關于鐵路信號設備的自動化控制技術的探討

【摘要】? ? 為了保證鐵路的安全運行，需要對鐵路信號設備給予高度的關注。對于鐵路信號設備來說，其種類比較多，只有有效的控制各種設備，才能夠為鐵路安全運行奠定基礎。在當今社會中，由于科學技術的不斷研究，在很大程度上對鐵路信號設備方面的自動化控制技術進行了應用，在自動化控制技術的輔助下可以提升鐵路信號設備的控制效率，為鐵路列車安全運行提供可靠的保障，相關工作人員也能夠及時掌握鐵路運行情況，確保鐵路信號設備處于高效且穩(wěn)定的運行狀態(tài)。本文針對鐵路信號設備進行了概述，對其技術發(fā)展的重要性進行了論述，對鐵路信號繼電器的原理作用以及類型進行了闡述，并且對自動化控制技術進行了分析，最后提出了優(yōu)化自動化控制技術的相關措施。

【關鍵詞】? ? 鐵路信號設備? ? 自動化控制技術

對機車運行進行控制的過程中，通過鐵路信號技術能夠讓列車控制人員掌握相關的信息數(shù)據(jù)。對于鐵路信號設備來說，從廣義的角度來說，主要是對多種設備以及多種數(shù)據(jù)進行綜合應用，能夠?qū)⑾嚓P數(shù)據(jù)顯示并且進行傳送。在信息技術不斷發(fā)展下，進一步促進了現(xiàn)代化鐵路信號設備的發(fā)展，相關技術也在不斷地進步，尤其與現(xiàn)代通信系統(tǒng)進行了有效連接，為數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量提供了很好的保障。在安全型繼電器的應用下，能夠借助于自身重量進行信號復原，在顯示設備中應用了數(shù)字化和程序化的設備，使信號發(fā)射和顯示更加的準確且高效。

一、鐵路信號設備的概述及其技術發(fā)展的重要性

對于鐵路信號來說，其存在的目的是為了將相關行車人員以及調(diào)車人員提供相應的指示和命令，借助于鐵路信號設備可以完成該目標，在鐵路信號設備中說，組成包括連鎖設備，指示設備以及閉塞設備對于設備表現(xiàn)類型來說，可以從聽覺和視覺方面來分析。當列車進站時需要接收進站信號及所發(fā)布的指令信號，能夠保證車站的安全性，為列車順利進入相應的區(qū)間提供良好的條件。若信號機亮起了紅燈，這表示列車不可以穿過信號機的停止線，如果顯示為一個黃燈，表示列車可以駛?cè)胝€準備停車，如果顯示兩個黃燈，則表示允許列車駛?cè)胝緝?nèi)準備停車，當亮起綠燈的情況下，表示列車需要按照相關規(guī)定的速度進入正線通過車站。

在一條鐵路線上，往往設置了多種信號設備，不同的信號設備和連鎖設備以及閉塞設備是聯(lián)動的，能夠共同的發(fā)出鐵路信號對列車進行指示，信號設備與連鎖設備之間是相互制約的。就連鎖設備來說，現(xiàn)階段應用兩種模式，一是集中連鎖模式，二是非集中連鎖模式，對于集中連鎖模式來說，又可以分為繼電器連鎖以及計算機連鎖。在連鎖的要求下，需要開放某一進路，全部道岔處于正確的位置，保證這一條進入鐵路信號機處于開放狀態(tài)，如果信號機允許開放通行，此時這一進路上的道岔是閉鎖的，而且該進入敵對的進入可以是若干條，如果出現(xiàn)部分重疊或者是交叉現(xiàn)象，很容易出現(xiàn)沖突信號機，應該全部閉鎖。對于閉塞設備來說，能夠?qū)σ粋€區(qū)間的相對運行列車進行控制，防止出現(xiàn)追尾事故，在區(qū)間兩端的車站一般要設置值班人員，在發(fā)射之前需要對相關的行車聯(lián)絡手續(xù)進行辦理，這一環(huán)節(jié)需要閉塞設備的知識，確保在相同的區(qū)間內(nèi)和相同的時間里只能夠行駛一輛列車。

針對鐵路建設的自動化水平也在持續(xù)性提升，其安全性能有所保障。現(xiàn)階段所使用的鐵路建設技術相對成熟，對于鐵路運輸方式來說，其安全性比較高。為了保證鐵路運輸安全還需要做好鐵路維修工作，相關維護人員要具有較強的綜合素質(zhì)，業(yè)務水平也要與時俱進。在現(xiàn)代科學技術的應用下，對鐵路安全性進行了保證，貨物的運輸又或者是乘客出行都能夠在安全方面給予保障。近些年，針對鐵路信號設備方面的技術也加大了研究力度，鐵路信號設備的自動化水平有所提升，由于鐵路信號設備的操作越來越簡單，自動化水平也越來越高，這樣能夠有效地減少相關工作人員的工作量以及維修壓力，還能夠節(jié)約人力成本。對于信號接收設備來說，經(jīng)過使用繼電裝置，能夠?qū)﹁F路自動化水平進行進一步提升，為鐵路運輸?shù)於嘶A對于繼電器進行選擇時，也需要堅持科學合理的原則，只有這樣才能夠保證鐵路運輸?shù)恼＿\轉(zhuǎn)。就現(xiàn)階段來看，我國鐵路使用的硬件以及運輸控制系統(tǒng)都比較領先與世界水平，這不僅促進了鐵路運輸?shù)淖詣踊l(fā)展，也在整體上提升了鐵路的安全性能。

二、鐵路信號繼電器的原理、作用及類型

對于鐵路信號設備來說，在繼電器方面自動化技術具有很大的影響，由于繼電器屬于一種基礎性設備，主要組成包括電子系統(tǒng)以及節(jié)點系統(tǒng)，這就需要對繼電器給予充分認識，在繼電器處于工作狀態(tài)時，電流差值會使電池系統(tǒng)出現(xiàn)線圈，在電磁力的影響下，能夠?qū)χ車南辱F進行吸引，當節(jié)點系統(tǒng)處于啟動狀態(tài)下，能夠?qū)Ξ斍暗倪\行狀態(tài)進行轉(zhuǎn)變，從這個角度來分析，繼電器也屬于一種電磁開關裝置，經(jīng)過控制電流能夠?qū)狱c系統(tǒng)進行控制，從而對整個系統(tǒng)進行控制。在鐵路信號設備中，應用繼電器的應用時，通過信號轉(zhuǎn)換，可以電路中的相關設備進行掌控，實現(xiàn)以小控大的目標。對于繼電器來說，其開關控制能力比較強，在設備處于閉合狀態(tài)時，其主號等同于0，如果處于狀態(tài)可以將阻抗視為無限大，經(jīng)過應用鐵路繼電器設備可以對電路問題進行有效的隔離，降低短路、過熱等相關問題的發(fā)生概率。在鐵路控制系統(tǒng)中，繼電器需要受到高度的關注，將其作為核心設備鐵路信號繼電器受到了高度關注，并且在多種電子設備中得到了廣泛應用。

對于鐵路系統(tǒng)信號設備來說，為了保證其安全性，需要利用相應的技術和設備，一般會應用安全型繼電器設備。對于這種繼電器設備來說，無極式繼電器為主要類型，可以將其分為插入式繼電器、非插入式繼電器。對于前者來說，通?？梢詥蝹€使用，還會裝配相應的防塵罩，確保繼電器的衛(wèi)生。對于后者來說，一般使用在匝內(nèi)不會設置防塵罩。就安全型繼電器來說，可以分為三種類型，第一，有極式繼電器，這種繼電器能夠定位和反位，在繼電器的內(nèi)部結(jié)構中，永久磁鋼需要由其他的鐵路組織發(fā)揮應有的作用，在繼電器中形成兩種通路使繼電器斷電后得到安全保障，在繼電器接入電流之后，經(jīng)過內(nèi)固定的磁路以及其他磁路可以產(chǎn)生一定的動力，對繼電器開關的狀態(tài)進行轉(zhuǎn)變。第二，無極式繼電器。對于這種繼電器來說，主要是對電磁力的強弱進行改變，以此完成拉桿運動。由于無極式繼電器具有特殊性，在各種信號系統(tǒng)中得到了廣泛應用，在無極式繼電器中兩個節(jié)點之間能夠設置耐高溫以及內(nèi)高壓的裝置，對接點之間所出現(xiàn)的短路問題進行了有效預防，還能夠防止出現(xiàn)失控等現(xiàn)象，為無極電氣系統(tǒng)的整體安全性提供了可靠保障。第三，整流式繼電器。對于這種繼電器來說與無極式繼電器具有諸多的相似之處，可以說這種繼電器是無極式繼電器的升級。在二極管中端口的電阻比較小，而另一端的端口的電阻則比較大，對整流器進行了應用，將其放在接點組內(nèi)，可以在根本上實現(xiàn)半波整流和全波整流。

三、鐵路信號設備的自動化控制技術分析

（一）電路控制

對于鐵路信號設備來說，在自動化控制過程中對技術控制要點需要全面地掌握，確保鐵路信號設備的電路得到有效管控，為鐵路信號設備的系統(tǒng)運行奠定良好的基礎。對電路進行控制時，在使用自動化控制技術的過程中需要對繼電器進行科學選擇。由于繼電器種類比較多，不同的類型有著不同的使用功能，這就需要在實際選擇中與電路指標相符合，保證所使用的繼電器能夠滿足電路控制的相關標準要求。對電路進行控制的過程中也需要對繼電器的串聯(lián)數(shù)量進行控制，確保刷臉的繼電器能夠正常使用，相關工作人員在操作的過程中也應該應用并聯(lián)手段，使繼電器接點電流得到有效控制。

（二）設備定位

對鐵路信號設備進行應用的過程中，借助于自動化控制技術能夠?qū)崿F(xiàn)定位處理目標，當鐵路信號設備處于運行狀態(tài)時，繼電器能夠進行定位以及反位，融合自動化控制技術能夠進一步的提升繼電器定位的準確性。在具體定位的過程中，相關工作人員需要保證鐵路信號設備的定位狀態(tài)和繼電器定位狀態(tài)保持一致，防止出現(xiàn)運行偏差等問題，在此環(huán)節(jié)操作的過程中，相關工作人員應該對開關進行有效調(diào)節(jié)，全面掌握鐵路電路電流的大小，應用自動化控制技術對繼電器內(nèi)部的實際電流情況進行控制，科學調(diào)整繼電器的定位提升定位準確性，這樣才能夠讓鐵路信號設備處于安全運行狀態(tài)。

（三）監(jiān)控道岔和軌道

在鐵路信號設備系統(tǒng)中，軌道以及道岔是重要的組成部分，借助于自動化監(jiān)測技術，能夠?qū)Φ共钜约半娐吩O施的實際運行情況進行全面掌握，有效地監(jiān)測相關電流變化情況，將相關數(shù)據(jù)準確記錄下來，出現(xiàn)道岔故障的情況下，維護人員能夠結(jié)合檢測的數(shù)據(jù)分析電流變化情況，進而找到故障位置及原因，從而有效處理故障。相關工作人員也能夠根據(jù)道岔設備的實際情況設置相應的準確標準線。根據(jù)現(xiàn)階段我國軌道運行情況來看，干電路問題比較常見，由于故障是瞬間發(fā)生的，維修人員很難控制電器的變化情況，故障發(fā)生地也不能夠準確地判斷，如果不能夠及時的處理，將會造成重大損失。自動化監(jiān)測技術的應用，能夠?qū)@方面問題進行有效解決，通過全面監(jiān)控詳細記錄設備情況，對軌道電路的運行進行實時監(jiān)控，即使出現(xiàn)故障，維修人員也可以快速地找到故障位置以及發(fā)生的原因，從而采取有效的解決措施，提升了故障處理效率。

（四）設備修整

對于鐵路信號設備進行應用的過程中，外界因素會產(chǎn)生很大影響，情況嚴重會導致系統(tǒng)故障，無法保證繼電器的使用功能，所以，針對繼電器需要進行調(diào)整和檢修，確保繼電器系統(tǒng)得到全面的維護。一般來說，針對電子系統(tǒng)需要進行檢測，在電池系統(tǒng)內(nèi)檢測線圈以及磁路時需要對系統(tǒng)內(nèi)部進行清潔。對電池系統(tǒng)線圈進行檢查時，如果出現(xiàn)破損的情況，則應該及時地更換，防止造成故障的進一步發(fā)展，為電池系統(tǒng)運行奠定基礎。對于接點系統(tǒng)進行檢修時，相關工作人員需要對接點系統(tǒng)的接點處、托片相關情況進行嚴格檢查，接點處要焊接牢固，不能夠存在破損情況。針對偏離的安裝秸稈應該及時調(diào)整，確保節(jié)點系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。作為相關工作人員，對磁路以及節(jié)點系統(tǒng)進行調(diào)整的過程中，應該采用集中調(diào)整方法，接點架的間隙應該達到4mm，如果接點架的間隙不能夠滿足相關標準要求，這就需要重新地調(diào)整節(jié)點架的高度和位置，同時做好加固措施，確保提升繼電器系統(tǒng)的維護效果。

四、鐵路信號設備的自動化控制技術運用措施

（一）建立調(diào)度集中系統(tǒng)

對于鐵路信號設備來說，為了能夠?qū)崿F(xiàn)自動化控制目標，作為相關工作人員，需要對CTC核心技術進行充分的掌握，還要應用調(diào)度集中系統(tǒng)，對傳統(tǒng)的技術局限進行有效的打破，這樣能夠在根本上時間集中控制目標，為列車安全運行奠定基礎。在鐵路單線以及副線區(qū)域提供集中系統(tǒng)，對各區(qū)域段的電器進行集中控制，進而對電路信號設備綜合系統(tǒng)進行集中控制。在具體應用的過程中，工作人員可以根據(jù)調(diào)度集中系統(tǒng)進行集中的控制，集中監(jiān)測監(jiān)管范圍之內(nèi)的鐵路信號設備，讓總機和各個分機之間能夠相互聯(lián)系，在總機發(fā)布相應的傳輸控制指令后，調(diào)度集中控制系統(tǒng)能夠?qū)⑿盘栐O備進行集中控制分級，也可以將鐵路信號設備的動態(tài)準確傳輸給總機，這樣能夠在調(diào)度集中系統(tǒng)中實現(xiàn)統(tǒng)一角度、統(tǒng)一監(jiān)測以及統(tǒng)一控制的目標。在調(diào)度集中系統(tǒng)中，通過控制臺的應用，工作人員可以對鐵路列車的實際運行情況進行實時掌握，在顯示屏上能夠?qū)α熊囘\行軌跡進行反應，工作人員能夠及時發(fā)現(xiàn)列車運行方面的問題，進而采取針對性地解決措施。由于科學技術的不斷進步，在鐵路信號設備中對調(diào)度集中系統(tǒng)進行了廣泛應用，可以進一步提升調(diào)度集中系統(tǒng)的自動化、智能化以及信息化水平，使得鐵路信號設備能夠得到有效控制。

（二）加強計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)控制

在鐵路信號設備中，通過應用自動化控制技術，能夠讓鐵路信號系統(tǒng)的智能化水平得到提升，充分地發(fā)揮自動化控制技術的優(yōu)勢，有利于讓鐵路信號設備管理實現(xiàn)自動化管理目標。對于計算機來說，在信息處理方面具有很強的優(yōu)勢，借助于計算機技術能夠讓鐵路信號設備的相關控制工作更加的高效，尤其能夠?qū)﹁F路信號以及電路等進行有效控制，工作人員在計算機控制技術的應用下可以對鐵路岔路口設置相應的聯(lián)鎖設備，在計算機連鎖系統(tǒng)的建設項目，鐵路列車道岔以及電路等等都能夠得到進一步的管控，同時設備信號控制效果也更加理想，為鐵路列車的安全運行提供了可靠的保障。在計算機連鎖系統(tǒng)的應用下，經(jīng)過同步控制、連鎖控制、異步控制以及人工控制等等，可以讓鐵路信號設備實現(xiàn)自動化檢測目標，工作人員所下達的控制指令能夠借助于計算機連鎖設備反映出來，根據(jù)列車實際運行情況給予相應的提示，防止連鎖控制過程中發(fā)生失誤，這樣可以保證鐵路信號監(jiān)測更加準確。作為相關工作人員，需要對信號系統(tǒng)運行情況進行全面的了解，制定可行的控制方案根據(jù)既定方案，對信號系統(tǒng)進行優(yōu)化和測試，保證信號系統(tǒng)處于正常運行狀態(tài)下進一步控制信號系統(tǒng)內(nèi)的電流，減少設備的消耗量。

（三）構建通信信號一體化模式

在科學技術的不斷進步下，對鐵路信號設備的控制技術水平進行了有效提升，如果使用傳統(tǒng)的繼電器，很難滿足現(xiàn)階段鐵路信號設備的要求。為了能夠保證鐵路信號設備得到有效控制，需要你要用現(xiàn)金的技術，尤其要對CTC通信信號控制技術進行應用。要想進一步實現(xiàn)自動化控制技術的應用價值，還應該對通信信號一體化模式進行大力建設，將通信信號技術進行有機融合，工作人員需要立足于鐵路列車的實際運行情況，對信號設備動態(tài)的檢測系統(tǒng)進行構建，對設備運行狀態(tài)進行實時關注，借助于現(xiàn)代化計算機技術以及信息技術等，使得鐵路信號設備能夠?qū)崿F(xiàn)一體化控制目標，逐漸提升智能化控制水平，這樣在很大程度上能夠減少工作人員的工作量，使得鐵路信號設備的控制效果得到提升。除此之外，在自動化控制器的應用下，還需要對信號分散問題進行有效處理，保證我國鐵路信號設備能夠朝著自動化以及智能化方向發(fā)展，比如說，在軌道電纜環(huán)線中，通過 LZB技術能夠?qū)Ω黜椫笜诉M行有效控制，對傳統(tǒng)的信號設備所存在的局限性進行突破，其高性能為鐵路列車安全提供了保障，同時也能夠節(jié)約成本。

五、結(jié)束語

綜上所述，為了能夠?qū)﹁F路信號設備進行有效控制，需要對自動化控制技術進行靈活應用，為列車的安全運行奠定良好的基礎，還可以保證列車運行的穩(wěn)定性。相關工作人員需要對繼電器自動化控制技術進行充分的掌握，尤其要明確其工作原理以及使用功能，在實際工作的過程中能夠?qū)ψ詣踊刂萍夹g進行優(yōu)化，保證鐵路信號設備處于高效運行狀態(tài)，這樣也能夠為鐵路信號設備的應用和發(fā)展起到促進作用。

參? 考? 文? 獻

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作者單位：朱德華? ? 國能朔黃鐵路原平分公司

朱德華（1983.02-）男，漢族，四川涼山，本科，工程師，工隊長，研究方向：鐵道信號。