機場線車輛段與正線接口技術的研究

任青青，丁天

（1.陜西城際鐵路有限公司，陜西 西安 710016；2.陜西鐵路工程職業(yè)技術學院，陜西 渭南 714000）

0 引 言

城際鐵路機場線正線和車輛段信號系統(tǒng)是2個相對獨立的系統(tǒng)，車輛段和正線的系統(tǒng)結構及聯(lián)鎖關系采用計算機聯(lián)鎖，為了保證列車的高效運行、減少故障率，研究車輛段和正線的接口是必不可少的，車輛段主要以計算機聯(lián)鎖的方式實現(xiàn)聯(lián)鎖關系，正線也主要以計算機聯(lián)鎖實現(xiàn)聯(lián)鎖關系，但是兩者的聯(lián)鎖關系需要借助繼電器連接，還要具備敵對聯(lián)鎖表實現(xiàn)車輛段和正線信號系統(tǒng)的完美結合。為了保證列車高效、安全的出入車輛段，車輛段和正線的聯(lián)鎖必須建立相關的聯(lián)鎖關系，按照車輛段和正線的聯(lián)鎖關系保證列車回段和出段的正常運行，確保運營工作的順利進行。由于受外界條件的限制，通過建立車輛段和正線信號系統(tǒng)的敵對照查、信號機狀態(tài)、區(qū)段狀態(tài)，并結合機場線車輛段和正線的特點制定合理的聯(lián)鎖系統(tǒng)及聯(lián)鎖表。

1 聯(lián)鎖接口原則

信號系統(tǒng)的首要任務是保證行車安全，其核心安全原則是故障導向安全，系統(tǒng)發(fā)生故障時，具有自我保護的功能，使系統(tǒng)轉向并鎖定在安全狀態(tài)并一直維持在安全狀態(tài)；車輛段與正線間通過繼電接口傳遞信息，采用雙斷方式設計電路，互傳信息接口類型采用安全型繼電器；同一時間的同一出入段上的出入段進路相對敵對，通過運用敵對聯(lián)鎖表的查找關系來保證列車正常運行；辦理進路時，需滿足轉換軌空閑、敵對進路建立、終端信號機燈絲狀態(tài)良好等條件，才能鎖閉進路，同時開引導信號。

2 聯(lián)鎖接口運用方式

2.1 機場線車輛段和正線的接口

如圖1所示是正線與車輛段戰(zhàn)場布置示意圖，車輛段主要管轄轉換軌上的RD1，RD2信號機；正線主要管轄轉換軌計軸區(qū)段ZHG1、ZHG2和X0701、X0702、ZC1、ZC2信號機。

圖1 正線與車輛段站場布置示意圖

2.2 車輛段與正線接口范圍及方式

機場線車輛段和正線的接口信息傳遞與接口的連接方式主要采用安全型繼電器，并通過繼電接口傳遞信息，使得正線和車輛段建立聯(lián)鎖信息，達到互通互聯(lián)，實現(xiàn)車輛段與正線的無縫銜接。

2.3 車輛段與正線接口內容

車輛段與正線接口互傳信息，排列出、入車輛段的進路，需要建立正線與車輛段的相互敵對照查表。敵對照查、信號機狀態(tài)、區(qū)段狀態(tài)等信息主要是正線和車輛段之間傳遞的信息的依據。根據車輛段與正線的信號機以及轉換軌建立接口信息表，如表1所示是正線與車輛段傳遞信息接口表。

表1 正線與車輛段接口信息表

3 實現(xiàn)原理

機場線正線與車輛段互傳信息通過安全型繼電器實現(xiàn)，電路中使用繼電器兩組接點，以雙斷方式采集信息，并將信息傳遞給對方，繼電器的所需直流電源由正線提供，如圖2所示是機場線正線和車輛段接口電路原理圖。

圖2 正線與車輛段接口原理圖

3.1 聯(lián)鎖驅動繼電器原理

3.1.1 車輛段聯(lián)鎖驅動繼電器原理

以轉換軌ZHG2出段線為例：

RD1LZCJ：常態(tài)吸起，當車輛段辦理向RD1入段口的出段列車進路時，進路鎖閉后RD1LZCJ落下，進路最后一個區(qū)段（IAG）解鎖后，恢復吸起。

RD2LZCJ：常態(tài)吸起，當車輛段辦理向RD2入段口的出段列車進路時，進路鎖閉后RD2LZCJ落下，進路最后一個區(qū)段（IIAG）解鎖后，恢復吸起。

RD1DZCJ：常態(tài)吸起，當車輛段辦理向RD1入段口的調車進路時，進路鎖閉后RD1DZCJ落下，進路最后一個區(qū)段（CD01G）解鎖后，恢復吸起。

RD2DZCJ：常態(tài)吸起，當車輛段辦理向RD2入段口的調車進路時，進路鎖閉后RD2DZCJ落下，進路最后一個區(qū)段（CD02G）解鎖后，恢復吸起。

3.1.2 正線聯(lián)鎖驅動繼電器原理

ZC1ZCJ：常態(tài)吸起，當正線辦理以RD1為終端的進路時，進路鎖閉后落下，當進路最后一個區(qū)段解鎖后（ZHG1），恢復吸起。

ZC2ZCJ：常態(tài)吸起，當正線辦理以RD2為終端的進路時，進路鎖閉后落下，當進路最后一個區(qū)段解鎖后（ZHG2），恢復吸起。

X0701LXJ（M）：常態(tài)落下，當正線X0701信號開放滅綠顯示時，驅動其吸起，滅綠信號關閉時，恢復落下。

X0702LXJ（M）：常態(tài)落下，當正線X0702信號開放滅綠顯示時，驅動其吸起，滅綠信號關閉時，恢復落下。

3.2 列車出段作業(yè)原理

以向RD1入段口為例：

當車輛辦理向RD1入段口的出段列車進路時，檢查聯(lián)鎖條件（ZC1ZCJ吸起，進路內軌道區(qū)段空閑等）滿足后，進路鎖閉信號開放。

正線聯(lián)鎖在列車出段時，RD1LZCJ落下且RD1DZCJ吸起，自動觸發(fā)或人工辦理正線以ZC1為始端的列車進路。

車輛段辦理向入段口的調車進路時，也需要檢查正線照查條件滿足。調車進路鎖閉后，RD1LZCJ吸起、RD1DZCJ落下，正線不自動觸發(fā)以ZC1為始端的列車進路。

前一列車完全進入ZHG1時，后一列運行至CD01G時，不影響ZHG1的正常解鎖。

前一列車完全進入ZHG1時，此時車輛段可排列向RD1的出段列車進路。

向RD2入段口同RD1。

3.3 列車入段作業(yè)原理

以向RD1入段口為例：

當正線辦理至RD1口的入段進路時，檢查聯(lián)鎖條件（RD1LZCJ、RD1DZCJ均吸起，進路內軌道區(qū)段空閑、保護區(qū)段空閑等）滿足后，進路鎖閉信號開放，驅動ZC1ZCJ落下。

向RD2入段口同RD1。

3.4 控顯設置表示燈

3.4.1 車輛段表示燈設置

正線出庫信號機X0701、X0702顯示，根據正線送來的X0701、X0702信號機點燈繼電器狀態(tài)顯示相應燈光。當采集到X0701LXJ/X0702LXJ吸 起、X0701LXJ（M）/X0702LXJ（M）落下時，顯示綠燈；當采集到X0701LXJ/X0702LXJ落下、X0701LXJ（M）/X0702LXJ（M）吸起時，顯示滅綠燈；其他情況下均顯示紅燈。

正線出庫信號機顯示，根據正線送來的ZC1、ZC2信號機點燈繼電器狀態(tài)顯示相應燈光。ZC1LXJ/ZC2LXJ吸起、ZC1YXJ/ZC2YXJ落下時，顯示綠燈；當ZC1LXJ/ZC2LXJ落下、ZC1YXJ/ZC2YXJ吸起時，顯示紅黃；其他情況下均顯示紅燈。

正線照查表示燈，當ZC1ZCJ/ZC2ZCJ吸起時，點空圈；當ZC1ZCJ/ZC2ZCJ落下時，點白燈。

軌道空閑占用表示燈，根據ZHG1、ZHG2空閑、占用情況顯示。

3.4.2 正線工作站人機界面表示燈設置

入段信號機顯示，根據車輛段送來的RD1、RD2信號繼電器狀態(tài)顯示相應燈光。當采集到RD1LXJ/RD2LXJ吸起，RD1YXJ/RD2YXJ落下時，顯示黃燈；當采集到RD1LXJ/RD2LXJ落下，RD1YXJ/RD2YXJ吸起時，顯示紅黃；當采集到RD1LXJ/RD2LXJ落下，RD1YXJ/RD2YXJ落下時，顯示紅燈；其他情況顯示空圈。

車輛段列車照查表示燈，當RD1LZCJ/RD2LZCJ吸起時，點空圈；當RD1LZCJ/RD2LZCJ落下時，點白燈。

車輛段調車照查表示燈，當RD1DZCJ/RD2DZCJ吸起時，點空圈；當RD1DZCJ/RD2DZCJ落下時，點白燈。

入段信號機內方區(qū)段空閑占用表示燈，根據CD01G/CD02G區(qū)段空閑、占用情況顯示。

4 車輛段和正線聯(lián)鎖設備組成

4.1 聯(lián)鎖設備構成

機場線車輛段和正線聯(lián)鎖采用DS6-60計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)，DS6-60型計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)是用于鐵路信號控制的計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)，采用輸入雙采集、輸出雙控制、通信雙冗余，是通過雙套專用安全硬件和相異性軟件構成的2乘2取2冗余結構系統(tǒng)，DS6-60計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)具有可靠性、可用性、可維護性、安全性設計、分析和計算。DS6-60系統(tǒng)邏輯上被劃分為人機對話層（MMI）、安全運算層（CIL）、執(zhí)行表示層（I/O）和電源層（PW），如圖3所示是DS6-60系統(tǒng)層次結構圖。

圖3 DS6-60系統(tǒng)層次結構圖

人機對話層（MMI層）主要是通過可視化的人機界面，向操作以及維護人員提供輸入控制命令并獲得設備工作狀態(tài)及行車作業(yè)情況；安全運算層（CIL層）是聯(lián)鎖系統(tǒng)的核心，主要接收信號機、道岔、軌道等設備狀態(tài)信息，進行安全邏輯運算，執(zhí)行表示層對信號設備進行實際控制；執(zhí)行表示層（I/O層）由現(xiàn)場信號設備的采集驅動設備組成，通過繼電器的結合電路，獲得信號設備動作電壓，并得到現(xiàn)場信號設備的狀態(tài)；這三個層面通過通信系統(tǒng)傳遞個子系統(tǒng)的信息，用來處理整體系統(tǒng)的信息。電源系統(tǒng)主要是為三個子系統(tǒng)的設備提供電力，保證三者之間的聯(lián)鎖系統(tǒng)安全的工作。

電源子系統(tǒng)、聯(lián)鎖子系統(tǒng)、輸入/輸出子系統(tǒng)、控顯子系統(tǒng)和聯(lián)鎖維護子系統(tǒng)組成了DS6-60計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)，計算機聯(lián)鎖子系統(tǒng)均采用冗余設置，即2乘2取2安全結構，該系統(tǒng)中任意子系統(tǒng)出現(xiàn)故障均不影響其他子系統(tǒng)正常工作。其組成如圖4所示。

圖4 DS6-60計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)組成示意圖

4.2 車輛段聯(lián)鎖系統(tǒng)組成

在車輛段和正線一級設備集中站設置1套相同的DS6-60型計算機聯(lián)鎖設備。車輛段信號設備室內聯(lián)鎖設備由聯(lián)鎖邏輯部、聯(lián)鎖控顯部、聯(lián)鎖輸入/輸出部、聯(lián)鎖維護機四個部分組成。聯(lián)鎖設備連接ATS接口主要實現(xiàn)ATS工作站站場信息的顯示，并實現(xiàn)車輛段聯(lián)鎖功能。計算機聯(lián)鎖設備的維護工作站配置液晶顯示器。車輛段行車控制室內設置聯(lián)鎖控制工作站。聯(lián)鎖控制工作站配置互備冗余的聯(lián)鎖控制工作站及兩臺液晶顯示器，互為備用，用于車輛段操作和顯示設備。如圖5所示是車輛段聯(lián)鎖系統(tǒng)組成。

圖5 車輛段聯(lián)鎖系統(tǒng)組成示意圖

5 車輛段與正線聯(lián)鎖接口設計優(yōu)點

通過采用繼電器將車輛段和正線接口聯(lián)鎖，并通過采集調車終端繼電器狀態(tài)，以及敵對信息查表，可以區(qū)分段內調車進路和出段列車進路，方便段內調車轉線作業(yè)，避免出入段線的通過能力。

6 結 論

針對機場線信號系統(tǒng)車輛段和正線的聯(lián)鎖接口技術研究，車輛段聯(lián)鎖和正線聯(lián)鎖采用敵對查表的方式，不僅保障了乘客的安全，更保證了行車的高效，便于值班員的操作，同時滿足了出入段的聯(lián)鎖要求，使得車輛段和正線能夠正常的通信，互相控制互相制約，使得聯(lián)鎖接口完美的結合，保證車輛段和正線信號系統(tǒng)的無縫銜接，達到信號系統(tǒng)的完整性，為所有搭乘城際鐵路出行的乘客提供便捷服務，為聯(lián)鎖系統(tǒng)奠定了堅實的基礎。