武鋼鐵路翻車機聯系電路與全電子計算機聯鎖系統(tǒng)結合方案的研究

摘要：全電子計算機聯鎖系統(tǒng)是鐵路信號控制領域的前沿技術。翻車機聯系電路作為保障翻車機作業(yè)與鐵路調車作業(yè)安全的重要設備，實現了車站推送作業(yè)、翻車機作業(yè)、溜放作業(yè)及車站其他運輸作業(yè)之間互鎖法。文章介紹了翻車機聯系電路與全電子計算機聯鎖系統(tǒng)的結合方案。

關鍵詞：全電子計算機聯鎖系統(tǒng)；二乘二取二；翻車機；全電子零散執(zhí)行單元

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.01.008

中圖分類號：U 284.3，TP 3? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? ? 文章編碼：1672-7274（2024）01-00-03

Connecting Circuit of Wuhan Iron and Steel Railway Tippler Research on the Combination Scheme with Fully Electronic Computer Interlocking System

WU Shenglai

（Transportation Department of Wuhan Iron and Steel Co.， Ltd.， Wuhan 430000， China）

Abstract： The fully electronic computer interlocking system is a cutting-edge technology in the field of railway signal control. The connection circuit of the tippler， as an important equipment to ensure the safety of tippler operation and railway shunting operation， realizes a method of interlocking between station push operation， tippler operation， sliding operation， and other transportation operations at the station. The article introduces the combination scheme of the connection circuit of the car dumper and the fully electronic computer interlocking system.

Key words： fully electronic computer interlocking system; two times two out of two; car dumper; fully electronic scattered execution unit

1? ?研究背景

翻車機是一種重要的卸車設備，廣泛應用于冶金、煤炭、港口等企業(yè)，用于鐵路運輸中的散雜原燃料翻卸，該區(qū)域作業(yè)復雜。在翻車機作業(yè)過程中，存在交叉作業(yè)，不但要考慮鐵路重車推送作業(yè)、空車溜下作業(yè)及編組作業(yè)等相關鐵路運輸作業(yè)需求，還要考慮翻車機的翻卸作業(yè)的條件，因此，該區(qū)域容易產生安全生產事故。

根據翻車機作業(yè)流程，將全電子計算機聯鎖系統(tǒng)與翻車機控制系統(tǒng)相結合，設計鐵路信號互控照查電路，可實現翻車機作業(yè)過程中三個作業(yè)環(huán)節(jié)之間的相互聯鎖，防止以上三個獨立的運輸區(qū)域發(fā)生作業(yè)沖突，保障翻車機作業(yè)安全，提高作業(yè)效率。

計算機聯鎖系統(tǒng)是運用現代通信技術、計算機技術、電子技術以及安全性、可靠性等原理，實現進路相關的道岔、信號機、軌道電路之間安全聯鎖。武鋼使用的HJ-RSSE全電子計算機聯鎖系統(tǒng)是新一代計算機聯鎖系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用二乘二取二冗余結構^[1]。

全電子計算機聯鎖系統(tǒng)由人機交互層、聯鎖運算層和執(zhí)行表示層組成。

系統(tǒng)提供了豐富的通信接口，各層之間通過安全通信協議傳遞信息。人機交互層與聯鎖運算層之間采用冗余光纖以太網通信；聯鎖運算層與執(zhí)行表示層之間采用冗余CAN總線通信連接^[2]。

2? ?方案設計

2.1 設計原則

翻車機聯系電路由人工辦理行車聯絡手續(xù)，以推送線列車信號機和溜下線進路信號的開放顯示作為行車憑證。因此，聯鎖系統(tǒng)獲得翻車機作業(yè)狀態(tài)信息后，給出相應的推送進路和溜放進路信號顯示。

由于翻車機聯系電路是保障翻車機作業(yè)安全的重要安全設備，因而聯系電路的設計必須安全可靠、可操作性強，應遵循以下原則進行設計。

⊙ 配車作業(yè)和翻車作業(yè)互鎖，保證翻車作業(yè)與推送作業(yè)安全。

⊙ 在翻車作業(yè)過程中，保證溜放進路鎖閉在規(guī)定狀態(tài)，道岔均滿足要求。

⊙ 系統(tǒng)人機界面應具有作業(yè)狀態(tài)顯示等信息提示。

⊙ 信號機具備推送、后退及停止等顯示，滿足作業(yè)要求。

2.2 設計原理

翻車機相關的全電子接口電路設計，必須兼容現有電路，從而保證翻車機控制電路與聯鎖車站，通過電氣接口都能實現翻車作業(yè)、推送作業(yè)和溜下作業(yè)之間互鎖功能。如圖1所示。

由圖1可知，設計一個全電子接口電路來連接翻車機和鐵路車站的聯系電路。該接口電路將采集本站聯鎖信息和翻車機作業(yè)狀態(tài)信息，并進行邏輯運算。然后，使用全電子執(zhí)行單元控制鐵路車站溜下進路以及翻車機入口處的信號燈的開啟和關閉。最后，通過電信號傳輸，實現翻車機的聯系功能。

2.3 系統(tǒng)接口電路設計

根據設計原則及繼電接口電路原理圖，聯系電路外線接入全電子零散執(zhí)行單元，全電子翻車機聯系電路共包括3部分^[3]，其中，鐵路車站與翻車機控制室的聯系電路原理如圖2所示。

翻車機操作柱與鐵路車站之間聯系電路原理如圖3所示。

翻車機控制室同配車操作與鐵路車站之間的聯系電路原理如圖4所示。

設計全電子零散執(zhí)行單元，實現各部位電信息采集和輸出控制，作為各作業(yè)部之間的接口電路。

全電子零散執(zhí)行單元主要由電源電路、CPU電路、輸出驅動動態(tài)電路、安全繼電器組合電路、采集電路、通信電路以及模擬量監(jiān)測電路等組成。

采集電路按照組合式故障安全原則進行設計，采用二取二結構，即只有任意兩個采集電路采集狀態(tài)相同時，CPU才會判斷該采集電路的狀態(tài)。通過配置冗余器件提高采集電路的安全性和可靠性。

2.4 翻車機聯系電路聯鎖邏輯設計

聯鎖安全計算機是計算機聯鎖系統(tǒng)進行聯鎖邏輯運算和控制的核心，通過CAN總線實現與全電子零散執(zhí)行單元之間的通信，采集和驅動翻車機相關設備。因而，軟件功能模塊是翻車機聯系接口聯鎖邏輯的體現^[4]。

下面我們將按照翻車機接口電路的工作順序，分析翻車機聯系軟件的聯鎖邏輯流程。

需要翻車作業(yè)時，由操作柱操作人員將“請求溜放”旋鈕鈕到“請求溜放”位置，這時，計算機聯鎖系統(tǒng)檢測請求信號（QLJ）有輸入，控顯機聯鎖畫面上顯示“請求”燈亮綠燈。

車站操作人員完成相對應的溜放進路后（JLJ勵磁吸起），并按壓同意按鈕（TYJ輸出），相應照查繼電器（ZCJ）停止輸出，且可以溜放進路繼電器（KLJ）勵磁吸起，此時進入可以配車溜放狀態(tài)，在溜放過程中溜放進路及區(qū)段不能解鎖。此后，操作由操縱柱與翻車機之間協調配合完成，基本操作過程如下。

（1）在翻車機室按下“同意配車”按鈕，翻車機操縱柱上顯示同意配送亮綠燈，站內TPJ吸起，計算機聯鎖系統(tǒng)界面上配車燈亮綠燈，此時室外可以通過操縱柱上的按鈕及顯示進行配車作業(yè)，室內聯鎖收到聯系接口信息，進行相應信號燈顯示控制。

（2）在室外按壓操作柱上的“頂送綠燈按鈕”，車站采集到LJ信號，控制翻車機信號由紅燈改亮綠燈，車列可以推送。

（3）車列駛入到指定位置后，在室外按壓操作柱上的“停車紅燈按鈕”，車站采集到HTJ信號，控制翻車機信號由綠燈改亮紅燈，車列禁止推送。

（4）完成摘溝后，室外按壓操作柱“退車紅燈按鈕”，車站采集到HSJ信號，控制翻車機信號由紅燈改亮紅閃燈，車列開始后退。

（5）當車列駛出相應位置后，在室外按壓操作柱“停車紅燈按鈕”，車站采集到HTJ信號，控制翻車機信號由紅閃燈改亮紅燈，車列禁止后退。

（6）一次配車作業(yè)完成后，準備翻車，在可配車條件下，在室外按壓操作柱“同意翻車按鈕”，室內聯鎖的TFJ（同意翻車繼電器）吸起，翻車機操作臺“同意翻車白燈”亮；可以開始翻車作業(yè)，翻車作業(yè)完畢后，再次進行配車作業(yè)，重復以上過程。

（7）在整列翻車作業(yè)完成后，操作員將操縱柱上的“請求溜放”鎖位鈕轉動至“取消請求”位置。此時，室內聯鎖系統(tǒng)將解鎖并允許修改溜放進路。

2.5 系統(tǒng)安全性分析

軟件功能模塊的設計遵循計算聯鎖系統(tǒng)的技術條件。系統(tǒng)結合電路符合固有故障安全原則、反應式故障-安全原則、組合式故障安全原則以及隔離原則。因此，該功能模塊滿足設計原則，并能夠確保行車安全。

3? ?結束語

采用翻車機聯系電路功能與全電子計算機聯鎖系統(tǒng)的結合方案，不僅具有全電子計算機聯鎖系統(tǒng)安全、可靠、易維護的優(yōu)點，同時具有以下優(yōu)點：翻車機聯系接口電路采用智能化的全電子執(zhí)行單元設計，外部電路結構簡單，提高了現場維護人員故障處理的速度；站間保持原有接口電路，實現與既有電路的接口兼容，便于設備更新改造。由此可見，通過這些方案設計，全電子計算機聯鎖系統(tǒng)具有實現外部特殊聯鎖功能的合理性和可行性，完全滿足計算機聯鎖系統(tǒng)的功能要求。本方案于2022年在武鋼有限原料北站投入使用，運行穩(wěn)定，效果良好。

參考文獻

[1] EN 50126：1999．鐵路應用-可靠型、可用性、可維修性和安全性（RAMS）的演示和規(guī)范[S].

[2] EN 50128：2001．鐵路應用–通信，信號和處理系統(tǒng)–鐵路控制和防護系統(tǒng)中的軟件[S].

[3] EN 50129：2003．鐵路應用–通信，信號和處理系統(tǒng)–與安全相關的電子信號系統(tǒng)[S].

[4] TB/T 3027-2002．計算機聯鎖技術條件[S].

作者簡介：鄔勝來（1973-），男，漢族，湖北武漢人，高級工程師，本科，研究方向為鐵道通信信號設計與施工。