新型道岔控制技術(shù)探討

韓恩索

【摘要】 隨著通信技術(shù)的發(fā)展，通信技術(shù)被逐步運(yùn)用于信號(hào)領(lǐng)域，改變著信號(hào)及其控制方式。隨著無線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，如何將其應(yīng)用到鐵路信號(hào)道岔控制領(lǐng)域，以達(dá)到節(jié)約能源，減少投資，提高信號(hào)裝備自動(dòng)化水平等目的。

【關(guān)鍵詞】 鐵路信號(hào) 道岔控制 無線通信

Abstract： With the development of communication technology， communication technology has been gradually applied to the railway signaling field， changing the field and the way of control. With the rapid development of wireless communication technology， how to apply it to point control in the field of railway signaling is worth discussing， to achieve the purpose of saving energy， reducing investment， and improving the level of signaling equipment automation， etc.

Key words： railway signaling； point control； wireless communication

引言：隨著世界上通信、信息化，特別是無線通信技術(shù)的高速發(fā)展，正在改變著我們的生活，鐵路作為國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大動(dòng)脈，其無線通信及信息化技術(shù)需求越來越高，信號(hào)作為鐵路運(yùn)輸?shù)目刂浦袠?，?yīng)能融合更多的通信技術(shù)，使其更經(jīng)濟(jì)、更快捷、更安全的服務(wù)于運(yùn)輸生產(chǎn)，來大幅度的提升鐵路信號(hào)的現(xiàn)代化裝備水平。

一、問題的提出

目前，對(duì)于室外道岔動(dòng)作的控制主要通過道岔控制電路來實(shí)現(xiàn)，道岔控制電路分為啟動(dòng)電路和表示電路。啟動(dòng)電路是指動(dòng)作電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)的電路，而表示電路是指把道岔位置反映到信號(hào)樓內(nèi)的電路。室內(nèi)控制電路部分采用安全型繼電器。室內(nèi)與室外部分采用信號(hào)電纜連接。

由于電傳輸信號(hào)易受到外界干擾，且信號(hào)電纜芯線間存在線間電容，容易對(duì)室內(nèi)表示電路部分產(chǎn)生干擾，進(jìn)而引發(fā)室內(nèi)錯(cuò)誤表示。如貴陽北站聯(lián)鎖試驗(yàn)時(shí)，采用三相五線制道岔控制電路時(shí)，控制距離在4429m的201號(hào)道岔，在室外X1線斷開時(shí)，道岔表示繼電器不落下，產(chǎn)生錯(cuò)誤表示。

因此本文提出一種基于通信的道岔控制技術(shù)，既能避免上述情況的發(fā)生，又能達(dá)到節(jié)約能源、減少投資的目的。

二、無線通信技術(shù)應(yīng)用于道岔控制領(lǐng)域探討

無線通信技術(shù)變的越來越成熟，越來越安全，高速鐵路已應(yīng)用GSM-R無線通信技術(shù)來傳遞信號(hào)列控等信息，已參與控車，鐵路信號(hào)還存在很多有線控制領(lǐng)域，如控制道岔的轉(zhuǎn)換、信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈控制等會(huì)需要很多的電纜，大號(hào)碼道岔需要的更多，我們能否將電纜取消，改為無線傳輸控制進(jìn)行研究，來達(dá)到節(jié)省電纜，節(jié)約能源的目的。

2.1道岔控制的特點(diǎn)及控制方式

傳統(tǒng)的室外電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)、信號(hào)機(jī)等設(shè)備均需要電纜通過聯(lián)鎖條件進(jìn)行控制，控制方式為通過室內(nèi)聯(lián)鎖條件的接通或切斷供電電源來實(shí)現(xiàn)。

2.2設(shè)備組成

如果我們將聯(lián)鎖控制條件采用無線方式傳送，我們就可以將控制條件接收裝置移至室外設(shè)備旁，聯(lián)鎖條件由室內(nèi)設(shè)備實(shí)現(xiàn)，通過無線方式傳至室外接收設(shè)備來控制室外設(shè)備的動(dòng)作時(shí)機(jī)，設(shè)備用電只需通過電力電纜向聯(lián)鎖設(shè)備集中供電，這樣就可以解決大量繼電器和信號(hào)電纜的問題。

無線數(shù)據(jù)通信可采用數(shù)字式無線數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)方式實(shí)現(xiàn)。無線數(shù)傳電臺(tái)是采用數(shù)字信號(hào)處理、數(shù)字調(diào)制解調(diào)、具有前向糾錯(cuò)、均衡軟判決等功能的無線數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)傳輸，具有成本低、安裝維護(hù)方便、繞射能力強(qiáng)、組網(wǎng)結(jié)構(gòu)靈活、覆蓋范圍遠(yuǎn)的特點(diǎn)，適合點(diǎn)多而分散、地理環(huán)境復(fù)雜等場合。

2.2.1室內(nèi)設(shè)備

室內(nèi)設(shè)備在計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備基礎(chǔ)上增加室內(nèi)無線數(shù)傳電臺(tái)，取消相關(guān)道岔組合和組合架等設(shè)備，室內(nèi)無線數(shù)傳電臺(tái)與計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖接口，接收和發(fā)送計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的道岔控制命令和反饋道岔表示狀態(tài)等信息，向室外接收設(shè)備發(fā)送無線控制命令，控制道岔轉(zhuǎn)換定反位的信息，同時(shí)接收室外設(shè)備發(fā)送的道岔表示信息。

2.2.2室外設(shè)備

室外設(shè)備為接收和發(fā)送道岔控制信息和反饋道岔表示信息的現(xiàn)場無線數(shù)傳電臺(tái)與微控制單元（MCU），放置于道岔附近的控制柜或箱合內(nèi)，每個(gè)道岔一個(gè)，另外在控制柜或箱盒內(nèi)設(shè)置電力線引入條件和相應(yīng)的變壓器和穩(wěn)壓設(shè)備，提供道岔轉(zhuǎn)換動(dòng)力電源，根據(jù)現(xiàn)場無線數(shù)傳電臺(tái)接收到的無線控制命令，經(jīng)MCU處理后，控制道岔轉(zhuǎn)換，并根據(jù)轉(zhuǎn)換道岔定反位狀況，在MCU處理后，向室內(nèi)無線數(shù)傳電臺(tái)發(fā)送定反位表示信息。

2.3 工程化實(shí)施方案

無線道岔控制系統(tǒng)圖如圖2所。為減少設(shè)備數(shù)量，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備需要進(jìn)行相關(guān)改造，硬件部分增加RS-232接口，與室內(nèi)無線數(shù)傳電臺(tái)通信，軟件部分增加道岔控制信息的編碼、發(fā)送、表示信息的接收、譯碼、校驗(yàn)功能的相關(guān)模塊。室內(nèi)無線數(shù)傳電臺(tái)天線可設(shè)置于信號(hào)樓頂，也可就近設(shè)置于通信鐵塔。

室外MCU與道岔驅(qū)動(dòng)模塊與信息采集模塊可集成在一塊電路板內(nèi)，減少接口數(shù)量。室外電力控制柜可同時(shí)為就近的幾組道岔同時(shí)供電，也可與道岔融雪系統(tǒng)的電力控制柜合用，進(jìn)一步減少投資。

2. 4相關(guān)設(shè)備研究及展望

無線數(shù)傳電臺(tái)設(shè)備經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展已經(jīng)相當(dāng)成熟，誤碼率不大于10-6，通信速率在不小于9600bps的情況下完全可以達(dá)到使用要求，無線通信協(xié)議建議采用RSSP-II鐵路信號(hào)安全通信協(xié)議。MCU與道岔驅(qū)動(dòng)模塊與信息采集模塊的集成設(shè)備需要有關(guān)設(shè)備單位進(jìn)行研發(fā)生產(chǎn)。

無線道岔控制系統(tǒng)的提出，能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖對(duì)道岔的控制，安全可靠，減少了對(duì)道岔電纜的大量使用，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，另外避免了道岔電纜間的干擾問題，值得進(jìn)一步研究開發(fā)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] TB10621-2009 高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范（試行）[S]

[2] TB10007-2006 鐵路信號(hào)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]