TYTK型停車防溜控制系統(tǒng)與編組站綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)合

竇 偉

TYTK型停車防溜控制系統(tǒng)與編組站綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)合

竇 偉*

編組站的駝峰和編尾主要完成貨物列車的解體和編組,。為了防止溜放的車組沖過停車線進入尾部咽喉區(qū),需要在編組站駝峰尾部配置停車防溜控制系統(tǒng)。為此,研究TYTK型停車防溜控制系統(tǒng),以及與SAM系統(tǒng)的結(jié)合。

編組站;綜合自動化;停車防溜器;控制系統(tǒng)

編組站的駝峰和編尾主要完成貨物列車的解體和編組。解體的車輛經(jīng)駝峰頭部溜放進入停車線時,尾部根據(jù)作業(yè)計劃進行編組。為了防止溜放的車組沖過停車線進入尾部咽喉區(qū),傳統(tǒng)的防溜停車手段是放置鐵鞋或人工手閘制動。這些手段作業(yè)效率低、耗費大量的人力,作業(yè)人員的人身安全也得不到保障?？煽赝＼嚻饕阎饾u在繁忙的鐵路編組站被使用,節(jié)省了人力,提高了效率,保證了人身安全。駝峰溜放自動控制系統(tǒng)和編尾計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的推廣,為編尾停車防溜自動控制系統(tǒng)的使用提供了條件,TYTK型停車防溜控制系統(tǒng)已在我國多個編組站尾部投入使用。新豐鎮(zhèn)新一代編組站綜合自動化(SAM)系統(tǒng)的實施促進了TYTK型停車防溜自動控制系統(tǒng)的完善。

西北地區(qū)和北方地區(qū)鐵路的車站站內(nèi)到發(fā)線存在下坡情況較多,且北方風大,停留在到發(fā)線的車輛存在溜逸的危險。溜逸的車輛進入?yún)^(qū)間,將會造成重大的行車事故。為了防止停留車輛溜逸,車站多采用鐵鞋方式制動。鐵鞋制動不能保證作業(yè)人員的人身安全,而且列車發(fā)車時鐵鞋不及時撤離會造成列車脫鉤或脫線。所以,停車防溜控制系統(tǒng)在北方地區(qū)到發(fā)線防溜控制中將有廣泛應用前景。

1 可控停車防溜器

可控停車防溜器(以下簡稱停車器)是依靠制動軌與車輪的摩擦來實現(xiàn)對進入的車輛停車防溜控制的,有2種位置,即制動位和緩解位。停車器處于制動位時,起停車防溜作用;停車器處于緩解位時,允許車列通過,便于編組作業(yè)。按制動力產(chǎn)生方式停車器可分為電動、機械、氣動、液壓式等幾種,但使用最多的是液壓混合式。本文僅說明液壓混合式停車器工作原理。

液壓混合式停車器的工作原理是制動依靠彈簧機械動力,緩解依靠液壓動力壓縮彈簧。這樣,改進了全液壓式長時間油泵處于高壓狀態(tài)出現(xiàn)的漏油問題。圖1是T.TK-92C型可控停車器制動臂結(jié)構(gòu)。當停車器處于制動位時,在彈簧的作用下,通過支撐臂使兩側(cè)制動軌之間的距離保持在(1365±2)mm,大于車輛輪對內(nèi)側(cè)距(1353±3)mm。此時彈簧處于預壓狀態(tài)。當溜放車組進入停車器時,車輪內(nèi)側(cè)面擠壓停車器兩根制動軌作業(yè)面,迫使支撐臂上彈簧再度壓縮。在彈簧反作用力的作用下,停車器的制動軌作用面與車輪內(nèi)側(cè)產(chǎn)生摩擦力,使溜放車組減速,直至停車,達到停車防溜的目的。當停車器由制動位向緩解位轉(zhuǎn)換時,液壓站電機驅(qū)動油泵,使油缸總成動作。由于油缸產(chǎn)生的拉力,大于彈簧的張力,致使彈簧被拉緊壓縮,此時,停車器兩側(cè)制動軌作用面間距小于1350 mm。這樣被制動車輛或調(diào)車機可在無阻力情況下順利通過。

圖1 T.TK-92C型可控停車防溜器制動臂結(jié)構(gòu)

2 TYTK型停車防溜控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)以繼電方式與可控停車器接口,采集停車器位置表示繼電器接點,通過驅(qū)動安全型繼電器控制停車器的制動和緩解。系統(tǒng)主機采用雙機熱備結(jié)構(gòu)的工業(yè)控制計算機,執(zhí)行部分采用故障-安全設計的智能型FIMI采集板和FIMO驅(qū)動板。圖2是TYTK型停車防溜控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

FIMI為32路采集模塊, FIMO為16路驅(qū)動模塊,其工作周期為200 ms。FIMI和FIMO模塊具有完善的自診斷功能,系統(tǒng)周期性檢測采集驅(qū)動回路正確與否,任意一路采集或驅(qū)動回路故障均可及時檢出。通過硬件冗余的方法,實現(xiàn)容錯目的。安全智能模塊采用雙CPU結(jié)構(gòu),通過雙CPU間比較校驗,保證命令的正確執(zhí)行。CPU負責CAN總線和控制機通信、雙CPU之間的通信、采集驅(qū)動命令的執(zhí)行以及采集驅(qū)動回路的自診斷等工作。系統(tǒng)的每一個模塊均為雙套熱備方式工作?？刂葡到y(tǒng)和安全智能IO系統(tǒng)通過CAN總線進行實時通信。信息傳輸采用CRC編碼和正反碼重傳機制等冗余技術(shù),來保證信息安全傳輸。

3 編組站尾部停車防溜控制邏輯

在編組站尾部停車線上安裝停車器,主要是防止駝峰溜放的車組沖過停車線進入尾部咽喉區(qū)。駝峰進行溜放作業(yè)時,要求停車器處于制動位;尾部編組作業(yè)時,要求停車器處于緩解位。

圖2 TYTK型停車防溜控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

停車器防溜控制系統(tǒng)的主要技術(shù)條件及基本功能如下。

1.向股道排列調(diào)車進路后,信號開放(要求離股道最近的開通股道方向的信號機必須開放),當機車或車列壓入規(guī)定的軌道區(qū)段后,控制系統(tǒng)自動向該股道的停車器發(fā)出緩解命令。該軌道區(qū)段是根據(jù)停車器動作時間確定的,以便車列到達停車器前,停車器處于緩解位置。該區(qū)段為股道頭部信號機內(nèi)方第二個區(qū)段(離股道有2個區(qū)段的走行距離)。

2.控制系統(tǒng)對停車器發(fā)出制動命令時機:當排列牽出股道的調(diào)車進路后,股道頭部信號開放,機車或車列出清股道信號機接近區(qū)段,股道頭部信號機關(guān)閉后,控制系統(tǒng)向該股道停車器發(fā)出制動命令。

3.尾部以單鉤溜放方式(建立溜放狀態(tài),信號白閃)作業(yè)時,控制系統(tǒng)不發(fā)緩解命令,停車器保持原位置。

4.當頭部溜放車輛越出可控停車器,并逸溜至股道牽出調(diào)車信號機接近區(qū)段時,系統(tǒng)能自動發(fā)出報警信號。

5.采用彩色監(jiān)視器顯示站場表示,包括停車器位置表示、進路表示、信號顯示及機車或車列占用表示。

6.系統(tǒng)增加了停車器封閉設置功能。當停車器要點維修時,可將該股道停車器設置為封閉狀態(tài),以防止計算機發(fā)出控制命令造成停車器動作,對維修人員造成傷害。

7.控制臺上設置“自動/手動”切換按鈕。手動方式時,計算機停止自動命令的發(fā)送,停車器控制完全人工操縱;自動方式時,計算機根據(jù)尾部調(diào)車作業(yè)自動控制停車器的制動和緩解,此種狀態(tài)下手動也能優(yōu)先對停車器進行控制。

4 停車防溜控制系統(tǒng)與SAM系統(tǒng)結(jié)合

4.1 系統(tǒng)結(jié)合的必要性

應用編組站綜合自動化系統(tǒng)的鐵路樞紐,各個站場配置計算機聯(lián)鎖系統(tǒng),采用集中管理、分散控制的模式,實現(xiàn)編組站作業(yè)的適度集中和人機互動。集中控制和表示系統(tǒng)是編組站自動化的核心環(huán)節(jié)。編組站樞紐內(nèi)實現(xiàn)了信息化傳輸和列車編組作業(yè)各工作環(huán)節(jié)的實時控制。舊有的使用“鐵鞋”、“人工手閘制動”模式防止車輛溜逸,既無法保證人身、設備安全,也無法實現(xiàn)防溜控制的信息化管理和實時控制。使樞紐內(nèi)編尾場的防溜控制水平落后于整個編組站的控制水平,成為整個管理系統(tǒng)的短板,從而制約編組站系統(tǒng)安全管理水平的提高。停車防溜控制系統(tǒng)必然成為編組站管理的必要組成部分。

4.2 系統(tǒng)結(jié)合方式

編組站綜合自動化控制系統(tǒng)信息網(wǎng)絡包括:控制信息網(wǎng)、綜合信息網(wǎng)、GSM-R無線通信網(wǎng)。其中控制信息網(wǎng)為安全信息傳輸網(wǎng)絡,負責全部控制信息的傳輸。停車器防溜控制系統(tǒng)屬于實時安全控制系統(tǒng),與各個站場的計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)一樣,接入控制信息網(wǎng)。由編尾計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)提供編組站的站場實時信息。停車器防溜控制系統(tǒng)根據(jù)站場實時信息經(jīng)過邏輯運算,控制室外停車器的制動、緩解等動作。停車器防溜控制系統(tǒng)接收安全信息網(wǎng)傳輸?shù)目刂泼?編組站綜合自動化控制系統(tǒng)可以向停車器防溜控制系統(tǒng)自動發(fā)送控制命令,也可以遵循集中自動控制模式下“人工干預、人控優(yōu)先”原則,接收車站信號員在站調(diào)樓集中控制臺對停車器人工操作的指令。

4.3 系統(tǒng)結(jié)合的優(yōu)勢

停車器防溜控制系統(tǒng)的主要作用是防止溜放的車組沖過停車線進入尾部咽喉區(qū)。在自動化駝峰場控制系統(tǒng)內(nèi)配置了大量調(diào)速設備,以保障駝峰頭部解體的車輛經(jīng)駝峰場溜放進入停車線時達到規(guī)定的速度,保證作業(yè)安全。可以把編組場尾部配置的停車器防溜控制系統(tǒng)作為駝峰調(diào)速設備的有益補充。停車器防溜控制系統(tǒng)與編組站綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)合,可以實現(xiàn)編組場尾部的停車器與駝峰調(diào)速設備的統(tǒng)一管理和調(diào)度,實現(xiàn)駝峰場控制人員對編組場尾場停車器設備的實時監(jiān)控,提高了編組場尾部運用的安全管理水平。

5 結(jié)束語

TYTK型停車防溜控制系統(tǒng)已經(jīng)在許多車站使用。該系統(tǒng)已在新豐鎮(zhèn)編組站,實現(xiàn)了與編組站綜合自動化系統(tǒng)的結(jié)合,系統(tǒng)投入運營后,運行穩(wěn)定,安全可靠。隨著編組站綜合自動化系統(tǒng)的成功推廣,以及鐵路系統(tǒng)對編組場尾部安全管理水平的提高, TYTK型停車防溜控制系統(tǒng)具有廣闊的應用空間。

[1] 中華人民共和國自動化駝峰技術(shù)條件.TB/T2306-2006.

[2] 趙志熙.計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)技術(shù)[M].北京:中國鐵道出版社,1999.

[3] 鐵道科學研究院通信信號研究所.TYJL-Ⅱ計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)研究報告[R].北京:鐵道科學研究院, 1997.

The hump and the tail of amarshalling yard are designed to complete the breaking-up operations and making-up operations of freight train sets.In order to prevent train sets from overrunning the stop lines and rolling into the throats at the tail of the yard,it is indispensable to deploy an anti-slip retarder control system at the tail of the yard.Thus,we developed TYTK type anti-slip retarder control system,which can be connected with Synthetic Automation ofMarshalling Yard.

Marshalling yard;Synthetic automation;Anti-slip retarder;Control system

*中國鐵道科學研究院通信信號研究所助理研究員,100081北京

2011-01-21

(責任編輯:張 利)