车站区间一体化信号安全控制系统方案研究

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摘 要：车站区间一体化信号安全控制系统主要是采用一体化安全技术，利用CAN双重冗余现场总线，实现车站区间的安全通信，其具有自动化的逻辑闭锁控制和站内联锁功能。为了充分发挥车站区间一体化信号安全控制系统的应用作用，应优化一体化信号安全控制系统设计，加大对其的分析和研究。本文分析了车站区间一体化信号安全控制系统结构，阐述了车站区间一体化信号安全控制系统应用方案，以供参考。
关键词：车站区间；一体化信号；安全控制系统
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.251
近年来，数字信号处理技术、网络通信技术、计算机联锁技术等快速发展，车站区间一体化信号安全控制系统基于各种先进的科学技术和系统创新，实现了车站区间各种电气设备的一体化，在车站或者调度中心实时监控设备运行状态，不仅降低了设备造价，而且有效提高了安全控制系统的稳定性和可靠性。
1 车站区间一体化信号安全控制系统结构
车站区间一体化信号安全控制系统主要包括控制台、电源柜、接口柜、区间柜、联锁柜等，其内部的光纤通信模块、发送接收模块、安全I/O模块、地面控制中心等主要应用机柜安装形式，冗余结构配置为三取二上位机设置，并且按照二乘二取二的形式设置接收模块。车站区间一体化信号安全控制系统采用区间和车站的一体化结构，为有线设备和客运专线的调整和改造提供便利，这种系统具有区间闭塞、车站联锁的功能，通过以太网、光缆、继电器并行节点等网络通信方式实现车站之间的数据通信，便于和微机监测系统和集中调度系统接口。这种一体化结构彻底屏蔽了传统闭塞设备和联锁设备相互分离的安装形式，整个系统结构更加优化，硬件资源整合起来，极大地提高了系统的稳定性和可靠性。同时，车站区间一体化信号安全控制系统在实际应用中，主要包括双重冗余CAN总线、冗余区间发送和接收单元、光纤通信模块、安全I/O模块等。
1.1 双重冗余CAN总线
车站区间一体化信号安全控制系统中的双重冗余CAN总线主要用于交换安全数据，其基于并行工作形式，即使其中某条总线发生故障，也可以保障系统的稳定运行，双重冗余CAN总线实现了光纤通信模块、接收单元、轨道电路和计算机联锁主机之间安全、高速、双向的数据交换，通过光纤通信模块实现不同车站之间的通信任务。
1.2 冗余区间发送和接收单元
按照列控中心发出的控制命令，列车轨道电路发送单元发出的相关信息经过功率放大单元以后传送到轨道电路中，列控中心控制命令和检测单元发出的信息译码进行分析和比较，实现发送信息闭环检查，从而监测功放单元和发码单元的运行状态。同时，系统中的发码设备在实际应用为双机热备冗余形式，一旦主发送模块发生运行故障，可以通过副发送模块进行信息发送，确保列控中心可以实时掌握副发送单元和主发送单元的运行状态。
1.3 光纤通信模块
车站区间一体化信号安全控制系统的光纤通信模块主要用于实现车站和邻站控制中心之间的数据通信。
1.4 安全I/O模块
安全I/O模块可以控制车站区间继电控制设备接口和站内道岔的动作情况，控制区间和车站内信号机的显示。
2 车站区间一体化信号安全控制系统应用方案
2.1 数字化的信息处理
车站区间一体化信号安全控制系统的发送检测设备和接收设备应用DSP数字信号处理技术，全面分析接收信号的频域和时域，有效提高了系统的可靠性和抗干扰能力。发送单元利用DDS数字频率合成技术，使轨道电路设备之间的信息处理实现数字化和通用化。同时，该系统中不同单元之间通过通信网络按照数据帧编码形式实现数据交换，而且采用多重冗余、同时校核和传输正反码、CRC校验等方式，有效提高了数据传输的可靠性和安全性。
2.2 网络化的系统结构
车站区间一体化信号安全控制系统基于CAN双重冗余现场总线，实现网络数据的交换和传输，这种数据交换速度非常快，并且安全性较高。通过现场总线列控中心向不同列车区段轨道电路发送数据信息，结合接收单元的译码信息，组成自动逻辑闭塞关系，替代了传统的继电器，组合架内外配线比较少，可以使车站区间设备运行更加安全、可靠，便于管理和维修。这种网络化的系统可以实现闭环检查，接收单元应用闭环译码方式，发送检测单元应用闭环检测方式，一方面采集列车轨道电路信息，另一方面利用频域和时域进行译码，本区段发码命令和译码结构进行对比分析，通过采用闭环检查方式，有效提高车站区间一体化信号安全控制系统的抗干扰能力和安全性。
2.3 设备冗余化
车站区间一体化信号安全控制系统的光线通信模块和发送模块为双机热备形式，上位机三取二，接收模块和I/O模块为二乘二取二形式，该系统的数据通信利用大数表决、同时校核和传输正反码、CRC校验等措施，在编制软件系统时，对动态数据进行检查，备份重要数据和处理多重数据，列控中心可以实时监控车站区间设备的基础参数和工作状况，通过远端综合监测网络和本地维护终端进行数据的实时交换，实时、分层的记录通信数据，确保系统的可靠、安全运行。
3 结束语
近年来，车站区间一体化信号安全控制系统快速发展，其利用多种先进的科学技术，在很多方面都具有突出的应用优势。在未来发展过程中应加大对车站区间一体化信号安全控制系统的分析和研究，进一步优化和完善系统功能。
参考文献：
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