鐵路大站及區(qū)間信號自動控制系統(tǒng)模擬模型的研究

摘要：隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國的鐵路交通運輸事業(yè)也取得了顯著進步。由于要適應(yīng)當(dāng)前快速發(fā)展的鐵路運輸事業(yè)，提出了鐵路大站及區(qū)間信號自動控制系統(tǒng)計算機模擬模型結(jié)構(gòu)，在這種系統(tǒng)機構(gòu)的基礎(chǔ)上可以建立區(qū)間的車站聯(lián)鎖子模型和自動閉塞子模型，最大程度的滿足車站工作人員技能培訓(xùn)的需要。本文主要通過分析鐵路大站及區(qū)間信號自動控制系統(tǒng)模擬模型的結(jié)構(gòu)，探究雙線區(qū)間自動閉塞子模型和車站聯(lián)鎖子模型。

關(guān)鍵詞：鐵路大站；區(qū)間信號；自動控制系統(tǒng)模擬模型

U284

隨著計算機信息技術(shù)的不斷發(fā)展，鐵路運輸行業(yè)開始廣泛的應(yīng)用計算機來模擬鐵路列車的動態(tài)運行和車站作業(yè)等。在模擬實踐的基礎(chǔ)上，獲取精準(zhǔn)的列車運行參數(shù)進行研究，對鐵路運輸以及車站作業(yè)進行調(diào)整或改造。尤其是在車站作業(yè)的過程中，鐵路的信號設(shè)備發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，根據(jù)鐵路信號的運作規(guī)律進行信號的模擬分離，可以與列車運行狀態(tài)建立鐵路信號控制模擬系統(tǒng)，保證列車運行的精準(zhǔn)性，還可以為車站工作人員和鐵路運輸專業(yè)學(xué)生創(chuàng)造實踐模擬的環(huán)境。但是利用計算機技術(shù)模擬的鐵路信號控制系統(tǒng)操作過程和邏輯關(guān)系存在一定的復(fù)雜性，在研究鐵路信號控制模擬系統(tǒng)的時候，必須要建立與科研和教學(xué)培訓(xùn)目的相適應(yīng)的模擬模型。

一、系統(tǒng)模擬模型結(jié)構(gòu)

鐵路信號控制系統(tǒng)有兩個常見的子系統(tǒng)，即車站聯(lián)鎖和自動閉塞，在一個調(diào)度區(qū)間內(nèi)列車的運行狀況和這兩個子系統(tǒng)有著密切的關(guān)系。整個系統(tǒng)模擬模型結(jié)構(gòu)是由這兩個子系統(tǒng)串聯(lián)而成的，并且彼此之間進行信號的交換實現(xiàn)對列成運行和車站工作信息的控制。我國的鐵路信號系統(tǒng)主要是人為操作的，是相關(guān)的工作人員在信號控制臺通過人機接口實現(xiàn)運行系統(tǒng)控制的。在科研或者相關(guān)系統(tǒng)接入操作的時候，可以利用計算機內(nèi)部模擬來控制系統(tǒng)信息，然后將數(shù)據(jù)信息接入大站和區(qū)間信號自動控制模擬系統(tǒng)，與列車運行動態(tài)信息相結(jié)合，實現(xiàn)模擬系統(tǒng)的外部輸入。

車站聯(lián)鎖模擬子系統(tǒng)的模擬原型是大站電氣集中聯(lián)鎖系統(tǒng) 6502，通過6502可以將車站的聯(lián)鎖子模型分為兩個部分，包括觸發(fā)器和模擬器。其中觸發(fā)器可以對大站的模擬信號臺和列車運行的軌跡進行模擬，對接收到的模擬信號信息實施轉(zhuǎn)化和控制，并且激發(fā)聯(lián)鎖模擬器。觸發(fā)器接收的外部輸入有列車運行信息、車站設(shè)備故障信息和區(qū)間閉塞狀態(tài)信息等。車站的信號員在信號控制臺上輸入控制指令可以調(diào)度車站調(diào)度員的操作流程。

閉塞子系統(tǒng)可以控制區(qū)間閉塞狀態(tài)的信息，閉塞子系統(tǒng)中不同的閉塞制式會構(gòu)造出不同的區(qū)間閉塞子模型，文章主要是針對雙線區(qū)間自動閉塞建立的子模型進行分析，這種閉塞制式的區(qū)間信號是根據(jù)列車運行的狀況進行自動切換的，并且相鄰大站之間的進站信號的變化直接會影響分區(qū)信號的顯示。區(qū)間閉塞子模型可以分為兩個租成部分，分別是觸發(fā)器和雙線自動閉塞模擬器。觸發(fā)器主要是用于接收列車的運行信息和車站聯(lián)鎖子系統(tǒng)發(fā)送的進站信號，雙線自動閉塞模擬器主要是調(diào)用事件處理模塊的信號轉(zhuǎn)換，與車站聯(lián)鎖子系統(tǒng)進行通信。

二、雙線區(qū)間自動閉塞子模型

區(qū)間主要是指鐵路線路以車站為分界點劃分的若干區(qū)間，區(qū)間主要是以進站信號機柱或者站界標(biāo)的中線作為界限（如圖1）。設(shè)定區(qū)間界限的主要目的是保證列車在車站區(qū)間運行的安全性和提高列車運行的效率。

在閉塞區(qū)間模型的子模型中，通常采用的是雙線區(qū)間自動閉塞子模型，在模型中觸發(fā)器可以將外部輸入的信息轉(zhuǎn)化成車站控制事件激發(fā)雙線自動閉塞模擬器。分區(qū)占用、分區(qū)出清和后方信號的變化狀態(tài)都是用相關(guān)的值域區(qū)間來表示的，利用事件參數(shù)集合分別表示雙線區(qū)間的方向和分區(qū)，指出事件發(fā)生地點的信號顯示狀態(tài)，然后從區(qū)間的分區(qū)數(shù)目中，取值一定范圍內(nèi)的正整數(shù)，并表示其代表的系統(tǒng)模型的分區(qū)空閑和占用的狀態(tài)。信號機的顯示狀態(tài)一般有紅、綠、黃三種，車站進行區(qū)間信號操作的時候可以將進站信號機看成分區(qū)最末端的通過信號機，在激發(fā)相關(guān)控制事件的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移。

三、車站聯(lián)鎖子模型

車站建立的聯(lián)鎖子模型，通過觸發(fā)器將外部的信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成一定的控制事件，并且按照一定的等級順序激發(fā)聯(lián)鎖模擬器，然后將車站區(qū)間不和諧的信號狀態(tài)進行轉(zhuǎn)移，在列隊事件處理完成后，將此操作事件記錄進行刪除。在特定的區(qū)間值域范圍內(nèi)，每個點表示的內(nèi)容是不一樣的，其中包括進路、取消進路、人工解鎖、總鎖閉引導(dǎo)、道岔單獨操縱、區(qū)間閉塞變化等。常見的是區(qū)間閉塞變化事件，在車站區(qū)間將車站的道岔、區(qū)段、信號機等進行標(biāo)號，設(shè)定車站銜接的方向。

車站聯(lián)鎖子模型的信號機包括固定信號和機車信號，如用號角、口笛、機車與軌道車的鳴笛、響墩等發(fā)出的信號都是聽覺信號；如用信號旗、信號燈、信號牌、信號機、火炬等顯示的信號，都是聽覺信號。手拿信號旗或信號燈發(fā)出的信號叫做手信號；在地面上臨時設(shè)置的信號牌，如為了防護線路施工地點而臨時設(shè)置的方形紅牌（要求停車），或圓行黃牌（要求減速）等，叫做移動信號；在地面上固定設(shè)置的信號機，如進站信號機、出站信號機等，叫做固定信號。我國鐵路采用左側(cè)行車制，機車司機在駕駛室內(nèi)的位置統(tǒng)一設(shè)在左側(cè)，為了便于司機了望信號，因此規(guī)定所有固定信號機均應(yīng)設(shè)在線路的列車運行方向的左側(cè)（如圖2）。在機車內(nèi)設(shè)置的小色燈信號機，叫做機車信號。

結(jié)語

綜上所述，鐵路大站及區(qū)間信號自動控制系統(tǒng)計算機模擬模型結(jié)構(gòu)，在這種系統(tǒng)機構(gòu)的基礎(chǔ)上可以建立區(qū)間的車站聯(lián)鎖子模型和自動閉塞子模型，鐵路的信號設(shè)備發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，根據(jù)鐵路信號的運作規(guī)律進行信號的模擬分離，可以與列車運行狀態(tài)建立鐵路信號控制模擬系統(tǒng)，保證列車運行的精準(zhǔn)性，所以要利用現(xiàn)代計算機技術(shù)構(gòu)建系統(tǒng)模擬模型結(jié)構(gòu)，科學(xué)的進行雙線自動閉塞區(qū)段內(nèi)列車運行的模擬試驗 ，并能根據(jù)需要產(chǎn)生各種列車運行擾動及設(shè)備故障擾動。促進我國鐵路運輸研究的技術(shù)性和科學(xué)性。

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作者簡介：盧廣文，女，1981.12，講師，吉林鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院。