七礦站信號聯鎖改進與實施

摘 要：車站信號聯鎖系統是完成車站信號、道岔和區段的聯鎖，保證列車安全運行的基礎設備之一，平煤集團礦區鐵路七礦車站經過兩次技術改造，信號控制系統已由原來的6502電氣集中電路升級為TYJL- 型計算機聯鎖系統。隨著河南中平煤電公司鐵路專用線的開工建設，如何在保證安全的前提下，以最經濟、合理的技術措施不斷提高七礦站運輸效率，保證安全生產，必然對Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ場信號自動控制設備提出更高的要求。

關鍵詞：七礦站；信號；聯鎖

1 立項背景

原設計在七礦車站增加第三車場，Ⅲ場西咽喉在Ⅱ場西咽喉接入，Ⅲ場東咽喉在Ⅰ場西咽喉接入，并單獨設置信號樓作為Ⅲ場的控制中心。這種方案缺點很明顯，Ⅲ場作為七礦站的一個調車區不能直接進行接、發列車作業，列車進出Ⅲ場必須由Ⅲ場信號樓與主信號樓聯系，取得主信號樓同意并辦理閉塞后，先由Ⅲ場控制調車到Ⅰ、Ⅱ場，再由七礦站信號樓控制進行接、發列車。施工投入資金大，占用大量的人力資源，而且由兩組行車指揮人員同時控制一個車站，手續繁瑣，運輸效率低，同時也存在一定的安全隱患。

根據七礦站運輸作業的實際情況，我們提出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ場同時由七礦站主信號樓集中控制，雖然給現場施工增加一些難度，但是簡化運輸程序，提高運輸效率，減少人員配置，減少施工投入，實現鐵路運輸組織的科學化、現代化。

2 七礦站Ⅲ場設計方案對比與分析

2.1 七礦站Ⅲ場原設計方案

原設計Ⅲ場單獨設置信號樓控制中平煤電公司鐵路專用線全部設備，單獨設置信號機械室、車務運轉室作為信號設備的聯鎖與控制中心。但是Ⅲ場作為七礦站不可分割的一部分與原有的Ⅰ、Ⅱ兩場的運輸調度存在密切的聯系。

首先，Ⅲ場作為七礦站的一個調車區不能直接進行接、發列車作業，列車進出Ⅲ場必須由Ⅲ場信號樓與主信號樓聯系，取得主信號樓同意并辦理閉塞后，先由Ⅲ場控制調車到Ⅰ、Ⅱ場，再由七礦站信號樓控制進行接、發列車。

其次，七礦站作為礦區鐵路的組成部分，具有礦區鐵路的運輸特點，那就是車輛編解工作量大。如果需要在Ⅲ場與Ⅰ、Ⅱ兩場接軌區域進行調車作業時，必然產生由兩組行車人員相互交替辦理一次調車任務的情況。

第三，在不增加電務維修定員的情況下，由于兩個信號樓、兩套電務設備的存在，電路故障處理與事故分析會浪費大量的人力、時間。

2.2 七礦站信號設計修改后達到的目的、意義

Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ場實現集中控制后，七礦站主信號樓把七礦站全部的道岔、進路、信號集中起來控制和監督，實現了站內行車指揮的自動化，及時準確地反映了現場行車情況，減少了分散控制所需要的聯系時間，完全消除了因人為聯系錯誤而引發的行車事故，對現場控制迅速，大大提高了車站的編解車效率和車站的通過能力，保障了行車安全，使行車調度指揮更加規范科學。

由于微機聯鎖系統完善的功能，可在相當程度上減少故障點，降低由于電務設備故障對行車的影響。維修機以其特有的信息儲存和圖像再現功能，可以幫助電務人員更直觀地查找故障，快速做出判斷與處理。同時對事故的分析與處理提供更加可靠的證明。

在推廣應用TYJL- 計算機聯鎖系統基礎上，增加調車進路二次確認功能，有效防止錯排調車進路，保障了鐵路運輸安全。

3七礦站信號集中聯鎖關鍵技術與方案

3.1 研發總體思路

取消Ⅲ場信號樓，把Ⅲ場信號聯鎖控制設備完全納入主信號樓。把Ⅲ場信號聯鎖控制完全納入主信號樓機械室內，需解決的主要問題：

七礦車站Ⅲ場信號工程圖紙的重新設計（包括室內、室外和主信號樓信號聯鎖接口部分）。原主信號樓信號電源屏重新分配電源使用。原聯鎖機柜、監測機柜的軟件修改與硬件擴容。施工時既要保證主信號樓機械室內正在使用的信號聯鎖設備正常使用，又要保證新增加設備順利施工。

3.2 七礦站集中聯鎖實施步驟

3.2.1 對七礦站信號改造工程進行設計修改，主要包括車站信號平面布置圖、聯鎖表、雙線絕緣軌道電路布置圖、電纜徑路圖和電纜網絡圖、組合連接圖及排列表、室外電纜配線圖等。

（1）車站信號平面布置圖

車站信號平面布置圖是進行信號聯鎖設計的基礎，需正確反映電氣集中室外主要設備的布置情況及設置地點、線路和股道的運用情況以及站內列車和調車作業的概況等。包括：聯鎖區的劃分；確定道岔定位位置；布置信號機；劃分絕緣區段和確定絕緣節的位置；股道、道岔的編號。

（2）聯鎖表

包括：基本進路的選擇；進路欄的編寫；帶動道岔的確定；敵對進路；其它聯鎖。

（3）雙線軌道電路布置圖。

（4）編制電纜徑路圖、室外電纜配線圖。

（5）新增信號設備配線表及與之相關的改配線的修改。

3.2.2 對七礦主信號樓電源屏進行調查，確定是否具備施工條件。主要調查內容：

信號電源；信號聯鎖電源；道岔表示電源；繼電器電源；軌道電源等。

3.2.3 對機械室現有正在使用的設備進行調查，確定施工方案，包括：

分線柜、聯鎖接口柜、監測接口柜的數量及已使用情況，確定是否需要增加硬件設備及增加的數量。現有機械室的大小及使用情況，確定是否滿足增加設備條件。

3.2.4 對鐵牛牛窩位置、控制室位置及使用情況進行調查，將鐵牛納入微機聯鎖。

3.3 七礦站信號聯鎖改進與實施研究原理、技術方案

3.3.1 方案設計依據、遵循的技術條件：

★ TB/T 3027-2002“計算機聯鎖技術條件”，鐵道部，2002.7

★ TB1774-86\"繼電式電氣集中聯鎖技術條件\"，鐵道部，1987.1

★ TB鐵路信號設計規范，北京1999

★ TB10071-2000，鐵道信號站內聯鎖設計規范，鐵道部。

3.3.2 技術性能指標：

通過電磁兼容試驗，滿足計算機聯鎖設備電磁兼容檢測細則要求。完全滿足信號聯鎖條件。實現故障安全功率控制，與安全相關的電路符合故障-安全原則。滿足IEC雷電防護區LPZ1/LPZ2的防雷要求。系統應采用硬件冗余結構。直流電源應具有不間斷供電和有效去除脈沖及浪涌干擾的性能。發生局部故障應及時診斷、切離，并具有較好的可維護性。系統可靠性指標>106h，安全性指標達到>1011h。

3.3.3 技術方案

將七礦站主信號樓設置作為七礦信號聯鎖系統中心，將所有信號設備布置在信號機械室。在機械室內增加分線柜1臺、聯鎖、監測接口柜1臺，防雷柜1臺及3臺組合柜。

對聯鎖機系統、監控機系統、監測系統、調監系統軟件進行修改，將Ⅲ場信號設備納入主信號樓集中控制。聯鎖與監測系統的實現，在技術上不僅需要修改軟件，還需增加部分硬件，包括8臺聯鎖模塊、8臺監測模塊。

布線、原配線修改及軟硬件調試

電源屏調查及使用。通過對主信號樓內既有電源屏各路輸出數據的調查，確定Ⅲ場信號機、軌道電路、道岔動作與表示電源的重新分配與使用。原七礦站主信號樓使用一臺電源屏，25KVA智能屏。供電設備為原Ⅰ場東咽喉、Ⅱ場東、西兩個咽喉。

對電源屏額定輸出及實際輸出數據進行調查、實測。

★ 信號電源：額定輸出：4*5A 4束；

實際輸出：4束分別為1.93A、2.13A、2.06A、0A。

★ 信號聯鎖電源：額定輸出：15A 1束；

實際輸出：4.08A。

★ 道岔表示電源：額定輸出：6.5A 1束；

實際輸出：1.12A。

★ 繼電器電源：額定輸出：20A 1束 直流；

實際輸出：1.48A。

★ 軌道電源：額定輸出：4*5A 4束；

實際輸出：4束分別為0.23A、0A、0.23A、0.32A。

對電源屏每束電源所帶信號機、軌道電路、道岔數量進行調查，確定將Ⅲ場信號聯鎖電源、道岔表示電源、繼電器電源合并入原有的電源，將信號電源上、下咽喉分別入信號3、信號4電源，將軌道電源上、下咽喉分別入軌道2、軌道3電源。Ⅲ場施工完成后，對電源屏實際輸出數據進行調查，結果證明方案正確。

★ 信號電源： 4束分別為1.93A、2.13A、2.61A、2.06A。

★ 信號聯鎖電源：實際輸出：4.46A。

★ 道岔表示電源：實際輸出：1.42A。

★ 繼電器電源：實際輸出：1.8A。

★ 軌道電源：實際輸出：4束分別為0.23A、0.37A、0.33A、0.32A。

鐵牛聯鎖的實現。七礦Ⅲ場1道、2道設計有煤倉裝車，煤礦裝車作業是由調車絞車系統推動完成的，牽引裝車的絞車在完成裝車作業后，有可能沒有回到末端規定位置（入窩定位），為了防止進車時與鐵牛相撞，加入了信號與絞車的聯鎖，統一了鐵牛與車站信號聯鎖電路，保證裝車線行車安全。

鐵牛聯鎖實現的功能：

★ 只有鐵牛在裝車線末端規定位置（鐵牛入窩）才能排列向裝車線的調車進路。電路表現為TDBJ繼電器吸起，控制臺顯示一個綠色箭頭，煤倉控制盤顯示TDBD亮綠燈。

★ 如需鐵牛出窩工作，鐵牛經辦理出窩手續后，車站不能向股道排列調車進路。電路表現為TFQJ繼電器吸起，控制臺顯示一個綠色圓圈，煤倉控制盤顯示TFQD亮綠燈。

4項目的先進性和創新點

4.1.項目的先進性

將主信號樓設為七礦站Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ場行車指揮中心后，使得聯鎖系統故障率大大降低，系統可靠性有了極大提高。同時避免了由兩套行車人員同時指揮一個車站可能產生的混亂局面，使行車指揮更加科學規范。

室內設備集中到一個信號樓后，系統可維護性大大提高。

采用性能穩定的TYJL-Ⅱ型計算機聯鎖系統，是最先進的微機聯鎖技術。

4.2 項目的創新點：

通過對站場信號機、軌道電路的重新布置設計，使Ⅲ場的接、發車程序更加簡單、清晰，易于控制。避免兩套行車指揮人員同時指揮一個車站可能產生的混亂局面，使七礦站的行車調度指揮更加規范科學。

統一了鐵牛與車站信號聯鎖電路，保證裝車線行車安全，適應在礦區鐵路全面推廣。

在推廣應用TYJL- 計算機聯鎖系統基礎上，增加調車進路二次確認功能，有效防止錯排調車進路，保障了鐵路運輸安全。

5 經濟、社會效益

5.1 經濟效益

5.1.1 該系統施工完成后，使七礦車站運輸能力得到提高，月裝車能力由2038車/月提高到2196車/月。2012年新增利潤：

年增運量=（2196車/月-2038車/月）×12月/年×60噸/車=11.376萬噸

年增利潤=11.376萬噸×32公里×0.32元/噸公里=116.49萬元

5.1.2 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ場集中控制系統完成后，在技術經濟指標要達到如下方面（節支總額）：

① 減少Ⅲ場信號樓建設工程費用，其效益為60萬元。

② 減少信號工程建設費用：75萬元

其中：10KVA電源屏：15萬元；

微機聯鎖設備費：60萬元

③ Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ場實現集中控制后，減少人員配置，節約的人工工資：

信號員（兼值班員）4人；貨運員4人；調車員4人；站長1人共13人。

6萬元/年×13=78萬元

④ 提高經濟效益（節支總額）：60萬元+75萬元+78萬元=213萬元。

5.2 社會效益

七礦站實現整體集中控制后，車站的行車指揮更加規范、科學，減少了人為因素引起的故障影響，故障率降低80%，為安全生產提供有力保障。

6 推廣應用前景

6.1 采用集中控制方式，通過對站場信號機、軌道電路的重新布置設計，使Ⅲ場的接、發車程序更加簡單，易于控制，使七礦站的行車調度指揮更加規范科學，為我處的安全生產打下基礎。

6.2 統一了鐵牛與車站信號聯鎖電路，保證裝車線行車安全，適應在礦區鐵路全面推廣。

6.3 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ場集中控制節約了大量的投資成本和使用維護過程中的人力資源成本，產生了可觀的經濟效益。