孫繼康

（兗州煤業(yè)股份有限公司鐵路運(yùn)輸處，山東 鄒城 273500）

0 引 言

礦區(qū)鐵路13 個(gè)車站的信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備現(xiàn)已采用計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)全部改造完成，隨著使用年限的增加，技術(shù)改造較早的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備逐漸超出大修期，系統(tǒng)運(yùn)行極不穩(wěn)定。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)軟、硬件配置更新升級(jí)速度較快，礦區(qū)鐵路部分車站既有計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的軟件及硬件設(shè)備均已升級(jí)換型，既有設(shè)備現(xiàn)已停產(chǎn)，無備品備件來源，技術(shù)支持難度大。

以上問題的存在，可能產(chǎn)生以下后果：一是給設(shè)備使用、維護(hù)部門帶來極大困擾，車務(wù)段需做好設(shè)備故障停用后手搖道岔、人工接發(fā)車作業(yè)的各項(xiàng)準(zhǔn)備；電務(wù)段且需要配備技術(shù)優(yōu)良的多名專業(yè)技術(shù)人員輪流值守，增加設(shè)備巡視、檢修頻次，以確保設(shè)備正常運(yùn)行，維護(hù)工作量大；二是行車組織效率降低，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備的故障頻發(fā)，嚴(yán)重影響了行車組織作業(yè)效率，特別是當(dāng)國鐵接口站有發(fā)車計(jì)劃時(shí)，必須立即接車，即使采取技術(shù)手段能夠?qū)⒐收闲迯?fù)，可能也會(huì)極大的影響接車效率；三是計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備一旦發(fā)生故障，存在危及行車安全的重大隱患，可能導(dǎo)致機(jī)車脫軌掉道、側(cè)面沖突等重大事故的發(fā)生，造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。雖然通過加大設(shè)備設(shè)施日常維護(hù)治理力度，強(qiáng)化電務(wù)段、車務(wù)段等各專業(yè)協(xié)同防控管理措施，勉強(qiáng)維持鐵路信號(hào)設(shè)備設(shè)施運(yùn)用狀態(tài)控制在技術(shù)規(guī)范要求的臨界點(diǎn)，但系統(tǒng)仍故障頻發(fā)，安全隱患呈現(xiàn)不斷惡化和擴(kuò)大之勢(shì)。

鑒于以上實(shí)際情況，項(xiàng)目組對(duì)現(xiàn)場(chǎng)室內(nèi)設(shè)備進(jìn)行了充分調(diào)研、論證。室內(nèi)設(shè)備除聯(lián)鎖核心設(shè)備以外，繼電器、組合柜接口電路、防雷分線柜、接口柜、電源屏等配套設(shè)備技術(shù)指標(biāo)正常，運(yùn)行狀態(tài)良好。同時(shí)，對(duì)新型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備與既有室內(nèi)配套設(shè)備的兼容性、匹配性進(jìn)行了深入的研討、論證，均滿足技術(shù)要求。經(jīng)分析、研判，項(xiàng)目組研究采用一種新的技術(shù)方法，僅對(duì)信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)核心設(shè)備-計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖進(jìn)行換型升級(jí)，以滿足經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)、安全可靠的技術(shù)要求。

1 總體技術(shù)方案

為保證既有信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及相關(guān)配套設(shè)備的匹配、兼容性，在滿足技術(shù)指標(biāo)和安全可靠性的前提下，方案采用TYJL-III 型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備對(duì)躍進(jìn)河車站既有的TYJL-II 型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備進(jìn)行換型升級(jí)。目前使用的TYJL-II 型聯(lián)鎖系統(tǒng)與TYJL-III 型聯(lián)鎖系統(tǒng)的外部繼電結(jié)合電路完全一致，可以實(shí)現(xiàn)在不更換室內(nèi)繼電器接口電路及室外設(shè)備的前提下進(jìn)行換型升級(jí)，僅需更換接口架和接口架上相關(guān)配線即可。TYJL-III 型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備換型改造示意圖如圖1 所示。本次換型升級(jí)為圖1中的綠框標(biāo)注部分，室內(nèi)組合柜、防雷分線柜及室外設(shè)備均不作修改，改動(dòng)范圍小，影響面窄。

圖1 TYJL-III 型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備換型改造示意圖

2 研究主要內(nèi)容

2.1 車站信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)核心設(shè)備換型升級(jí)可行性分析

躍進(jìn)河車站使用的TYJL-II 型聯(lián)鎖系統(tǒng)與TYJL-III 型聯(lián)鎖系統(tǒng)的外部繼電結(jié)合電路完全一致，可以實(shí)現(xiàn)在不更換繼電設(shè)備的前提下進(jìn)行換型升級(jí)。換型升級(jí)工作只需更換接口架和接口架上相關(guān)配線即可完成設(shè)備的更替，工作量較小，風(fēng)險(xiǎn)較低。同時(shí)，在計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖軟件中增加計(jì)軸復(fù)零按鈕及WBS 光傳輸通道狀態(tài)表示燈，將既有單元控制臺(tái)換型升級(jí)為鼠標(biāo)+顯示器的控顯操作模式，對(duì)微機(jī)監(jiān)測(cè)、計(jì)軸、電碼化、調(diào)度DIMS 等其他相關(guān)系統(tǒng)設(shè)備的接口電路進(jìn)行相應(yīng)修改。綜合以上技術(shù)分析，方案具有可行性。

2.2 車站信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)核心設(shè)備換型升級(jí)選型技術(shù)研究

既有躍進(jìn)河車站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備為TYJL-II 雙機(jī)熱備型，經(jīng)技術(shù)迭代換型，該型號(hào)的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備現(xiàn)已停產(chǎn)。經(jīng)調(diào)研國內(nèi)先進(jìn)技術(shù)發(fā)展情況，結(jié)合礦區(qū)鐵路實(shí)際，項(xiàng)目組在經(jīng)過設(shè)備必選、技術(shù)方案優(yōu)化的基礎(chǔ)上，本次換型升級(jí)選用國內(nèi)主流、技術(shù)成熟、系統(tǒng)性能穩(wěn)定、安全可靠性高的TYJL-III型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備。

TYJL-III 型為二取二乘二容錯(cuò)型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，系統(tǒng)由兩套獨(dú)立的聯(lián)鎖設(shè)備組成，單系工作，另一系備用。系統(tǒng)主要由聯(lián)鎖機(jī)、操表（監(jiān)控）機(jī)、控制臺(tái)、維修機(jī)組成。操表（監(jiān)控）機(jī)為系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面的計(jì)算機(jī)，也稱為監(jiān)控機(jī)、上位機(jī)，或與控顯終端一起簡(jiǎn)稱MMI，雙套配置，分別為操表（監(jiān)控）機(jī)A 和操表（監(jiān)控）機(jī)B。聯(lián)鎖機(jī)是用于完成聯(lián)鎖運(yùn)算的計(jì)算機(jī)，也稱為下位機(jī)，雙套配置，分別為聯(lián)鎖機(jī)A 和聯(lián)鎖機(jī)B。TYJL-III 型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 TYJL-III 型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.3 車站信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)核心設(shè)備換型升級(jí)施工技術(shù)研究

2.3.1 總體施工技術(shù)方案

本次換型升級(jí)施工涉及面較小，僅為室內(nèi)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備的安裝及相關(guān)配線更改，組合柜、防雷分線柜、接口柜等室內(nèi)既有設(shè)備保持不變，僅對(duì)既有計(jì)軸、DIMS、WBS 站間安全信息傳輸系統(tǒng)進(jìn)行位置的移設(shè)，和新設(shè)的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖機(jī)柜在同一直線上并排安裝。同時(shí)，將行車室既有的單元控制臺(tái)拆除，新設(shè)控顯終端及控顯桌。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備至既有的接口柜之間的采集、驅(qū)動(dòng)電纜新設(shè)。室外信號(hào)機(jī)、電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)、軌道電路等設(shè)備設(shè)施保持維持既有不變，不做任何修改。

2.3.2 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖機(jī)柜安裝施工技術(shù)研究

本次換型升級(jí)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖機(jī)柜共3 架，如果在既有聯(lián)鎖位置安裝，距離墻、組合柜的安全距離均不滿足規(guī)范要求。項(xiàng)目組經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)定測(cè)，研究將既有的DMIS 機(jī)柜、計(jì)軸機(jī)柜、WBS 機(jī)柜全部挪位，與新的聯(lián)鎖機(jī)柜統(tǒng)一安裝至第1 排組合架前，并將維修終端安裝在機(jī)柜前部。機(jī)柜安裝位置確定后，對(duì)各類機(jī)柜的底座尺寸進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，加工定制底座。各種機(jī)柜底座及其緊固件統(tǒng)一采用國標(biāo)鍍鋅件制作，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及尺寸滿足設(shè)備固定及安裝要求。機(jī)柜底座四周增設(shè)靜電地板支架，WBS 機(jī)柜、DMIS 機(jī)柜、計(jì)軸機(jī)柜底座前端做開口設(shè)計(jì)以便于走線，底座底部安裝膨脹螺絲固定在地面上。

2.3.3 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖配線技術(shù)研究

由于換型升級(jí)的新設(shè)備和老設(shè)備的采集驅(qū)動(dòng)電路和方式完全一致，采集和驅(qū)動(dòng)的信息也完全一致，因此所有組合架和繼電器架內(nèi)部電路不需要改變，只需新設(shè)部分繼電器（如照查繼電器）的后接點(diǎn)采集線、聯(lián)鎖機(jī)柜至行車室終端控制線、聯(lián)鎖機(jī)柜電源線等，其余所有接口電路配線均保持不動(dòng)。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖配線示意圖如圖3 所示。

圖3 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖配線示意圖

2.3.4 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖接口電路配線技術(shù)研究

1）增加64D 半自動(dòng)閉塞采集配線。增加64D 半自動(dòng)閉塞中的XZCJ、SZCJ 的后接點(diǎn)進(jìn)行采集配線將XZCJ 的后接點(diǎn)采集到第5 塊采集板第18 位，SZCJ 的后接點(diǎn)采集到第5 塊采集板第19 位，該配線根據(jù)既有圖紙核對(duì)后進(jìn)行放線和預(yù)配。64D 半自動(dòng)閉塞采集配線電路圖如圖4 所示。

圖4 64D 半自動(dòng)閉塞采集配線電路圖

2）增加股道復(fù)零按鈕采集配線。既有計(jì)軸復(fù)零按鈕設(shè)置在單元控制臺(tái)上，因單元控制臺(tái)要拆除，需要將復(fù)零按鈕在聯(lián)鎖軟件中設(shè)計(jì)，在車務(wù)控顯終端上顯示并具備操作功能。計(jì)軸復(fù)零按鈕采集、驅(qū)動(dòng)配線電路圖如圖5 所示。

圖5 計(jì)軸復(fù)零按鈕采集、驅(qū)動(dòng)配線電路圖

3 信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)核心設(shè)備換型升級(jí)實(shí)現(xiàn)功能

計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備換型升級(jí)后，不僅具備聯(lián)鎖控制功能，而且利用計(jì)算機(jī)的快速信息處理能力、存儲(chǔ)能力和聯(lián)網(wǎng)能力，消除了系統(tǒng)非正常運(yùn)行中斷，行車組織效率低等原有計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)問題，消除了微機(jī)行車安全的重大隱患，確保了行車組織安全、高效，并實(shí)現(xiàn)以下功能：

1）高可靠的聯(lián)鎖控制功能。二乘二取二硬件安全冗余型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)能根據(jù)車站行車安全的需要在規(guī)定聯(lián)鎖條件和規(guī)定的時(shí)序下自動(dòng)對(duì)進(jìn)路、信號(hào)、道岔、軌道電路實(shí)行監(jiān)控，確保信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)本質(zhì)安全。

2）界面友好的人機(jī)顯示功能。人機(jī)界面子系統(tǒng)（MMI）采用彩色液晶顯示器作為計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的人機(jī)交互界面，將操作員通過鼠標(biāo)給出的控制命令傳送到聯(lián)鎖機(jī)，并將站場(chǎng)設(shè)備工作狀態(tài)和行車作業(yè)情況的表示信息顯示出來。

3）高智能化的記錄存儲(chǔ)和故障檢測(cè)診斷功能。利用計(jì)算機(jī)的信息存儲(chǔ)能力和存儲(chǔ)容量大的優(yōu)點(diǎn)，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)維護(hù)、行車管理自動(dòng)化奠定了基礎(chǔ)。

4）強(qiáng)大的綜合管理功能。利用標(biāo)準(zhǔn)化的通訊接口板，網(wǎng)絡(luò)接口板以及通訊規(guī)程，可直接與TDCS、微機(jī)監(jiān)測(cè)等現(xiàn)代化信息處理系統(tǒng)相連接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

4 結(jié) 論

項(xiàng)目研究在躍進(jìn)河車站首次應(yīng)用，自信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)核心設(shè)備換型升級(jí)投入應(yīng)用以來，未發(fā)生任何一起設(shè)備故障，運(yùn)行安全、穩(wěn)定、可靠，有效消除了危及行車安全的重大安全隱患，提高了行車組織效率，降低了檢維修勞動(dòng)強(qiáng)度，提升了技術(shù)裝備水平。信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)核心設(shè)備經(jīng)入廠仿真試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖關(guān)系試驗(yàn)、機(jī)車壓道校核試驗(yàn)等多個(gè)環(huán)節(jié)試驗(yàn)、檢驗(yàn)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，達(dá)到本質(zhì)安全要求。同時(shí)，該項(xiàng)技術(shù)研究取得以下主要成果：

1）項(xiàng)目研究在保持既有室內(nèi)信號(hào)聯(lián)鎖配套設(shè)備不做更改的條件下，對(duì)信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)核心設(shè)備進(jìn)行換型升級(jí)，取得了車站信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)核心設(shè)備換型升級(jí)關(guān)鍵技術(shù)。

2）以建立新的技術(shù)方法為基礎(chǔ)，研究應(yīng)用新型聯(lián)鎖核心設(shè)備，首創(chuàng)了核心設(shè)備換型升級(jí)施工技術(shù)，并在礦區(qū)鐵路首次應(yīng)用，在同行業(yè)尚屬首次，具有極高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

3）研究應(yīng)用鼠標(biāo)+顯示器的控顯方式，顯示直觀、清晰，操作簡(jiǎn)便，并對(duì)既有計(jì)軸復(fù)零、移頻報(bào)警等操作按鈕整合設(shè)計(jì)，集中在計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備的控顯終端，優(yōu)化了界面顯示。

4）車站信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)核心設(shè)備換型升級(jí)應(yīng)用，有效消除了危及行車安全的重大安全隱患，提高了行車組織效率，降低了設(shè)備維護(hù)工作量和檢維修各項(xiàng)費(fèi)用支出。