鐵路信號微機聯鎖在鐵路運輸自動化中的作用分析

韓文君

（南京鐵道職業技術學院，江蘇 南京210031）

當前鐵路信號聯鎖設備難以符合鐵路信號的安全性、可靠性需求。同時國內干線企業或者鐵路的自備鐵路當中依然在沿用傳統的電氣聯鎖裝置，在計算機信息化技術水平持續提升的大環境下，計算機聯鎖系統正在此領域內得到越來越多的普及和應用，可為鐵路運輸自動化的全面實現夯實基礎。

1 當前鐵路信號微機聯鎖的安全設計和系統組成

1.1 安全設計

鐵路信號微機聯鎖系統為了能夠確保自身的安全性，某企業為此系統采用了以下幾項安全設計：

（1）選擇核心設備：本文涉及系統選擇核心設備為西門子PLC，其擁有較長的應用壽命，以及較高的可靠性，自身安全運行的總時長能夠達到約106h，與傳統連鎖微機的壽命相比較，是其的10 倍[1]。

（2）設計硬件結構：主要使用的是2×2 取2 冗余機構，其上下位機屬于雙套式，且互為熱備，進而使此系統的工作可靠性、安全性獲得更良好的保障。

（3）雙網絡均為工業級別：與普通網絡不同的地方在于，屬于工業級別雙網絡擁有自定義式的雙網絡、數據包并發方式的功能，進而保證其共享的數據將更為可靠。

（4）選擇語言以及系統：系統當中的上位機選擇的是可視化語言編程以及Windows 操作系統；而下位機所選擇的主要是step7 語言編程，這種雙程序校驗不僅可以最大限度地確保執行命令獲得相應保障，也將有效降低危險側的輸出概率。

1.2 系統組成

前文提及的聯鎖系統，主要是一種二級“集散式”的控制系統，內部主要包括了監控對象層、人機對話層、接口電路層、連鎖運算層以及復合驅動層等幾大部分：

（1）監控對象層：此部分的組成成分主要為電動轉轍機、信號燈以及軌道電路等。

（2）人機對話層：借助鍵盤、鼠標等輸入式設備，能夠有效控制鐵路信號的微機聯鎖系統，并且可以借助顯示器將站場的信息主要信息顯示出來；與此同時，經由對采樣機的操作指令進行設置，能夠確保有效傳輸以及判別輸入命令，進而積極應對日益擴大的站場規模所產生的多重影響。

（3）接口電路層：此部分將重點負責PLC 的輸出驅動信號安全轉換邏輯以及監控裝置的表示信息，并且負責對監控裝置的測控流程加以規范。

（4）連鎖運算層：此部分屬于該系統最為核心的部分，重點負責對故障診斷、操作輸入內容、邏輯運算以及聯鎖信號的調理等重要任務，同時結合具體需求對超過復數的聯鎖微機進行設置，并且配置了故障自動、手動按鈕以及軟件等3 類切換模式，可以為聯鎖運算層可靠性、安全性提供充足的保障。

（5）復核驅動層：在此部分中，PLC 屬于其重點構成，其主要任務為收集相關信息數據、將操作命令轉化成安全控制信號，另外復合驅動層將承擔此系統的復核檢查以及操作命令。

2 鐵路運輸自動化中鐵路信號微機聯鎖的關鍵作用

從本質上來看，鐵路信號微機聯鎖系統并非集中聯鎖電氣的更高級替代系統，這主要是因為該系統擁有良好的擴展功能，其能夠為實現國內鐵路運輸自動化夯實基礎。從多次實踐過程可知，該系統可以在具體應用過程中和鐵路運輸信息系統以及機動車的安全防控系統等充分結合，進一步體現了此系統的重要作用[2]。

2.1 最基本的作用

根據前文鐵路信號微機聯鎖的主要系統構成狀況，能夠明確該系統最基本的作用包括了：

（1）計算機輔助設計：能夠以圖形的方式對站場的數據信息進行直觀輸入，這樣便可以有效縮短聯鎖的設計周期，并且有效避免過去由于大量人工參與致使的錯誤輸入問題。

（2）基礎聯鎖功能：在鐵路信號微機聯鎖系統中，其最基本的作用包含了人工解鎖、進路選排、總取消、進路閉鎖、信號開放、進路解鎖以及道岔動作等，其均能為早日實現鐵路運輸的自動化夯實基礎。

（3）人機對話：借助相應輸入設施，站場、區段以及道岔等的圖形、信息動態地顯示到操作工作站的顯示器當中，并且可以有效提升各種操作語音，對各類故障進行自動播報。

2.2 在鐵路運輸自動化當中發揮的作用

在鐵路運輸自動化當中應用此系統的主要作用包含了調度監督、防溜預警、擴展性優勢以及方便改造等。

（1）調度監督。在實現鐵路運輸自動化的過程中，調度監督是亟需有關部門早日突破的重點、難點，而鐵路信號微機聯鎖系統則可以在此過程中將自身作用充分發揮出來。本文涉及企業借助光纖布置了鐵路運輸網絡環網，此環網能夠連接企業運輸部所有站內交換機，這樣一來，微機聯鎖系統、行調以及貨調等的信息數據便能夠經由網線被上傳到環網系統當中，進而在總服務器當中進行集中交換，有助于全面提高傳輸信息數據的迅速性、安全性以及可靠性。在此基礎上，該企業運輸部建立了分布式的調度監督體系，其能夠向調度監督相關工作人員實時提供更為精準的列車運行狀況、設備狀況以及現場信號等。在微機聯鎖系統的作用下，該企業可在確認聯鎖機制的前提下，對有效信號的采集點加以明確，這些采集點通常都源自大規模繼電器組合，而電動轉轍機、信號燈以及軌道電路等都屬于相應組成部分。在運行分布式的調度監督體系時，相應管控結構可以把信息數據經由總線上傳到對應的調度中心中，并且在企業鐵路信號微機聯鎖系統的作用下，系統數據信息的收集模塊能夠把在現場所收集的信息數據上傳到以太網當中，最終確保運輸部能夠在第一時間對現場的實際狀況進行查看，以便為實現企業鐵路運輸的自動化而打下堅實的基礎。

（2）防溜預警。當前我國許多企業鐵路最明顯的特征便是會通過較多的公鐵道口以及擁有極為復雜的線路，而因為公鐵道口周邊的鐵路站場通常會設置多條股道線，會導致停留于股道線上的車輛極易受到站場坡度的影響而存在自溜風險，而這對于實現鐵路運輸的自動化使極為不利的。然而在微機聯鎖系統的作用下，系統能夠對溜車預警裝置進行較為靈活的聯動，最終有效解決車輛的自溜問題。需要有關部門注意的是，為了能夠更有效地解決自溜問題，微機聯鎖系統也需要對應急安全措施進行全面聯動。除此之外，系統還能夠自動把公路通過信號及時轉換為禁止信號，并且提供聲光報警，最終使車輛自溜所造成的損失被有效降低[3]。

（3）擴展性優勢。在我國鐵路行業的全面發展進程中，先進的鐵路信號微機聯鎖系統正在發揮關鍵作用，特別是在實現鐵路運輸的自動化過程中，將會涉及到諸多工作環節，很多傳統內容都會被更新。與此同時，這使得鐵路信號微機聯鎖系統的應用也將面臨全新的挑戰。此微機聯鎖系統能夠和列車運行的可靠性以及安全性產生極大關聯。對于鐵路運輸安全防控系統與相應信息數據管理系統而言，聯鎖系統還能夠將其充分結合，根據實際需求還應該更為靈活地展開擴展設計，進而持續提高鐵路運輸自動化當中所應用微機聯鎖系統的重要作用。

（4）方便改造。某企業經過多年實際調查實踐得知，當前我國許多企業仍然對于鐵路運輸擁有較大的依賴性，因此這些企業的場內改造現象十分頻繁，而這便要求鐵路信號微機聯鎖系統應當同時得到相應改造。其中一部分企業不再運用安全性繼電器，并且引進更為先進的計算機系統展開動態控制，同時也設置了許多電子開關，如此便會充分減少鐵路信號微機聯鎖系統的所需配線，最終使改造更方便。

總體而言，在我國鐵路事業持續發展的新時期，鐵路相關部門、機構為了能夠確保鐵路運輸可靠性以及安全性，應該及時、全面應用先進的微機聯鎖系統，以便提升鐵路運輸自動化水平，最終確保各系統監督功能可靠、安全，進而提高系統的整體工作效率，保證鐵路運輸實現自動化以及信息化。因此，在鐵路運輸自動化當中，鐵路信號微機聯鎖具備良好的促進作用。