計軸自動站間閉塞與計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)結合方案研究

丁本江 單 冬

*北京交通大學 工程碩士 ，北京交大微聯(lián)科技有限公司 工程師，100195 北京

**北京交通大學 副教授，100044 北京

計軸自動站間閉塞系統(tǒng)與計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)結合方案，是計算機聯(lián)鎖取代6502電氣集中后，實現(xiàn)自動站間閉塞的控制方案。在具備區(qū)間占用檢查的條件下，隨著辦理發(fā)車進路自動辦理閉塞手續(xù)，列車憑信號顯示進入發(fā)車進路后，出站信號機自動關閉，待列車出清區(qū)間后自動解除閉塞。其特征為:有區(qū)間占用檢查功能、站間區(qū)間只允許走行一列列車、辦理發(fā)車進路時自動辦理閉塞手續(xù)、自動確認列車完整到達和自動到達復原等。

1 系統(tǒng)設計方案

1.1 設計原則

為實現(xiàn)自動站間閉塞功能，結合方案遵照以下原則進行設計。

1．當發(fā)車站辦理發(fā)車進路時，站間應自動構成閉塞狀態(tài)。甲、乙二站間僅允許有一個站為發(fā)車站，若其中有一個站排列了向區(qū)間的發(fā)車進路，另一站則不能再排列發(fā)車進路，即自動實現(xiàn)了站間閉塞狀態(tài)。

2．聯(lián)鎖系統(tǒng)人機界面，應具有閉塞方向狀態(tài)顯示，便于操作人員實時、清晰地掌握該站的接發(fā)車狀態(tài)。

3．對于計算機聯(lián)鎖設備與計軸主機的接口形式，需滿足運行安全、接口明確、便于工程實施等要求，因此考慮采用較為成熟的繼電接口。

站間閉塞信息和計軸信息的傳遞，由相鄰二站的計軸主機通過站間光纜進行通信。

1.2 系統(tǒng)工作原理

甲、乙二站各設獨立的計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)及計軸系統(tǒng)，計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)與計軸系統(tǒng)主機間采用繼電器接口。由計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)通過邏輯處理，輸出本站的閉塞信息，采集鄰站的閉塞信息;計軸系統(tǒng)負責區(qū)間軌道占用檢查，傳輸站間閉塞信息，從而實現(xiàn)二站間的自動閉塞功能。工作原理示意圖如圖1所示。

圖1 工作原理示意圖

1.3 系統(tǒng)結合接口電路

根據(jù)系統(tǒng)設計原則，計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)與計軸系統(tǒng)結合設計的繼電電路如圖2所示。該電路需能夠反映本站及鄰站的接、發(fā)車狀態(tài)，區(qū)間占用狀態(tài)，計軸設備的工作狀態(tài)等。結合電路中驅動繼電器名稱及類型如表1所示。

表1 接口繼電器一覽表

1.4 計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)處理邏輯

在計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)中，為實現(xiàn)站間的閉塞功能，需要驅動發(fā)車鎖閉繼電器FSJ和計軸復零繼電器JFLJ，采集鄰站發(fā)車鎖閉繼電器LZ-FSJ、 (本站)發(fā)車鎖閉繼電器FSJ、整個區(qū)間軌道繼電器ZQGJ、計軸設備報警繼電器BJJ。計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)對以上驅采條件進行邏輯處理，實現(xiàn)自動站間閉塞的聯(lián)鎖檢查。

1．結合繼電器的作用。發(fā)車鎖閉繼電器FSJ，用于反映車站向區(qū)間辦理發(fā)車進路情況，2個相鄰車站互相檢查對方發(fā)車鎖閉繼電器條件，防止相鄰2站同時向同一區(qū)間辦理發(fā)車進路。

總區(qū)間軌道繼電器ZQGJ，用于反映區(qū)間占用情況，車站向區(qū)間辦理發(fā)車時聯(lián)鎖系統(tǒng)須檢查整個站間區(qū)間空閑條件，保證2站間同一時刻只有一列列車在區(qū)間運行。該條件與發(fā)車鎖閉繼電器條件相結合，用于實現(xiàn)閉塞安全性檢查。

計軸設備報警繼電器BJJ，用于與計軸設備相結合，利用計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的人機界面，對計軸設備狀態(tài)進行監(jiān)督。

計軸復零繼電器JFLJ，用于與計軸設備相結合，利用計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的人機界面，對計軸設備進行復零操作。

2．驅動繼電器條件。發(fā)車鎖閉繼電器FSJ驅動條件:情況一，正常辦理了發(fā)車進路后進路鎖閉，使FSJ落下;情況二，當辦理向發(fā)車口的延續(xù)進路時，F(xiàn)SJ保持吸起，由延續(xù)進路轉發(fā)車進路時檢查LZ-FSJ吸起、ZQGJ吸起后，使FSJ落下。復原條件:發(fā)車進路最后區(qū)段解鎖后，F(xiàn)SJ復原吸起。

計軸復零繼電器JFLJ，用于計軸設備復零使用。驅動條件:按壓計軸復零按鈕后，驅動JFLJ吸起。復原時機:驅動JFLJ吸起13 s后復原落下。

3．站間閉塞的實現(xiàn)。為實現(xiàn)站間閉塞，僅允許1個車站處于發(fā)車狀態(tài)，當甲站辦理了發(fā)車進路，進路的鎖閉須滿足鄰站 (乙站)未向該區(qū)間辦理發(fā)車進路，即檢查LZ-FSJ繼電器在吸起狀態(tài)，甲站的發(fā)車進路方可鎖閉。

進路鎖閉后，出站信號的開放還應滿足3個條件:鄰站未向區(qū)間發(fā)車，即檢查LZ-FSJ吸起;整個區(qū)間空閑，即檢查ZQGJ吸起;本站已為發(fā)車狀態(tài)后，即發(fā)車表示燈已經(jīng)點亮。以上任一條件不滿足，出站信號不能開放，信號開放后也要持續(xù)檢查以上3個條件，任一條件不滿足時，信號須關閉。

圖2 計算機聯(lián)鎖與計軸結合設計繼電電路

4．車站接、發(fā)車狀態(tài)。采集本站FSJ及鄰站FSJ狀態(tài)，就可以知道車站在接車還是在發(fā)車狀態(tài)。聯(lián)鎖系統(tǒng)的操作界面中，每一個閉塞口處設置了體現(xiàn)車站接、發(fā)車狀態(tài)的表示燈，其點燈邏輯關系如表2所示。

表2 接、發(fā)車表示燈點燈邏輯關系表

為了始終體現(xiàn)車站的接發(fā)車狀態(tài)，發(fā)車站在列車完全進入?yún)^(qū)間，即由 FSJ↓、LZ-FSJ↑轉為FSJ↑、LZ-FSJ↑時，發(fā)車表示燈仍保持點亮;直到下次鄰站改變方向FSJ↑、LZ-FSJ↓時，發(fā)車表示燈滅燈，接車表示燈點亮。接車站在鄰站列車完全進入?yún)^(qū)間，即由FSJ↑、LZ-FSJ↓轉為FSJ↑、LZFSJ↑時，接車表示燈仍保持點亮;直到本站改變方向FSJ↓、LZ-FSJ↑時，接車表示燈滅燈，發(fā)車表示燈點亮。

1.5 聯(lián)鎖系統(tǒng)操作界面設置

對于閉塞信息，操作人員需要掌握整個區(qū)間的空閑情況、本站及鄰站的接發(fā)車狀態(tài)等信息。因此，對應每一個閉塞口設置區(qū)間軌道表示燈ZQGD(整個區(qū)間的軌道條件)，區(qū)間軌道占用 (即ZQGJ落下)時點亮紅燈，區(qū)間軌道空閑 (即ZQGJ吸起)時點亮白燈。在閉塞口處設置接、發(fā)車方向表示燈，接車方向用向里的黃色箭頭表示，發(fā)車方向用向外的綠色箭頭表示。同時，設置鄰站發(fā)車表示燈，當鄰站向本站辦理發(fā)車進路后，點亮紅燈。當車站處于接車狀態(tài)，接近區(qū)段被占用時，發(fā)出語音提示。操作面布置見圖3。

計軸結合系統(tǒng)提供的相關信息有:對應每一個閉塞口設計軸復零按鈕FLA，采用自復式帶鉛封;對應每一個復零按鈕設置計軸復零表示燈FLD，平時滅燈，計軸復零繼電器JFLJ吸起時點亮白燈;對應每一個閉塞口設置計軸設備故障報警提示，計軸設備報警繼電器 (BJJ)落下發(fā)出語音和文字報警提示。

2 系統(tǒng)電路安全性分析

結合方案設發(fā)車鎖閉繼電器FSJ，常態(tài)吸起，辦理發(fā)車進路后，F(xiàn)SJ的落下作為區(qū)間閉塞的條件，任何斷線故障也會造成FSJ落下，保證了鄰站不能再向該區(qū)間發(fā)車。系統(tǒng)結合電路的設計符合故障-安全原則，因此能夠保證行車安全。

圖3 聯(lián)鎖操作界面布置示意圖

3 計軸設備運用說明

在計軸設備首次使用時，或在計軸設備故障排除后，QGJ處于落下狀態(tài)，需要相鄰車站的值班人員共同確認區(qū)間空閑后，13 s內同時按下計軸復零按鈕，QGJ吸起，使計軸設備恢復正常使用。

4 結束語

計軸自動站間閉塞通過和計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的結合，顯示出諸多優(yōu)勢，系統(tǒng)設計電路簡單，發(fā)車方向具有記憶功能，當列車完全在區(qū)間運行時，能夠清楚地顯示列車運行方向。站間不需要聯(lián)系電纜，大大節(jié)省了資源。本方案已經(jīng)在太中銀線得到了運用，效果良好。