2035年，中國高鐵將擁有“超級(jí)大腦”

通過“北斗”導(dǎo)航+5G技術(shù)

列車追蹤間隔將縮短到2分鐘

兩車發(fā)車間隔也將大大縮短

極大提高了線路使用效率

2035年，高鐵將擁有“超級(jí)大腦”

近日，《新時(shí)代交通強(qiáng)國鐵路先行規(guī)劃綱要》出臺(tái)，提出到2035年，率先建成現(xiàn)代化鐵路網(wǎng)，全國鐵路網(wǎng)20萬公里左右，其中高鐵7萬公里左右；列車將擁有利用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)、5G通信技術(shù)等構(gòu)成空天地一體化的“超級(jí)大腦”。

未來列車“超強(qiáng)大腦”將通過采用北斗定位替代傳統(tǒng)的軌道電路，利用5G技術(shù)研究實(shí)現(xiàn)列車與列車間的直接通信，定位更準(zhǔn)，安全保障更強(qiáng)，使列車追蹤間隔由目前的最短3分鐘縮短到2分鐘左右，提高線路運(yùn)輸能力30%以上。

保證鐵路列車安全運(yùn)行，列車運(yùn)行間隔控制十分重要，縮短列車運(yùn)行間隔，將提高線路使用效率，從而縮短兩車的發(fā)車間隔，也能讓我們的出行更高效便捷。當(dāng)前如何控制運(yùn)行間隔？“超級(jí)大腦”如何縮短兩車的發(fā)車間隔？“北斗”和5G技術(shù)將如何大展身手，助力中國高鐵的“超級(jí)大腦”？看完這篇文章，相信你就明白了~

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如今列車運(yùn)行間隔是怎樣控制的？

無論是普速客貨運(yùn)鐵路，還是高速鐵路，一般而言都是鋪設(shè)兩條并行軌道，火車左右行車互不干擾。那么動(dòng)輒數(shù)百至上千公里的鐵路線，是如何保證列車運(yùn)行安全的呢？

我們知道，汽車行駛在高速公路上，前后兩車間距不小于50米，才能保證必要的安全。我國普速火車一般運(yùn)行速度為120-160公里/小時(shí)，高速列車的運(yùn)行速度是350公里/小時(shí)，這么快的速度，勢(shì)必對(duì)前后兩列高速列車的安全間距要求更加嚴(yán)格。

鐵路部門是通過“閉塞分區(qū)”，來給列車劃分運(yùn)行空間的，從而為列車運(yùn)行提供安全保障?！伴]塞分區(qū)”就是通過軌道電路把鐵路線路分成若干個(gè)長度不等的段落，每一段落兩端用信號(hào)機(jī)進(jìn)行控制，并在調(diào)度中心的顯示屏上顯示出來。當(dāng)列車在閉塞分區(qū)運(yùn)行時(shí)，車輛后端的信號(hào)機(jī)變紅，說明這個(gè)區(qū)間段落有車占用，后面的列車就要提高警惕了，不能冒進(jìn)，只有運(yùn)行前方的信號(hào)顯示綠色，才能全速行駛。在普速鐵路上，司機(jī)可以通過觀看信號(hào)機(jī)的信號(hào)變化來操控列車。

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“超級(jí)大腦”將縮短前后兩車的發(fā)車間隔

在傳統(tǒng)的固定自動(dòng)閉塞方式下，系統(tǒng)無法知道列車在分區(qū)內(nèi)的具體位置，因此列車制動(dòng)的起點(diǎn)和終點(diǎn)總在某一分區(qū)的邊界。為充分保證安全，必須在兩列車間增加一個(gè)防護(hù)區(qū)段，這使得列車間的安全間隔較大，大大降低了線路的使用效率。

無線移動(dòng)閉塞技術(shù)則在對(duì)列車的安全間隔控制上更前進(jìn)了一步，其信息傳遞、列車定位、列車完整性檢查等功能，不再依賴地面軌道電路，從而大幅度減少軌道旁邊安裝的設(shè)備數(shù)量。無線移動(dòng)閉塞的車載設(shè)備子系統(tǒng)，利用速度傳感器、雷達(dá)、光電傳感器對(duì)列車進(jìn)行速度和距離的測量，并結(jié)合地面應(yīng)答器對(duì)列車位置進(jìn)行校正，能夠連續(xù)、自動(dòng)地對(duì)列車位置進(jìn)行檢測，保證系統(tǒng)對(duì)列車速度以及行車間隔的安全防護(hù)。

如此一來，無線移動(dòng)閉塞系統(tǒng)可以通過車載設(shè)備和軌旁設(shè)備不間斷的雙向通信，調(diào)度控制中心可以根據(jù)列車實(shí)時(shí)的速度和位置，動(dòng)態(tài)計(jì)算列車的最大制動(dòng)距離，使得“列車的長度+最大制動(dòng)距離+安全防護(hù)距離”組成一個(gè)與列車同步移動(dòng)的虛擬分區(qū)，這就是“移動(dòng)閉塞分區(qū)”。

由于保證了列車前后的安全距離，兩個(gè)相鄰的移動(dòng)閉塞分區(qū)就能以很小的間隔同時(shí)前進(jìn)，讓列車能以較高的速度和較小的間隔運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)高鐵列車的“小編組、高密度”運(yùn)輸組織目標(biāo)，大大縮短前后兩車的發(fā)車間隔，從而極大地提高了線路的使用效率。

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“北斗”和5G如何助力“超級(jí)大腦”？

無線移動(dòng)閉塞系統(tǒng)可以說是高鐵列車的“超級(jí)大腦”的關(guān)鍵元器件，能讓調(diào)度中心人員準(zhǔn)確掌握列車的運(yùn)行情況，從而指揮列車運(yùn)行，保證行車安全。要完成這一艱巨任務(wù)，離不開“北斗”導(dǎo)航和5G技術(shù)。

方興未艾的5G通信技術(shù)，既是智能化時(shí)代必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施，也是智能化時(shí)代的標(biāo)志性技術(shù)，高帶寬、高速度、大容量、低功耗、低延時(shí)、萬物互聯(lián)、信息可感知、可調(diào)控是其鮮明的優(yōu)點(diǎn)和特征，可以滿足未來虛擬現(xiàn)實(shí)、智能制造、自動(dòng)駕駛等應(yīng)用需求。

而“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自主研發(fā)的全球性、高精度時(shí)空基準(zhǔn)。其最大的優(yōu)勢(shì)在于對(duì)系統(tǒng)的全球性定位，能夠?qū)崿F(xiàn)全球時(shí)間的精確同步?；凇氨倍贰毙l(wèi)星定位的列控系統(tǒng)，可以連續(xù)且精準(zhǔn)獲取列車位置信息，通過采用移動(dòng)閉塞的追蹤間隔方式，使得追蹤列車間隔大大縮小，從而提高運(yùn)輸效率。

“北斗”和5G技術(shù)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)?！氨倍贰笨梢栽谌虬迅兄獣r(shí)間和位置的能力賦給5G技術(shù)，激發(fā)出移動(dòng)通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)的強(qiáng)大動(dòng)能，可以對(duì)諸如高鐵列車等移動(dòng)信息瞬時(shí)定位，確定其去向和瞬間運(yùn)行的速度，滿足高鐵列車對(duì)移動(dòng)閉塞的技術(shù)需求。

歐美日本等高鐵發(fā)達(dá)的國家，也一直致力于“移動(dòng)閉塞”技術(shù)的研究。為了適應(yīng)高速鐵路建設(shè)發(fā)展需要，我國高速鐵路列控技術(shù)借鑒歐洲ETCS成功經(jīng)驗(yàn)，從無到有，取得了巨大飛躍。我國自主開發(fā)的中國列車運(yùn)行控制系統(tǒng)（CTCS）一共分為5個(gè)等級(jí)，從CTCS-0到CTCS-4，都有不同的適用范圍。

而CTCS-4系統(tǒng)是我國面向2035年、基于移動(dòng)閉塞、北斗導(dǎo)航和5G通信技術(shù)的新一代列車控制系統(tǒng)，被譽(yù)為列車的“超級(jí)大腦”，這是我國高鐵列控技術(shù)里程碑式的重大進(jìn)步。