徐 昱

計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)是以技術手段實現(xiàn)進路、信號和道岔控制，保障站內(nèi)行車安全的關鍵系統(tǒng)。計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的接口包括：開關量（采集或驅(qū)動的）接口和與其他系統(tǒng)之間的通信接口［1］。

開關量接口主要指計算機聯(lián)鎖與繼電電路的接口，較繼電聯(lián)鎖系統(tǒng)而言，它是將許多繼電邏輯電路完成的功能，改由聯(lián)鎖軟件進行邏輯處理，極大地簡化了現(xiàn)場繼電電路［2］。同時，考慮到故障安全原則，目前國內(nèi)聯(lián)鎖執(zhí)行控制電路的結構仍然采用原繼電電路方式，這部分繼電電路控制室外設備（如信號機、轉(zhuǎn)轍機等），計算機聯(lián)鎖與繼電電路結合的原則參照《集中聯(lián)鎖結合電路一般原則》（TB/T 2307—2017）。

通信接口主要指計算機聯(lián)鎖與RBC、TCC、CBI 之間的安全接口。隨著計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的不斷發(fā)展以及客專項目的大量建設，與計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)通信的安全接口，也形成了標準的接口規(guī)范。例如，與RBC 的接口執(zhí)行《CTCS-3 級列控系統(tǒng)無線閉塞中心（RBC）接口規(guī)范第1 部分：RBC-CBI 接口》（Q/CR 621.1—2018），與TCC 的接口執(zhí)行《高鐵列控中心接口暫行技術規(guī)范接口》（TJ/DW 172—2015），與CBI 的接口執(zhí)行《車站計算機聯(lián)鎖間通信接口暫行技術規(guī)范》（TJ/DW 186—2016）。

工程項目中特定的場景下，當計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)接口的常規(guī)狀態(tài)不能滿足現(xiàn)場需求時，需進行特殊的分析和處理。以下對計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)與TCC 接口和與繼電電路接口中出現(xiàn)的幾個問題進行分析。

1 動車段（所）股道防護信號機問題

動車組列車分為長編組列車和短編組列車。一般情況下，長編組列車為16 列，短編組列車為8 列。為增加動車段（所）的停車功能，在不能增加股道數(shù)量的情況下，則需要在股道中間增加分割點，設置具備列車防護功能的“紅、藍、白”三燈位矮型調(diào)車信號機［7］，通過辦理長、短列車進路，可以使兩列短編組列車停在同一股道。動車段（所）股道調(diào)車信號機設置見圖1。

圖1 動車段（所）股道調(diào)車信號機設置示意圖

為對動車組冒進信號提供有效防護，通常在動車段（所）股道中間調(diào)車信號機前方，設置調(diào)車應答器組，由列控中心控制發(fā)送有源報文，如圖1 中的BXFI 和BXF3。當計算機聯(lián)鎖辦理了由X 向G1的短列車進路，以及其他情況下股道中間調(diào)車信號機關閉時，有源應答器將發(fā)送防護方向有效的停車報文；當計算機聯(lián)鎖辦理了由X 向G2 的長列車進路，調(diào)車信號機開放藍燈列車信號時，有源應答器發(fā)送防護方向有效的調(diào)車危險信息；當計算機聯(lián)鎖辦理了由G1 向G2 的調(diào)車進路，調(diào)車信號機開放白燈調(diào)車信號時，有源應答器應發(fā)送防護方向有效的目視行車危險信息［4］［8］。

列控中心為了控制調(diào)車模式下的應答器報文發(fā)送，需獲知調(diào)車信號機的3 種開放狀態(tài)，而目前計算機聯(lián)鎖與列控中心的接口規(guī)范中給出的通信方式不能有效滿足需求。同時，由于不同設備供應商提供的軟件結構存在差異，對該功能的實現(xiàn)也存在不同的解讀。這些分歧從不同方面制約了工程進度和產(chǎn)品接口標準化工作，因此提出以下3 種解決方案。

方案1 進路信息發(fā)送

如圖1 所示，當辦理了X 至IG2 的長接車進路后，XFI 開放藍燈，X 開放黃燈，此時由計算機聯(lián)鎖將X 至XI 進路信息及其信號顯示狀態(tài)，發(fā)送給列控中心，將XFI 至XI 進路信息及信號顯示狀態(tài)，也以接口協(xié)議中CBI 發(fā)送數(shù)據(jù)包中進路信息數(shù)據(jù)塊的形式發(fā)送給列控中心，其中XFI 的顯示可按協(xié)議約定為藍（001001b），列控中心接收到XFI 開放為藍燈后，控制BXFI 有源應答器發(fā)送調(diào)車危險信息包【ETCS-132】。

當辦理了XFI 至XI 的調(diào)車進路后，XFI 開放白燈，此時計算機聯(lián)鎖對XFI 的顯示狀態(tài)，仍是通過接口協(xié)議中CBI 發(fā)送數(shù)據(jù)包中信號機調(diào)車狀態(tài)數(shù)據(jù)塊的方式發(fā)送給列控中心，列控中心接收到XFI開放調(diào)車信號的信息后，控制BXFI 有源應答器發(fā)送目視行車危險信息包【ETCS-137】。

當XFI 關閉時，根據(jù)進路鎖閉情況，計算機聯(lián)鎖將XFI 狀態(tài)，通過協(xié)議中CBI 發(fā)送數(shù)據(jù)包中的進路信息數(shù)據(jù)塊和信號機調(diào)車狀態(tài)數(shù)據(jù)塊的方式，分別發(fā)送給列控中心；列控中心接收到XFI 的關閉信息后，控制BXFI 有源應答器發(fā)送停車報文（絕對停車信息包【ETCS-5】、 調(diào)車危險信息包【ETCS-132】 、 目 視 行 車 危 險 信 息 包【ETCS-137】）。

方案2 信號機調(diào)車狀態(tài)發(fā)送

由于動車段（所）股道中間的調(diào)車信號機，除了原有的關閉紅燈和開放白燈外，還新增加了開放列車信號藍燈功能。而現(xiàn)有接口規(guī)范中，信號機調(diào)車狀態(tài)僅有調(diào)車信號開放和調(diào)車信號未開放2 種狀態(tài)，如表1 所示［3］，但無開放列車信號定義。因此，需對協(xié)議中的信號機調(diào)車狀態(tài)數(shù)據(jù)塊定義進行擴展，如表1 所示（表中加粗部分為增加項目），在兼容原有功能的基礎上，也能適應新場景的應用。

需要說明的是，由于信號機調(diào)車狀態(tài)標志進行了擴展，白紅、白藍機構的調(diào)車信號機開放白燈時按開放調(diào)車信號發(fā)送（11b）信息，調(diào)車信號機關閉（紅燈或藍燈）時按信號機關閉發(fā)送（通常使用00b）信息。而動車段（所）股道中間的調(diào)車信號機，在原有發(fā)送原則的基礎上，辦理向G2 的長列車進路開放藍燈時，按開放列車信號發(fā)送（01b）。

表1 計算機聯(lián)鎖與列控中心接口信號機調(diào)車狀態(tài)定義

方案3 繼電器采集

動車段（所）股道中間的調(diào)車信號機增加了開放列車信號藍燈后，其點燈電路中也增加了LXJ接點，常態(tài)時LXJ 落下、DXJ 落下，信號機點紅燈；辦理調(diào)車進路時，計算機聯(lián)鎖驅(qū)動DXJ 吸起、LXJ 落下，信號機點白燈；辦理長列車進路時，計算機聯(lián)鎖驅(qū)動LXJ 吸起、DXJ 落下，信號機點藍燈。列控中心可通過采集調(diào)車信號機的LXJ、DXJ狀態(tài)，判斷信號機是否開放，進而控制有源應答器報文發(fā)送。股道調(diào)車應答器防護功能控制邏輯定義見表2［8］。

以上3 個方案均能實現(xiàn)動車段（所）股道中間調(diào)車防護應答器報文發(fā)送功能。方案1，雖在功能上滿足了運營需求，但由計算機聯(lián)鎖通過進路信息的形式發(fā)送股道中間調(diào)車信號機的狀態(tài)，在接口數(shù)據(jù)中需補充這些列車進路，但實際運營需求中并無這些進路。方案3，簡單直觀，但增加了工程投資和施工量，且與繼電電路存在接口，因而增加了可能的故障點，不利于設備后期維護。方案2，僅需對通信協(xié)議進行適當修改，既可使用同一數(shù)據(jù)塊將動車段（所）股道中間的調(diào)車信號機的完整狀態(tài)進行定義，且兼容其他常規(guī)類型的調(diào)車信號機，具備統(tǒng)一性和標準化的特點。

2 引導總鎖閉信號問題

正常情況下，計算機聯(lián)鎖開放信號會檢查一系列聯(lián)鎖條件，只有滿足規(guī)定的聯(lián)鎖條件時，信號才能開放。而當信號不能正常使用或部分聯(lián)鎖條件不能滿足時，為避免列車長時間停在機外影響運營秩序，必須繞過或部分繞過這些聯(lián)鎖條件，將列車接入站內(nèi)，這種特定的接車方式即為引導接車。而這些繞過的聯(lián)鎖條件，必須靠人工保證安全。通常，信號機允許燈光故障或進路上軌道電路故障時，采用引導進路鎖閉開放引導信號；道岔故障（失去定/反位表示）時，采用引導總鎖閉開放引導信號。

《鐵路車站計算機聯(lián)鎖技術條件》（TB/T 3027—2015）第6.1.2.3 款規(guī)定：“引導鎖閉分為引導進路鎖閉和引導總鎖閉。引導進路鎖閉時應檢查道岔位置是否正確，并鎖閉進路中的道岔，敵對進路不應開放。引導總鎖閉應鎖閉咽喉區(qū)的全部道岔，包括到發(fā)線上的分歧道岔，允許開放本咽喉的引導信號”［1］。引導總鎖閉僅對咽喉區(qū)內(nèi)全部道岔鎖閉，就可以開放引導信號，而不檢查道岔位置、軌道區(qū)段空閑狀態(tài)及敵對進路，也不鎖閉進路。

在高速鐵路中，動車組需要運行在特定的路徑上，且需要準確縝密的地面數(shù)據(jù)作為行車參數(shù)。而辦理引導總鎖閉、開放引導信號后，因列車運行徑路不確定（道岔無表示導致無固定的進路），也無法確定向哪個股道或發(fā)車口接／發(fā)車，列控系統(tǒng)無法向列車發(fā)送確定的行車許可，行車安全得不到保證。

因此，《鐵路車站計算機聯(lián)鎖技術條件》（TB/T 3027—2015）第6.2 節(jié)，對區(qū)間不設通過信號機并按CTCS-2 或CTCS-3 級列控系統(tǒng)運行線路的正線車站所涉及的特殊聯(lián)鎖功能要求進行了規(guī)定。其中第6.2.2.2 款規(guī)定：“引導總鎖閉僅具備道岔總鎖功能。引導總鎖閉后不應再以任何方式開放本咽喉的引導信號”［1］。顯然，上述條款并不包括區(qū)間設置通過信號機的CTCS-2 及CTCS-0 線路車站，而目前這些CTCS-2 線路車站和部分CTCS-0 線路車站，均設置有列控中心來實現(xiàn)軌道電路編碼及報文發(fā)送。但這些車站辦理了引導總鎖閉開放引導信號后，按照目前的計算機聯(lián)鎖與列控中心接口通信的內(nèi)容，列控中心無法獲知引導信號開放信息，也無法控制軌道電路編碼和報文發(fā)送，動車組列車也無法運行。針對該問題，提出以下2 個解決方案。

方案1：引導總鎖閉功能取消

引導總鎖閉是在道岔故障失去表示的特定情況下才使用的非常規(guī)接車方法。而道岔失去表示，對車站的運輸秩序會造成嚴重影響，因此這種情況是極少發(fā)生的，即使發(fā)生道岔失表示的故障，也應在第一時間進行故障修復，恢復鐵路正常運營。在各鐵路局制定的《鐵路行車組織規(guī)則》中，對引導總鎖閉接車時的進路檢查、確認的規(guī)定，通常采取的措施為：不能通過控制臺檢查、確認進路時，指派勝任的技術人員現(xiàn)場檢查并確認進路正確（現(xiàn)場手搖道岔操作，并施行人工加鎖），相關道岔加鎖狀態(tài)良好后，方可開放引導信號或派引導人員接車?！惰F路技術管理規(guī)程》（高速鐵路部分）第370條、第371條［5］及《鐵路技術管理規(guī)程》（普速鐵路部分）第359 條［6］中，對于引導信號接車及人工引導接車的規(guī)定并無本質(zhì)差別。因此，可在由列控中心實現(xiàn)軌道電路編碼及報文發(fā)送的車站，取消引導總鎖閉功能。

表2 股道調(diào)車應答器防護功能控制邏輯定義

方案2：引導總鎖閉信號機狀態(tài)發(fā)送

對計算機聯(lián)鎖與列控中心通信協(xié)議中的進路信息數(shù)據(jù)塊的使用規(guī)則進行擴展定義，以支持引導總鎖閉時的引導信號機狀態(tài)發(fā)送，如表3 所示（表中加粗部分為新增）［3］。

需要說明的是，當車站辦理了引導總鎖閉開放引導信號后，由于進路未鎖閉，因此對一條進路信息8 個字節(jié)中的前3 個字節(jié)，按照實際狀態(tài)填充發(fā)送；后5 個字節(jié)區(qū)段鎖閉狀態(tài)，可統(tǒng)一按照未鎖閉狀態(tài)發(fā)送。前2 個字節(jié)按照約定的信號機編號進行發(fā)送，以便與正常進路及引導進路鎖閉時的進路號區(qū)別，第3 字節(jié)高兩位按照實際發(fā)送，低6 位按照紅白燈發(fā)送（000111b）。列控中心接收到進路信息中的進路編號為信號機編號、且信號顯示為紅白時，可按照引導總鎖閉引導信號開放，并控制軌道電路編碼和報文發(fā)送。

方案2 從通信協(xié)議層面，提供了引導總鎖閉信號開放的條件，但計算機聯(lián)鎖與列控中心的軟件處理邏輯較復雜。而方案1 簡單易行，符合現(xiàn)行制度規(guī)定，不增加現(xiàn)場作業(yè)人員要求和成本，況且即便是在普速鐵路，現(xiàn)在也極少使用引導總鎖閉接車。

3 三接近區(qū)段閃U2 碼問題

部分車站在辦理正線通過進路時，個別情況發(fā)生進站信號機外方3JG 區(qū)段會瞬間發(fā)U2 碼，而根據(jù)信號顯示，正常情況下應該發(fā)送LU 及以上等級碼序，3JG 編碼電路見圖2。

表3 計算機聯(lián)鎖與列控中心接口進路信息定義

圖2 3JG 編碼電路示意

對圖2 電路分析可知，先開放正線接車信號，進站信號機LXJ、ZXJ 吸起，其接近區(qū)段3JG 發(fā)送U 碼。在開放正線出站信號時，計算機聯(lián)鎖先驅(qū)動出站信號機LXJ，待出站信號機采集吸起后（出站信號穩(wěn)定開放），再驅(qū)動進站信號機LUXJ 和TXJ。在出站信號機LXJ 吸起而進站信號機LUXJ 和TXJ還未吸起時，編碼電路通過出站信號機LXJ 吸起接點、進站信號機LUXJ 落下接點溝通U2 碼電路，待進站信號機LUXJ（TXJ）吸起后，編碼電路又溝通LU 及以上碼序電路，導致整個進站信號機顯示正常升級過程中3JG 瞬間閃U2 碼。

針對該問題，在U2 碼編碼電路中，增加了出站信號機對應的反向進站信號機ZXJ 接點，如圖3中虛框所示。出站信號機LXJ 吸起，但進站信號機LUXJ （TXJ） 還未吸起時，通過出站信號機LXJ 吸起接點、進站信號機LUXJ 落下接點，以及出站信號機ZXJ（對應的反向進站信號機）吸起接點，溝通U 碼電路，保持碼序在信號正常升級過程中穩(wěn)定不突變。而當辦理了直進彎出進路時，由于出站信號機對應的ZXJ 為落下狀態(tài)，通過出站信號機LXJ吸起接點、進站信號機LUXJ落下接點，以及出站信號機ZXJ落下接點，依然溝通U2碼電路。

需要注意的是，如果進站信號機所防護的正線進路中所有道岔均開通直股時，計算機聯(lián)鎖應驅(qū)動該進站信號機的ZXJ 吸起，否則驅(qū)動該信號機的ZXJ 落下。這與是否辦理了進路及信號機是否開放無關。

圖3 3JG 編碼電路示意圖（修改）

4 總結

計算機聯(lián)鎖作為信號系統(tǒng)中最關鍵的控制系統(tǒng)，向其他系統(tǒng)直接或間接地提供所需的基礎條件，這些條件包括繼電器條件、進路鎖閉條件、信號顯示條件及其他相關邏輯條件。而隨著特殊場景的不斷應用，系統(tǒng)間的時序關系、接口差異性及內(nèi)容全面性等問題也在不斷地暴露和顯現(xiàn)，這也間接促進了問題的解決和系統(tǒng)的發(fā)展。本文中描述的幾個問題，其部分解決方案已經(jīng)在工程中得到實際應用，提高了設備可用性，也可在后續(xù)工程項目運用和標準修編中進行借鑒和參考。