高速铁路概论总结范文

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关键词：高速铁路无砟轨道有砟轨道

中图分类号：U238 文献标识码：A 文章编号：

1前言

近年来，随着我国铁路建设的日益发展，高速铁路成为未来铁路发展的必然趋势。传统的有砟轨道具有铺设方便、造价低、容易维修等优点，但随着列车速度的提高，石砟道床的变形，道砟飞溅，轨道的各种不平顺，影响高速列车的舒适性和安全性，也给轨道的维修造成困难。无砟轨道拥有高平顺性、高稳定性和少维修等特点，在铁路运营中逐渐取得了明显的优势。实践表明，两种轨道结构均可保证高速列车的安全运营。但由于两类轨道结构在技术经济性方面的差异，因此应根据自己的国情、铁路的特点合理选用，以取得最佳的技术经济效益。

本文主要从无砟轨道和有砟轨道两种轨道结构的特点、存在的病害及各自的优缺点进行了对比分析。

2两种轨道结构特点和发展情况

2.1有砟轨道结构特点

有砟轨道结构具有建设费用低、噪声传播范围小、建设周期短、破坏修复时间短、自动化及机械化维修效率高、轨道超高和几何状态调整简单等优点，但随着铁路运营速度的不断提高，对有砟轨道适应性问题，特别是有砟轨道临界速度、桥上道床稳定性、维修工作量、道砟飞散以及道砟资源等问题需作进一步技术经济分析、比较。

2.2 有砟轨道结构发展

高速铁路有砟轨道出现的问题主要是不规则沉降、轨道几何状态恶化以及道砟破碎与粉化，特别是在钢轨伤损处、焊缝处、胶结绝缘接头处及桥隧过渡段处问题更为突出，从而大大增加了维修工作量，降低了轨道使用寿命。为此，对有砟轨道结构提出以下完善措施：增大枕底有效支撑面积；增大轨枕底部纵向支撑的连续性；增加轨道弹性。

2.3无砟轨道结构特点

无砟轨道结构是用耐久性好、塑性变形小的材料代替道砟材料的一种轨道结构形式。由于取消了碎石道砟道床，轨道保持几何状态的能力提高，轨道稳定性相应增强，维修工作量减少，成为高速铁路轨道结构的发展方向。

2.4 无砟轨道发展情况

我国无砟轨道的研究起于20世纪60年代，先后推广应用的有支承块式整体道床、沥青混凝土整体道床、无砟无枕结构等。进入90年代以来，无砟轨道的研制工作进入了一个新阶段，选择了板式、长枕埋入式和弹性支承块式无砟轨道等，先后在秦沈、赣龙线、渝怀线、西康线、兰新线进行了试铺，取得了一些成功的经验。此后，通过遂渝线无砟轨道试验段、武汉无砟轨道综合试验段试验研究以及京津、沪宁、沪杭、武广、郑西、京沪等高速铁路的建设，我国高速铁路无砟轨道进入了快速发展的时期。目前，我国高速铁路采用的无砟轨道结构型式主要有：板式无砟轨道、双块式无砟轨道和岔区轨枕埋入式无砟轨道。

3两种轨道结构的病害

3.1 无砟轨道的主要病害

(1)整体道床结构病害

常见的病害有：混凝土下沉破损；混凝土道床上鼓破损；道床混凝土受地下水腐蚀而破坏；拉应力作用下的开裂失效和混凝土结构面处开裂失效。

（2）板式轨道病害

主要伤损形式有轨道板裂纹、填充层破损和凸形挡接构件破损。

（3）轨枕埋入式轨道病害

由于轨枕均为预先预制好的构件，在施工过程中通过现浇混凝土将轨枕埋入到道床中,这样就容易出现新老混凝土结合不良，新混凝土浇筑不实，粘结面凿毛处理引起原混凝土受到扰动，新老混凝土硬化收缩应力不同导致粘结层出现微裂缝，影响新老混凝土的粘结强度，造成粘结破坏等。

3.2有砟轨道的主要病害

（1）轨道不平顺

碎石道床在列车的不稳定重复荷载下轨道会出现垂向、横向的动态弹性变形和残余积累变形。这些变形不仅影响列车的平稳运行而且这种变形累计到一定限度时威胁行车安全。轨道不平顺的种类有高低不平顺、水平不平顺、钢轨出现三角坑、方向不平顺等。

(2)道床病害

轨道变形的主要原因是道床的变形，道床的不均匀沉降将引起一系列的病害，直接危及行车安全。道床病害的种类有道床脏污、道床沉陷、道床翻浆。

（3）混凝土轨枕常见病害

混凝土轨枕伤损的主要形态有轨下截面出现过大的横向裂缝、轨下截面压溃、轨枕纵向裂缝、轨枕的龟裂、轨枕挡肩破损、轨枕底边掉块。

（4）道岔的病害

道岔病害有道岔与前后线路衔接不良，线路方向和高低超限、轨距超限、轨向不良、高低超限、尖轨和基本轨离缝、心轨和翼轨磨耗低塌等。

4无砟轨道与有砟轨道优劣点比较

4.1无砟轨道结构相对于有砟轨道结构的优点

（1）轨道稳定性好，几何形位能持久保持，线路养护维修工作量显著减少；

（2）长波不平顺性好，轨道弹性均衡稳定，可提高乘坐舒适度；

（3）耐久性好，轨道使用寿命长；

（4）横向阻力提高，可获得高运营安全性；

（5）运营速度高；

（6）结构高度低，自重轻，可降低隧道净空，减少桥梁二期恒载；

（7）寿命周期成本低；

（8）通过少维修，提高线路使用率，减少对运输的干扰，从而减少事故隐患；

（9）道床整洁美观，无道砟飞散带来的一系列问题。

4.2无砟轨道结构相对于有砟轨道结构存在的主要问题：

（1）初期投资和综合效益问题

初期投资大一直是影响无砟轨道推广应用的重要问题。但是，投资分析本身就是一个比较复杂的问题。目前综合分析无砟轨道结构的经济效益还比较困难。

（2）噪声问题

在高速铁路上，相对于有砟轨道来说，无砟轨道噪声水平要高5dB，传播范围比较大。

（3）轨道弹性问题

无砟轨道的弹性主要由扣件提供，从而对扣件结构设计、材料选用和技术标准上提出了更高的要求。

（4）与信号系统匹配问题

如果采用谐振式轨道电路，道床泄漏电阻以及无砟轨道钢筋网与轨道电路间的电磁作用对信号系统影响比较大，需要采取措施增大扣件绝缘电阻，减少钢筋网与轨道电路感应阻抗。

（5）修理与修复问题

无砟轨道作为刚性结构，在后期运营阶段仅允许进行少量的改善，如调整轨道几何状态，一般只能靠扣件来实现，当发生较大的变化时，调整不仅十分困难，而且要付出高昂的代价。特别是采用混凝土承载层的无砟轨道，达到承载强度极限时将产生断裂，轨道几何尺寸将发生急剧和难以预见的恶化。

另外，到目前为止，对基础沉降过大等原因造成的无砟轨道严重损坏还没有提出特别有效的修复措施，一些修复手段不仅还在概念阶段，代价也比较大。混凝土承载层无砟轨道由于混凝土的养生和硬化需要很长时间，修复时需要关闭线路时间比较长，对运输影响比较大。

5结束语

通过高速铁路的建设实践，无砟轨道与有砟轨道两种轨道结构均可保证高速列车的安全运营，都有其各自的优缺点。但由于两类轨道结构在技术经济性方面的差异，对于我国的轨道结构选型需根据自己的国情、铁路的特点合理选用，以取得最佳的技术经济效益。总之，要做好不同轨道结构型式的经验总结，不断修正和完善轨道结构形式，加大对不同轨道结构型式的对比分析，从工程成本、工程进度、施工工艺和方法、运营效果等方面进行比较，研究最适合我国高速铁路建设的轨道结构型式。

参考文献

[1] 钱立新，《世界高速铁路技术》，中国铁道出版社，2003年.

[2] 钱仲侯，《高速铁路概论（第三版）》，中国铁道出版社，2006年.

[3] 李成辉，《铁路轨道》，中国铁道出版社，2010年.

[4] 何华武，《无砟轨道技术》，中国铁道出版社，2005年.

[5] 赵国堂，《高速铁路无砟轨道结构》，中国铁道出版社，2006年.

[6] 西南交通大学，客运专线无砟轨道再创新理论研究报告. 成都，2008

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关键词 GSM-R；智能网；SSP；STP；异地冗余；维护

中图分类号O59 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）90-0216-02

1 概述

高速铁路通信GSM-R中智能网主要提供司机与调度、调度与司机之间使用机车号、功能号的呼叫。同时提供根据位置信息呼叫管辖调度值班台。由于智能网设备为全路共用，重要级别较高，因此在设立时采用了异地冗余备份机制。分布在北京、武汉两个机房。每个机房均放置一套智能网系统。每套智能网系统有2个业务节点和一个网管节点。业务节点之间为同时在线工作互为热备，网管节点是单节点工作模式。每个业务节点由PW650主机和CX300数据库组成，业务数据都存放在CX300数据库中。2个业务节点的CX300数据库存放的数据一致，同时在线工作，互为热备份。每个业务节点的数据库对2个业务节点都有连接。每个业务节点通过2M线与MSC（SSP）连接，对MSC（SSP）的连接为热备份。网络图如下：

2地理冗余机制

SCP的地理冗余由MSC（SSP）来判断和触发。

当北京SCP发生宕机等重大灾难时，交换机会检测到主路由链路中断，转而将消息发往备份路由，即到武汉SCP，武汉SCP会立刻接受该业务请求。

当北京SCP上层应用进程吊死等也会导致SSP检测到该消息超时从而选择备份路由来触发地理冗余。

3 互联测试

为了确保真正做到SCP的地理冗余备份，对北京、武汉SCP进行了详细的互联互通性测试，具体测试测试内容以及测试结果如下：

1）北京、武汉SCP动态数据同步验证，在北京和武汉两地注册的功能号在北京、武汉SCP均能看到。操作方法：保持两SCP与MSC间LINK正常，保持两SCP间数据网链路正常；

2）北京SCP到两STP链路全部中断，武汉SCP到两STP链路全部正常，武汉SCP处于备用模式下尚未置为主用，两SCP间数据链路正常；

3）北京SCP到BJSTP和WHSTP信令链路全部中断，业务由WHSCP处理，修改BJSCP为备用，WHSCP为主用时对业务的影响；

4）当BJSCP至两地STP链路全部恢复，即BJSCP故障恢复，BJSCP仍为备用，WHSCP仍为主用；

5）将WHSCP修改为备用，BJSCP修改为主用时对业务的影响测试；

6）BJSCP为主用，WHSCP为备用，将WHSTP至BJSCP直达路由中断，通过北京STP访问BJSCP功能测试；

7）BJSCP为主用，WHSCP为备用，将BJSTP至BJSCP直达路由中断，通过武汉STP访问BJSCP功能测试；

8）测试数据网通道异常对两地SCP同步的影响；

9）两地MSC分别使用各自本地SCP时对智能网业务的影响（即关闭BJSTP――WHSCP、WHSTP――BJSCP、WHSTP――BJSTP） ；

10）备用WHSCP链路全部故障，对智能网业务的影响。

5 互联测试分析及应急操作步骤

根据以上互联测试，我们可以发现目前全国GSM-R智能网系统已完全做到了地理冗余备份机制。在日常维护中，我们还应该注意哪些方面呢。以下总结了日常应急操作方法，为日常的维护人员提供维护依据。

我们假设北京系统发生系统性灾难。

1）智能网业务将平滑过渡到武汉SCP，该切换过程没有任何业务会受到影响。交换机会自动选择备份路由将业务送到武汉系统，但是需要交换机专家在北京和武汉的MSC上，立刻在灾难发生后人为屏蔽至北京SCP的主链路路由（人为屏蔽以避免北京SCP恢复后话务任意切换回来）；

2）武汉SCP开始承担所有智能网业务，北京SCP处于系统灾难恢复中，此时没有任何数据同步（武汉系统已经在武汉SCP上，人为定义为主侧，但由于北京系统尚没启用）；

3）北京系统恢复处理业务后，在北京SCP上人为定义为备份侧开始工作，所有最新的注册/注销/强制注销消息会从武汉SCP同步到北京系统。

为了让武汉的SCP所有最新的注册消息都同步到北京系统，我们要求武汉SCP作为主侧连续工作以给予足够的数据同步的时间来更新北京SCP的数据库。这样可以避免我们人工倒回数据库操作，不会影响客户的业务。同时为了安全起见，在最终开始倒回北京为主用侧的操作之前，我们用脚本的方式导出武汉所有最新的注册功能号并和北京最新的功能号的数据库表作手工对比，以保证武汉所有的注册功能号在北京系统上都存在，此时我们认为从武汉同步到北京已经完成。（注：从武汉SCP数据同步到北京SCP数据的时间取决于双方动态数据的更新程度，更新程度越高，数据的同步率约高。建议为7天左右，但具体时间可以根据更新程度的大小进行调整）。

4）当数据同步完成后，准备切换回北京的SCP时，在北京和武汉交换机侧人为打开至北京SCP的主路由链路。在北京SCP和武汉SCP上手工设置北京SCP为主用侧，武汉SCP为备用侧，以及SCP数据同步方向。业务开始由北京系统处理，并向武汉方向开始同步智能网数据库。

6 结论

智能网在GSM-R通信系统中是个非常重要的网络节点，在设计时不但考虑了北京主备节点的冗余备份，而且还考虑了异地节点之间的冗余备份，网络如此复杂、高可靠性的设计，给我们的维护人员提出了更高的要求，只有能够清楚地掌握智能网的原理以及互联倒换测试的目的和测试结果，才能更好地维护GSM-R智能网系统，以保证铁路通信畅通无阻。

参考文献