列車運行控制監控裝置控制關鍵點與發展趨勢

李尚昆

中國鐵路北京局集團有限公司天津電務段 天津 300140

列車運行監控記錄裝置（簡稱監控裝置）經過升級換代，功能日漸完善，為保證鐵路運輸安全起到巨大作用。但由于我國既有鐵路基礎設施比較薄弱，監控裝置尚缺乏采集地面信息的手段等因素，在行車安全控制方面仍有隱患，還須引起我們的重視。

1 問題的提出

列車運行監控記錄裝置（以下簡稱監控裝置）在全路推廣使用以來，在鐵路運輸生產中發揮了不可替代的安全保障作用。但監控裝置的控制功能還存在一定的死區，如列車反方向運行時，監控裝置受信號條件限制不能對這一運行過程進行有效合理的控制，而只能將監控裝置降級按線路最高限速控制，由乘務員人為掌握運行速度和停車時機。所以，一旦乘務員操縱失誤或失去操縱能力，勢必導致事故的發生。列車反方向運行是指復線區段因某種原因列車無法經相鄰兩站間正常運行方向的線路（簡稱正線）通過，而改經相反方向線路運行的情況[1]。

2 控制要點

2.1 GPRS數據中斷防護措施

受GPRS通信特殊性的影響，其在運行過程中的穩定性不足，在進行數據傳輸時極容易受到信號干擾。具體來說，GPRS通信的位置具有變動性，因此極容易出現隧道等信號盲區，加之系統溫度以及周邊電磁的干擾，將會引發一系列的通信故障，此時通信服務器無法在第一時間接收到采集數據，整個作業數據傳輸工作受阻。此問題嚴重制約了列車運行監控裝置的運行效率，對此，需要在車載終端開發DT30模塊，其可以提供緩存續傳的功能，對數據進行實時存儲。

2.2 信號采集模塊設計

列車燈信號、車況信號和過絕緣節信號在列車行駛過程中，容易受到外界的干擾，信號的精確采集難度加大，電路設計中應主要實現濾波、限幅和光隔離。濾波電路依照信號的實際情況，由于對應信號的變化頻率在100Hz左右，那么濾波頻率應該大于100Hz，保障信號持續時間大于10ms。限幅電路的目標是保證后續電路的電壓幅值過大，造成元器件的擊穿，所以限幅電路采用二極管，讓電路的高電平處于24V，低電平為0V，光電隔離依然采用芯片TLP521來處理，對信號進行電氣隔離。

2.3 監控軟件的設計與實現

監控軟件主要是對采集的信號狀態進行檢測，程序實現的流程。首先開始主程序，對速度信號進行檢測，如果檢測完畢之后，對速度信號做中斷處理，同時還要檢測過絕緣節信號，同理檢測完畢后做中斷處理；然后依次對緊急制動信號、燈信號和工況等信號做檢測。在將干擾電信號過濾之后，每次檢測信號的高電平持續時間應保證在10ms以上，從而實現每次獲得的信號都是有效信號。

2.4 反方向運行控制模式

（1）有揭示反方向運行列車進入反方向運行起始站站內后，監控裝置根據運行方向、交路號、站號將自動判斷該站為反方向運行起始站。出站時首先根據揭示信息中起始站出站道岔位置和限速值計算控制曲線，控制列車以低于道岔限速通過出站道岔。如正出則允許解鎖通過，出口限制速度不高于反方向區間限速值。過道岔后以低于反方向區間限制的速度運行到終止站進站前[2]。四顯示區段終止站進站按反方向進站信號顯示控制進站，如側進，則根據揭示信息中終止站進站道岔位置和側向限速值計算控制曲線，控制列車以低于道岔限速通過進站道岔。終止站出站按側出控制，如正出則允許乘務員人工解除道岔限速控制。三顯示區段終止站按側進側出控制，按揭示信息中終止站進站道岔位置和道岔側向限速值計算控制曲線，控制列車以低于道岔限速通過進站信號機。如正進允許解鎖通過。

（2）臨時反方向運行列車進入反方向運行起始站站內后，由乘務員人為輸入特殊的支線號，通知監控裝置該站為反方向運行的起始站。監控裝置根據起始站出站信號機位置和本交路道岔側向最低限速值計算控制曲線，控制列車以低于道岔限速通過出站信號機。如正出允許解鎖通過，出口限速不高于70km/h，過道岔后以低于70km/h的速度運行到終止站進站前。四顯示區段終止站進站按反方向進站信號顯示控制進站，如側進則根據終止站反方向進站信號機位置和本交路道岔側向最低限速值計算控制曲線，控制列車以低于道岔限速通過反方向進站信號機。終止站出站按側出控制，若正出則允許乘務員人工解除道岔限速控制。

3 發展趨勢

當前，LKJ2000裝置已經被廣泛運用于鐵路工程中。在長達10余年的發展中，已經由過去的試驗階段演變為當下的普及推廣階段，其對于機務行車安全具有重要作用。所配備的無線傳輸裝置能夠實時獲取列車的運行數據，而后在GPRS網絡的作用下將數據傳輸給地面軟件，由此展開針對性分析，對其中潛在的危險進行預警。以Mysql為基礎研發出地面遠程跟蹤查詢系統，可以實現對作業車的實時跟蹤[3]。

4 結語

通過分析列車運行的速度模式，對列車運行控制監控裝置進行了硬件與軟件的設計。通過實現基于單片機的硬件電路和軟件程序的設計，對各個模塊電路進行具體的電路分析，實現監控裝置的基本功能，通過功能性測試基本滿足要求，驗證了可行性。后續將會著重研究監控裝置的性能，尤其考慮實時性的實現并且會加強軟件的控制能力，在功能上進一步擴展。