鐵路車站信號遠程控制的研究與應用

全毅

（中鐵十一局集團電務工程有限公司 湖北武漢 430074）

鐵路車站信號遠程控制的研究與應用

全毅

（中鐵十一局集團電務工程有限公司 湖北武漢 430074）

鐵路信號控制系統(tǒng)對于保證鐵路運輸系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行有著重要的意義，其經(jīng)過機械聯(lián)鎖、繼電聯(lián)鎖的階段以后，隨著容錯技術(shù)、電子技術(shù)的快速發(fā)展，計算機連鎖系統(tǒng)的應用越來越廣泛。本文簡要介紹了鐵路信號系統(tǒng)，并就遠程通信技術(shù)以及計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)兩種技術(shù)在鐵路車站信號控制中的具體應用。

遠程控制通信技術(shù)；鐵路信號系統(tǒng)；應用

1 引言

近年來鐵路系統(tǒng)建設日益完善，各線路段間的交叉復雜度更高，一般會存在多個道岔連接多條路段，這樣就對道岔以及信號機的控制性能提出了更高的要求，通過有效的控制，來提高調(diào)車與行車的安全性。鐵路信號控制水平比較高，但是在實際應用中，控制水平十分有限，并不能完全滿足實際發(fā)展需求，還需要就鐵路信號遠程控制技術(shù)升級做更進一步的研究。

2 鐵路信號控制分析

鐵路信號即利用特定物體顏色、位置以及形狀等信息，或者音響、儀表等設備向鐵路人員傳達機車車輛運行狀態(tài)，確保工作人員能夠及時了解行車指示與命令，并以機車實際運行狀態(tài)為基礎(chǔ)，采取相應的控制措施，確保車輛行駛的安全性。鐵路信號為行車安全技術(shù)與設備重要部分，從技術(shù)上進行分析，可以將其看做為鐵路上信號顯示、聯(lián)鎖、閉塞設備的總稱?，F(xiàn)在隨著而鐵路系統(tǒng)的快速發(fā)展，鐵路信號技術(shù)也在不斷完善，對于提高鐵路區(qū)間與車站通過能力，以及改善鐵路工作條件具有重要意義，鐵路信號控制逐漸成為了一種現(xiàn)代化科學管理手段。

3 遠程控制通信技術(shù)在鐵路信號控制中的應用

3.1 鐵路信號系統(tǒng)的遠程控制通信設計

（1）關(guān)聯(lián)系統(tǒng)通信設計。關(guān)聯(lián)系統(tǒng)通信設計重點在于互聯(lián)網(wǎng)和局域網(wǎng)內(nèi)部計算機系統(tǒng)、局域網(wǎng)內(nèi)各個計算機系統(tǒng)之間的遠程通信，其主要通過RS485、RS232等通信形式來實現(xiàn)，互聯(lián)網(wǎng)和計算機局域網(wǎng)之間利用socket接口進行遠程通信，互聯(lián)網(wǎng)與單機計算機利用Internet專網(wǎng)連接、ADSL或者串口撥號等形式來實現(xiàn)。

（2）控制設備層和監(jiān)控站通信設計。鐵路信號系統(tǒng)監(jiān)控站中的PLC設備和聯(lián)鎖機利用串口進行連接，用于傳輸大量的安全數(shù)據(jù)，由于PLC和聯(lián)鎖機之間簽署有CCM傳輸協(xié)議，這種協(xié)議的可靠性和安全性較高，以聯(lián)鎖機為主，PLC定時向聯(lián)鎖機發(fā)送數(shù)據(jù)。同時，為了保障傳輸數(shù)據(jù)的安全性和可靠性，可以利用兩次相同的數(shù)據(jù)發(fā)送給聯(lián)鎖機，用于屏蔽鐵路信號系統(tǒng)中的各種干擾，這種通信流程還可以有效監(jiān)督PLC和聯(lián)鎖機的運行狀況。首先對PLC中寄存器進行檢查，利用聯(lián)鎖機位鍵對寄存器進行復位，如果PLC沒有及時置位，則可判斷PLC出現(xiàn)問題或者異常；如果聯(lián)鎖機沒有及時置位，則可判斷聯(lián)鎖機運行異常，根據(jù)報警信號及時進行解決處理，確保鐵路信號系統(tǒng)的可靠性和安全性。

（3）控制設備層通信設計。控制設備層通過利用現(xiàn)場總線技術(shù)，在工業(yè)現(xiàn)場合理設置各個I/O模塊，利用智能型分布式I/O模塊將輸入信號轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)信號，現(xiàn)場各個子站通過一根電纜線路進行連接，控制室監(jiān)控設備快速、穩(wěn)定地接收現(xiàn)場信號，如圖1所示。在計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)中，I/O遠程通信模塊和主控模塊為從主結(jié)構(gòu)，主要利用現(xiàn)場總線的PROFIBLS網(wǎng)絡實現(xiàn)通信。

圖1 現(xiàn)場總線技術(shù)

3.2 應用實踐

（1）在平交道口的應用。遠程控制通信技術(shù)在鐵路信號系統(tǒng)中的應用，結(jié)合時間間隔，主控中心可以實時查詢鐵路道口運行狀況，通過整理和分析大量查詢信息，選擇有價值信息反饋給距離道口較近的列車，并且主控中心采集列車位置信號和列車行駛速度信息時，按照列車通過道口以后的時間，結(jié)合列車最大行駛速度、累積運行線路和實際列車運行情況進行計算和分析，利用遠程控制通信技術(shù)及時獲取列車通過道口的信息，確保其運行的安全性，提高列車在平交道口的通過率。

（2）在中繼器的應用。近年來，我國鐵路事業(yè)快速發(fā)展，但是通信基站在每個鐵路上的建設比較緩慢，而鐵路信號系統(tǒng)的利用可以發(fā)通信基站在鐵路的重要作用，并且有效減少設備投資費用，通信基站通過中繼器可以接收和發(fā)送射頻信號，還可以利用遠程控制通信技術(shù)實現(xiàn)對基站區(qū)設備、車輛和線路的信息通信，加強基站的管理。

（3）在微機聯(lián)鎖的應用。遠程控制通信技術(shù)在微機聯(lián)鎖中的應用，主控中心接收道岔情況信息和信號機閉鎖狀態(tài)信息，通過道旁接口單元來接收主控中心發(fā)出的控制指令，實現(xiàn)對道岔和信號機的有效控制。同時，通過遠程控制無線通信信號，實現(xiàn)道旁接口單元和控制中心之間聯(lián)系，通過電纜線路實現(xiàn)接口單元和現(xiàn)場設備之間的連接，從而有效地輔助、檢測和控制子系統(tǒng)。另外，對于一些大型車站，各種影響因素較多，容易對無線通信信號造成較大干擾，而通過利用遠程控制通信技術(shù)可以有效解決這個問題，因此為未來發(fā)展過程中應加大對遠程控制通信技術(shù)在微機聯(lián)鎖中的應用研究。

4 計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)在鐵路信號遠程控制的應用

4.1 車站計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)組成及功能

4.1.1 下位聯(lián)鎖邏輯處理子系統(tǒng)

包括聯(lián)鎖處理計算機（SIC）層、智能I/O層、電源層、倒機控制層、網(wǎng)絡層。主要功能描述：完成所有的聯(lián)鎖運算、完成二乘二取二系統(tǒng)機制、完成通信功能、現(xiàn)場信號設備采集、現(xiàn)場信號設備輸出等。

4.1.2 操作員站子系統(tǒng)（OPS）

系統(tǒng)在運行的過程中使用了兩臺可靠性非常強的工業(yè)控制計算機，將其當做操作站，如果一臺主機出現(xiàn)了故障，系統(tǒng)可以瞬間轉(zhuǎn)換到另一臺主機上面，同時在切換的過程中不會對正常的作業(yè)產(chǎn)生任何不利的影響。在系統(tǒng)運行的過程中，兩臺主機主要是借助相互獨立的雙以太網(wǎng)段和聯(lián)鎖子系統(tǒng)進行緊密的連接，每一臺主機通常都要設置一臺清晰度和分辨率都非常高的液晶顯示器，一個鍵盤，一個鼠標等等，同時還要保證雙機在線熱設備操作的質(zhì)量和水平。也就是說要車站的值班員可以同時在兩臺主機上完成對應的操作，同時也可以按照工作的具體要求來設置一臺主機和一臺備用設備，在經(jīng)過了全面的審核和授權(quán)之后，系統(tǒng)可以遙控設備在其他站的操作以及具體的功能應用。

4.1.3 電務維護子系統(tǒng)（HDS）

由于車站電務維修人員在很多時候?qū)Ρ容^先進的網(wǎng)絡技術(shù)并不能夠十分嫻熟的掌握，所以采取有效的措施向維修人員提供一套完整性相對較高的可視化界面來做好系統(tǒng)的維護工作可以十分有效的保證計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)功能的正常發(fā)揮。HDS系統(tǒng)在運行的過程中主要采用了堅固性強，可靠性高的工業(yè)控制計算機和仿真的人性化操作界面，維修人員在實際的工作中只需要對設備進行非常簡單便捷的操作，就可以對所有部分的運行狀況進行有效的監(jiān)測。HDS在應用的過程中也可以被當做網(wǎng)關(guān)，系統(tǒng)當中所有的數(shù)據(jù)都可以借助HDS和其他的系統(tǒng)形成信息交換，同時其還能夠根據(jù)使用的需要對歷史信息進行回顧。此外，如果設備出現(xiàn)了故障，系統(tǒng)還能及時的提出預警，這樣也就為現(xiàn)場故障的維修提供更加科學合理的依據(jù)。

4.2 應用實踐

①聯(lián)鎖系統(tǒng)可以借助大屏幕顯示器向操作人員提供更加全面和直觀的信息，比如站場的基本圖形顯示和現(xiàn)場信號設備的運行狀態(tài)等等，值班人員操作的整個流程也能清晰的顯示出來。②結(jié)合功能。所說的結(jié)合功能通常就是指計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)采用標準化的通信接口板、網(wǎng)絡接口板和符合標準要求的通信規(guī)程，可以直接和現(xiàn)代化信息處理系統(tǒng)充分的聯(lián)結(jié)在一起，從而完成數(shù)據(jù)交換環(huán)節(jié)，這樣也就使得生產(chǎn)現(xiàn)場也能夠了解到站場最新的變化情況。③微機聯(lián)鎖系統(tǒng)在運行的過程中通常將故障—安全原則當成是最為重要的內(nèi)容，也就是說在系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時候，系統(tǒng)可以自動的保證信號的安全，阻止信號升級，這樣一來也增強了系統(tǒng)的安全性。

5 結(jié)束語

我國的鐵路事業(yè)在不斷的發(fā)展，在這樣的情況下對鐵路信號控制技術(shù)也有了更高的要求，在研究人員長期的努力下出現(xiàn)了各類控制技術(shù)，這些技術(shù)的應用使得鐵路信號的運行質(zhì)量得到了顯著的提升，同時也保證了鐵路系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，為我國鐵路事業(yè)的健康發(fā)展提供了非常好的條件。

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[3]徐恒亮，李強.CAD二次開發(fā)在鐵路車站信號工程設計中應用的研究[J].鐵路計算機應用，2011，20（3）：50～52.

U284.5

A

1004-7344（2016）11-0145-02

2016-4-1

全 毅（1988-），男，助理工程師，研究生，主要從事鐵路信號工作。