鐵路信號微機聯鎖系統現應用與發展
發布日期:
2021-03-26

引言?

在列車實際調度運行時,最為重要的就是車站之間設備信號的制約關系的嚴密性,提高信號制約的可靠性對保障列車的安全運行具有重要的意義。聯鎖設備通過控制車站的岔口、進路和信號來保證信號的嚴密制約。微機聯鎖系統較原有繼電電氣集中系統而言,具有占地面積小、投資低、故障率低的優點,不僅提高了技術的可靠性,還有效增加了其經濟效益,對我國鐵路建設的前景展望具有重要的現實意義。?

一、鐵路信號微機聯鎖系統的概述?

1.微機聯鎖系統的定義?

聯鎖指的是在火車行車中,保證安全行車信號的技術措施,制約了信號設備和相關因素。從廣義來看,指的是各種信號設備間的相互限制,狹義指的是各車站信號之間的約束關系。在實際的行車中,主要關注的是狹義方面的定義,注重的是車站間信號設備的制約關系,關系嚴密,在一定程度上可以促進車輛的安全出行。聯鎖設備就是指實施這種技術措施的設備,主要用來控制車站的道岔、進路合信號。聯鎖設備經過長期的發展,由前期古老的的機械聯鎖,發展為繼電器開聯鎖,后來隨著技術的不斷革新,微機聯鎖成為了主要的發展形式。?

2.微機聯鎖系統的組成?

鐵路信號微機聯鎖系統主要是由微機聯鎖和鐵路微機監測系統兩個部分構成。所謂微機聯鎖,即利用計算機對車站操作員的操作指令和現場出現的信息進行邏輯運算,實現對信號機及道岔等進行集中控制,使其達到相互制約的車站聯鎖設備,即微機集中聯鎖。它是一種由計算機及其他一些電子、電磁器件組成的具有故障―安全性能的實時控制系統。計算機聯鎖是目前最先進的車站聯鎖設備,具有運作速度快,信息量大,操作方便,安全性高,設備體積小、重量輕,便于調試和維修的特點,提高了自動化程度和作業效率。為了實現微機聯鎖系統的可靠性,系統設計往往采用可靠性冗余結構配置。信號微機監測系統是檢測行車是否安全、檢測鐵路信號設備運行是否完好的重要組成部分,也是鐵路現代化裝備的最重要組成部分,它把現代的高科技如傳感器、通信網絡、自動控制等技術結合起來,監測、檢測和記錄分析設備的運行狀態是否良好,并能夠對異常反應作出處理,方便對鐵路運輸狀態進行分析和檢測。?

二、鐵路信號微機聯鎖系統的應用分析?

1.聯鎖軟件?

鐵路站場規模、作業要求存在極大的不同,因此模塊化結構為其硬件、軟件所具備的相同特點,要求軟件程序必須與數據分開,只有這樣才能確保鐵路信號聯鎖的安全性。雙機熱備型聯鎖系統為現階段我國最為推廣的聯鎖制式,“單機確保安全,雙機提升可靠性”為其根本思想。雙機熱備單機安全型的實現主要利用硬軟件結合方法。硬件方面 CPU 為單系統以外,其輸入輸出系統與單機而言還存有一定區別,如回讀(輸出系統)、板內動態(輸入系統)都需進行特定性設計,普通工業控制并不具有此效果。具體應用中,一套輸出系統與一套輸入系統(回讀)可組成輸出系統;一套輸出系統(板內動態)與一套輸入系統可組成輸入系統。利用此類硬件冗余方法與一套應用軟件結合的管理,能夠提升輸入、出系統的安全性。通常選取“雙軟件和編碼技術”作為單 CPU 的安全性措施,但因其內部所有部件之間都存有密切聯系,為達到安全性提升的目的,需確保系統軟件具備良好的自診斷功能,這就必須做好應用軟件故障—安全設計,只有這樣才能確保系統的完整性、科學性。利用雙機方法實現雙機熱備聯鎖系統的可靠性,故障產生過程中可實施整機切換。此方法中雙機是否同步或進行比較為其技術難點,在比較其是否具有一致性時,故障位置的確定與切換方式選擇與自診斷息息相關。也可依托軟件達到單機系統故障診斷的目的。?

2.站場設備控制方式?

在科技快速發展的今天,鐵路信號聯鎖系統愈加完善,將微機聯鎖系統合理應用于鐵路信號系統,對提升系統實時性、可靠性具有至關重要的作用,為此,本文以站場設備控制方式的應用進行了分析與探究。?

(1)站場設備集中控制方式。作為一種實時控制系統,信號聯鎖系統應具有良好可靠性、安全性,集中控制方式為現階段我國微機聯鎖系統中普遍選取的站場設備。(2)站場設備現場總線控制方式。于系統可靠性而言,集中式計算機控制將直接影響其可靠性,甚至產生風險集中問題。作為一種工業數據總線,現場總線的功能為各個通信數據、控制設備間信息傳送問題的處理,如數字通信等。選取現場總線控制的方式作為微機聯鎖控制系統,可對輸入、輸出接口卡大大降低,與集中控制方式相比,電纜長度也所有減少。調度控制系統接收的進程信息由列車運行進程發出。調度控制設備在分解控制信息后向相關設備,如轉轍機等發送,且對所有設備的運行進行監控。當所有設備在對控制信息接收后,將自身相關信息發送給和此次動作相關的其他設備,并對其他設備發出的有關信息進行接收,除此之外,對控制信息內的動作命令加以執行?,F場總線控制方式中系統與設備安全性普遍較高,可選取標準化信息技術得以實現。?

三、微機聯鎖系統在鐵路信號中應用的發展前景?

1.技術發展前景?

(1)在計算機技術應用中,根據系統使用的特點,采用 3 取 2 的技術,這樣的技術改進有利于提高信息處理的精準度和時效性,提高它的安全性能,讓行車更加有安全保障。(2)目前微機聯鎖系統還存在繼電器,進行接口柜部分型號、道岔、軌道區段部分的信號控制,但實際上可以進行技術改進,取消繼電器的使用,提高技術的強度,減少設備成本的支出。(3)因為所使用的繼電器數量減少所以電源屏的數量也會減少。繼電器和電源屏之間相互關聯,減少了繼電器的數量,會減少電源屏的輸出電類型,這樣電源屏的使用價值也就沒有了。(4)鐵路運輸部門更新設備過程中,設備逐漸朝著精細化、簡單化方向發展。在新型設備中,減少了設備中的器件,減少了發生故障的概率,所以維修費用也就相應降低,提高了維修的效率。(5)需要注意的一點是,當前微機聯鎖系統缺乏可靠的防雷系統,所以在未來發展中,需要根據雷電傳導特性加強對相應防雷設施的研究。?

2.市場發展前景?

我國當前已經有很多鐵路運行中應用了微機聯鎖系統,但是該系統并沒有得到全面推廣。在現代信息科技持續高速發展的背景下,相信微機聯鎖技術系統會得到進一步地發展和應用,在未來發展中,也會有廣闊的市場。?

結語?

微機聯鎖系統作為新時代的產物,能在鐵路運行中能夠安全有效的傳輸鐵路信號具有重要的保障作用。將計算機技術設置于鐵路信號聯鎖系統的目的在于對車站行車作業的安全性、效率進一步提升,為現代化運營提供可靠信息依據,進而對車站控制監督功能加以改善,達到車站現代化管理水平提升及經濟效益最大化的目標。同時,在未來的發展中通過進一步的完善和改進,相信微機聯鎖系統可以獲得更好的發展。?


相關推薦

【重磅發布】2019中國物聯網產業全景圖譜報告|迎接物聯網技術方案落地驗證
從2016年起,物聯網智庫每年都會推出一份物聯網產業生態全景圖譜,跟蹤產業生態進展、收集主要參與者信息、發掘行業發展趨勢。我們繼續堅持“...
衛星NB-IoT、私有NB-IoT,支撐5G連接“未連接的物”
基于衛星的NB-IoT網絡和企業自建私有NB-IoT網絡,都是通過擴大物聯網連接方式,實現“連接未連接的物”,擴大5G大連接的范疇,盡量...
盤點與解讀|2019國家政策為人工智能產業持續加碼
現如今,人工智能成為時下熱門高頻詞匯,人工智能產業也影響著社會生活和經濟發展的方方面面。自2015年人工智能在國內快速發展以來,國家就陸...
新模式 | 使用物聯網平臺的六大理由
物聯網平臺是一個技術堆棧,能夠解決物聯網開發中的一系列重要技術問題。物聯網(IoT)平臺旨在通過提供現有的、可重復使用的技術堆棧來縮短物...