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高铁之间如何防止碰撞？
关键词标签： 作者 admin
来源 上海亨沃
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发布时间 2025-10-09 08:29
高铁之间防止碰撞的核心在于先进的信号系统、列控系统、传感器网络和严格的运行规则，这些技术共同构建了多层次的安全防护体系。以下是具体的技术和措施：
1. 列车运行控制系统（CTCS/ATP）
(1) 中国列车控制系统（CTCS）
CTCS3级系统（用于300km/h及以上高速铁路）：
通过GSMR无线通信和轨道电路实现列车与地面设备的信息交互。
地面设备根据前方列车的位置和线路状态，向列车发送行车许可（允许运行的终点和速度限制），车载设备据此控制列车速度和制动。
虚拟闭塞：CTCS3级采用移动闭塞技术，动态计算列车安全间距，而非传统固定闭塞区间，显著提高线路利用率并降低碰撞风险。
CTCS2级系统（用于200250km/h线路）：
依赖轨道电路和应答器传输信息，作为CTCS3的备用系统。
(2) 列车自动防护系统（ATP）
功能：
速度监控：实时监测列车速度，若超速则自动触发制动。
安全间距控制：根据前方列车位置和速度，动态调整当前列车的允许速度，确保安全距离。
故障安全机制：系统设计遵循“故障导向安全”原则，任何异常（如信号丢失）都会触发紧急制动。
印度Kavach系统案例：
印度铁路开发的Kavach系统通过RFID和自动刹车技术，在列车超速或闯红灯时自动制动，已在Vanda Bharat列车上成功测试（知识库12）。
2. 铁路信号系统
(1) 闭塞系统
ZPW2000A无绝缘移频自动闭塞：
将铁路划分为多个闭塞区间，通过轨道电路检测列车占用状态，确保同一区间内仅有一列列车运行。
结合CTCS系统，实现更精确的列车定位和间隔控制。
(2) 调度集中系统（CTC）
实时监控与调整：
调度中心通过CTC系统实时掌握全路网列车位置和运行状态，动态调整运行计划（如临时限速、变更路径）。
遇到突发事件（如故障、天气变化），调度员可远程控制列车减速或停车。
3. 传感器与监测技术
(1) 关键传感器
速度传感器：
安装于车轴或电机，实时监测列车速度，数据输入ATP系统用于速度控制。
位置传感器：
GPS定位：辅助列车定位，与轨道应答器结合校准位置。
轨道电路/应答器：通过地面设备精确获取列车位置。
压力传感器：
监测制动管路压力，确保制动系统正常工作。
温度传感器：
监测轴承、制动盘等关键部件温度，预防因过热导致的机械故障。
(2) 碰撞预警与避撞系统
协同式避撞系统（知识库2）：
通过V2X（车与车通信）技术，解析邻近列车的位置和轨迹，预测潜在碰撞风险。
若检测到碰撞可能，系统会发出警报并主动制动。
中南大学实车碰撞试验（知识库5、7、9）：
研究吸能防爬装置（如可变形吸能结构），在碰撞发生时吸收冲击能量，减少事故后果。
4. 严格运行规则与冗余设计
(1) 速度限制与分级控制
线路设计时速：每条线路根据地形、弯道半径等设定最高允许速度（如350km/h、250km/h），列车不得超速运行（知识库1）。
临时限速：遇天气恶劣（暴雨、大风）、施工等情况，调度中心会动态调整限速。
(2) 冗余设计
双备份系统：关键设备（如ATP、通信模块）采用冗余配置，故障时自动切换备用系统。
人工与自动协同：司机需人工确认自动控制指令（如减速、停车），确保双重安全保障。
5. 应急与故障处理
自动制动触发条件：
超速、闯红灯、信号丢失、通信中断等异常情况均会触发紧急制动。
铁跨公立交桥涵防撞系统（知识库11）：
通过激光雷达、碰撞传感器和视频监控，实时监测超高车辆撞击铁路桥梁的风险，及时报警并通知调度中心。
6. 技术演进与智能化
CTCS4级系统（研发中）：
完全基于无线传输（GSMR/5G），取消轨道电路，实现更灵活的移动闭塞控制。
AI辅助诊断：
通过大数据分析预测设备故障（如信号机异常、轨道变形），提前预警维护。
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