSC（SSP）的連接為熱備份。網絡圖如下：

2地理冗余機制

SCP的地理冗余由MSC（SSP）來判斷和觸發。

當北京SCP發生宕機等重大災難時，交換機會檢測到主路由鏈路中斷，轉而將消息發往備份路由，即到武漢SCP，武漢SCP會立刻接受該業務請求。

當北京SCP上層應用進程吊死等也會導致SSP檢測到該消息超時從而選擇備份路由來觸發地理冗余。

3 互聯測試

為了確保真正做到SCP的地理冗余備份，對北京、武漢SCP進行了詳細的互聯互通性測試，具體測試測試內容以及測試結果如下：

1）北京、武漢SCP動態數據同步驗證，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間數據網鏈路正常；

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間數據鏈路正常；

3）北京SCP到BJSTP和WHSTP信令鏈路全部中斷，業務由WHSCP處理，修改BJSCP為備用，WHSCP為主用時對業務的影響；

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

5）將WHSCP修改為備用，BJSCP修改為主用時對業務的影響測試；

6）BJSCP為主用，WHSCP為備用，將WHSTP至BJSCP直達路由中斷，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直達路由中斷，通過武漢STP訪問BJSCP功能測試；

8）測試數據網通道異常對兩地SCP同步的影響；

9）兩地MSC分別使用各自本地SCP時對智能網業務的影響（即關閉BJSTP――WHSCP、WHSTP――BJSCP、WHSTP――BJSTP） ；

10）備用WHSCP鏈路全部故障，對智能網業務的影響。

5 互聯測試分析及應急操作步驟

根據以上互聯測試，我們可以發現目前全國GSM-R智能網系統已完全做到了地理冗余備份機制。在日常維護中，我們還應該注意哪些方面呢。以下總結了日常應急操作方法，為日常的維護人員提供維護依據。

我們假設北京系統發生系統性災難。

1）智能網業務將平滑過渡到武漢SCP，該切換過程沒有任何業務會受到影響。交換機會自動選擇備份路由將業務送到武漢系統，但是需要交換機專家在北京和武漢的MSC上，立刻在災難發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恢復后話務任意切換回來）；

2）武漢SCP開始承擔所有智能網業務，北京SCP處于系統災難恢復中，此時沒有任何數據同步（武漢系統已經在武漢SCP上，人為定義為主側，但由于北京系統尚沒啟用）；

3）北京系統恢復處理業務后，在北京SCP上人為定義為備份側開始工作，所有最新的注冊/注銷/強制注銷消息會從武漢SCP同步到北京系統。

為了讓武漢的SCP所有最新的注冊消息都同步到北京系統，我們要求武漢SCP作為主側連續工作以給予足夠的數據同步的時間來更新北京SCP的數據庫。這樣可以避免我們人工倒回數據庫操作，不會影響客戶的業務。同時為了安全起見，在最終開始倒回北京為主用側的操作之前，我們用腳本的方式導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據庫表作手工對比，以保證武漢所有的注冊功能號在北京系統上都存在，此時我們認為從武漢同步到北京已經完成。（注：從武漢SCP數據同步到北京SCP數據的時間取決于雙方動態數據的更新程度，更新程度越高，數據的同步率約高。建議為7天左右，但具體時間可以根據更新程度的大小進行調整）。

4）當數據同步完成后，準備切換回北京的SCP時，在北京和武漢交換機側人為打開至北京SCP的主路由鏈路。在北京SCP和武漢SCP上手工設置北京SCP為主用側，武漢SCP為備用側，以及SCP數據同步方向。業務開始由北京系統處理，并向武漢方向開始同步智能網數據庫。

6 結論

智能網在GSM-R通信系統中是個非常重要的網絡節點，在設計時不但考慮了北京主備節點的冗余備份，而且還考慮了異地節點之間的冗余備份，網絡如此復雜、高可靠性的設計，給我們的維護人員提出了更高的要求，只有能夠清楚地掌握智能網的原理以及互聯倒換測試的目的和測試結果，才能更好地維護GSM-R智能網系統，以保證鐵路通信暢通無阻。

參考文獻