鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖的鐵路運(yùn)輸作用

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摘要：近年來(lái)我國(guó)鐵路運(yùn)輸領(lǐng)域不斷取得喜人成果，鐵路行車安全高效、自動(dòng)化程度的受關(guān)注程度不斷提升。基于此，本文就鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)構(gòu)成與安全設(shè)計(jì)展開(kāi)分析，并詳細(xì)論述了鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖在鐵路運(yùn)輸自動(dòng)化中的作用。

關(guān)鍵詞：鐵路信號(hào)；計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖；鐵路運(yùn)輸

相較于傳統(tǒng)的繼電電氣集中系統(tǒng)，鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)具備可靠性高、安全性好、綜合效益優(yōu)秀、綜合性能強(qiáng)等特點(diǎn)，這些就使得近年來(lái)鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的應(yīng)用日漸廣泛化。為了最大化該系統(tǒng)效用發(fā)揮，正是本文圍繞鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖在鐵路運(yùn)輸自動(dòng)化中作用開(kāi)展具體研究的原因所在。

1鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)構(gòu)成與安全設(shè)計(jì)

1.1系統(tǒng)構(gòu)成

本文研究的鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)屬于二級(jí)集散式控制系統(tǒng)，圖1對(duì)該系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行了直觀展示，由此可見(jiàn)鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)主要由人機(jī)對(duì)話層、聯(lián)鎖運(yùn)算層、復(fù)核驅(qū)動(dòng)層、接口電路層、監(jiān)控對(duì)象層五部分組成，各部分組成如下所示：（1）人機(jī)對(duì)話層。通過(guò)鼠標(biāo)、鍵盤(pán)等輸入設(shè)備，可對(duì)鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)進(jìn)行控制，同時(shí)能夠使用顯示器顯示站場(chǎng)信息。通過(guò)設(shè)置操作命令采集機(jī)可保證輸入命令的有效判別與傳輸，站場(chǎng)規(guī)模較大帶來(lái)的影響將由此順利應(yīng)對(duì)。（2）聯(lián)鎖運(yùn)算層。聯(lián)鎖運(yùn)算層屬于鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的核心，該層主要負(fù)責(zé)判別操作輸入內(nèi)容、調(diào)理聯(lián)鎖信號(hào)、邏輯運(yùn)算、故障診斷等任務(wù)，結(jié)合實(shí)際需要設(shè)置復(fù)數(shù)以上聯(lián)鎖計(jì)算機(jī)，同時(shí)配置手動(dòng)按鈕、軟件、故障自動(dòng)三種切換方式，即可較好保證聯(lián)鎖運(yùn)算層的安全性、可靠性。（3）復(fù)核驅(qū)動(dòng)層。PLC為復(fù)核驅(qū)動(dòng)層的主要構(gòu)成，該層主要負(fù)責(zé)采集信息、轉(zhuǎn)化操作命令為安全控制信號(hào)的任務(wù)，鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的操作命令復(fù)核檢查也由復(fù)核驅(qū)動(dòng)層承擔(dān)。（4）接口電路層。鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的接口電路層主要負(fù)責(zé)監(jiān)控設(shè)備表示信息與PLC輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)的安全邏輯轉(zhuǎn)換，同時(shí)還負(fù)責(zé)規(guī)范監(jiān)控設(shè)備測(cè)控流程。（5）監(jiān)控對(duì)象層。監(jiān)控對(duì)象層由鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備組成，包括信號(hào)燈、軌道電路、電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)。

1.2安全設(shè)計(jì)

為保證鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的安全水平，該系統(tǒng)采用了如下安全設(shè)計(jì)：（1）核心設(shè)備選擇。選擇了西門子生產(chǎn)的PLC作為核心設(shè)備，該P(yáng)LC具備可靠性高、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，其安全運(yùn)行壽命可達(dá)106~107h，這相當(dāng)于一般聯(lián)鎖計(jì)算機(jī)壽命的10倍。（2）硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。采用了2×2取2的冗余機(jī)構(gòu)，上下位機(jī)為雙套、互為熱備，鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行得到了更好保障。（3）工業(yè)級(jí)雙網(wǎng)絡(luò)。不同于普通網(wǎng)絡(luò)，工業(yè)級(jí)雙網(wǎng)絡(luò)具備自定義數(shù)據(jù)包、雙網(wǎng)絡(luò)并發(fā)模式功能，數(shù)據(jù)共享的可靠性將由此得到保障。（4）系統(tǒng)、語(yǔ)言選擇。下位機(jī)選擇了step7語(yǔ)言編程，上位機(jī)選擇了Windows操作系統(tǒng)與可視化語(yǔ)言編程，由此實(shí)現(xiàn)的雙程序校驗(yàn)?zāi)軌蜉^好保證執(zhí)行命令的正確，危險(xiǎn)側(cè)輸出的幾率也將由此大大降低。

2鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖在鐵路運(yùn)輸自動(dòng)化中的作用

鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)嚴(yán)格意義上并不屬于電氣集中聯(lián)鎖的高一級(jí)替代，這是由于鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)具備強(qiáng)大的擴(kuò)展功能，而這就為我國(guó)鐵路運(yùn)輸自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。實(shí)際調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)能夠在實(shí)際應(yīng)用中與機(jī)車安全控制系統(tǒng)、鐵路運(yùn)輸信息管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)緊密結(jié)合，可見(jiàn)該系統(tǒng)的作用之強(qiáng)。

2.1基本作用

結(jié)合鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)構(gòu)成，可以確定其具備的以下幾方面基本作用：（1）基本聯(lián)鎖功能。進(jìn)路選排、進(jìn)路鎖閉、進(jìn)路解鎖、道岔動(dòng)作、信號(hào)開(kāi)放、總?cè)∠?、人工解鎖等聯(lián)鎖運(yùn)算屬于鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的基本作用，這些作用可以為路運(yùn)輸自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)提供基礎(chǔ)支持。（2）人機(jī)對(duì)話功能。通過(guò)輸入設(shè)備，操作工作站顯示器可動(dòng)態(tài)顯示區(qū)段、道岔、站場(chǎng)圖形動(dòng)態(tài)等設(shè)備信息，同時(shí)能夠自動(dòng)播報(bào)故障、各類操作的語(yǔ)音提升。（3）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)?？赏ㄟ^(guò)圖形方式直觀輸入站場(chǎng)數(shù)據(jù)，聯(lián)鎖設(shè)計(jì)周期大大縮短，以往因人工大量參與導(dǎo)致的輸入錯(cuò)誤問(wèn)題也會(huì)成為過(guò)去式。

2.2鐵路運(yùn)輸自動(dòng)化中的作用

鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)在鐵路運(yùn)輸自動(dòng)化中的作用主要體現(xiàn)在四個(gè)方面，即便于改造、擴(kuò)展性優(yōu)秀、防溜預(yù)警、調(diào)度監(jiān)督。

2.2.1便于改造

實(shí)際調(diào)研發(fā)現(xiàn)，很多對(duì)鐵路運(yùn)輸依賴性較強(qiáng)的企業(yè)存在場(chǎng)內(nèi)生產(chǎn)改造頻繁情況，這就使得鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)往往需要一同進(jìn)行改造。對(duì)于有的企業(yè)來(lái)說(shuō)，鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的改造便利程度、改善勞動(dòng)強(qiáng)度能力、提高運(yùn)輸效率功能極為重要。例如，攀鋼將在近兩年內(nèi)完全取消了重力式安全性繼電器，全面落實(shí)了計(jì)算機(jī)控制、電子開(kāi)關(guān)等技術(shù)，這些會(huì)使得該企業(yè)的鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)減少了大量配線，由此實(shí)現(xiàn)的站場(chǎng)改造便捷化、維護(hù)簡(jiǎn)單化、減員增效直觀證明了鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)在鐵路運(yùn)輸自動(dòng)化中所能夠發(fā)揮的顯著作用。

2.2.2擴(kuò)展性優(yōu)秀

隨著各領(lǐng)域的快速發(fā)展，業(yè)界、企業(yè)往往會(huì)對(duì)鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)提出新的或特殊的功能要求，特別是近年來(lái)我國(guó)鐵路運(yùn)輸自動(dòng)化發(fā)展中出現(xiàn)的許多新環(huán)節(jié)、新內(nèi)容更對(duì)鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)提出了較強(qiáng)挑戰(zhàn)。以上文提及的鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)為例可以清楚發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)能夠與機(jī)車安全控制系統(tǒng)、鐵路運(yùn)輸信息管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)緊密融合，而這就使得其在實(shí)現(xiàn)特色聯(lián)鎖功能方面表現(xiàn)優(yōu)秀，結(jié)合實(shí)際需要、特殊需求開(kāi)展靈活設(shè)計(jì)可進(jìn)一步提升鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)在鐵路運(yùn)輸自動(dòng)化中的作用發(fā)揮。

2.2.3防溜預(yù)警

線路復(fù)雜、通過(guò)公鐵道口較多屬于很多企業(yè)鐵路存在的特點(diǎn)，而由于公鐵道口附近鐵路站場(chǎng)多設(shè)置股道線，這就使得股道線上停留車輛受站場(chǎng)坡度影響可能出現(xiàn)自動(dòng)溜出的隱患，這顯然不利于鐵路運(yùn)輸自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)。但在鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)支持下，該系統(tǒng)可以靈活聯(lián)動(dòng)溜車預(yù)警設(shè)備，車輛自動(dòng)溜出隱患自然能夠得以解決。值得注意的是，為實(shí)現(xiàn)車輛自動(dòng)溜出隱患的更深入解決，鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)還應(yīng)聯(lián)動(dòng)安全應(yīng)急措施，同時(shí)將公路方向的通過(guò)信號(hào)自動(dòng)轉(zhuǎn)換成禁止信號(hào)且通過(guò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警，即可進(jìn)一步減少車輛自動(dòng)溜出帶來(lái)的損失。

2.2.4調(diào)度監(jiān)督

調(diào)度監(jiān)督屬于鐵路運(yùn)輸自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)中需突破的難點(diǎn)，而本文研究的鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)便能夠在這一難點(diǎn)的突破中發(fā)揮重要作用。攀鋼通過(guò)光纖開(kāi)展了運(yùn)輸部網(wǎng)絡(luò)環(huán)網(wǎng)布置，該環(huán)網(wǎng)連接了運(yùn)輸部每個(gè)站內(nèi)的交換機(jī)，由此微機(jī)聯(lián)鎖數(shù)據(jù)信息、行調(diào)數(shù)據(jù)信息、貨調(diào)數(shù)據(jù)信息即可通過(guò)網(wǎng)線傳送至環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)，通過(guò)總服務(wù)器實(shí)現(xiàn)集中交換，可大幅提升信息傳輸?shù)陌踩?、可靠性、迅速性。在運(yùn)輸部建立的以太網(wǎng)支持下，開(kāi)展了分布式調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)的建立，該系統(tǒng)具備向調(diào)度員、有關(guān)人員準(zhǔn)確提供實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)設(shè)備狀態(tài)、列車運(yùn)行情況功能，而這些均能夠在設(shè)備構(gòu)成不變的情況下實(shí)現(xiàn)。在鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)支持下，攀鋼通過(guò)明確“聯(lián)鎖”機(jī)制明確了有效信號(hào)采集點(diǎn)。這里的有效信號(hào)采集點(diǎn)源于大量的繼電器組合，信號(hào)燈、軌道電路、電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)均屬于其中的重要組成。在分布式調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)的運(yùn)行中，分布式控制結(jié)構(gòu)能夠?qū)?shù)據(jù)信息通過(guò)總線傳輸至調(diào)度中心，在鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)支持下，數(shù)據(jù)采集模塊將采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)信息傳輸至以太網(wǎng)，最終滿足運(yùn)輸部及時(shí)查看現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況的需要，由此即可為鐵路運(yùn)輸自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)提供更有力支持。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，鐵路信號(hào)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)能夠在鐵路運(yùn)輸自動(dòng)化中發(fā)揮較為積極作用。

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作者:金造權(quán) 單位:攀枝花鋼釩有限責(zé)任公司物流中心