3铁道第三勘察设计院集团有限公司高级工程师,300251天津 收稿日期:2008207214列控联锁一体化系统设计方案探讨王海忠3摘 要:结合列控联锁一体化设计经验和发展现状,从系统处理能力、输入输出控制、轨道电路编码和统一接口等方面,对列控联锁一体化系统的设计方案提出建议供探讨。
关键词:列控联锁一体化;设计;方案Abstract:Based on design experience and the devel opment trend of the Train Contr ol &I nterl ocking I nte 2grati on syste m ,the article p r oposed s ome s oluti ons for reference including syste m p r ocess ability,input and out put contr ol,track circuit coding and interface unificati on .Key words:Train Contr ol &I nterl ocking I ntegrati on Syste m;Design;Soluti on 随着客运专线的快速发展,在信号系统中逐步开始采用列控联锁一体化系统。
秦沈客运专线首次引进法国SE I 列控联锁一体化系统,并已成功运用4年多;京津城际轨道交通工程引进的德国SI M I S W 联锁系统,也是列控联锁一体化系统。
国内科研单位也正在致力研发列控联锁一体化系统,这是信号系统集成化发展的必然趋势。
下面就列控联锁一体化系统的设计进行技术探讨。
1 系统概况111 基本概念列控联锁一体化系统是指运用一套计算机系统可同时完成联锁逻辑控制和列车运行控制两方面功能,二者通过内部变量形式交换信息,减少信息重复采集,是输出功能强大、结构简洁的信号安全控制系统。
112 国内外现状国外高速铁路普遍采用了列控联锁一体化系统,具有代表性的包括:SE I 列控联锁一体化系统、SI M I SW 联锁系统、S mart L ock300系统和DS 2ATC 系统等,它们均采用了三取二安全冗余结构,在高速铁路运用方面积累了成功的经验。
国内地面列控中心的研发以CT CS 22级列控系统发展为契机,在第六次提速中得到运用。
当时因该列控中心是与既有联锁结合,同时时间紧迫,因此,没有设计列控联锁一体化系统。
目前在建的合宁、合武铁路也是按照列控中心与联锁分别进行设计的。
国内科研单位正在积极研制自主品牌的列控联锁一体化系统。
2 系统结构与计算机联锁系统类似,列控联锁一体化系统一般包括主计算机、输入输出接口、轨道电路和应答器控制模块等。
主计算机一般采用硬件安全冗余结构,国外多数采用三取二结构,国内以二乘二取二结构为主;国外一般为单套配置的输入输出接口,国内则采用双驱双采的方式;国外一般也采用单套结构的轨道电路和应答器控制模块,国内在发展1+1备用的方式。
通过适当的冗余,可以提高整个系统的可用性,但利用冗余弥补生产制造工艺上的缺陷是不可取的。
首先应该立足单套设备的指标达到规范要求,各项工艺可以与国际上先进工艺媲美;其次,过度的冗余势必带来复杂的切换,并增加整个系统的故障点,系统的可用性相应地有可能降低,给维护管理造成不便;最后,多级冗余势必提高系统工程造价,对列控联锁一体化系统的发展不利。
3 设计方案311 系统处理能力在列控、联锁这些安全系统的设计中,首先应使系统结构简洁,复杂庞大的系统很难验证其安全性;其次,目前国内采用的基于国外成熟硬件的计算机系统其处理能力是有限的,而要保证系统扫描周期,这就带来处理速度与数据容量的矛盾。
在客运专线设计中,联锁逻辑较普速铁路应适当简化,如中间站—91— 2009年1月铁道通信信号January 12009 第45卷 第1期RA I L WAY SI G NALL I N G &C OMMUN I CATI O NVol 145 No 11 可设计一次解锁代替分段解锁,重复开放信号等功能应可取消,但应加强高速正线与侧线可能冲突的侧防等功能;第三,列控系统的设计也应尽可能简化,如临时限速以闭塞分区为单位,速度等级适当简化,站间交换信息只交换分界点两侧轨道电路、方向条件等必要的信息,有源应答器所需的信息对计算机系统处理能力的压力很大,应通过上述手段适当减轻其负荷。
总之,应通过有效手段减轻计算机系统的压力,才能保证其稳定可靠运行。
312 输入输出控制列控联锁一体化系统设计时,输入输出端子的分配不应简单地按某种类型进行大排行,而应综合考虑单个输入输出板的故障对行车所造成的影响最小。
如某块输出板可能既有道岔驱动,也有信号点灯或轨道电路编码,但其故障被局限在很小的范围内,不至于对运输造成大面积干扰,提高系统的可用性。
313 轨道电路编码轨道电路编码是列控联锁一体化系统完成CTCS 22级控车功能的重要组成部分,该功能也直接关系到CT CS 23级功能能否正常实现。
列控联锁一体化系统以计算机取代继电器实现轨道电路编码功能,如上所述,不应过于加重计算机系统的处理负担,因此,如“区间分路不良保护”功能应通过完善轨道电路特性和加强上线列车管理等方面保证,对于正常运行的线路,不应发生严重锈蚀,区段长度也不可能太短,在正常调整的情况下,轨道电路不会出现分路不良的情况,秦沈线可以作为一个实例。
在这方面设计中,应从UM 系列轨道电路借鉴一些经验,而地铁轨道电路较短,车较轻,与国铁线路可比性不强。
对于列控联锁一体化系统,与出站信号机点灯有关的1LQ 、2LQ 和3LQ 由列控中心单独驱动的方案没有必要,列控与联锁是紧密结合的,不存在列控系统故障而联锁系统可以维持正常运用的情况,应从列控联锁是一个完整系统的角度保证其高可用性。
从目前列控中心的应用看,轨道电路外设的继电器还是比较多的,研制单位应从集成的角度,通过将继电器内置在电路板等方式,达到简化接口的目的。
314 统一接口目前国内不同厂家之间的联锁还无法实现站间信息交换,主要受外方对通信协议垄断的限制。
在国内列控联锁一体化系统发展之初,应制定不同列控联锁一体化系统之间的通信规程,以确保互联互通,否则,通过站联电缆的方式既复杂,投资也会比较高。
随着CT CS 23级列控系统的建设,列控联锁一体化系统与RBC 的接口也需尽快制定,既包括联锁信息的交换,也包括CTCS 22级与CT CS 23级共用的轨道电路信息和临时限速等信息的交换,在规划阶段应重视接口统一。
4 发展设想411 减少外部接口目前国内的计算机联锁对外接口还是比较多的,发展趋势应是尽可能减少对外接口,实现工厂化生产,有利于缩短安装调试周期,保证系统工作稳定可靠。
京津城际工程引入的SI M I S W 联锁的对外接口多数是固定的,如针对不同的点灯电路和道岔设计专用接口(I N OM 、UNOM 、P NOM 等),不通过继电电路驱动,不易发生配线问题并减少电磁干扰的可能性。
SE I 系统也开发了针对信号机控制和道岔转辙设备接口的MT OR 板,可由联锁直接驱动信号机点灯和转辙机顺序动作,减少大量接口电路。
国内客运专线信号点灯、道岔类型逐步稳定后,应逐步开发相应的接口板来提高系统的集成度。
412 提升仿真试验手段目前国内联锁已形成相对比较完善的试验手段,在开通之前由维护单位到计算机联锁厂家的实验室进行测试检验。
在现场开通要点的时间内,主要进行室内外一致性检查和抽查。
而列控方面相对手段弱一些,尤其是CTCS 22级列控系统的临时限速报文可达几十万条,验证非常困难。
因此,在列控联锁一体化系统发展之初,应同步建立仿真试验平台,将地面列控联锁数据报文与列控车载软件相结合,以验证车2地系统的综合功能是否达到要求。
413 搭建网络化的系统总体结构列控联锁一体化系统站间交换信息以及与调度中心临时限速等交换的信息,应建立统一的网络平台,保证数据交换的速率和延迟等指标,以共享的方式实现信息交换。
传统的串行接口等方式会限制数据交换的内容,不利于系统的升级扩展。
414 提高系统的抗干扰能力目前的国内信号计算机设备一般均经过了电磁兼容试验和一些抗干扰试验,但与相关继电器接口—02— 铁道通信信号 2009年第45卷第1期及通信接口连接后,发现存在一些干扰问题,这可能与以下因素有关:接口配线线型及走线方式没有严格要求;受其他干扰信号影响;自身对外辐射的干扰超过相关系统指标,对电源线的干扰没有引起重视;输入输出接口防护等级不足等。
总之,应逐步从单个机柜的测试发展到整个系统的电磁兼容测试和抗干扰能力测试,保证实际工作环境下各项技术指标符合要求。
5 结束语列控联锁一体化系统在我国正处于起步阶段,应从标准规范和接口等方面统一要求,避免出现既成事实、各研制单位均不愿修改的局面,在系统研制过程中,应注意吸收国外系统的先进经验,在更高水平上起步。
参考文献[1] Christian Foubert1秦沈线信号原则1K版本,20031[2] 高建强1关于印发《客运专线CT CS22级列控系统列控中心技术规范(暂行)》的通知1铁科技〔2007〕158号,2007,401(责任编辑:张 利) 3济南铁路局济南电务段 助理工程师,250023 济南 收稿日期:2008207228职教园地D S62K5B计算机联锁设备技能培训方法探讨薛彦玲3 为适应铁路第六次大提速要求,CTC区段和列车速度超过160km/h的区段、客运专线、高速铁路、铁路基建和更新改造线、大修工程等,均应采用计算机联锁。
随着济南局京沪线、胶济线电化改造,DS62K5B计算机联锁设备大量开通投入运用。
面对先进的设备和全新的课程,没有现成的教学设施和教材,而电务维修人员的维护技能培训又迫在眉睫,因此,探讨DS62K5B计算机联锁设备技能培训方法是摆在电务职教人员面前的一个重要课题。
1 课程分析1.教学重点。
要求学员掌握系统构成、设备原理、布线状况,能够通过盘面表示灯判断设备工作状态,掌握维修标准,会日常维护更换配件,并能够进行故障处理。
重点是设备构成、维护操作和故障处理。
2.教学难点。
除了留给开通车站的技术使用说明外没有现成的教学资料;由于新设备上道快、资金短缺,建立教学培训基地一时难以完成,而开通使用中的设备又严禁操作,因此课件制作、维护操作和故障处理成为教学难点。
3.教学过程。
按照初步了解、深入掌握、实际应用3个步骤进行,大约需要30课时的授课时间。
2 教学过程1.实物初识阶段(6课时)。
带领学员到设备现场进行实物参观,主要任务是设备对位、外观组成、盘面灯状态,并进行简单模拟操作教学,使学员从感官上对设备有个初步认识。