鐵路車站列車信號機(jī)傳統(tǒng)點(diǎn)燈電路電子化點(diǎn)燈模塊研究設(shè)計

張玉霞

摘 要：本文在分析鐵路車站列車信號機(jī)傳統(tǒng)點(diǎn)燈電路電子化點(diǎn)燈模塊功能需求的基礎(chǔ)上，對其硬件和軟件進(jìn)行了研究設(shè)計，并對列車信號機(jī)傳統(tǒng)點(diǎn)燈電路電子化點(diǎn)燈模塊點(diǎn)燈功能的實(shí)現(xiàn)及其可靠性和安全性設(shè)計進(jìn)行了詳細(xì)闡述。

關(guān)鍵詞：列車信號機(jī)；電子化點(diǎn)燈模塊

中圖分類號： U284.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）16-168-2

0 引言

鐵路車站中列車信號、進(jìn)路、道岔三者之間的聯(lián)鎖控制發(fā)展經(jīng)歷了三大發(fā)展階段，分別是機(jī)械聯(lián)鎖控制、電氣集中聯(lián)鎖控制、計算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)。限于當(dāng)時的電子技術(shù)發(fā)展水平，和對鐵路運(yùn)營安全的考慮，計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)依然選擇將繼電器電路作為執(zhí)行電路。這些計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的特點(diǎn)是由計算機(jī)保證聯(lián)鎖、由繼電器電路來執(zhí)行聯(lián)鎖系統(tǒng)下發(fā)的聯(lián)鎖命令。正是由于整個計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)中保留了一部分重彈力式繼電器，使得計算機(jī)智能化的特點(diǎn)無法充分體現(xiàn)。為了突出計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的職能化特征，也為了使計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)具有更高的可靠性和安全性，有必要研制一種電子化的執(zhí)行模塊來替代由繼電器構(gòu)成的執(zhí)行電路。

本文重點(diǎn)對列車信號機(jī)傳統(tǒng)繼電器式點(diǎn)燈電路進(jìn)行了電子化研究設(shè)計。

1 列車信號機(jī)傳統(tǒng)點(diǎn)燈電路電子化點(diǎn)燈模塊總體設(shè)計

鐵路車站的列車信號機(jī)包括進(jìn)站信號機(jī)、帶調(diào)車信號的兩方向的出站信號機(jī)以及進(jìn)路信號機(jī)，這些列車信號機(jī)傳統(tǒng)的點(diǎn)燈電路都是由繼電器控制的。結(jié)合列車信號機(jī)傳統(tǒng)點(diǎn)燈電路實(shí)現(xiàn)的功能，電子化、智能化、模塊化后的列車信號機(jī)點(diǎn)燈電路應(yīng)該具備如下功能：

①能與計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)進(jìn)行信息交換，接收由計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)中聯(lián)鎖主機(jī)下發(fā)的列車信號機(jī)點(diǎn)燈指令，同時還要實(shí)時地給聯(lián)鎖主機(jī)上傳列車信號機(jī)點(diǎn)燈狀態(tài)；

②能實(shí)時監(jiān)測列車信號機(jī)點(diǎn)燈電流和列車信號機(jī)的點(diǎn)燈狀態(tài)；

③每個列車信號機(jī)電子化模塊可以控制1架列車信號機(jī)，最多可以點(diǎn)H、U、L、2U、YB、2L、DB 7個燈位；

④電子化模塊要實(shí)時進(jìn)行自檢，當(dāng)電子化電路自身出現(xiàn)故障時必須自動輸出安全側(cè)點(diǎn)燈信息，即點(diǎn)紅燈；

⑤不給出亂顯示；

⑥將AC220V電源轉(zhuǎn)換為AC16V，作為列車信號機(jī)點(diǎn)燈電源。

根據(jù)列車信號機(jī)電子化點(diǎn)燈模塊所具備的功能，和列車信號機(jī)傳統(tǒng)控制電路的運(yùn)用技術(shù)條件，鐵路車站列車信號機(jī)傳統(tǒng)點(diǎn)燈電路電子化點(diǎn)燈模塊總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

鐵路車站列車信號機(jī)傳統(tǒng)點(diǎn)燈電路電子化點(diǎn)燈模塊主要由通信電路、微處理器、列車信號機(jī)點(diǎn)燈主控回路、主控回路狀態(tài)監(jiān)測電路、信號點(diǎn)燈狀態(tài)監(jiān)測電路以及報警指示電路構(gòu)成。

圖1中，通信電路在聯(lián)鎖主機(jī)和微處理器間進(jìn)行信息傳遞，這些信息包括聯(lián)鎖主機(jī)下達(dá)的點(diǎn)燈指令、表示和報警信息以及主控回路和其他電路的運(yùn)行狀態(tài)信息；主控回路根據(jù)聯(lián)鎖主機(jī)下達(dá)的點(diǎn)燈指令，控制列車信號機(jī)燈泡的點(diǎn)亮和熄滅；信號點(diǎn)燈狀態(tài)監(jiān)測電路用來對列車信號機(jī)信號點(diǎn)燈狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測；主控回路狀態(tài)監(jiān)測電路用來對列車信號機(jī)電子化模塊中與安全控制相關(guān)的元器件進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測；報警指示電路在列車信號機(jī)電子化點(diǎn)燈模塊或者列車信號機(jī)故障時及時地給出對應(yīng)的報警信息。

2 列車信號機(jī)電子化點(diǎn)燈模塊硬件電路設(shè)計

根據(jù)列車信號機(jī)傳統(tǒng)點(diǎn)燈電路電子化點(diǎn)燈模塊總體設(shè)計框圖，其硬件電路設(shè)計包括通信電路設(shè)計、主控電路設(shè)計、主控回路狀態(tài)監(jiān)測電路、列車信號機(jī)點(diǎn)燈狀態(tài)監(jiān)測電路以及報警指示燈。下面主要對列車信號機(jī)電子化模塊點(diǎn)燈主控電路進(jìn)行介紹。

列車信號機(jī)傳統(tǒng)點(diǎn)燈電路電子化模塊的點(diǎn)燈主控電

本文研究設(shè)計的列車信號機(jī)傳統(tǒng)點(diǎn)燈電路電子化模塊總共需要控制7個燈位的顯示，分別是H燈、U燈、L燈、2U燈、YB燈、2L燈以及DB燈。由于列車信號模塊所控制的7個燈位（H燈、U燈、L燈、2U燈、YB燈、2L燈以及DB燈）中有需要與其他燈位配合點(diǎn)亮的，也有需要單獨(dú)點(diǎn)亮的，所以將其控制的7個燈位進(jìn)行分組控制，將需要單獨(dú)點(diǎn)亮的H燈、DB燈、U燈和L燈作為第一組進(jìn)行控制，將需要與第一組中有關(guān)燈位同時點(diǎn)亮的YB燈、2U燈和2L燈三個燈位作為第二組進(jìn)行控制。

3 列車信號機(jī)傳統(tǒng)點(diǎn)燈電路電子化點(diǎn)燈模塊軟件設(shè)計

鐵路車站列車信號機(jī)傳統(tǒng)點(diǎn)燈電路電子化點(diǎn)燈模塊的軟件設(shè)計，根據(jù)電子化點(diǎn)燈模塊的控制功能，遵照控制軟件工程方法規(guī)范，采用了模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計。

根據(jù)鐵路車站列車信號機(jī)傳統(tǒng)點(diǎn)燈電路電子化點(diǎn)燈模塊要實(shí)現(xiàn)的功能和硬件整體設(shè)計，鐵路車站列車信號機(jī)傳統(tǒng)點(diǎn)燈電路電子化點(diǎn)燈模塊的軟件主要分為兩大塊，分別是控制軟件和監(jiān)測軟件。其控制軟件包括電子化點(diǎn)燈模塊上電自檢模塊、初始化模塊、通信模塊、點(diǎn)燈命令處理模塊、點(diǎn)燈控制模塊；監(jiān)測模塊包括列車信號機(jī)點(diǎn)燈狀態(tài)監(jiān)測模塊、點(diǎn)燈主控回路狀態(tài)監(jiān)測模塊以及監(jiān)測信息接收處理模塊。其中點(diǎn)燈控制軟件主要負(fù)責(zé)硬件的控制輸出、輸入信號的采集和邏輯處理，以實(shí)現(xiàn)列車信號機(jī)傳統(tǒng)點(diǎn)燈電路電子化點(diǎn)燈模塊對列車信號機(jī)的顯示控制功能。

4 電子化點(diǎn)燈模塊可靠性和安全性設(shè)計

為了保證鐵路車站列車信號機(jī)傳統(tǒng)點(diǎn)燈電路電子化點(diǎn)燈模塊具有高的可靠性和安全性，進(jìn)行了如下設(shè)計：

4.1 電子化點(diǎn)燈模塊采用“2取2”的安全結(jié)構(gòu)

根據(jù)鐵路車站列車信號機(jī)傳統(tǒng)點(diǎn)燈電路電子化點(diǎn)燈模塊需要完成的功能和列車信號機(jī)點(diǎn)燈控制電路的運(yùn)用技術(shù)條件，鐵路車站列車信號機(jī)傳統(tǒng)點(diǎn)燈電路電子化點(diǎn)燈模塊采用“2取2”的安全結(jié)構(gòu)，模塊的整體結(jié)構(gòu)首先保證了其具有高的安全性。

4.2 點(diǎn)燈控制電路選用安全型繼電器作為主控元器件

鐵路車站列車信號機(jī)傳統(tǒng)點(diǎn)燈電路電子化點(diǎn)燈模塊主控電路選用選用帶強(qiáng)制導(dǎo)向接點(diǎn)的小型纖細(xì)型安全繼電器。其機(jī)械壽命高達(dá)1000萬次以上，是帶有強(qiáng)制斷開接點(diǎn)的安全型板載繼電器。在線圈無勵磁的狀態(tài)下，該繼電器的常開接點(diǎn)熔接后所有的常閉接點(diǎn)將保持0.5mm以上的接點(diǎn)間隔；同樣地，在線圈勵磁狀態(tài)下，常閉接點(diǎn)熔接后所有的常開接點(diǎn)將保持0.5mm以上的接點(diǎn)間隔。這一特性保證了該繼電器某一個接點(diǎn)的故障不會導(dǎo)致其他接點(diǎn)出現(xiàn)同樣的故障，為鐵路車站列車信號機(jī)傳統(tǒng)點(diǎn)燈電路電子化點(diǎn)燈模的可靠性和安全性提供了另一重保障。

4.3 點(diǎn)燈控制電路采用雙斷法

鐵路車站列車信號機(jī)傳統(tǒng)點(diǎn)燈電路電子化點(diǎn)燈模塊所有燈位點(diǎn)燈控制回路的去線和回線上都對稱設(shè)置了2個安全型繼電器，可以實(shí)現(xiàn)不同點(diǎn)燈回路的安全可靠切換。這樣可以避免只有去線或只有回線混線時造成誤點(diǎn)燈現(xiàn)象，還可以避免在一個繼電器故障的情況下模塊出現(xiàn)錯誤點(diǎn)燈或所控?zé)粑徊皇芸刂频默F(xiàn)象。

5 結(jié)論

本文結(jié)合鐵路車站列車信號機(jī)點(diǎn)燈控制的工程實(shí)踐對列車信號機(jī)傳統(tǒng)點(diǎn)燈電路電子化點(diǎn)燈模塊的進(jìn)行了研究設(shè)計。模塊滿足鐵路車站列車信號機(jī)點(diǎn)燈電路的各項(xiàng)運(yùn)營技術(shù)條件，能很好地實(shí)現(xiàn)鐵路車站列車信號機(jī)傳統(tǒng)點(diǎn)燈控制電路的電子化、智能化和模塊化。