第四节 高速铁路固定设施设备
一、高速铁路线路
1.高速铁路线路标准
（1）缓和曲线。缓和曲线的线性要尽量简单，便于测设和养护；缓和曲线应该尽量短些，以减少工程量和投资费用。缓和曲线的线性有很多种，我国京沪线高速铁路采用三次抛物线形（该线形简单、设计方便、平立面的有效长度长、铁路部门有现场运用和养护经验）
（2）限制坡度。与现行的既有线铁路相比，高速铁路比较突出的特点就是允许采用较大的坡度值。日本新干线早期采用的最大坡度均为20‰，九州新干线的最大坡度值为35‰。德国修建克隆-法兰克福高速铁路时采用了40‰的坡度值。我国京沪线高速铁路最大坡度为12‰，对于个别困难区段经牵引计算可采用不大于20‰的坡度。
（3）线路间距。在双线高速铁路上当两列列车相遇时，会产生较大的风压力（排斥力或者吸引力），为了避免这种压力对铁路行车造成危险，在高速铁路修建过程中应该合理设置相邻线路之间的线间距。
我国现行的高速铁路结合国外高速铁路线间距的确定方法，结合我国高速列车速度，以及列车运行实际情况，线间距最终取值为5.0m。
（4）最小曲线半径。最显曲线半径的选择，主要考虑行车速度、机车牵引种类和地形条件等一系列因素，其中列车运行速度是选定最小曲线半径的主要原因。如法国、德国高速铁路的最小曲线半径都大于4000m。
在我国，高速铁路上行车速度为350km/h时，曲线线路最小曲线半径为7000m。
（5）竖曲线半径。当高速铁路线路的相邻坡度差大于1‰，应该设置竖曲线。竖曲线一般采用圆弧曲线。在一定的机车车辆构造条件下，竖曲线半径与行车速度有关，行车速度越高，竖曲线半径应该越大。如日本新干线大部分都采用15000m的竖曲线半径。
我国客运专线设置圆曲线型竖曲线链接线路，最小曲线半径应该根据所处区段远期设计速度（见表2-1-12）选用，但最大竖曲线半径不大于40000m。当相邻坡段的坡度代数差大于3‰，动车组走行线应该采用圆曲线型竖曲线连接，竖曲线半径应该为10000m，困难时为5000m。
表2-1-12 我国高速铁路竖曲线半径采用标准
2.高速铁路轨道结构类型
高速铁路结构可以分为有砟轨道和无砟轨道两种类型。
有砟轨道，即现在既有线上广泛采用的常规轨道，是目前使用最广泛的轨道。有砟轨道结构形式简单、造价低、线路的弹性和减震性能较好、轨道超高和几何形态调整简单、建设周期短而且噪声较小；但是，轨道的横向抗力较小，桥上道床稳定性、维修工作量、道砟飞散以及道砟资源浪费问题需要解决。
无砟轨道结构是一种耐久性好、塑性变形小的材料替代道砟材料的一种新型轨道结构。由于取消了碎石道砟道床使得轨道保持几何形态的能力提高，轨道稳定性相应增强，维修工作减少，成为目前高速铁路轨道结构的主要发展方向。我国目前新建的高速铁路基本上采用无砟轨道（我国京沪高速铁路全线采用无砟轨道1200双线公里占总长的91％）。
无砟轨道大致上可以分为两类：一类是有轨枕的，一类是无轨枕的。板式轨道属于无轨枕的无砟轨道，钢轨直接用扣件联结到预制的轨道板上，轨道板直接“放置”在混凝土底座上，通过轨道板与底座间填充沥青混凝土材料来调整轨道板，确保铺设精度。
有砟轨道相对于无砟轨道来说稳定性较差、维修工作量较大，为了适应高速铁路的对列车速度的要求我们逐渐开始建设无砟轨道对于高速度、高密度的铁路运输提供了一种维修少、甚至免维修的轨道结构，因此维修少、稳定性好是无砟轨道相对于有砟轨道结构最突出的优点。
无砟轨道虽然有很多优于有砟轨道的不足之处，但是从投资效益方面来说无砟轨道在达到生命周期之后其更新过程对铁路运输的直接影响和间接影响（维修导致运输中断对社会的影响）对综合效益分析影响很大。所以无砟轨道的投资问题是无法避免的。
无砟轨道与有砟轨道的区别见表2-1-13。
表2-1-13 无砟轨道与有砟轨道的区别
续上表
二、高速铁路信号与控制系统
1.系统组成
列车控制子系统、车站联锁子系统和调度集中子系统（如图2-1-23所示）。
列车运行控制子系统根据车站径路、前行列车位置安全追踪运行列车间隔等向后续列车提供行车准许、运行速度，行走径路等信息，然后传送到车载列控设备对列车运行速度实施监督和控制。
图2-1-23 高速铁路信号系统组成
车站联锁子系统根据计划适时建立个列车安全径路，为列车提供进、出站及站内行车的安全径路。
调度集中子系统根据基本运行图所制定的日、班计划和列车运行正、晚点情况，编制各阶段计划，并下达各个车站联锁系统。
2.高速列车间隔控制和速度控制
高速列车间隔控制和速度控制是为了在保障列车安全运行的前提下最大限度地提高区间列车运行数量（即列车运行效率）通常采用固定自动闭塞和准移动闭塞等闭塞方法，列车速动控制系统是防止列车超过进路允许速度、线路结构规定的速度以及列车运行区间间隔速度、临时限速、进出站限速、铁路有关运行限速。列控车载设备根据行车许可信息、线路参数等地面和调度信息信号规定列车运行相关信息，使得高速列车能够智能的运行在线路上。
列车运行控制系统有列控地面设备和车载设备组成。作为保证列车运行安全和提高运输效率的信号系统，应具备如下功能与特点：
（1）自动控制列车运行速度，可靠的防止由于人为原因造成的操作失误使得列车颠覆、冒进信号或者列车追尾等事故，它是一种列车安全控制设备。
（2）将先进的控制技术、通信技术、计算机技术与铁路信号技术融为一体的行车指挥、安全控制机电一体化的自动化系统。车载信号属于主体信号，直接给列车司机指示列车应遵循的安全速度。
我国高速铁路列车运行控制系统主要有200～250km/h的CTCS2级列车控制系统、客运专线的200～250km/h的CTCS2列控系统，客运专线的250～300km/h的CTCS3级列车控制系统以及城际列车300～350km/h的ETCS1级和CTCS2级结合的列控系统（如京津城际）。