高速铁路究竟由哪些系统组成?


高速铁路究竟由哪些系统组成?
 
“7.23”事故发生后,世人对中国高铁无比关心。纵观各路评论,原来许多人对高速铁路并没有真正全面了解与认识。为此,笔者觉得有必要将中国高铁究竟由哪些系统组成等相关知识,专门撰文以科普说明。
 
首先,无论普速铁路还是高速铁路,铁路是一个运行着的庞大的系统工程,都主要由“机务、车务、工务、电务、车辆、供电”六大子系统构成:
机务段(系统),担负机车管理、检修、整备、列车牵引运行等职能;
车务段(系统),担负车站的管理、旅客或货物的承运,列车运行组织(调度)等职能;
工务段(系统),担负铁路线路、桥梁、隧道的维护保养等职能;
电务段(系统),担负通信、信号设备的维护保养等职能;
车辆段(系统),担负客货车辆的运营检查与保养维修等职能。其中,高速铁路动车组的维护保养职能,由动车组基地(动车组检修段)担任;
供电段(系统),担负接触网输供电和检修保养职能。
所有列车在线路上的运行秩序,以运行图规定为准,以信号为命令。“所有与列车运行有关部门的部门,必须按列车运行图的要求,组织本部门的工作,以保证列车按运行图运行。”
显然,铁路是一个每天24小时连续工作的庞大并运行着的系统工程。
 
其次,中国铁路系统内部,无论哪个工作系统,就其职能,具有法规特性的《铁路技术管理规程》第173条有明确规定:“铁路行车组织工作,必须贯彻安全生产的方针,坚持高度集中、统一领导的原则,发扬协作精神,运输、机务、车辆、工务、电务、供电、信息等部门要主动配合,紧密联系,协同动作,组织均衡生产,不断提高效率,挖掘运输潜力,完成和超额完成铁路运输任务。”
 
第三,高速铁路是指列车时速200公里及其以上的铁路运营线路。准高速铁路是指列车时速在160至200公里的铁路运营线路。普速铁路是指时速在160公里以下的铁路运营线路。在高速铁路上运营的列车,一定是动车组。
 
高速铁路最根本的特点和技术性能,不仅是能够让列车跑得快,而重要的是能够让每一趟飞驰的列车安全可控地有序运行与制动和停车。列车运行速度不同,其紧急制动距离必然不同。
 
列车紧急制动距离限值表
 
列车类型
最高运行
速度(km/h)
紧急制动
距离限值(m)
旅客列车(动车组)
120
800
160
1400
200
2000
250
3200
行邮列车
120
800
160
1400
行包列车
120
1100
货物列车
90
800
120
1400
 
第四,动车组列车,仅仅是列车在牵引动力方面的不同技术方式,特别是与传统的由机车动力来牵引的运行方式不同。动车组按牵引动力方式,分为内燃动车组和电力动车组。按动力配置方式,分为动力集中式动车组和动力分散式动车组,其中,牵引动力系统并不一定配置于列车头部那辆车中。比如:CRH1型动车组(广深线)由8辆车编组而成,其中5辆动车3辆拖车。CRH2型动车组(沪昆线、京广线)由8辆车编组而成,其中4辆动车4辆拖车。CRH3型动车组448辆编组,采用电力牵引交流传动方式,由2个牵引单元组成,每个牵引单元按两动一拖构成。动车组具有良好的气动外形,其载客速度为350KM\H,最高试验速度为404KM\H
 
动车组列车主要有九大系统:车体系统、转向架系统、车辆连接系统、列车空调供气系统、列车压力空气自动制动系统、列车电机制动系统、授电配电系统、牵引动力系统、列车运行控制系统(CTCS—目标距离模式自动监控运行系统、LKJ—列车运行监控记录系统、人工目视行车控制系统)。
 
显然,动车组不等于就是高速铁路,是指列车牵引方式和机车车辆结构性能与编组情况。在中国普速铁路上,开行动车组列车已经五年多,这是许多人早就乘坐体验过的。
 
第五,无论高速铁路还是普速铁路,设计与修建铁路,设计与生产机车车辆,设计与安装通信信号设备,是铁路这个庞大运营系统的前期工作,尽管对铁路运营安全有着直接或间接的影响。
 
第六,就铁路行车信号指挥而言,普速铁路以地面信号为主体,高速铁路以机车信号为主体。高速铁路以列车自动安全运行模式(目标制动运行曲线)、列车运行监控记录装置(黑匣子)、列车运行自动防护装置(ATP)为安全防护手段。
 
第七,公路上的红绿灯与铁路上的红绿灯有着本质的不同。公路上的“红灯、绿灯”是非此即彼或两个都不是(同时灭灯)的逻辑关系。铁路上的“红灯、绿灯”是严密联锁制约的逻辑关系。也即,针对“红灯转为绿灯”而言,必须保证几个甚至上十个基本联锁制约的逻辑关系,是从信号设备功能上实现的,即使“红、绿、黄”都不亮灯,但信号系统和行车规则一概视为红灯停车。双线四显示(红、黄、黄绿、绿)信号区段,就同一信号机而言,从红灯升级为绿灯,中间要从“一个黄灯、一个黄灯和一个绿灯、一个绿灯”三个联锁阶段逐步升级(《技规》339、341条)。
 
第八,无论高速铁路还是普速铁路,“车、机、工、电、辆、供”六大系统都是影响行车安全的主要方面。铁路建设质量和通信信号装备的产品质量,是影响铁路安全的另一重要方面。因此,“7.23”事故,显然是高速铁路上发生的事故。如果说主要是“温州南站信号设备存在严重缺陷”等造成,那么,这次可能就与动车组车辆状况、动力系统、制动系统无关(事故原因以国家调查组近期公布的调查结果为准)。因此,只要将信号系统的设计缺陷与安全大检查从新发现的相关不完备因素彻底消除,那么,中国高铁的高安全性将有更加可靠的保障。面对实际,全球业内同比(设备、运量、密度),中国铁路的总体安全性能应该是一流的。
 
第九,“引进技术的整合创新”与“装备工业的自主创新”,是两个基本点不同的概念。因此,CRH与中华之星具有显著的本质区别。中华之星于2000年就跑出了时速321.5公里的当时中国铁路之最,如果持续发展十年,从装备工业到上线运营,其不可俯视规模效应,是无法比拟的。
“中华之星”比“CRH”动车组直接比较,两项技术条件不可忽视,一是铝合金材料相对使用较少,二是车体要高一些。因此,“中华之星”比“CRH”动车组的列车总自重要明显重一些,空气阻力要略为大一些,进而对整体牵引运行速度有显著影响,不然的话,一定会比时速321.5公里跑得更好。
 
相对大飞机“运十”的下马来说,中国铁路在放弃了“中华之星”动车组之后,值得肯定的是,及时广泛引进并发展提升了CRH动车组,并形成规模化生产运营效应。
 
综上所述,无论普速铁路还是高速铁路,铁路是一个庞大的系统工程,铁路安全涉及“车、机、工、电、辆、供”六大系统和线路建设质量与通信信号装备的产品质量等方面。因此,如果因为一次重大交通事故,就彻底否定中国高速铁路存在与发展的想法,显然过于片面。如果因为高铁一次重大交通事故,就企图让中国铁路全面私有化,那一定是一些人居心叵测的狼子野心。
 
关于中国铁路如何更加人性化地服务国家社会和每一名旅客货主,显然是发展进步中的一个非常重要的方面。
 
关于中国高速铁路的发展后劲,始终依靠自己装备工业的不断创新进步与规模化效应,比起单纯的引进式整合创新方式,要有更加明显的巨大优势。
 
中国高铁网络即将全面已经形成并初步规模。中国铁路的国有化模式,有待进一步巩固而不是分散为私有。中国铁路的管理和经营方式,有待进一步优化。中国铁路更加优质高效与安全可靠地运营,不仅需要全体员工的齐心协力,更需要全社会身临其境地理解与始终如一的大力支持。
 
 
 
二〇一一年九月十日 于中国衡阳
 
附1:《环球财经》编委张捷:谨防动车事故被妖魔化
2011
090612:31  来源:环球财经  作者:张捷
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解铁路运输紧张状况
(1992年7月16日)
  
全国经济上新台阶,铁路怎么办?我希望通过这次会议,大家都来讨论一下这个问题。铁路运输不适应国民经济发展的状况不是一朝一夕形成的。加强基础设施建设,加强能源、交通和基础工业,应该说我们党和国家一直非常重视,但这个问题始终没有解决得很好。
最近几年,电力搞得比较快,有一系列的优惠政策,尽管现在还不能适应国民经济发展的需要,部分地区还是缺电,但总的来讲,在基础设施方面,电是解决得最好的。发电装机容量达到一年增加1000万千瓦,这个建设速度相当了不起。
煤矿现在看来还是一个大问题,不要看煤炭暂时有点积压,一年增加1000万千瓦的发电装机容量,意味着一年必须增加3000万吨煤,但我们并没有相应地建设煤矿,煤炭生产能力的接续还是个问题。我现在很担心,到明年煤炭供应肯定要紧张。统配煤只有5亿吨,其他都是地方煤矿,主要是小煤矿,不少是乱挖乱采,拼资源、拼设备、拼人力。
最近,我到山西和河北秦皇岛,希望晋煤外运能多拉一点。经过协调,今年能够多拉1000万吨晋煤出来,并不挤别的物资。但秦皇岛港方面说,无论如何达不到日接3000车。我们给它解决了一些问题,现在每天接卸3100多车。按这个速度,今年多拉1000万吨煤出来应该没有问题。现在的问题是南方各港口不愿多接煤。我告诉有关省市,要煤不是上馆子吃面条,随要随到。你现在不存煤,明年你的经济发展速度上去了,再要煤,运都运不出来,你找我就晚了。
石油也越来越紧张,搞不好我国可能成为石油净进口国。东部地区的石油产量要稳住相当困难,西部地区的油怎么运出来?所有的基础设施中,港口落后,海运也落后,船使用多年,该更新的没有更新。
比较起来,还是铁路最落后。虽然我们很重视,但这么多年没有很好地解决基础设施,特别是铁路建设落后于国民经济发展的问题。这个问题之所以长期没有解决,有更深层次的经营机制和管理体制问题,领导也承担了责任,这一点要把它讲清楚。但是,我们怎么办?现在全国经济要上一个新台阶,要赶快把铁路运输搞上去。铁路运输搞上去了,全国的经济就好上台阶了;铁路运输搞不上去,上台阶就受影响,责任是非常重大的。
现在铁路运输到处都紧,目前要满足国民经济发展的需求是不可能的事情。今年铁路货运量计划完成15.2亿吨,比去年增长4%,而现在国民经济增长的速度在10%以上,工业生产增长速度超过18%,这个4%怎么能解决问题?煤炭运输,今年上半年只比去年同期增长1.9%,其中统配煤运输还减少了,怎么能满足需求呢?今后三年,预计你们的货运量平均增长速度是2.8%,而工业生产发展速度是百分之十几、百分之二十。
所以得出一个结论:即使我们采取种种措施,铁路运输的紧张状况在今后几年不是缓和,而是会更加紧张;铁路负荷不是减轻,而是会加重。在这种形势下,我们没有紧迫感、没有危机感不行。什么叫危机感呢?大家都在贯彻邓小平同志的重要谈话精神,大干快上,结果却都被铁路运输给卡住了,你们这个压力是不好受的。有危机感,就要有责任感。铁路运输现在影响到国民经济的发展,我把这个问题喊得早一点,也可能会解决得好一点。因此,我希望铁路战线的全体同志都能增强这种紧迫感、危机感、责任感。
  全国经济要上新台阶,铁路怎么办?一个是近期的措施,另一个是远期的措施,我结合下去调查的体会说一说。从近期来讲,要采取以下措施:
  第一,转换企业的经营机制。光你们着急不行,全体铁路职工都要着急,一直到分局长、工班长、小组长,全体职工大家一起着急才行。我一直讲,铁路职工是一支半军事化的队伍,指到哪里打到哪里,队伍的素质是好的。但是,我们这种集中的管理方式在经营管理上也有落后的一面,吃“大锅饭”比较严重。我们一方面要保持优点,加强职工队伍的组织纪律性和思想政治工作,从严要求;另一方面,在经营管理上要进行改革,要放一点权。你们一个企业有几万人,甚至几十万人,要让他们自主经营、自负盈亏,要给他们包干。如果什么钱都到上面来领,那是无底洞。国务院最近已经通过了《全民所有制工业企业转换经营机制条例》(以下简称《条例》),很快就要公开发表了。这个《条例》在很多方面有突破,能制定这样的条例是很不容易的。它增加了企业的自主权,也增加了企业本身的责任,使企业能够自主经营、自负盈亏,推动它进入市场,使它有自我积累、自我改造的能力;同时,又具有自我约束的机制。在投资风险、个人收入分配等方面,有一种约束的机制。在这些方面,我认为《条例》有所突破。我希望你们对《条例》认真地进行宣传、贯彻。只要认真贯彻《条例》,就一定会见到成效,一定能够把企业、基层的积极性调动起来,解决当前铁路方面存在的问题。
  第二,加紧进行技术改造。技术改造先搞“短、平、快”措施,能马上见效。根据铁路运输需要,扩建车站、延长股道等等都是“短、平、快”,把设施配套起来,运力就能增加。最快的措施是增加机车车辆,我和国家计委商量,今年增加4亿元的购车费。我们商量,如果铁路资金还不够,就要多少给多少,把铁路所有的车辆厂开动起来。如果车辆厂生产的机车还不够,可以进口。你要钱给钱,要外汇给外汇,只要你实际需要。不把钱用在关键的地方,国民经济能搞上去吗?现在就是铁路卡经济的脖子,不把钱用在铁道上,用到哪里去?还能去搞加工工业吗?目前,加工工业上得很猛,将来是要吃亏的。铁路多修一条,绝对吃不了亏,即使超前也吃不了亏,基础设施建设本来就应该超前的,多花点钱是应该的。把铁路搞上去需要花钱,国家会支持的。总之,技术改造见效快,要抓紧搞。
  第三,通过合理的劳动组织,提高劳动效率。要把大家动员起来,把人的积极性充分发挥出来。现在,铁路的维修、施工都要“点”,一要就要很长时间,有的甚至几个小时列车不能通过,影响运输。能不能减少些要“点”的次数,缩短些要“点”的时间,上班就拼命干,减少对运输的干扰和影响?我想,在这方面铁路部门还有很大的潜力。
  第四,需要科学的调度管理。调度要长短结合、远近结合,这里面很有学问。我在山西考察时就讲,希望铁路多拉煤,但是绝对不允许以“黑”压“白”,运煤炭挤别的。我一再强调,多拉煤把别的挤掉了不算本事,这不行。我在河南召开大型企业厂长座谈会时,洛阳轴承厂的厂长在会上说:我一个月要41个车皮,只给34个,差7个。我们的轴承都是出口的,人家每个月都等着我的货。由于车皮不足,不能按时交货,把美国市场丢掉了。一车煤炭是几千元,一车轴承价值是150万元,差距很大,运哪个合算?这个例子使我又体会到,不能用煤炭压其他物资。当然,煤炭的社会效益很大,也不能只看它本身的价值。所以,要合理调度,要了解用户的情况。这方面要由各地的经委来帮助决定轻重缓急,发挥国民经济的最佳效益,把不利影响减到最小程度。铁路运输满足不了需要,就只能挑能够发挥最好效益的来满足。这不是简单地通过今天发几车煤、明天发几车轴承就能解决问题的,需要很好地研究和分析,更讲究经济效益和社会效益。
  从长远来讲怎么办?铁道部的“八五”计划是按“3、5、6”来安排的,就是修建复线3600公里、电气化铁路5600公里、新线6100公里。按这个安排,“八五”时期前两年因资金不足,没有达到五年的平均建设速度,后三年要补上来,这是最低纲领,必须完成。
我提个希望,“八五”计划争取提前一年完成,行不行?有没有这种可能性?所有的项目都提前一年完成,请大家讨论。我想,如果不提前一年,恐怕今后的日子比较难过,“九五”期间的日子更难过。所以,还是要想办法力争提前,提前一年不行,提前半年也好,每个项目都要加快各个环节的工作。我认为京九线是当前矛盾的焦点,应该集中力量打歼灭战,采取分段投资包干的办法。
当地的省委书记、省长要共同努力,力争京九线提前一年半全线通车。只要全体动员起来,搞这么一条南北大通道,不是不能提前通车的。提前一年半不行,提前一年也是好的,“时间就是金钱”嘛。要注意的是工作不能议而不决,现在好多事情往往是在那里扯皮。芜湖长江大桥就为公路桥是否与铁路桥修在一起扯皮,扯了那么久啦。铁道部的意见,公路桥、铁路桥一起修,投资省;交通部说,为了便于维修,铁路桥、公路桥要单独修。安徽省赞同铁道部的意见。我说,这个事情实在没有必要扯皮,就得要决断。
我别的经验没有,修桥我有经验。我在上海遇到的问题是,有人说黄浦江不能修大桥,要修隧道。南浦大桥是江泽民同志决定修的,杨浦大桥我们决定还是要修。南浦大桥建成后,成为上海一大景观。修杨浦大桥时,有人提出多种多样的造型方案。我们决定按南浦大桥翻版,采取同样的设计,使用同一个施工队伍的原班人马,流水作业,建设速度大大加快,明年下半年就可以通车了。现在,上海体会到这个决策是正确的。如果当时“百花齐放”,总在讨论修这种桥还是那种桥,那到现在根本没有南浦、杨浦两座桥。
就是说,该定的事得赶快定。我赞成京九线搞个领导小组,要有决断能力,能够把沿线各个省市协调起来,采取断然的手段,集中力量打歼灭战,在京九线创造一个铁路修建的高速度。然后,其他各条铁路线都提前半年到一年完工,我看是可能的。
  同志们,在近期,我们的铁路运输不能满足国民经济发展的需要,这是肯定的,十年以内也满足不了需要。但是,要尽最大的努力。只要你们千方百计尽了努力,工作有一个大的改善,我想全国人民会谅解你们、支持你们的。我今天在这里表个态:为了提高运输能力,不管是近期的还是远期的,不管是技术改造还是基本建设,不管是劳动组织还是加强管理,你们碰到任何困难以及不能解决的问题,都可以找主管部门解决。该找国家计委的找国家计委,该找国务院经贸办的找国务院经贸办,该找劳动部的找劳动部;他们不能解决的问题,你们来找我;我解决不了,可以找总理。总之,我愿意尽我微薄的力量,和同志们共同把铁路运输和铁路建设搞上去。关于建设资金问题,昨天,我和叶青同志也商量了,可以想各种办法:第一,从政策上讲,对于铁路建设资金不足部分,由国务院考虑提高铁路运价或提高建设基金水平,积极地推进价格改革;第二,因为国家的拨款有限,铁路部门可以多用一点贷款,扩大一点贷款使用的范围,和建设基金、拨款结合起来使用;第三,调动地方的积极性,鼓励地方修建铁路,并实行“新路新价”。“新路新价”这条原则,国务院已经定了。京九线是新线,当然可以实行新价。但是,怎么实行?你们要研究具体办法,要有可操作性,要有利于运输、有利于建设。
  听说明年铁路运营要亏损,李鹏同志非常关心,让我跟李森茂同志讲,可不能让建设资金被工资等人头费吃掉了。我想,这个问题是不是找一找出路,发展多种经营。因为有各种涨价的因素,提高了运输成本,铁路确有发生亏损的危险。但是,我考察煤矿得出一个体会,现在普遍人浮于事,三个人的饭五个人吃的状况哪个行业都有。铁路系统是个半军事化的组织,我看也存在人浮于事的问题。你们可以把一部分人拉出来搞多种经营,增加财源。我希望铁道部门狠抓一下这件事情,每个铁路局、铁路分局都要有一名负责同志来抓多种经营,结合企业转换经营机制,把多余的人拉出来搞多种经营、资源综合利用,特别是发展第三产业。我在煤矿考察时反复强调发展多种经营,不要盲目发展加工工业,那是重复建设,将来肯定是站不住脚的。最好的办法是发展第三产业,搞商业,搞服务业,这些东西是不怕多的。拉出来搞多种经营的职工待遇不变、身份不变,还是全民职工。我想,对这项工作,铁道部要抓一抓。你们一共有342万人,才十几万人搞多种经营,这个事业发展潜力很大。我相信,铁路部门在这方面会开辟一条途径。但是,有一条要切记,搞第三产业,不能以车谋私、以票谋私,不能经营车皮、车票。铁道部党组制定的严禁以车、以票谋私的决定是正确的,要坚决执行。如果利用行业的有利条件,去倒卖车皮、车票,就会损坏铁路的声誉,就会败坏党风、路风,甚至毁掉我们的一批干部。对这个问题,各级领导干部务必引起高度重视。
  最后,我还要强调一下铁路运输安全问题。安全问题是伴随着运输而产生的,任何时候都不能放松。特别是在运输紧张时,更要强调安全。这几年,铁路部门在运输安全方面做了不少工作,见到了成效。但是,这项工作稍有松懈,就会出问题。一出事故,就可能造成车毁人亡,这方面的教训是深刻的。因此,必须坚持“安全第一,预防为主”的方针,始终如一地把运输安全工作抓紧抓好。要加强管理,改善设施,确保国家和人民生命、财产的安全,确保铁路运输的畅通。