高速鐵路區(qū)域計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)設計方案研究

朱小娟

【摘 要】高速鐵路網(wǎng)的建設是我國鐵路中長期發(fā)展規(guī)劃中非常重要的建設項目，四縱四橫的高鐵骨干網(wǎng)已基本建成，在未來將繼續(xù)建設高速鐵路的干線網(wǎng)、重要的區(qū)域網(wǎng)及大城市間的城際鐵路。根據(jù)我國高速鐵路運營要求及信號控制的特點，結合國外區(qū)域計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的發(fā)展與應用，提出建設我國高速鐵路運營特點的區(qū)域計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)設計方案。通過分析比較區(qū)域計算機聯(lián)鎖不同實現(xiàn)方式的優(yōu)缺點，為高速鐵路區(qū)域計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)方案設計提供借鑒。

【關鍵詞】區(qū)域計算機聯(lián)鎖 高速鐵路 方案

高速鐵路是指新建的開行最低時速在250km/h及以上的動車組列車的客運專線，由于其客專性及高時速的特點，高速鐵路的聯(lián)鎖控制方案一直是高速鐵路信號控制系統(tǒng)的關鍵和重點，根據(jù)國外干線鐵路信號控制的實踐經(jīng)驗，采用區(qū)域計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)更能充分滿足客運專線的運營要求。

1區(qū)域計算機聯(lián)鎖概念

區(qū)域計算機聯(lián)鎖是由計算機聯(lián)鎖基本模塊構成的，是網(wǎng)絡化、智能化、集成化的信號控制系統(tǒng)[1]。區(qū)域計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)可以實現(xiàn)成段多個車站或區(qū)域內的多個車站的信號聯(lián)鎖及站間閉塞系統(tǒng)控制。通過統(tǒng)一設置計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的主控站和若干被控站，實現(xiàn)主控站對各被控車站的統(tǒng)一調度、集中控制與集中監(jiān)測，從而保證行車安全，有效提高鐵路運輸組織效率，精簡行車人員，降低運營成本。

2區(qū)域聯(lián)鎖在國內外的研究及應用情況

自1978年世界上第一套區(qū)域計算機聯(lián)鎖在瑞典哥德堡車站開通后，由于其巨大的優(yōu)越性，其他多國相繼開始研制。如德國西門子公司研制的SIMIS-W型區(qū)域計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)，采用硬件冗余和分散控制方式；法國阿爾卡特公司研制的ESTW-L90采用三取二冗余結構，并增加了輸入/輸出層；如日木全長4 1.7 k m的井原線使用K5區(qū)域計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)；西班牙馬德里一塞維利亞使用9個聯(lián)鎖中心對2 9個車站進行區(qū)域控制等。

近些年，我國也在探索研制區(qū)域計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)，我國通信信號研究設計院和日本京三公司聯(lián)合開發(fā)的DS6-K5B型區(qū)域聯(lián)鎖系統(tǒng)在集二鐵路開通[2]，鐵道科學研究院研發(fā)TYJL-TR-SW型區(qū)域聯(lián)鎖系統(tǒng)，引進西門子公司具有標準接口的專用安全型計算機，采用三重冗余結構，在哈爾濱站、湖東站相繼開通使用。區(qū)域聯(lián)鎖在國外已得到了廣泛應用。由于我國鐵路的客貨混運模式，制約了區(qū)域聯(lián)鎖的應用，目前我國對區(qū)域聯(lián)鎖的研究已達到了實用化階段，而高速鐵路以客運專線為主，所以是非常適合采用區(qū)域計算機聯(lián)鎖的。

3區(qū)域計算機聯(lián)鎖實現(xiàn)方式

根據(jù)國內外區(qū)域計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的研究及應用經(jīng)驗來看，區(qū)域計算機聯(lián)鎖實現(xiàn)方式主要有分站聯(lián)鎖加集中操作方式、集中聯(lián)鎖加集中操作方式[3]。

3.1分站聯(lián)鎖加集中操作方式

分站聯(lián)鎖加集中操作方式是在區(qū)域內各車站均設置聯(lián)鎖機，在中心控制站設有集中操作平臺，等同于一個小型區(qū)域行車調度指揮中心。中心站發(fā)出操作命令后，由各車站的聯(lián)鎖機分別進行聯(lián)鎖關系運算，驅動室外設備。這種區(qū)域聯(lián)鎖的實現(xiàn)方式其優(yōu)點是中心站和各被控站之間傳輸?shù)男畔⑹欠前踩畔ⅲ钥梢赃x用比較簡單的信息傳輸通道。因各被控站能獨立進行聯(lián)鎖邏輯運算，故在各站只需配置一臺冷備的操作表示機，在中心站操作平臺故障或主從站統(tǒng)心中斷等情況發(fā)生時，可在被控站進行進路控制，可有效降低故障的影響范圍。但這種實現(xiàn)方式的缺點是因在各站均設置了聯(lián)鎖機，故前期的建設成本高，工程量大。

3.2集中聯(lián)鎖加集中操作方式

集中聯(lián)鎖加集中操作方式是只在中心站設置聯(lián)鎖機，各被控站僅設執(zhí)行設備和應急控制盤，不具備聯(lián)鎖功能。區(qū)域內各站的聯(lián)鎖邏輯運算由主控站聯(lián)鎖機實現(xiàn)，聯(lián)鎖控制命令通過通信網(wǎng)絡傳輸至各被控站執(zhí)行設備去執(zhí)行，室外設備的狀態(tài)采集信息也通過通信網(wǎng)絡傳輸至主控站聯(lián)鎖機。這種實現(xiàn)方式的優(yōu)點是因只在主控站設置聯(lián)鎖機，故節(jié)省建設成本，在工程過度或站場改造時僅需在中心站進行聯(lián)鎖調試，工程量小。另外設備集中放置，便于統(tǒng)一管理，組織維修。其缺點因在主控站聯(lián)鎖機和各被控站執(zhí)行單元之間傳輸?shù)氖侵苯由婕暗叫熊嚢踩陌踩畔ⅲ蕦π畔鬏斁W(wǎng)絡的實時性、安全性提出了更高的要求，對聯(lián)鎖機的安全可靠性要求也很高，否則若中心站聯(lián)鎖機故障易應影響到整個區(qū)域的行車。

若區(qū)域內的某些車站其站場規(guī)模較大，控制對象較多，可將前述的兩種方式有機結合起來，靈活使用。在集中聯(lián)鎖加集中操作方式實現(xiàn)的區(qū)域計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)中，部分采用分站聯(lián)鎖集中操作方式。

4實現(xiàn)方式的選擇

上述實現(xiàn)方式其系統(tǒng)構成、使用功能方面各不相同，對其特點進行了詳細的分析比較，在工程設計中可根據(jù)實際情況充分考慮以下因素：

（1）系統(tǒng)的核心設備中心聯(lián)鎖機必須采用高可靠性安全性的冗余計算機，如三取二冗余、二乘二取二冗余結構。

（2）系統(tǒng)的安全信息傳輸網(wǎng)絡必須采用具有可自愈的雙環(huán)光纖冗余網(wǎng)絡，保證信息傳輸通道的安全性、實時性、可靠性。

（3）區(qū)域聯(lián)鎖設備與列控設備、微機監(jiān)測設備、調度集中系統(tǒng)的結合，保證各設備間的協(xié)調動作，提高信號控制的綜合化、自動化、智能化。

實現(xiàn)方式的選擇要有針對性，確保行車安全，提高高速鐵路運輸能力，節(jié)約工程投資。

參考文獻：

[1]秦悅，劉智平.樞紐內區(qū)域計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)構成方案[J].鐵道通信信號，2011（07）.

[2] 陳宏偉.DS6-K5B型信號區(qū)域計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)技術及開通維護[J].鐵路通信信號工程技術，2005（06）.

[3] 張萍，趙陽，何梅芳.鐵路區(qū)域性計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的研制[J].儀器儀表學報，2003（04）.