吳天榮

摘 要： 隨著我國鐵路的迅猛發(fā)展，高速動車組列出大量的開行，伴隨而來的動車組運行安全問題得到越來越多的關注。本文主要對調車防護系統(tǒng)的研究背景及意義、技術方案、系統(tǒng)組成、技術特點、系統(tǒng)功能、驗證與應用等方面進行介紹。

關鍵詞： 調車；防護系統(tǒng)；設計分析

1 引言

隨著國民經濟的快速發(fā)展，鐵路運輸發(fā)揮的作用越來越重要，因此鐵路運輸生產各個環(huán)節(jié)的安全日益凸顯。在鐵路車站或調車場內，為了保證在調車作業(yè)時不擠壞未開通的道岔，在道岔前設置信號機進行提示。但這種無聲靜態(tài)的信號機，無法保證調車作業(yè)時不闖過藍燈狀態(tài)的信號機，擠壞道岔。而這種闖藍燈釀成事故的現(xiàn)象在全路各地時有發(fā)生，給鐵路運輸生產秩序帶來嚴重不良影響?；谏鲜鲈虮疚脑O計一種調車防護系統(tǒng)，有針對性的解決相關問題[1]。

2 當前的調車系統(tǒng)運行模式

目前全路采用兩種模式的調車系統(tǒng)對調車作業(yè)安全監(jiān)控。第一種為：調車安全監(jiān)控系統(tǒng)。此模式適用于專調機車，將進路、調車計劃、速度限制、動車距離限制等信息復示在機車的LKJ顯示屏上，通過 LKJ的調車控車模式控制調機動作，能夠防止調機闖藍燈。因造價高，只在大的調車場中使用。第二種為：平面無線調車系統(tǒng)。調車長手持無線終端與機車的無線電臺建立無線 通信，由調車長手持無線終端控制調機車設備，通過進入調車狀態(tài)監(jiān)控裝置進行調車控制。此模式造價低，在小站場中廣泛使用。但需人工操作，存在不安全因素。如在調車作業(yè)中，由于電池等非人為因素造成電臺設備故障或者通訊故障，或司機及調車組人員誤判行車信號，停車不及時，從而造成調車闖藍燈擠道岔等事故[2]。

3 調車防護系統(tǒng)組成

3.1 總體結構介紹

調車防護系統(tǒng)由車上設備和4個地面應答器組成。車上設備包括一個藍燈防護裝置、2個顯示終端和一套地面信息接收器組成。藍燈防護裝置的主要作用，是防止機車在調車作業(yè)時越過藍燈狀態(tài)的地面信號機。要實現(xiàn)這個目標，藍燈防護裝置需要獲得3個方面的信息，即機車的牽引工況、地面信號機的狀態(tài)和機車位置信息等。

地面信號機的狀態(tài)指機車運行前方，最接近的地面信號機是白燈還是藍燈。白燈允許機車通過，藍燈則禁止機車通過。地面應答器通過安裝在信號機內的互感器，讀取并儲存藍燈和白燈狀態(tài)。當安裝在機車的地面信息接收器通過應答器的上方時，儲存在應答器內的信號機狀態(tài)信息、應答器位置信息和線路坡度信息，便被讀取到機車上的藍燈防護裝置內。

機車的運行工況，如速度和運行方向等，通過機車上的連線，直接引入裝置內。列車編組信息等可通過優(yōu)盤輸入或顯示終端按鍵輸入。藍燈防護裝置以獲得的上述各種信息作為依據(jù)，計算出機車運行的制動曲線和報警曲線，送至安裝在司機臺上的顯示終端顯示，并根據(jù)制動曲線和報警曲線控制機車運行，完成藍燈防護功能。

3.2 系統(tǒng)原理介紹

調車應答器組安裝在信號機或盡頭線前方，根據(jù)采集到的信號機燈顯狀態(tài)自動編譯生成進路許可或調車危險的報文信息，實現(xiàn)動車組調車作業(yè)安全防護的目的。動車組調車防護系統(tǒng)不改變ATP既有控車邏輯，能夠有效防范動車組站內調車作業(yè)過程中信號冒進等安全事故的發(fā)生，在提升調車作業(yè)效率的同時，為動車組在動車段內調車作業(yè)、接發(fā)車作業(yè)時提供安全有力的保證。

調車應答器成組分布，一組由兩個獨立的應答器構成，分別定義為A1和A2，在應答器報文中設置組內編號，用于判斷動車組運行方向。其安裝在信號機、盡頭線或有需要防護的地點前方，它根據(jù)信號采集模塊采集到的信號機燈顯狀態(tài)自動調用進路許可或調車危險的報文信息。信號釆集單元主要功能為采集調車信號機的燈顯狀態(tài)，通過邏輯判斷信號開放或關閉條件，把信息發(fā)送給調車應答器單元。

3.3 系統(tǒng)主要功能

整個系統(tǒng)的主要功能為動車組在調車作業(yè)時，防護動車組在關閉的信號機前停車，防止冒進信號，從而避免調車沖突、脫軌、擠道忿等調車事故發(fā)生。同時可以應用于防撞土檔、防不按規(guī)定位置停車、警示無防護道盆狀態(tài)等。防冒進信號：地面調車應答器組安裝在站場調車信號機、進路兼調車信號機前方，通過列控車載設備（ATP）自身防護功能，防護動車組在關閉信號的信號機前停車，防止冒進信號，從而避免調車沖突、脫軌、擠盆等調車事故發(fā)生。防撞土檔：地面調車應答器組安裝在盡頭線土檔前方，能夠通過列控車載設備（ATP）防護動車組在土檔前停車，從而避免沖撞土檔事故發(fā)生。

3.4 系統(tǒng)技術特點

應答器報文主要有進路許可和調車危險兩種，歸檔在應答器內部存儲單元。應答器通過尾纜獲取信號采集模塊提供的信號機燈顯狀態(tài)信息，以此調取相應的報文，通過接口A將報文發(fā)送給車載列控設備（ATP）。信號機燈顯信息的采集主要由電流互感器完成，信號燈室外點燈單元的公共線穿過互感器即可。信號燈點燈單元根據(jù)聯(lián)鎖條件要求，將AC220V電源通過點燈電路的變壓器轉換為AC10.2V—11.4V的信號燈工作電壓。邏輯判斷電路主要在信號采集模塊，根據(jù)互感器采集到的信號燈點燈電路公共線的電流值判斷信號幵放/關閉條件，確定輸出信號機燈顯狀態(tài)信息類型。

4 調車防護系統(tǒng)可靠性分析

4.1 可靠性設計

動車組調車防護系統(tǒng)要在軌道中間安裝調車應答器組，在信號機點燈電路上安裝接口模塊設備，都必須要保證設備的工作可靠性。動車組調車防護系統(tǒng)在研制期間就充分考慮了設備的可靠性要求，包括設備運行的可靠性驗證及測試、設備接口的可靠性、設備間數(shù)據(jù)傳輸通道的可靠性、數(shù)據(jù)傳輸內容的可靠性、數(shù)據(jù)存儲可靠性、條件判斷邏輯的可靠性、報文應用的可靠性、報文信息選取的可靠性、報文信息輸出的可靠性等。

動車組調車防護系統(tǒng)具備設備工作狀態(tài)實時監(jiān)測的功能，能夠實時監(jiān)測設備工作狀態(tài)，報文傳輸模塊報文根據(jù)信號條件發(fā)生變化時，監(jiān)測裝置能夠實時監(jiān)測報文信息，實現(xiàn)了報文的閉環(huán)管理。室內監(jiān)測報警主機具備報警提示功能，能夠對異常信息，發(fā)出語音報警提示，以便使用人員及時查看報警信息，處理異常情況。接口模塊的輸入端通過隔離變壓器和與既有設備連接，若系統(tǒng)工作電流大于32mA將會自動溶斷，不對既有設備產生任何影響。接口模塊的輸出端通過內部光稱與報文傳輸模塊連接。若應答器自身故障或系統(tǒng)設備出現(xiàn)短路現(xiàn)象不對既有設備造成任何影響。

4.2 可用性設計

可用性原則是設備性能、功能的體現(xiàn)，是指在要求的外部資源得到保證的前提下，產品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時刻或時間區(qū)間內處于可執(zhí)行規(guī)定功能狀態(tài)的能力。動車組調車防護系統(tǒng)包括報文傳輸模塊、無源應答器、接口模塊三部分。報文傳輸模塊和無源應答器構成調車應答器組。報文傳輸模塊組能夠根據(jù)采集到的信號機燈顯狀態(tài)自動調用應答器內部存儲的報文信息。報文傳輸模塊按照鐵道部《應答器技術條件》進行設計，應答器信息傳遞A口與既有車載設備兼容，不需對車載設備軟硬件進行任何更改。

4.3 可維護設計

可維護性是動車組調車防護系統(tǒng)現(xiàn)場運用的重要原則?？删S護性是指在規(guī)定的條件下，使用規(guī)定的程序和資源進行維修時，對于給定使用條件下的產品在規(guī)定的時間區(qū)間內，能完成指定的實際維修工作的能力。

動車組調車防護系統(tǒng)相關設備全部采用模塊化設計，便于日常檢查及故障維護。為方便設備的日常檢查，系統(tǒng)配套開發(fā)了查詢管理終端，可以實時監(jiān)測到動車組接收調車應答器組報文信息的情況，一旦出現(xiàn)設備工作異常，將及時彈出報警框，提醒使用單位，及時處理。

5 結束語

作為安全防護輔助系統(tǒng)，調車防護系統(tǒng)實 現(xiàn)了動車組調車作業(yè)的安全防護，大大降低事故發(fā)生概率，除了工程實施、設備采購成本外，對既有的動車組和站場相關設備均沒有任何影響。本文在對調車防護系統(tǒng)的可靠性分析、技術方案、系統(tǒng)組成、技術特點、系統(tǒng)功能等進行詳細的闡述，希望為同行業(yè)所借鑒。

參考文獻

[1]王大群.客運專線信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)管系統(tǒng)安全防范及優(yōu)化措施[J]，鐵道通信信號，2015（10）：121-125.

[2]史偉，晏子峰.基于帶外管理技術的新型遠程TDCS/CTC維護系統(tǒng)[J].鐵道通信信號，2016（07）：223-226.