铁道信号系统控制探析

aresiji

摘 要：铁道信号是一种控制列车安全运行间隔，保证列车安全运行的一种技术手段，有时也称为铁路信号，主要是保证列车能运行安全，更有效地提高铁路运输效率，使运输成本降低，使行车人员的劳动条件得到改善；所以铁道信号系统是组织指挥列车运行，保证列车行车安全，提高铁路运输效率，传递列车行车信息，改善行车人员劳动条件的关键设备。实际是在铁路运输系统中，保证安全行车、提高区间、车站通过能力和编解能力的手动控制、自动控制及远程控制技术、智能控制；也是在行车、调车工作中，读行车人员根据红、绿灯的显示含义有关指示列车的运行、停止等工作。
关键词：铁道信号；系统；智能控制；发展；探析
中图分类号：U284 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 12-0000-01
铁道信号主要怎样将“车站联锁”、“集中”在一起由车站值班员统一操控，以及怎样实施单线和复线区间的“闭塞”，以防止列车迎面相撞或追尾的呢？因此，“铁道信号”学科由信号、集中和闭塞三个方面组成，简称为“信集闭”。实际上以灯具、标志物、仪表和音响等向铁路行车人员传送列车车辆运行条件、列车行车设备状态和列车行车有关指示的技术与设备。其作用是保证列车车辆安全有序地行车和调车作业。随着第一列列车在英国出现而出现，铁道信号也随之产生，但是早期的铁道是十分简陋的。现代铁道信号借助电子信息技术的发展，使行车指挥系统走上自动化，网络化，智能化，列车运行也向着自动驾驶与智能控制发展。1907年，中国在大连到长春的铁路上安装了臂板式信号机，1951年，在衡阳铁路车站安装了自行设计与制造的进路继电式集中联锁设备装。此后在各铁路线上逐步配置了自动闭塞、集中联锁、调度集中控制等设备，从原来的继电联锁，到目前已经广泛应用的计算机控制联锁，以及微机的监测、TDCS系统等等，铁道信号经历了翻天覆地的变化，且随着电子信息技术的进步，铁道信号系统也逐渐完善，但是作为铁道信号系统的重要的基础设备——信号机，点灯方式仍然是采用原有的继电联锁控制方式进行。
随着世界列车数量的增加及大幅提速，铁道信号智能控制系统显得愈加关键：温州动车事故经调查认定，导致事故发生的原因是：通号集团作为甬温线通信信号集成总承包商履行职责不力，致使为甬温线温州南站提供的LKD2-T1型列控中心设备存在严重设计缺陷和重大安全隐患。当温州南站列控中心采集驱动单元采集电路电源回路中保险管F2遭雷击熔断后，采集数据不再更新，错误地控制轨道电路发码及信号显示，使行车处于不安全状态。雷击也造成5829AG轨道电路发送器与列控中心通信故障。使从永嘉站出发驶向温州南站的D3115次列车超速防护系统自动制动，在5829AG区段内停车。由于轨道电路发码异常，导致其三次转目视行车模式起车受阻，7分40秒后才轉为目视行车模式以低于20公里/小时的速度向温州南站缓慢行驶，未能及时驶出5829闭塞分区。因温州南站列控中心未能采集到前行D3115次列车在5829AG区段的占用状态信息，使温州南站列控中心管辖的5829闭塞分区及后续两个闭塞分区防护信号错误地显示绿灯，向D301次列车发送无车占用码，导致D301次列车驶向D3115次列车并发生追尾。
智能铁道信号系统和列车控制系统能够符合主流的欧洲铁路运输管理系统（ERTMS）要求的铁道信号系统以及主要用于公共交通的基于通信的列车控制（CBTC）系统都具有很大潜力。
铁道信号系统厂商开始提供ERTMS兼容的信号系统。实现不同铁路、不同设备之间的互通性。同时，CBTC系统借助无线电和网络技术得到速度、频率和容量方面的提升。基于ERTMS的新控制系统正发展成为标准的、主要的、全球性的平台架构，面向全球的主要线路提供服务，同时CBTC系统能有效减少公共交通运营中安装、维护及产品生命周期成本。”
CBTC系统能够连续不断提供实时数据，使车载自动化系统始终维持速度控制、方位控制、以及执行权限之内的操作。无线和有线网络技术的发展也逐步完善了系统功能，例如安全性提高、速度提升、缩短间隔时间、列车班次增加，从而增加了公共交通的容量。CBTC系统在无人驾驶列车这个不断完善的领域也开始应用。
欧洲铁路交通管理系统（ERTMS）及欧洲列车控制系统（ETCS）的主要价值主张：要实现不同铁路，不同设备的互操作性，必须通过通用系统要求和标准。世界各国铁道信号系统之间相互不兼容的情况加快了ERTMS的设计，通过通用的标准能够将不同供应商的机载设备集成在一起。基于ERTMS的系统被广泛接受和应用，甚至在欧洲以外的国家，目前在韩国、中国和其他国家都正在使用兼容ERTMS的铁路操作系统。
全新的思路及方案，采用计算机技术及现代通信技术，通过对信号机的智能化设计，让信号机在现场构成网络，可以做到站场内的全部信号机实现网络智能化控制，系统具有结构简单，便于维护，能够进行故障定位报警、自诊断和健康度分析，从而提高系统的安全性、可维护性和可靠性，缩短故障延时，同时大大减少信号工程施工量，节约电缆投资。
铁路信号基础设备智能无接点控制可采用铁路信号基础设备的智能无接点控制装置，其设有指令输入隔离电路和工业现场总线通讯电路，上位机下达的指令经由指令输入，隔离电路和工业现场总线通讯电路进入计算机；基础设备状态隔离电路，用于将基础设备状态的信号送计算机；轨道电路及隔离电路，轨道电路用于检测轨道的占车或轨道的空闲情况，并通过隔离电路将信息送计算机；该计算机的输入口分别连接上述指令输入隔离电路、工业现场总线通讯电路、基础设备状态隔离电路、轨道电路的隔离电路，并根据输入指令和通讯信号进行逻辑判断，由输出口输出指令，控制无接点控制装置；无接点控制装置，其输入端连接计算机的输出口，其输出接铁路信号基础设备，根据计算机的指令控制铁路信号基础设备工作。
随着铁道信号系统的智能控制发展，上层管理部门根据铁路系统的实际情况，利用现代电子信息技术来合理规划列车的运行，使整个铁路系统达到最优化；利用智能化的执行机构，准确、快速地获得指挥者所需的信息，且根据指令来指挥、控制列车的运行。
如今，我国铁路行业已成功地推广应用了原TMIS和DMIS（现称TDCS）等系统，在电子信息技术方面也飞速进步。具有代表性的列车调度指挥系统TDCS，以现代信息技术为基础，综合运用通信、信号、计算机网络、多媒体技术，建立了新型现代化运输调度指挥系统。
参考文献：
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