浅谈无线机车信号系统控制方法

iyaacep

摘要： 介绍传统机车信号系统和无线机车信号控制系统，详谈基于无线机车信号系统控制列车安全运行的方法。
关键词： 无线信号；铁路机车；控制系统
中图分类号：F7 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0520181－01
0 引言
从1997年到2009年，我国铁路已经通过7次大提速，实现了铁路运输“蜗牛”变“飞龙”的发展目标。随着铁路现代化技术和信息传输技术的进步，传统的铁路机车信号系统不再适应日新月异的铁路运输步伐，特别是青藏铁路的建成，其恶劣的高原环境更是对新型的无线机车信号控制系统表现出迫切要求。目前无线机车信号控制系统在铁路运输中的应用日渐广泛。分析和构建多种无线机车信号系统控制方法，对列车的运行安全、事故预防和运行效率有着十分重要的现实意义。
1 传统的铁路信号控制系统
传统的铁路信号控制系统是一种基于轨间电缆或者轨道电路的铁路信号系统，只能由地面向列车传输列车控制数据，列车与地面无法建立即时通信。整个轨道系统按一定长度将轨道以绝缘体和导体方式分割，形成许多闭塞区间，以一段铁路线路的钢轨为导体构成的电路，各闭塞区间以轨道绝缘接头区隔，各区间的起始点皆设有号志机，当列车进入闭塞区间后，依靠轨道电路反应，并传达本区间已有列车通行，禁止其他列车进入的信息，接收到信息的号志机显示险阻禁行的信息。可以完成检测这段线路是否被机车车辆占用来维护行车安全。目前组建该系统的方法是将所有轨道电路收发端用电缆引回车站集中控制，电路敷设效率低，轨道电路能否正常工作直接收到道碴电阻、钢轨的阻抗以及钢轨连接线的影响，而道碴电阻又受地理、气候的左右。比如青藏铁路使用传统的铁路信号控制系统就难以获得稳定可靠工作，无法保障行车安全。而且传统的铁路信号控制系统道旁设备多，出现机械故障的概率大，维修作业随时可能，维护工作量多而杂。多种因素表明，传统的铁路信号控制系统已经不能满足现代铁路信号系统对信息传输发展的需要。
2 无线机车信号控制系统
无线机车信号控制系统是用无线信道方式代替传统的轨道电路，实现列车与控制中心间进行实时的双向通信的新型铁路信号系统。其优点是通信的畅通、准确安全、生存能力强。不依靠轨道电路也能实现连续自动列车控制，提高机车信号系统控制效率和运营服务质量，有利于列车安全无错运行。无线机车信号控制系统具体负责以下信号收发任务：1）系统控制中心对车站控制范围内的列车实行注册、注销记录并管理；2）建立列车与进路的实时对应定位关系，不间断地跟踪、监控列车运行；3）接收列车信息，并根据联锁条件和列车信息生成控制命令；4）将控制命令通过无线方式发送到列车上，控制列车运行。系统控制中心通过地面控制设备能同时与多个列车建立通信。
常见的无线机车信号系统有连续式无线机车信号和接近连续式无线机车信号两种类型。连续式无线机车信号是指列车经过预定路线站点的整个运行过程中都有机车信号显示，需要用特定的无线传输方式来实现。接近连续式无线机车信号是指临近列车的站点才能接收到机车信号，用普通的数传方式就可以实现。
无线机车信号系统由安装在机车上的车载设备和安装在地面的控制设备两大部分组成。车载设备主要有车载主机、卫星定位接口、无线数据传输设备接口、查询器、列车运行安全监控记录装置接口和显示部分等。地面控制设备主要有地面控制系、应答器、联锁接口、信号微机监测接口、无线数据传输接口和上位机等。
3 无线机车信号系统控制方法
无线机车信号系统的应用，以提高效率、方便人工劳作为基础、以监控列车路进和保障运行安全为目标。系统需要实现灵活应变的功能，通过对不同情况先系统控制方法指挥列车运行，预防意外事故的发生。
3.1 正常进/出站行车的控制方法。当列车通过首个应答器后，列车向系统控制中心发出注册请求，完成注册后的列车通过联锁信息建立进路信息。号志机控制信号灯发生标志性变化，显示股道占用/空闲状态，直到列车顺利进站，无线机车信号控制完成。列车出站时是由联锁设备先办理好出站进路，系统控制中心建立出站进路信息。行进状态通过号志机、应答器等设备的无缝配合，对出站列车实现指挥控制，列车出站后，系统控制中心通过地面控制设备注销列车信息。
3.2 非正常进/出站行车下的控制方法。正常行车时列车按连锁机处理好的相关信息进/出站，但有时列车没有收到相关进路和信号机信息时，闯入进/出车站进路，就会造成行车事故。依靠无线机车系统，调控行车事故最小干扰的关键是判断列车有没有冒进了进/出车站信号机，根据信号机是否冒进来灵活实现下一步对当事列车的控制，系统控制中心把相关的处理意见和对该车的控制信息，通过无线信道发送给列车接收器，并接收列车的反馈信息和联锁监控信息，明确列车实时的运行情况和精确定位，并记录整个控制过程。
3.3 列车结构体控制方法。为了实现控制辖区内所有列车信息，都能准确无误的传送到对应列车机车上，一般采用结构体的控制方法。列车结构体控制方法的实现基础，是根据列车车次的惟一代码进行列车注册，利用注册表方式可及时、准确识别列车，并注册和注销相应的列车。结构体控制方法能在一个周期内完成辖区内所有列车的信息交换，保证列车信息的唯一性，提高机车信号的控制可靠性和安全性。
3.4 车站调车控制方法。列车在车站时会进行调车而引起机车信息的改变，系统控制中心自动从机车信号的控制转换到跟踪机车位置的控制中。系统跟踪机车位置的控制采用链表进行控制。通过联锁机、应答器和道岔等信息来判断链表的情况。当机车发出调车结束信息后，地面控制设备返回正常的机车信号控制。
4 小结
随着现代列控技术的不断发展，采用无线通信技术传输列车控制数据的应用越来越广泛。本文所谈到的无线机车信号控制系统符合铁路信号的发展方向，实现高度自动化和智能化而保证行车安全，提高指挥和控制效率。
参考文献：
[1]马国治，高速铁路关键技术组成[J].科技信息，2010（30）.
[2]李骥群，CTCS-2级列控系统列控中心子系统仿真设计与研究[D].西南交通大学，2010.
[3]周强，机车信号无线传输系统区间设备主控单元的研究[D].西南交通大学，2010.
作者简介：
潘飞（1984-），女，满族，河北隆化人，专业学位：电子信息工程，工作单位：淮北矿业集团铁路运输处临涣电务段，现有职称：助理工程师。