鐵路計算機聯鎖系統常見故障及處理方法

摘要：計算機聯鎖作為鐵路車站聯鎖設備在計算機時代的系統裝備，是傳統繼電式電器集中聯鎖設備的更新換代產品，隨著我國鐵路信號基礎設備的發展，在我國普速鐵路、高速鐵路及重載鐵路等批量裝備中開始大范圍應用。在計算機聯鎖系統大規模裝備的應用過程中，出現了設計、生產、安裝、調試、使用、維護等方面的問題，本文主要從使用、維護角度，針對現場常見的故障給出處理方法，并提出可行性方案。

關鍵詞：計算機聯鎖；繼電式電器集中；基礎設備；維護

一、引言

隨著我國鐵路快速發展，運營里程越來越高，路網規模和鐵路車站布局趨于完善，2021年全國鐵路營業里程達到15萬公里。越來越多的群眾將鐵路作為首選的出行方式，鐵路的客流量也越來越大，2021年全國鐵路旅客發送量完成26.12億人，比上年增長18.5％。鐵路運輸需求不斷增長，2021全國鐵路貨運總發送量完成47.74億噸，比上年增長4.9％。 隨著鐵路運輸的快速增長，作為鐵路運輸核心設施的信號控制系統在保障鐵路運輸秩序方面發揮了關鍵作用。在保障鐵路信號控制系統安全穩定運行的過程中，鐵路信號管理工作也面臨越來越多的場景和工作難度。為了更好地對鐵路運行的列車進行調度管理，實現高效利用鐵軌線路的目的，目前國內主要的車站信號控制系統已經全面使用電子式計算機聯鎖設備控制列車的運行信號，有效地解決了傳統繼電式聯鎖信號控制系統可靠性低、不易維護、容易造成行車故障等難題。而計算機聯鎖的廣泛應用也使得鐵路運行更安全，更快速，能夠更好地緩解目前的鐵路交通運輸壓力。

在鐵路信號控制系統中，計算機聯鎖系統設備作為核心系統裝備，主要作用是在確保聯鎖關系正確的前提下，接受并執行調度中心下達的列車、調車作業命令；根據軌道電路等設備，確定鋼軌線路上列車之間的位置關系；通過控制道岔轉轍機、信號機建立鐵路聯鎖進路、鎖閉保持進路直至列車出清后解鎖進路，以達到安全控制列車運行的目的。計算機聯鎖系統主要為室內設備、控制相關的道岔和信號機等軌旁設備。計算機聯鎖設備分為聯鎖主控、聯鎖執行和人機界面等三個部分，并與室外軌旁設備進行接口。系統結構如圖1所示。目前，鐵路車站計算機聯鎖系統在現場運用過程中還存在較多的場景適應性及運用不穩定因素和問題，導致計算機聯鎖設備在使用的過程中容易發生故障，嚴重時甚至影響線路行車秩序，這也為鐵路電務專業管理和維護帶來的較大的工作量和工作壓力。因此，本文對計算機聯鎖設備現場常見的故障進行了系統地分類，并簡要地闡述了每種故障的問題情況和原因分析，旨在幫助電務專業人員總結計算機聯鎖設備的管理措施、運用方法和維護解決方案。

二、網絡中斷故障

（一）故障描述

計算機聯鎖網絡與傳統意義的互聯網網絡不同，它是鐵路專用局域網，連接鐵路調度控制系統和信號控制設備等各個內部系統設備之間的網絡。通常來說，計算機聯鎖系統對網絡通信問題設置有預定的管理控制策略，一旦出現了網絡中斷，計算機聯鎖人機界面顯示終端會立刻出現報警提示信息，提醒現場運用管理人員出現了網絡中斷故障，需要立即采取措施進行處理。

（二）解決方案

1.假設出現網絡中斷的情況，應該立刻檢查計算機聯鎖設備相關部位的網線接口等物理鏈接通路是否正常。

①當聯鎖設備網絡鏈接的指示燈正常閃爍狀態時，可以判斷線路物理通道的鏈接正常，需要進一步檢查鏈接的區域地址狀態，即檢查確認檢測到的鏈接是不是本機的正常通信鏈接；

②當確定網絡鏈接通路正常后，可以通過聯鎖設備狀態指示燈及維護終端界面檢查確認計算機聯鎖內部的程序是否運作正常；

③當上述的兩個問題都確認排除時，需要檢查計算機聯鎖的網絡通信板卡安裝和工作是否正常，現場處理時可以采取最簡單的辦法就是更換或對調相應的網絡通信板卡。如果更換之后鏈接正常，則可以定位為網絡通信板卡的故障。

三、上下位機通信中斷故障或下位機模塊故障

（一）故障現象

上下位機通信中斷或下位機模塊故障是指計算機聯鎖人機界面上位機與聯鎖設備下位機之間的串口通信狀態異常或者聯鎖通信模塊異常。當出現此故障時，人機界面維護終端界面會提示“通信中斷”報警。

（二）解決方案

①出現“通信中斷報警”時，檢查上下位機之間連接的通信接口有無松動現象；

②檢查串口通信線纜是否出現損壞，尤其需要檢查計算機聯鎖遠程監督相關通信線纜；

③上述檢查確認正常后，再檢查確認對應的設備板卡工作指示燈及設備是否完好。板卡故障可以通過更換相應的設備板卡排除故障。

四、計算機聯鎖邏輯單元及接口單元故障

計算機聯鎖邏輯單元和接口單元是鐵路車站計算機聯鎖系統的核心設備，所有的信號處理都必須依托于計算機聯鎖邏輯單元設定的程序和配置，接口單元嚴格按照聯鎖程序控制相關設備進行工作。因此，一旦計算機聯鎖邏輯單元出現故障問題，整個車站計算機聯鎖系統就會受到影響，接口單元故障則無法有效控制相應的設備。下面具體分析計算機聯鎖邏輯單元和接口單元存在的故障。

（一）故障現象

①計算機聯鎖邏輯單元每一個指示燈都有其特殊的含義。當計算機聯鎖設備運行程序出現紊亂時，相關的狀態指示燈及人機界面維護終端信息可以指示設備的工作狀態是否正常， 并根據相關狀態信息檢查確認具體的設備狀態問題。

②計算機聯鎖邏輯單元內應用程序也隨著運營場景增加變得越來越復雜，聯鎖內部程序規模也越來越大。在計算機聯鎖設備長期工作的過程中，運行數據占據大量內存，造成聯鎖設備穩定性下降，而內部程序運行錯誤會造成聯鎖邏輯單元故障報警，并停止正常工作導向安全模式，特別是在復雜場景中，這種問題更加突出。

③當計算機聯鎖接口單元出現故障時，對應控制的設備發出報警，會對聯鎖系統控制及列車運行造成影響。

④計算機聯鎖系統一般配置“三取二”或“二乘二取二”的冗余設備。當邏輯單元或接口單元故障時，系統將切換至備用設備運用并發出報警，但聯鎖系統仍將繼續保證列車運行，可以在維修天窗時處理相關故障。

（二）解決方案

①在現場維護時，計算機運行故障問題的處理方案主要是重新啟動。在重新啟動計算機后，計算機的所有現行應用程序會關閉，重新初始化邏輯單元內部的應用控制程序，使計算機聯鎖控制程序重新開始運行。

②在重新啟動計算機聯鎖設備且操作正常后，需要檢查之前的數據，如果有數據缺失的情況，必須及時采用備份數據。

③如果重新啟動計算機聯鎖設備后，系統仍然存在故障報警，則需要根據人機界面維護終端信息分析，判斷計算機聯鎖設備邏輯單元部分或接口單元的軟件和硬件是否存在問題，現場可以通過對調相關板卡和更換備用設備進行進一步檢查確認。

五、操作終端顯示終端故障

（一）故障現象

人機界面操作顯示終端的故障問題也是一種聯鎖設備常見問題，主要表現為操作顯示終端出現黑屏，或者顯示終端顯示界面異常，無法正確顯示出信號信息畫面，導致操作人員無法正常獲得足夠的車站信號供控制系統信息反饋和進行信號控制操作。

（二）解決方案

①如果單個顯示終端設備出現故障，可以根據需要立即啟用備用的顯示終端。每個單獨的顯示終端都應設有備用的顯示終端，以防患于未然，確保鐵路運行的安全性和可靠性。

②如果系統配置雙屏顯示終端，問題處理相對簡單，只需要將出現故障的顯示屏數據連接到另一臺顯示終端設備上即可，可以在電務維護時再進一步處理。

六、道岔故障

道岔故障是鐵路車站計算機聯鎖系統最常見的故障類型之一。對于這種故障，可以采取的分析和解決方案措施如下。

（一）故障范圍判斷

道岔控制電路由啟動電路和表示電路組成，分為室內電路和室外電路，首先需要判斷道岔控制電路的故障范圍。四線制道岔控制電路室外有四根電纜，X1是定位控制線和表示線電纜；X2是反位控制線和表示線電纜；X3是表示專用回線電纜；X4是控制專用回線電纜。技術人員可以通過分線盤測量電壓法確定故障范圍，再根據具體故障采取進一步措施進行維修。

（二）聯鎖設備引起的道岔故障

①在確認道岔控制電路室外正常后，需要室內部分的排查，室內部分主要為聯鎖設備問題或電路線纜問題。

②通過操作計算機聯鎖設備排查故障：聯鎖設備發出道岔控制指令，檢查2DQJ正常轉極表明道岔啟動電路正常；在分線盤位置測量定位控制線（或反位控制線）與控制回線間有動作電壓，可以確認室內動作電路正常；進一步排查表示電路，在室內分線盤將除控制回線以外的室外電纜斷開并連接試驗電路（在定位表示線和表示回線間接一個反向二極管、在反位表示線和表示回線間接一個正向二極管），然后進行道岔控制操作，以查看道岔表示電路狀態，工作正常則可以排除室內表示電路的問題。道岔問題需要根據道岔電路設計圖紙，并結合室內試驗電路和聯鎖設備操作，仔細排查確定故障原因，確認后方可根據故障原因進行設備器材更換或電路維修。

七、信號機故障

（一）故障現象

信號機故障是鐵路車站計算機聯鎖系統的另一種最常見故障類型。信號機故障會造成列車運行時無法正常觀察列車運行控制信號，導致列車無法正常行車。

（二）解決方案

①信號機點燈電路也分為室內部分和室外部分，計算機聯鎖設備根據聯鎖進路控制相關點燈電路繼電器，繼電器再通過電纜控制信號機的對應燈位并點亮，從而形成表示信號。

②在室內分線盤位置進行信號機點燈電路的測量可以快速區分室內故障和室外故障，通過聯鎖設備控制相應燈光點亮，根據信號機點燈設計圖紙，檢查確認對應繼電器動作情況，確認繼電器動作無誤后進行分線盤測試，電壓正常則表示室內電路正常，需要進一步排查室外電纜。若室外信號工作正常，還需要檢查室內信號機表示電路，確認具體原因后可更換故障器材或進行電路維修。

八、軌道電路故障

（一）故障現象

軌道電路表示車站軌道的列車空閑占用狀態，是計算機聯鎖系統控制的基本依據。軌道電路故障將導致計算機聯鎖設備無法進行正常的列車進路建立、解鎖等操作，從而影響車站列車的正常運行。

（二）解決方案

對于軌道電路相關的故障，首先在計算機聯鎖人機界面維護終端查看相應的維護報警信息，并安排室內人員在分線盤位置檢查軌道電路發送端、接收端的工作電壓。其次，分析軌道電路工作電壓變化情況，以確認軌道電路的故障位置。再次，室內故障需要進行相應器材和電路的檢查；室外故障需要進一步測試室外軌旁發送端、接收端軌道電路工作電壓，根據軌道電路室外部分的工作電壓變化確認具體的故障位置和原因，最后，在確認故障點后，可以采取進一步措施恢復軌道電路相關設備的運行。

九、結束語

本文分析一些常見的鐵路車站計算機聯鎖系統故障問題，并提出了相關問題的一些參考處理建議。但是，在計算機聯鎖系統實際的操作和運行中，也會出現上述之外的其他問題和故障。因此，鐵路部門需要不斷提高鐵路電務維護管理人員的專業技術水平，使其在發現故障和解決故障中積累有效的經驗，從而進一步提高鐵路車站處理計算機聯鎖系統故障的能力，確保鐵路運輸的安全性和可靠性。

作者單位：江建吾 國能朔黃鐵路發展有限責任公司肅寧分公司

參" 考" 文" 獻

[1]國家鐵路局2021年鐵道統計公報[M].國家鐵路局，2022.

[2]曹亮.微機聯鎖系統可靠性研究[D].成都：西南交通大學，2007.

[3]佟陽.微機聯鎖中幾種通訊方式的分析比較[J].工業控制計算機，2009（05）：19.

[4]張卿太.基于CAN總線的全電子化微機聯鎖系統設計[D].成都：西南交通大學，2005.