竇道飛 付 偉 劉 鵬

集中操控系統(tǒng)技術(shù)研究

竇道飛 付 偉 劉 鵬

摘 要：主要闡述了集中操控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、與計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的通信協(xié)議和通信內(nèi)容，以及控制模式的類型、轉(zhuǎn)換原則、辦法等。

關(guān)鍵詞：集中操控系統(tǒng);控制模式;研究

目前，一些地理位置相對集中的多個(gè)站/場，尤其是鐵路樞紐中的各站/場，行車人員多數(shù)分散在各站/場信號樓內(nèi)，利用安全行車設(shè)備只能實(shí)現(xiàn)本站/場的行車作業(yè)，而對其他站場 (尤其是相鄰站場)行車作業(yè)狀況還不能直觀、全面地了解。尤其在辦理跨站/場行車作業(yè)時(shí)，行車人員只能通過電話聯(lián)系、閉塞辦理等完成一系列繁瑣的手續(xù)，這極大地影響了行車人員的工作效率和運(yùn)輸?shù)耐ㄟ^能力。同時(shí)，由于人員的分散，也給車務(wù)站段的日常管理增加了難度。針對這些問題，迫切需要一種集中操控系統(tǒng)，即利用目前鐵路計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖、信號安全網(wǎng)等相關(guān)成熟技術(shù)，在既有的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備基礎(chǔ)上，增設(shè)安全控制終端，行車人員在一個(gè)中心站實(shí)現(xiàn)對周邊多個(gè)相關(guān)站場的遠(yuǎn)程集中控制。集中操控系統(tǒng)與調(diào)度集中系統(tǒng)相比，同樣具備集中操控功能，但結(jié)構(gòu)相對簡單，所需工程投資少。

1 集中操控系統(tǒng)的構(gòu)成

1.1 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

集中操控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接可根據(jù)站/場的布置情況選擇環(huán)形或星形網(wǎng)絡(luò)方式，如圖1、圖2所示。

1.2 系統(tǒng)的設(shè)備構(gòu)成

集中操控系統(tǒng)設(shè)備主要由中心設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成。中心設(shè)備主要包括中心服務(wù)器、操控終端、電務(wù)維護(hù)終端以及中心電源等設(shè)備;網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主要是交換機(jī)、協(xié)議轉(zhuǎn)換器以及光轉(zhuǎn)換器等通信設(shè)備。

1.3 系統(tǒng)各部分功能

集控服務(wù)器：是在集中操控系統(tǒng)中起通信中樞作用以及負(fù)擔(dān)主要后臺運(yùn)算的服務(wù)器，負(fù)責(zé)接收各站/場計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的表示信息，然后發(fā)送給操控終端;將操控終端產(chǎn)生的聯(lián)鎖辦理命令信息分發(fā)給對應(yīng)場的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng);進(jìn)行一些簡單聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算以及跨站/場作業(yè)時(shí)操作命令的計(jì)算、分解。

操控終端：是車務(wù)人員利用集中操作系統(tǒng)辦理各種聯(lián)鎖作業(yè)的界面、操作工具及相關(guān)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)備，主要完成操作、表示、報(bào)警、封鎖、提示以及跨站/場作業(yè)等功能。

電務(wù)維護(hù)終端：主要用于調(diào)試、日常維修、記錄以及系統(tǒng)時(shí)鐘同步校核等。

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：主要實(shí)現(xiàn)集控系統(tǒng)內(nèi)部以及中心與計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖之間接口的通道。

2 與計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的通信協(xié)議

集中操控系統(tǒng)中心設(shè)備與計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)之間的通信通道優(yōu)先采用有不同物理路徑獨(dú)立單模光纖的封閉式冗余網(wǎng)絡(luò)，傳輸協(xié)議采用RSSP-Ⅰ型安全協(xié)議;受條件限制時(shí)，可采用專用2Mb/s數(shù)據(jù)通道，RSSP-Ⅱ型安全協(xié)議;與計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)操作表示層計(jì)算機(jī)最終接口采用RS-422通信方式。通信的基本內(nèi)容如下。

1．站場表示信息。主要有：信號狀態(tài)、道岔狀態(tài)、區(qū)段狀態(tài)、按鈕狀態(tài)、表示燈狀態(tài)以及各類報(bào)警等。

2．控制命令信息。集控系統(tǒng)操控按鈕命令采用具有完整意義的按鈕組合方式下達(dá)給對應(yīng)的站/場聯(lián)鎖系統(tǒng)。

3．控制狀態(tài)信息。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)與集控系統(tǒng)中心設(shè)備互通運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)，如主、備運(yùn)行狀態(tài)、當(dāng)前控制模式、允許轉(zhuǎn)向集控方式等。

4．控制模式轉(zhuǎn)化信息。聯(lián)鎖系統(tǒng)由分控向集控進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)交換的數(shù)據(jù)。

5．時(shí)鐘信息。主要用來同步計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖與集中操控系統(tǒng)的時(shí)鐘。聯(lián)鎖系統(tǒng)每天整時(shí)或18時(shí)向集中操控系統(tǒng)發(fā)出請求。

3 控制模式的轉(zhuǎn)換

1.控制模式類型。集控模式是利用集中操控系統(tǒng)界面辦理相關(guān)作業(yè)的操控方模式。分控模式是在各站/場計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖界面上直接辦理作業(yè)的操控模式。

2.控制模式的轉(zhuǎn)換。控制方式轉(zhuǎn)換原則是分控優(yōu)先。由分控模式向集控模式轉(zhuǎn)換時(shí)，由計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)提出轉(zhuǎn)換申請，集控系統(tǒng)收到后，在檢查集控系統(tǒng)設(shè)備工作是否正常以及站/場上是否有正在執(zhí)行的按鈕操作等條件后，在規(guī)定時(shí)間內(nèi) (如5 s)發(fā)出允許轉(zhuǎn)換給聯(lián)鎖系統(tǒng)。聯(lián)鎖系統(tǒng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)收到后，控制模式方能轉(zhuǎn)換。否則操作失效，控制模式不變。集控向分控轉(zhuǎn)換時(shí)，站/場車務(wù)人員在聯(lián)鎖界面上按下相應(yīng)的按鈕，即可完成轉(zhuǎn)換。

4 與其他系統(tǒng)的結(jié)合

1.與TDCS系統(tǒng)的結(jié)合。集中操控系統(tǒng)具備與TDCS系統(tǒng)的接口，從TDCS系統(tǒng)獲取時(shí)鐘同步信息。通過相關(guān)接口數(shù)據(jù)發(fā)送所轄計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)和電務(wù)維護(hù)終端，確保系統(tǒng)內(nèi)部以及所轄計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備時(shí)鐘一致。

2.與信號集中監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)合。集中操控系統(tǒng)具備與信號集中監(jiān)測系統(tǒng)接口，把相應(yīng)的信息發(fā)送給信號集中監(jiān)測系統(tǒng)，便于電務(wù)人員進(jìn)行設(shè)備監(jiān)控、維修。

5 結(jié)束語

集中操控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了中心對樞紐中所有站/場的操作，做到了設(shè)備、人員的集中，提高了車務(wù)人員的作業(yè)效率，便于車站的管理，達(dá)到了減員增效的目的。將來如某個(gè)站/場需要單站改造，不必要求整個(gè)樞紐中所有站場同時(shí)停機(jī)，減少施工影響范圍，這在今天鐵路建設(shè)大發(fā)展、改造頻繁的現(xiàn)狀下尤其凸顯集中操控存在的意義。

［1］中華人民共和國鐵道部.運(yùn)基信號［2011］299號.技術(shù)站集中操控技術(shù)原則(暫行)［S］.2011.

［2］中華人民共和國鐵道部.運(yùn)基信號［2006］312號.調(diào)度集中車站自律機(jī)與計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖接口通信協(xié)議(V1．1)［S］.2006.

［3］中華人民共和國鐵道部.運(yùn)電信號函［2012］109號.信號地面設(shè)備系統(tǒng)時(shí)鐘同步方案［R］.2012.

Abstract:This paper describes the structure of a centralized control system，and the communication protocol and contents between the centralized control system and computer-based interlocking system，as well as the types of control modes，the switchover principle and method．

Key words:Centralized control system;Mode of control;Study

竇道飛：中國鐵道科學(xué)研究院通信信號研究所 助理研究員100081 北京

付 偉：中國鐵道科學(xué)研究院通信信號研究所 助理研究員100081 北京

劉 鵬：中國鐵道科學(xué)研究院通信信號研究所 助理研究員100081 北京

2012-04-21

(責(zé)任編輯：張 利)