機(jī)場(chǎng)線車輛段與正線接口技術(shù)的研究

任青青，丁天

（1.陜西城際鐵路有限公司，陜西 西安 710016；2.陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 渭南 714000）

0 引 言

城際鐵路機(jī)場(chǎng)線正線和車輛段信號(hào)系統(tǒng)是2個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)，車輛段和正線的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及聯(lián)鎖關(guān)系采用計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖，為了保證列車的高效運(yùn)行、減少故障率，研究車輛段和正線的接口是必不可少的，車輛段主要以計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的方式實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖關(guān)系，正線也主要以計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖關(guān)系，但是兩者的聯(lián)鎖關(guān)系需要借助繼電器連接，還要具備敵對(duì)聯(lián)鎖表實(shí)現(xiàn)車輛段和正線信號(hào)系統(tǒng)的完美結(jié)合。為了保證列車高效、安全的出入車輛段，車輛段和正線的聯(lián)鎖必須建立相關(guān)的聯(lián)鎖關(guān)系，按照車輛段和正線的聯(lián)鎖關(guān)系保證列車回段和出段的正常運(yùn)行，確保運(yùn)營工作的順利進(jìn)行。由于受外界條件的限制，通過建立車輛段和正線信號(hào)系統(tǒng)的敵對(duì)照查、信號(hào)機(jī)狀態(tài)、區(qū)段狀態(tài)，并結(jié)合機(jī)場(chǎng)線車輛段和正線的特點(diǎn)制定合理的聯(lián)鎖系統(tǒng)及聯(lián)鎖表。

1 聯(lián)鎖接口原則

信號(hào)系統(tǒng)的首要任務(wù)是保證行車安全，其核心安全原則是故障導(dǎo)向安全，系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，具有自我保護(hù)的功能，使系統(tǒng)轉(zhuǎn)向并鎖定在安全狀態(tài)并一直維持在安全狀態(tài)；車輛段與正線間通過繼電接口傳遞信息，采用雙斷方式設(shè)計(jì)電路，互傳信息接口類型采用安全型繼電器；同一時(shí)間的同一出入段上的出入段進(jìn)路相對(duì)敵對(duì)，通過運(yùn)用敵對(duì)聯(lián)鎖表的查找關(guān)系來保證列車正常運(yùn)行；辦理進(jìn)路時(shí)，需滿足轉(zhuǎn)換軌空閑、敵對(duì)進(jìn)路建立、終端信號(hào)機(jī)燈絲狀態(tài)良好等條件，才能鎖閉進(jìn)路，同時(shí)開引導(dǎo)信號(hào)。

2 聯(lián)鎖接口運(yùn)用方式

2.1 機(jī)場(chǎng)線車輛段和正線的接口

如圖1所示是正線與車輛段戰(zhàn)場(chǎng)布置示意圖，車輛段主要管轄轉(zhuǎn)換軌上的RD1，RD2信號(hào)機(jī)；正線主要管轄轉(zhuǎn)換軌計(jì)軸區(qū)段ZHG1、ZHG2和X0701、X0702、ZC1、ZC2信號(hào)機(jī)。

圖1 正線與車輛段站場(chǎng)布置示意圖

2.2 車輛段與正線接口范圍及方式

機(jī)場(chǎng)線車輛段和正線的接口信息傳遞與接口的連接方式主要采用安全型繼電器，并通過繼電接口傳遞信息，使得正線和車輛段建立聯(lián)鎖信息，達(dá)到互通互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)車輛段與正線的無縫銜接。

2.3 車輛段與正線接口內(nèi)容

車輛段與正線接口互傳信息，排列出、入車輛段的進(jìn)路，需要建立正線與車輛段的相互敵對(duì)照查表。敵對(duì)照查、信號(hào)機(jī)狀態(tài)、區(qū)段狀態(tài)等信息主要是正線和車輛段之間傳遞的信息的依據(jù)。根據(jù)車輛段與正線的信號(hào)機(jī)以及轉(zhuǎn)換軌建立接口信息表，如表1所示是正線與車輛段傳遞信息接口表。

表1 正線與車輛段接口信息表

3 實(shí)現(xiàn)原理

機(jī)場(chǎng)線正線與車輛段互傳信息通過安全型繼電器實(shí)現(xiàn)，電路中使用繼電器兩組接點(diǎn)，以雙斷方式采集信息，并將信息傳遞給對(duì)方，繼電器的所需直流電源由正線提供，如圖2所示是機(jī)場(chǎng)線正線和車輛段接口電路原理圖。

圖2 正線與車輛段接口原理圖

3.1 聯(lián)鎖驅(qū)動(dòng)繼電器原理

3.1.1 車輛段聯(lián)鎖驅(qū)動(dòng)繼電器原理

以轉(zhuǎn)換軌ZHG2出段線為例：

RD1LZCJ：常態(tài)吸起，當(dāng)車輛段辦理向RD1入段口的出段列車進(jìn)路時(shí)，進(jìn)路鎖閉后RD1LZCJ落下，進(jìn)路最后一個(gè)區(qū)段（IAG）解鎖后，恢復(fù)吸起。

RD2LZCJ：常態(tài)吸起，當(dāng)車輛段辦理向RD2入段口的出段列車進(jìn)路時(shí)，進(jìn)路鎖閉后RD2LZCJ落下，進(jìn)路最后一個(gè)區(qū)段（IIAG）解鎖后，恢復(fù)吸起。

RD1DZCJ：常態(tài)吸起，當(dāng)車輛段辦理向RD1入段口的調(diào)車進(jìn)路時(shí)，進(jìn)路鎖閉后RD1DZCJ落下，進(jìn)路最后一個(gè)區(qū)段（CD01G）解鎖后，恢復(fù)吸起。

RD2DZCJ：常態(tài)吸起，當(dāng)車輛段辦理向RD2入段口的調(diào)車進(jìn)路時(shí)，進(jìn)路鎖閉后RD2DZCJ落下，進(jìn)路最后一個(gè)區(qū)段（CD02G）解鎖后，恢復(fù)吸起。

3.1.2 正線聯(lián)鎖驅(qū)動(dòng)繼電器原理

ZC1ZCJ：常態(tài)吸起，當(dāng)正線辦理以RD1為終端的進(jìn)路時(shí)，進(jìn)路鎖閉后落下，當(dāng)進(jìn)路最后一個(gè)區(qū)段解鎖后（ZHG1），恢復(fù)吸起。

ZC2ZCJ：常態(tài)吸起，當(dāng)正線辦理以RD2為終端的進(jìn)路時(shí)，進(jìn)路鎖閉后落下，當(dāng)進(jìn)路最后一個(gè)區(qū)段解鎖后（ZHG2），恢復(fù)吸起。

X0701LXJ（M）：常態(tài)落下，當(dāng)正線X0701信號(hào)開放滅綠顯示時(shí)，驅(qū)動(dòng)其吸起，滅綠信號(hào)關(guān)閉時(shí)，恢復(fù)落下。

X0702LXJ（M）：常態(tài)落下，當(dāng)正線X0702信號(hào)開放滅綠顯示時(shí)，驅(qū)動(dòng)其吸起，滅綠信號(hào)關(guān)閉時(shí)，恢復(fù)落下。

3.2 列車出段作業(yè)原理

以向RD1入段口為例：

當(dāng)車輛辦理向RD1入段口的出段列車進(jìn)路時(shí)，檢查聯(lián)鎖條件（ZC1ZCJ吸起，進(jìn)路內(nèi)軌道區(qū)段空閑等）滿足后，進(jìn)路鎖閉信號(hào)開放。

正線聯(lián)鎖在列車出段時(shí)，RD1LZCJ落下且RD1DZCJ吸起，自動(dòng)觸發(fā)或人工辦理正線以ZC1為始端的列車進(jìn)路。

車輛段辦理向入段口的調(diào)車進(jìn)路時(shí)，也需要檢查正線照查條件滿足。調(diào)車進(jìn)路鎖閉后，RD1LZCJ吸起、RD1DZCJ落下，正線不自動(dòng)觸發(fā)以ZC1為始端的列車進(jìn)路。

前一列車完全進(jìn)入ZHG1時(shí)，后一列運(yùn)行至CD01G時(shí)，不影響ZHG1的正常解鎖。

前一列車完全進(jìn)入ZHG1時(shí)，此時(shí)車輛段可排列向RD1的出段列車進(jìn)路。

向RD2入段口同RD1。

3.3 列車入段作業(yè)原理

以向RD1入段口為例：

當(dāng)正線辦理至RD1口的入段進(jìn)路時(shí)，檢查聯(lián)鎖條件（RD1LZCJ、RD1DZCJ均吸起，進(jìn)路內(nèi)軌道區(qū)段空閑、保護(hù)區(qū)段空閑等）滿足后，進(jìn)路鎖閉信號(hào)開放，驅(qū)動(dòng)ZC1ZCJ落下。

向RD2入段口同RD1。

3.4 控顯設(shè)置表示燈

3.4.1 車輛段表示燈設(shè)置

正線出庫信號(hào)機(jī)X0701、X0702顯示，根據(jù)正線送來的X0701、X0702信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈繼電器狀態(tài)顯示相應(yīng)燈光。當(dāng)采集到X0701LXJ/X0702LXJ吸 起、X0701LXJ（M）/X0702LXJ（M）落下時(shí)，顯示綠燈；當(dāng)采集到X0701LXJ/X0702LXJ落下、X0701LXJ（M）/X0702LXJ（M）吸起時(shí)，顯示滅綠燈；其他情況下均顯示紅燈。

正線出庫信號(hào)機(jī)顯示，根據(jù)正線送來的ZC1、ZC2信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈繼電器狀態(tài)顯示相應(yīng)燈光。ZC1LXJ/ZC2LXJ吸起、ZC1YXJ/ZC2YXJ落下時(shí)，顯示綠燈；當(dāng)ZC1LXJ/ZC2LXJ落下、ZC1YXJ/ZC2YXJ吸起時(shí)，顯示紅黃；其他情況下均顯示紅燈。

正線照查表示燈，當(dāng)ZC1ZCJ/ZC2ZCJ吸起時(shí)，點(diǎn)空圈；當(dāng)ZC1ZCJ/ZC2ZCJ落下時(shí)，點(diǎn)白燈。

軌道空閑占用表示燈，根據(jù)ZHG1、ZHG2空閑、占用情況顯示。

3.4.2 正線工作站人機(jī)界面表示燈設(shè)置

入段信號(hào)機(jī)顯示，根據(jù)車輛段送來的RD1、RD2信號(hào)繼電器狀態(tài)顯示相應(yīng)燈光。當(dāng)采集到RD1LXJ/RD2LXJ吸起，RD1YXJ/RD2YXJ落下時(shí)，顯示黃燈；當(dāng)采集到RD1LXJ/RD2LXJ落下，RD1YXJ/RD2YXJ吸起時(shí)，顯示紅黃；當(dāng)采集到RD1LXJ/RD2LXJ落下，RD1YXJ/RD2YXJ落下時(shí)，顯示紅燈；其他情況顯示空圈。

車輛段列車照查表示燈，當(dāng)RD1LZCJ/RD2LZCJ吸起時(shí)，點(diǎn)空圈；當(dāng)RD1LZCJ/RD2LZCJ落下時(shí)，點(diǎn)白燈。

車輛段調(diào)車照查表示燈，當(dāng)RD1DZCJ/RD2DZCJ吸起時(shí)，點(diǎn)空圈；當(dāng)RD1DZCJ/RD2DZCJ落下時(shí)，點(diǎn)白燈。

入段信號(hào)機(jī)內(nèi)方區(qū)段空閑占用表示燈，根據(jù)CD01G/CD02G區(qū)段空閑、占用情況顯示。

4 車輛段和正線聯(lián)鎖設(shè)備組成

4.1 聯(lián)鎖設(shè)備構(gòu)成

機(jī)場(chǎng)線車輛段和正線聯(lián)鎖采用DS6-60計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，DS6-60型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)是用于鐵路信號(hào)控制的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，采用輸入雙采集、輸出雙控制、通信雙冗余，是通過雙套專用安全硬件和相異性軟件構(gòu)成的2乘2取2冗余結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，DS6-60計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)具有可靠性、可用性、可維護(hù)性、安全性設(shè)計(jì)、分析和計(jì)算。DS6-60系統(tǒng)邏輯上被劃分為人機(jī)對(duì)話層（MMI）、安全運(yùn)算層（CIL）、執(zhí)行表示層（I/O）和電源層（PW），如圖3所示是DS6-60系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)圖。

圖3 DS6-60系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)圖

人機(jī)對(duì)話層（MMI層）主要是通過可視化的人機(jī)界面，向操作以及維護(hù)人員提供輸入控制命令并獲得設(shè)備工作狀態(tài)及行車作業(yè)情況；安全運(yùn)算層（CIL層）是聯(lián)鎖系統(tǒng)的核心，主要接收信號(hào)機(jī)、道岔、軌道等設(shè)備狀態(tài)信息，進(jìn)行安全邏輯運(yùn)算，執(zhí)行表示層對(duì)信號(hào)設(shè)備進(jìn)行實(shí)際控制；執(zhí)行表示層（I/O層）由現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)設(shè)備的采集驅(qū)動(dòng)設(shè)備組成，通過繼電器的結(jié)合電路，獲得信號(hào)設(shè)備動(dòng)作電壓，并得到現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)設(shè)備的狀態(tài)；這三個(gè)層面通過通信系統(tǒng)傳遞個(gè)子系統(tǒng)的信息，用來處理整體系統(tǒng)的信息。電源系統(tǒng)主要是為三個(gè)子系統(tǒng)的設(shè)備提供電力，保證三者之間的聯(lián)鎖系統(tǒng)安全的工作。

電源子系統(tǒng)、聯(lián)鎖子系統(tǒng)、輸入/輸出子系統(tǒng)、控顯子系統(tǒng)和聯(lián)鎖維護(hù)子系統(tǒng)組成了DS6-60計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖子系統(tǒng)均采用冗余設(shè)置，即2乘2取2安全結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)中任意子系統(tǒng)出現(xiàn)故障均不影響其他子系統(tǒng)正常工作。其組成如圖4所示。

圖4 DS6-60計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)組成示意圖

4.2 車輛段聯(lián)鎖系統(tǒng)組成

在車輛段和正線一級(jí)設(shè)備集中站設(shè)置1套相同的DS6-60型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備。車輛段信號(hào)設(shè)備室內(nèi)聯(lián)鎖設(shè)備由聯(lián)鎖邏輯部、聯(lián)鎖控顯部、聯(lián)鎖輸入/輸出部、聯(lián)鎖維護(hù)機(jī)四個(gè)部分組成。聯(lián)鎖設(shè)備連接ATS接口主要實(shí)現(xiàn)ATS工作站站場(chǎng)信息的顯示，并實(shí)現(xiàn)車輛段聯(lián)鎖功能。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備的維護(hù)工作站配置液晶顯示器。車輛段行車控制室內(nèi)設(shè)置聯(lián)鎖控制工作站。聯(lián)鎖控制工作站配置互備冗余的聯(lián)鎖控制工作站及兩臺(tái)液晶顯示器，互為備用，用于車輛段操作和顯示設(shè)備。如圖5所示是車輛段聯(lián)鎖系統(tǒng)組成。

圖5 車輛段聯(lián)鎖系統(tǒng)組成示意圖

5 車輛段與正線聯(lián)鎖接口設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)

通過采用繼電器將車輛段和正線接口聯(lián)鎖，并通過采集調(diào)車終端繼電器狀態(tài)，以及敵對(duì)信息查表，可以區(qū)分段內(nèi)調(diào)車進(jìn)路和出段列車進(jìn)路，方便段內(nèi)調(diào)車轉(zhuǎn)線作業(yè)，避免出入段線的通過能力。

6 結(jié) 論

針對(duì)機(jī)場(chǎng)線信號(hào)系統(tǒng)車輛段和正線的聯(lián)鎖接口技術(shù)研究，車輛段聯(lián)鎖和正線聯(lián)鎖采用敵對(duì)查表的方式，不僅保障了乘客的安全，更保證了行車的高效，便于值班員的操作，同時(shí)滿足了出入段的聯(lián)鎖要求，使得車輛段和正線能夠正常的通信，互相控制互相制約，使得聯(lián)鎖接口完美的結(jié)合，保證車輛段和正線信號(hào)系統(tǒng)的無縫銜接，達(dá)到信號(hào)系統(tǒng)的完整性，為所有搭乘城際鐵路出行的乘客提供便捷服務(wù)，為聯(lián)鎖系統(tǒng)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。