鐵路既有線接軌站遠(yuǎn)程控制新建專用線站聯(lián)鎖設(shè)備方案

陳 煜 王 超

為實(shí)現(xiàn)鐵路既有線接軌站遠(yuǎn)程控制新建專用線站信號(hào)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)鐵路專用線、專用鐵道車站 “路企直通”，滿足運(yùn)輸直進(jìn)直出、提高專用線、專用鐵道的運(yùn)行效率，以及減少運(yùn)輸一線人員的需要，烏魯木齊局在專用線鐵路建設(shè)中，從運(yùn)輸作業(yè)方式的實(shí)際需求出發(fā)，選擇信號(hào)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)配置采用遠(yuǎn)程控制方式，實(shí)現(xiàn)了同樓集中辦公的目標(biāo)。方案結(jié)合中國鐵道科學(xué)研究院計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖事業(yè)部在羅鉀站、花園子站及其他多條專用線的實(shí)施方案，進(jìn)行設(shè)備比選，在運(yùn)用實(shí)踐中推出KVM遠(yuǎn)程控制臺(tái)方案，值得借鑒推廣。

1 企業(yè)站與接軌站的銜接方式

工礦企業(yè)由于運(yùn)輸作業(yè)的需要，設(shè)置企業(yè)站。企業(yè)站需要接入鐵路車站，通過接軌站辦理工礦企業(yè)貨物、車輛交接和取送車作業(yè)。企業(yè)站與接軌站的銜接類型一般可歸納為如下2種：

1.企業(yè)站直接連接到接軌站正線，屬于直發(fā)站型，典型的直發(fā)站型連接方式如圖1所示。

圖1 企業(yè)站與接軌站銜接的方式一

2.企業(yè)站與接軌站相連接，通過接軌站到發(fā)線連接到正線，典型站型連接方式如圖2所示。

1.1 信號(hào)機(jī)設(shè)置

一般情況下，企業(yè)站的股道就是接軌站的發(fā)車線，股道設(shè)有發(fā)車信號(hào)機(jī)。股道名稱可順著接軌站編號(hào)，也可將企業(yè)站按 “場號(hào)＋股道”的方式編號(hào)，道岔編號(hào)也要加場號(hào)。若企業(yè)站接車口處與接軌站接車口處的距離大于1200m時(shí)，應(yīng)在企業(yè)站接車口處增設(shè)接車進(jìn)路信號(hào)機(jī)，股道上設(shè)發(fā)車進(jìn)路信號(hào)機(jī)。

圖2 企業(yè)站與接軌站銜接的方式二

1.2 閉塞方式

企業(yè)站和接軌站之間的站間聯(lián)系方式如下：

1.企業(yè)站與接軌站間能裝設(shè)預(yù)告信號(hào)機(jī)時(shí)，兩站間可采用半自動(dòng)閉塞或自動(dòng)站間閉塞；若不能裝設(shè)預(yù)告信號(hào)機(jī)，可采用站間聯(lián)系電路。

2.企業(yè)站與接軌站間除了列車進(jìn)路外，如還有調(diào)車作業(yè)需求，一般聯(lián)系方式采用場間照查電路解決，但企業(yè)站與接軌站聯(lián)絡(luò)線長度應(yīng)控制在2.4km以內(nèi)。

3.當(dāng)企業(yè)站不具備行車辦理?xiàng)l件，或與接軌站距離較近時(shí)，兩站間按站 （場）間調(diào)車照查方式解決。

2 現(xiàn)有的企業(yè)站聯(lián)鎖設(shè)備解決方案

2.1 聯(lián)鎖設(shè)備方案

1.設(shè)置獨(dú)立聯(lián)鎖。企業(yè)站設(shè)置一套計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，運(yùn)輸作業(yè)在企業(yè)站完成。此方式的優(yōu)點(diǎn)是：傳統(tǒng)方式，自成一體。缺點(diǎn)是：對(duì)于站小、運(yùn)量小的企業(yè)站，需設(shè)有運(yùn)輸相關(guān)人員，效率低。

2.專用線設(shè)備納入接軌站控制。企業(yè)站道岔、信號(hào)機(jī)、軌道電路直接納入到接軌站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)控制。這種基于電纜的傳輸方式，具有安全、簡單、便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，適用于近距離的企業(yè)站直接納入接軌站控制，但傳輸距離比較有限，傳輸?shù)臈l件對(duì)象數(shù)量也明顯受到電纜及其施工成本的限制。當(dāng)距離超過3.5km時(shí)，轉(zhuǎn)轍機(jī)的影響較大，即使采用交流轉(zhuǎn)轍機(jī)也不能完全解決問題，特別是使用數(shù)年后，隨著電纜性能的下降，絕緣值降低，轉(zhuǎn)轍機(jī)轉(zhuǎn)換故障率高。

3.區(qū)域聯(lián)鎖設(shè)備。在其中的一個(gè)大站 （即主站），對(duì)本站及管轄范圍內(nèi)的其他車站 （即子站），通過一套聯(lián)鎖設(shè)備統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖控制，聯(lián)鎖的運(yùn)算由主站完成，子站只設(shè)執(zhí)行表示設(shè)備。區(qū)域聯(lián)鎖與單獨(dú)車站相比，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且不便于改造。由于后期維修和管理相互影響大，而且故障處理復(fù)雜程度加大，目前已經(jīng)不再推行采用。

4.遠(yuǎn)程控制終端方式。企業(yè)站的聯(lián)鎖不納入接軌站的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，而是單獨(dú)設(shè)置一套計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)。該聯(lián)鎖系統(tǒng)在異地遠(yuǎn)端 （接軌站）設(shè)置一套操作顯示設(shè)備，遠(yuǎn)程端的操作顯示終端通過信息安全傳輸，與企業(yè)站的操作顯示設(shè)備通信，實(shí)現(xiàn)企業(yè)站聯(lián)鎖設(shè)備的集中操作管理。在遠(yuǎn)程運(yùn)轉(zhuǎn)室內(nèi)增設(shè)控顯設(shè)備 （以下稱為遠(yuǎn)程控顯），并通過以太網(wǎng)與本站運(yùn)轉(zhuǎn)室內(nèi)的控顯設(shè)備進(jìn)行通信。本站運(yùn)轉(zhuǎn)室內(nèi)的控顯設(shè)備 （以下稱為車站控顯）保留作為熱備設(shè)備。

主要功能描述：遠(yuǎn)程控顯具備車站控顯的操作與表示功能，采用雙機(jī)熱備模式，雙機(jī)均與車站控顯保持通信；遠(yuǎn)程控顯與車站控顯操作權(quán)限需由人工切換，不能同時(shí)操作；遠(yuǎn)程終端與車站控顯間的控制權(quán)限，通過專用的切換按鈕切換，權(quán)限轉(zhuǎn)換按鈕的操作需要鉛封記錄。

鐵路專用線企業(yè)站信號(hào)聯(lián)鎖的管理方式為：平時(shí)企業(yè)站控制室采用封閉方式，由車務(wù)和電務(wù)共同管理；維修時(shí)，由車務(wù)啟封，電務(wù)登記后實(shí)現(xiàn)企業(yè)站直接操控設(shè)備，也可以在接軌站直接操控。

5.集中操控系統(tǒng)方式。集中操控是計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)通過操作表示機(jī)與集中操控系統(tǒng)的接口，實(shí)現(xiàn)一個(gè)技術(shù)站對(duì)周邊相關(guān)站/車場聯(lián)鎖設(shè)備的遠(yuǎn)程集中控制。集中操控系統(tǒng)的特點(diǎn)：①系統(tǒng)集中操控范圍內(nèi)各站/場的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖均為獨(dú)立設(shè)置的聯(lián)鎖系統(tǒng)；②計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖通過操作表示層實(shí)現(xiàn)與集中操控系統(tǒng)的連接，各站/場及站/場間的聯(lián)鎖關(guān)系仍完全由聯(lián)鎖系統(tǒng)保證；③系統(tǒng)具備集控和分控2種模式，模式間可以相互轉(zhuǎn)換；④集中操控系統(tǒng)的安全性、可靠性指標(biāo)應(yīng)達(dá)到計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖操作表示層的相應(yīng)要求。

2.2 設(shè)備比選

若企業(yè)站信號(hào)機(jī)械室距接軌站最遠(yuǎn)端道岔不超過3km，且企業(yè)站規(guī)模不超過3股道時(shí)，宜采用專用線設(shè)備直接納入接軌站聯(lián)鎖設(shè)備的控制方式。

若企業(yè)站規(guī)模不超過3股道時(shí)，或企業(yè)站信號(hào)機(jī)械室距接軌站最遠(yuǎn)端道岔3km以上時(shí)，企業(yè)站可采用獨(dú)立聯(lián)鎖，宜采用遠(yuǎn)程控制終端方式。

一個(gè)接軌站可引出多條專用線，接入接軌站的數(shù)量一般不超過3個(gè)；若超過3個(gè)時(shí)，接軌站可增設(shè)集中操控系統(tǒng)。

若聯(lián)鎖道岔距離接軌站信號(hào)機(jī)械室在5km以上，且為線路上的分歧道岔，組數(shù)在5組及以下，可以采用集中控制聯(lián)鎖，不宜選擇區(qū)域控制聯(lián)鎖方式。

3 基于KVM設(shè)備的技術(shù)方案

3.1 KVM設(shè)備及特點(diǎn)

KVM由發(fā)送器 （VGA－T）和接收器 （VGA－R）組成，通過一芯單模光纖傳輸VGA、Audio、PS/2、串口鼠標(biāo)等信號(hào)。在系統(tǒng)應(yīng)用中，把VGA數(shù)字視頻信號(hào)、音頻信號(hào)、PS/2、串口鼠標(biāo)等信號(hào)進(jìn)行遠(yuǎn)距離、無失真的并行傳輸，有的KVM產(chǎn)品可將信號(hào)傳輸80km。KVM設(shè)備主要由一對(duì)傳送端與接收端設(shè)備組成，分別位于本地端和遠(yuǎn)程控制端，傳送端和接收端通過傳輸通道 （光纜）連接，傳送端和接收端都提供視頻、鍵盤、鼠標(biāo)等接口。KVM的性能特點(diǎn)如下：

1.全數(shù)字、無壓縮、高清傳輸。

2.支持1路VGA輸入、1路本地環(huán)出，2路遠(yuǎn)端輸出。

3.支持1路立體聲音頻輸入、1路本地環(huán)出，1路遠(yuǎn)端輸出。

4.支持2路PS/2鼠標(biāo)鍵盤。

5.支持2路串口鼠標(biāo)。

6.千兆光纖傳輸技術(shù)。

7.內(nèi)置電涌和靜電保護(hù)、三級(jí)防雷設(shè)計(jì)。

8.無需軟件設(shè)置，支持即插即用功能，支持熱插拔。

KVM采用光纖傳輸，在長距離傳輸和特殊環(huán)境等方面優(yōu)勢(shì)明顯。

3.2 基于KVM的聯(lián)鎖系統(tǒng)架構(gòu)

基于KVM的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)仍維持基本聯(lián)鎖設(shè)備的4層結(jié)構(gòu)：邏輯運(yùn)算層、輸入輸出層、操作顯示層、遠(yuǎn)端操作顯示層。遠(yuǎn)程控顯方式的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 基于KVM遠(yuǎn)距離控制臺(tái)方式的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖

3.3 遠(yuǎn)距離控制臺(tái)硬件冗余設(shè)計(jì)

遠(yuǎn)端操作顯示層由雙套控制臺(tái)組成，主要由2套在車務(wù)操作值班室內(nèi)的顯示器、鼠標(biāo)、音箱及相應(yīng)的車務(wù)控制臺(tái)構(gòu)成。KVM設(shè)備負(fù)責(zé)傳輸鍵盤、語音、視頻顯示和鼠標(biāo)、電流表數(shù)據(jù)等信息。具體設(shè)計(jì)如下：

1.遠(yuǎn)程端控制臺(tái)和本地端操作機(jī)，通過KVM設(shè)備以光纜方式通信。遠(yuǎn)端信號(hào)樓設(shè)置2臺(tái)KVM，分別與本地的2臺(tái)KVM連接，站間通過光纜進(jìn)行通信，光纖一般采用SC型單模光纖，其設(shè)備的連接方式如圖4所示。

圖4 KVM遠(yuǎn)程控顯方案本地和遠(yuǎn)端的連接圖

2.KVM延長器硬件連接中，KVM設(shè)備需要最少8芯獨(dú)立光纖。KVM光端設(shè)備使用4芯，每個(gè)電流表2芯，備用2芯。如工程允許建議預(yù)留12芯光纖。

3.4 與其他系統(tǒng)的接口

1.與TDCS/CTC系統(tǒng)接口。CTC系統(tǒng)自律機(jī)/TDCS分機(jī)一般設(shè)置在本地端。聯(lián)鎖系統(tǒng)與TDCS/CTC系統(tǒng)的接口一般通過本地端的操作機(jī)連接。

2.與信號(hào)集中監(jiān)測系統(tǒng)接口。與信號(hào)集中監(jiān)測CSM系統(tǒng)通過本地端的維修機(jī)實(shí)現(xiàn)連接。

3.與無線調(diào)車機(jī)車信號(hào)和監(jiān)控系統(tǒng)的接口。與無線調(diào)車機(jī)車信號(hào)和監(jiān)控系統(tǒng)STP，通過本地操作機(jī)或設(shè)在本地端的專用通信接口機(jī)實(shí)現(xiàn)連接。

4 結(jié)論

基于KVM的遠(yuǎn)距離控制臺(tái)方案，解決了工程實(shí)施中的一些技術(shù)問題，是一種新型遠(yuǎn)程控制方案，其可靠性方面還需在工程實(shí)踐中進(jìn)一步檢驗(yàn)。

［1］ 中華人民共和國鐵道部.運(yùn)基信號(hào)［2011］299號(hào).技術(shù)站集中操控技術(shù)原則（暫行）［S］.2011.

［2］ 中華人民共和國鐵道部.TB/T 3027－2002.計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖技術(shù)條件［S］.2002.