計算機聯(lián)鎖接發(fā)列車故障設置盤的設計與實現(xiàn)

王定明

（中國鐵路昆明局集團有限公司普洱職工培訓基地，昆明 650208)

1 概述

目前，車務系統(tǒng)接發(fā)列車人員通常采用計算機聯(lián)鎖仿真培訓系統(tǒng)開展培訓。該系統(tǒng)利用計算機技術模擬接發(fā)列車作業(yè)全過程，實現(xiàn)車站接發(fā)列車作業(yè)理論教學、實作演練等功能，為接發(fā)列車人員提供一種“理論+實訓”的綜合培訓平臺。但存在很多不足，主要體現(xiàn)在以下4方面：1）系統(tǒng)硬件購置和軟件開發(fā)需投入大量資金；2）計算機聯(lián)鎖仿真系統(tǒng)平臺不能真實達到部分“計算機聯(lián)鎖技術條件”的要求；3）信號聯(lián)鎖設備的使用效率沒有充分發(fā)揮；4）仿真培訓系統(tǒng)可擴展性差。基于此，在既有TYJL-ADX計算機聯(lián)鎖設備上增設故障設置盤，實現(xiàn)車站固定信號聯(lián)鎖設備故障設置功能，滿足車務系統(tǒng)接發(fā)列車人員實訓需要。試驗表明，該方案在不改變既有聯(lián)鎖關系的條件下，不僅滿足“故障-安全”的設計原則，而且能有效解決仿真培訓系統(tǒng)存在的共性問題，同時具有通用性和易擴展性等優(yōu)點，擬在普洱培訓部綜合實訓基地建設中推廣應用。

2 車站固定信號聯(lián)鎖設備故障實訓項目分析

車站固定信號聯(lián)鎖設備故障是車務系統(tǒng)非正常情況下接發(fā)列車管理的重點之一。常見信號聯(lián)鎖設備故障有信號不能正常開放、軌道電路非正常占用、道岔不能操縱或無表示、區(qū)間設備故障等。以某培訓部既有TYJL-ADX計算機聯(lián)鎖培訓站站場平面圖為例進行分析。車站固定信號聯(lián)鎖設備故障實訓項目如表1所示。

表1 車站固定信號聯(lián)鎖設備故障實訓項目Tab.1 Training items for addressing the faults of the f ixed signal interlocking equipment in stations

3 故障設置盤及按鈕設置設計

3.1 故障設置盤

故障設置盤是為實現(xiàn)車站固定信號聯(lián)鎖設備常見故障設置功能而設計制作的盤面，盤面上繪制車站信號平面布置圖，與車務操作終端一致。盤面在對應信號機、軌道電路、道岔和區(qū)間設備每一故障點設置1個按鈕，實現(xiàn)車站固定信號聯(lián)鎖設備故障設置并預留擴展功能。按鈕為不同顏色帶表示燈的LED發(fā)光源，所有按鈕均采用二位非自復式按鈕。

3.2 信號機故障設置按鈕

每一架進站信號機，設置綠、黃、紅和白4個顏色按鈕。每一架三方向出站信號機，設置綠、黃、紅和白4個顏色按鈕。每一架兩方向出站信號機，設置綠、黃、紅3個顏色按鈕，每一架單方向出站信號機，設置綠、紅2個顏色按鈕。每一架區(qū)間通過信號機，設置綠、黃、紅3個顏色按鈕。所有按鈕均設置在信號機所防護的線路對面。

3.3 道岔故障設置按鈕

每一組單動或聯(lián)動道岔，設置藍、綠、黃3個顏色按鈕。藍色按鈕設置在岔尖位置，綠色、黃色按鈕設置在道岔定位、反位位置。

3.4 軌道電路故障設置按鈕

每一軌道電路區(qū)段設置1個紅色按鈕，按鈕設置在相應軌道電路區(qū)段。

3.5 區(qū)間設備故障設置按鈕

自動站間閉塞和半自動閉塞，每一發(fā)車口對應設置綠、黃、紅3個顏色按鈕，雙線自動閉塞上、下接車口對應設置綠、紅2個顏色按鈕。

故障設置按鈕布置及安裝位置，也可根據(jù)習慣或現(xiàn)場情況來合理確定。

4 故障設置按鈕電路實現(xiàn)

故障設置按鈕電路由信號機、軌道電路、道岔和區(qū)間設備故障設置按鈕電路組成。按鈕電路采取在聯(lián)鎖設備采集、驅動接口電路或勵磁電路中增設開關按鈕的方法來設計，以減少瞬間電流對故障設置按鈕接點損壞和確保人身安全。

4.1 信號機故障設置按鈕電路實現(xiàn)

基本閉塞方式下，進站信號機顯示燈光有一個綠色燈光（L）、一個綠色燈光(L)和一個黃色燈光(U)、一個黃色燈光(U)、一個黃色閃光(US)和一個黃色燈光(U)、兩個黃色燈光(UU)、一個紅色燈光(H)、一個紅色燈光(H)及一個白色燈光(YB)。當顯示H時，需采集燈絲繼電器（DJ）吸起條件。當顯示L時，需采集DJ、列車信號繼電器（LXJ）、正線繼電器（ZXJ）、通過信號繼電器（TXJ）吸起條件。當顯示U時，需采集DJ、LXJ、ZXJ吸起條件。當顯示UU時，需采集2燈絲繼電器（2DJ）、LXJ吸起條件。當顯示LU時，需采集DJ、2DJ、LXJ、ZXJ、綠黃信號繼電器（LUXJ）吸起條件。當顯示H和YB時，需采集DJ、2DJ、引導信號繼電器（YXJ）吸起條件。進站信號機顯示燈位采集電路狀態(tài)如表2所示。表中“1”表示點亮該燈位時需要采集吸起條件的繼電器，“0”表示點亮該燈位時不需要采集吸起條件的繼電器。

表2 進站信號機顯示燈位采集電路狀態(tài)Tab.2 Status of the light position acquisition circuit of the home signal aspect

進站信號機5個燈位聯(lián)鎖條件中，U、L和H不會同時點亮，2U和YB也不會同時點亮，只有L和2U、U和2U或H和YB能同時點亮。分析表2可知，進站信號機信號顯示可以分成L、LU/U/UU、H、YB等4種情況進行故障設置，分別用綠色按鈕控制采集電路中TXJ的采集狀態(tài)，實現(xiàn)L故障設置；黃色按鈕控制采集電路中LXJ的采集狀態(tài)，實現(xiàn)LU/U/UU故障設置；紅色按鈕控制采集電路中DJ的采集狀態(tài)，實現(xiàn)H故障設置；用白色按鈕控制采集電路中YXJ的采集狀態(tài)，實現(xiàn)YB故障設置。

出站信號機共有L、LU、U、LL、H顯示燈光。對應每一架單方向出站信號機，設置綠、紅2個顏色按鈕，分別實現(xiàn)L、H故障設置功能。對應每一架兩方向出站信號機，設置綠、黃、紅3個顏色按鈕，分別實現(xiàn)L、2L、H故障設置功能。對應每一架三方向出站信號機，設置綠、黃、紅、白4個顏色按鈕，分別實現(xiàn)L、LU/U、H、B故障設置功能，其中，進路表示器1個按鈕控制1個發(fā)車口，需要時可適當增設。區(qū)間通過信號機共有L、LU、U、H顯示燈光。對應每一架通過信號機，設置綠、黃、紅3個顏色按鈕，分別實現(xiàn)L、U、H故障設置功能。出站信號機和區(qū)間通過信號機采集電路所采集繼電器狀態(tài)分析與進站信號機雷同，不再贅述。信號機故障設置按鈕電路原理如圖1所示。

圖1 信號機故障設置按鈕電路原理Fig.1 Schematic circuit diagram of signal fault setting button

4.2 道岔故障設置按鈕電路實現(xiàn)

道岔有不能操縱和無表示兩種故障。由道岔接口電路可知，道岔操縱時需驅動鎖閉防護繼電器（SFJ）和對應道岔定位/反位操縱繼電器（DCJ/FCJ），實現(xiàn)道岔定位/反位轉換，通過采集定位/反位表示繼電器（DBJ/FBJ）給出道岔位置表示。對應每一組單動或聯(lián)動道岔分別設置藍、綠、黃3個顏色按鈕，藍色按鈕控制SFJ驅動條件，實現(xiàn)道岔不能操縱故障設置，綠色按鈕控制DBJ采集狀態(tài)，實現(xiàn)道岔定位無表示故障設置，黃色按鈕控制FBJ采集狀態(tài)，實現(xiàn)道岔反位表示故障設置。道岔故障設置按鈕電路原理如圖2所示。

4.3 軌道電路故障設置按鈕電路實現(xiàn)

軌道電路有非正常占用紅光帶故障。由軌道電路接口電路可知，軌道電路通過采集軌道繼電器（DGJ）給出軌道區(qū)段占用/空閑狀態(tài)表示。每一區(qū)段設置1個紅按鈕控制DGJ采集狀態(tài)，實現(xiàn)軌道電路非正常占用故障設置，通過順序按壓接車（發(fā)車）進路區(qū)段上故障設置按鈕模擬列車運行。軌道電路故障設置按鈕電路原理如圖3所示。

圖3 軌道電路故障設置按鈕電路原理Fig.3 Schematic circuit diagram of track circuit fault setting button

4.4 區(qū)間設備故障設置按鈕電路實現(xiàn)

半自動閉塞通過驅動閉塞按鈕繼電器（BSAJ）來辦理閉塞，驅動復原按鈕繼電器(FUAJ)來完成區(qū)間開通，故在每一發(fā)車口對應設置黃（閉塞）、紅（復原）2個顏色按鈕。黃色按鈕控制BSAJ驅動條件實現(xiàn)不能辦理閉塞、紅色按鈕控制FUAJ驅動條件實現(xiàn)閉塞機不能正常辦理復原故障設置功能。

自動站間閉塞是64D半自動閉塞增加區(qū)間計軸設備，再與計算機聯(lián)鎖設備結合后實現(xiàn)的一種閉塞。閉塞自動辦理繼電器(BZBJ)的狀態(tài)，是區(qū)別使用自動站間閉塞或半自動閉塞的關鍵，故在上述半自動閉塞故障設置按鈕的基礎上增設1個綠色（計軸）按鈕，控制BZBJ勵磁電路來實現(xiàn)計軸自動站間閉塞不能正常開通區(qū)間的故障設置。半自動和自動站間閉塞故障設置按鈕電路原理如圖4 所示。

圖4 半自動和自動站間閉塞故障設置按鈕原理Fig.4 Schematic diagram of the fault setting button for semi-automatic and automatic station block

自動閉塞有允許改方不能正常辦理和輔助改方不能正常辦理故障。分析方向電路和接口電路可知，自動閉塞通過驅動發(fā)車按鈕繼電器（FAJ）勵磁條件來辦理正常改方，通過控制發(fā)車輔助繼電器(FFJ)勵磁條件來完成輔助改方，故在每一上、下行接車口對應設置綠（允許改方）、紅（輔助改方）2個顏色按鈕。綠色按鈕控制FAJ驅動條件實現(xiàn)不能辦理正常改方，紅色按鈕控制FFJ勵磁條件實現(xiàn)不能辦理輔助改方故障設置功能。自動閉塞故障設置按鈕電路原理如圖5所示。

圖5 自動閉塞故障設置按鈕原理Fig.5 Schematic diagram of the fault setting button for automatic block

4.5 故障設置盤功能驗證及特點

1）在TYJL-ADX計算機聯(lián)鎖中試驗。對應站場平面圖選取相應數(shù)量的信號機、軌道電路、道岔和區(qū)間設備，經(jīng)試驗故障設置控制功能正常。

2）在iLOCK計算機聯(lián)鎖中試驗。任意選取一定數(shù)量的信號機、軌道電路、道岔和區(qū)間設備，經(jīng)試驗發(fā)現(xiàn)故障設置控制功能須統(tǒng)一在聯(lián)鎖A機或聯(lián)鎖B機驅動（采集）電路中設置，才能實現(xiàn)故障設置功能，若統(tǒng)一設置在聯(lián)鎖A機驅動（采集）電路中，轉換為聯(lián)鎖B機工作后不能實現(xiàn)故障設置，故在車務接發(fā)列車實訓過程中需根據(jù)故障設置實際來選擇聯(lián)鎖機主控狀態(tài)。

5 結束語

接發(fā)列車故障設置盤不僅拓展了計算機聯(lián)鎖設備的培訓功能，有效減少投資，而且不改變原計算機聯(lián)鎖技術條件，擴展性好。該設計方案可以任意增減所控制設置故障的設備類型及數(shù)量，最大限度滿足車務系統(tǒng)接發(fā)列車人員非正常情況下接發(fā)列車實訓需要，符合綜合實訓基地信號實訓聯(lián)鎖設備建設和預留增減室內(nèi)、外設備的發(fā)展需要。控制功能、電路安全性和易擴展性都達到了設計目的。該方案僅在培訓基地開展了信號聯(lián)鎖安全驗證，在不同制式的計算機聯(lián)鎖中，故障設置控制的繼電器和故障點的選擇不唯一，為實訓基地建設或設計人員提供借鑒。