蔣 爽

（卡斯柯信號有限公司，北京 100070）

1 概述

基于動(dòng)態(tài)間隔的運(yùn)能可配置列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，以下簡稱新型列控系統(tǒng)，利用北斗和GPS 雙模衛(wèi)星及多傳感器信息融合實(shí)現(xiàn)列車組合精確定位，車載設(shè)備自身具備列車占用檢查和完整性檢查功能，列車可不依賴信號機(jī)、軌道電路等軌旁設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)控車。該系統(tǒng)已經(jīng)在哈爾蓋? 木里鐵路（簡稱哈木線）的一段進(jìn)行跑車實(shí)驗(yàn)，并通過專家驗(yàn)收評審。

新型列控系統(tǒng)主要由車載設(shè)備(OBS)、對象控制器設(shè)備（OC）和運(yùn)營控制中心設(shè)備組成。其中運(yùn)營控制中心設(shè)備由資源管理系統(tǒng)（RMU）、動(dòng)態(tài)運(yùn)能決策系統(tǒng)（DCD）、列控維護(hù)支持系統(tǒng)（IOM）和地基增強(qiáng)系統(tǒng)（TAAN）組成。RMU 為新型列控系統(tǒng)中的地面信號安全設(shè)備，負(fù)責(zé)資源管理功能。由于軌旁設(shè)備的弱化，車站可以不設(shè)置信號機(jī)和軌道電路，但是BOOL 子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)仍沿用了既有聯(lián)鎖的設(shè)計(jì)方式，站場按著虛擬信號機(jī)和軌道電路來設(shè)計(jì)。由于新型列控的系統(tǒng)需求，對于原來站內(nèi)聯(lián)鎖功能，如進(jìn)路辦理、進(jìn)路解鎖等提出新的要求，為此設(shè)計(jì)了具有特殊聯(lián)鎖功能的BOOL 子系統(tǒng)，以配合RMU 完成列車的資源管理功能。

2 BOOL子系統(tǒng)的接口信息

BOOL 子系統(tǒng)通過系統(tǒng)應(yīng)用軟件（ASW）間接與DCD 和OBS 實(shí)現(xiàn)信息傳遞，完成進(jìn)路資源的建立和釋放功能，與OC 接口，實(shí)現(xiàn)道岔的控制和表示信息的采集。BOOL 子系統(tǒng)接收OBS 或者DCD的進(jìn)路辦理命令，判斷進(jìn)路的相關(guān)條件滿足后，即為資源申請成功，向列車提供相應(yīng)授權(quán)。列車通過進(jìn)路后，OBS 向BOOL 發(fā)送進(jìn)路釋放申請，BOOL子系統(tǒng)通過檢查列車占用及出清狀態(tài)，解鎖列車進(jìn)路，資源得到釋放。

BOOL 子系統(tǒng)接收ASW 子系統(tǒng)相關(guān)信息如下。

1）區(qū)段占用、空閑狀態(tài)；

2）區(qū)段LOI 封鎖狀態(tài)，LOI 封鎖狀態(tài)可能由于列車失去完整性、列車定位不準(zhǔn)確和車地通信中斷導(dǎo)致，BOOL 子系統(tǒng)收到LOI 封鎖狀態(tài)等同于區(qū)段占用狀態(tài)來處理；

3）列車請求進(jìn)路，用于通知選排、鎖閉進(jìn)路或重開信號；

4）進(jìn)路接近鎖閉條件(JLJJSB)，用于通知列車是否接近；

5）接近列車為通信車，用于通知可按自動(dòng)閉塞來開放信號；

6）進(jìn)路使用完畢(JLSYWB)，用于通知可以解鎖進(jìn)路；

7）分段解鎖信息(JSJ)，用于分段解鎖。

BOOL 向ASW 子系統(tǒng)發(fā)送的相關(guān)信息如下。

1）進(jìn)路狀態(tài)，用于列車授權(quán)；

2）區(qū)間運(yùn)行方向。

3 相關(guān)功能的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 進(jìn)路辦理

BOOL 子系統(tǒng)的進(jìn)路排列，可以接收來自車載OBS 的進(jìn)路觸發(fā)，也可以接收DCD 的人工辦理命令。目前的聯(lián)鎖車站，進(jìn)路的辦理采用雙按鈕或者多按鈕（變更進(jìn)路）的方式，需要按壓進(jìn)路的始、終端，才能選出進(jìn)路。BOOL 子系統(tǒng)，接收的進(jìn)路排列命令均為單一的進(jìn)路控制消息，進(jìn)路的辦理及鎖閉方式，需要按新的需求進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。

進(jìn)路辦理前，需要檢查本條進(jìn)路上的道岔、區(qū)段、信號機(jī)等資源是否已經(jīng)被征用，如果道岔已經(jīng)處于進(jìn)路鎖閉或者被鎖閉到相反的位置，區(qū)段處于占用或者LOI 封鎖，信號機(jī)處于延時(shí)解鎖狀態(tài)或者與本進(jìn)路的沖突進(jìn)路或敵對照查進(jìn)路已經(jīng)辦理且鎖閉，即認(rèn)為本進(jìn)路的資源已經(jīng)被征用，進(jìn)路不能辦理。只有當(dāng)進(jìn)路上的資源未被占用，才允許排列本進(jìn)路。由于BOOL 子系統(tǒng)能同時(shí)接收OBS和DCD 的進(jìn)路辦理命令，為防止同時(shí)收到兩個(gè)系統(tǒng)的相互沖突的進(jìn)路辦理命令（這里說的沖突進(jìn)路包含了敵對進(jìn)路和抵觸進(jìn)路），BOOL 子系統(tǒng)在進(jìn)路辦理時(shí)，檢查了與本進(jìn)路沖突的進(jìn)路命令是否已經(jīng)下發(fā)，如果沖突命令已經(jīng)存在，本進(jìn)路將不能辦理。如果同時(shí)收到兩條沖突進(jìn)路的辦理命令，BOOL 子系統(tǒng)將不會(huì)執(zhí)行任一進(jìn)路辦理命令。進(jìn)路辦理的流程如圖1 所示。

圖1 進(jìn)路建立流程Fig.1 Flowchart of route setting

本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中BOOL 子系統(tǒng)在接收到進(jìn)路辦理請求后，檢查未收到?jīng)_突進(jìn)路辦理命令且進(jìn)路上的資源未被占用，則執(zhí)行進(jìn)路辦理，如果在45 s 時(shí)間內(nèi)進(jìn)路仍未辦理成功，則清除本次進(jìn)路辦理命令。由于在進(jìn)路辦理前，已經(jīng)檢查相關(guān)沖突進(jìn)路命令沒有下發(fā)，能確保本進(jìn)路命令下發(fā)后，進(jìn)路能夠持續(xù)辦理。同時(shí)因?yàn)楸具M(jìn)路的辦理命令存在，也使得沖突進(jìn)路的辦理?xiàng)l件不能成立，確保沖突進(jìn)路不會(huì)同時(shí)辦理。在收到進(jìn)路辦理命令后，驅(qū)動(dòng)道岔轉(zhuǎn)換到規(guī)定位置，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)路鎖閉。如果進(jìn)路辦理命令已經(jīng)下發(fā)，此時(shí)收到進(jìn)路上道岔位置的相反單操命令，會(huì)繼續(xù)保持原有的進(jìn)路辦理命令，繼續(xù)排列進(jìn)路。

3.2 進(jìn)路解鎖

3.2.1 取消及延時(shí)解鎖

取消及人工解鎖進(jìn)路條件跟既有聯(lián)鎖類似，采用列車未接近時(shí)可以取消進(jìn)路，接近后需要采用人工延時(shí)解鎖的方式解鎖進(jìn)路。但由于系統(tǒng)需求差異，BOOL 子系統(tǒng)取消進(jìn)路的解鎖還需做相應(yīng)的特殊處理。BOOL 子系統(tǒng)，不僅可以接收DCD 的人工取消或人解命令來解鎖進(jìn)路，還可以接收OBS 的進(jìn)路取消命令。在車列尚未駛?cè)虢咏鼌^(qū)段，OBS 可通過發(fā)送進(jìn)路解鎖（JLSYWB）信息給BOOL 子系統(tǒng)，來關(guān)閉信號和解鎖進(jìn)路，以便于計(jì)劃改變及時(shí)更改進(jìn)路。如果列車已駛?cè)虢咏鼌^(qū)段，OBS 向BOOL 子系統(tǒng)發(fā)送列車接近鎖閉信息JLJJSB，告知列車已經(jīng)接近。如果仍需要解鎖進(jìn)路， OBS 向BOOL 子系統(tǒng)發(fā)送JLSYWB，經(jīng)過延時(shí)后，解鎖進(jìn)路。

在列車未駛?cè)脒M(jìn)路且進(jìn)路完整時(shí)，都可以通過DCD 和OBS 的取消命令進(jìn)行解鎖進(jìn)路。由于新型列控系統(tǒng)采用無線定位方式，在通信不穩(wěn)定的情況下，可能出現(xiàn)沒有接收到接近區(qū)段占用的信息，而直接收到進(jìn)路內(nèi)第二個(gè)區(qū)段占用的信息，造成列車非正常壓入的情況。在進(jìn)路上區(qū)段空閑后，所有區(qū)段都沒解鎖。此時(shí)如果要解鎖進(jìn)路，需要人為確認(rèn)列車已經(jīng)全部出清進(jìn)路，只能通過DCD 下發(fā)總?cè)私饷?，?jīng)過延時(shí)后，解鎖進(jìn)路，此種情況不能通過OBS 的進(jìn)路解鎖命令來解鎖進(jìn)路。

另外，對于由DCD 系統(tǒng)下發(fā)進(jìn)路辦理命令，人工辦理的進(jìn)路，一般都是給非通信車辦理的進(jìn)路。因?yàn)闊o法得知列車具體位置，無論列車是否接近，都認(rèn)為接近鎖閉條件已經(jīng)構(gòu)成，需要采用延時(shí)的方式來解鎖進(jìn)路。進(jìn)路取消解鎖的流程如圖2 所示。

圖2 取消進(jìn)路解鎖流程Fig.2 Flowchart of the cancellation of route release

3.2.2 正常解鎖

進(jìn)路的正常解鎖提供兩種解鎖方式：一種是可以隨著列車的順序占用、出清而分段解鎖；一種是列車正常壓入進(jìn)路，等到列車完全出清進(jìn)路后，采用一次性解鎖。如果列車沒有按著正常的分段解鎖，待列車完全出清進(jìn)路后，還可以采用一次性解鎖方式來解鎖進(jìn)路。正常解鎖流程如圖3 所示。

圖3 正常解鎖流程Fig.3 Flowchart of normal route release

分段解鎖的解鎖條件是由ASW 子系統(tǒng)通過列車報(bào)告的位置信息變化，判斷出當(dāng)前列車是否在對應(yīng)進(jìn)路的軌道區(qū)段上。如果區(qū)段由占用變?yōu)榭臻e，認(rèn)為列車出清本區(qū)段，具備解鎖的條件，將區(qū)段的分段解鎖信息（JSJ=1）發(fā)送給BOOL 子系統(tǒng)，BOOL 子系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)的邏輯判斷，在列車正常進(jìn)入進(jìn)路，信號關(guān)閉，且本區(qū)段的上一區(qū)段已經(jīng)正常解鎖的情況下，判定本區(qū)段具備解鎖的條件，可以解鎖。本區(qū)段解鎖檢查了上一區(qū)段已經(jīng)解鎖，實(shí)現(xiàn)進(jìn)路上區(qū)段隨著車列順序出清后依次解鎖。

一次性解鎖，當(dāng)列車進(jìn)入進(jìn)路，并出清進(jìn)路上的所有區(qū)段后，收到OBS 的進(jìn)路解鎖信息(JLSYWB=1)，進(jìn)路一次性解鎖?？紤]到無線定位系統(tǒng)可能出現(xiàn)定位不準(zhǔn)等情況，進(jìn)路的解鎖不檢查列車是否順序占用出清，只要解鎖時(shí)進(jìn)路內(nèi)所有區(qū)段為空閑，即可解鎖。

3.2.3 事故解鎖

在因故無法正常解鎖時(shí)，提供事故解鎖的方式，來單獨(dú)解鎖區(qū)段。為避免出現(xiàn)迎面解鎖區(qū)段的情況，事故解鎖也要求在其上一區(qū)段已經(jīng)解鎖且本區(qū)段無車的情況下，才能進(jìn)行本區(qū)段的事故解鎖。

3.3 站間改方

由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的需求，改方電路的功能由BOOL 子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)的改方電路和既有的四線制改方電路不同，相比原來的改方電路，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的電路更加簡便、易實(shí)施，且辦理方式更加靈活。改方的辦理方式整體上分為兩種，正常辦理和故障辦理。

3.3.1 改方的辦理方式

1）正常改方：在區(qū)間空閑時(shí)，可以通過下面兩種方式實(shí)現(xiàn)。

原接車站，可以通過辦理發(fā)車進(jìn)路，來實(shí)現(xiàn)兩站的改方。辦理發(fā)車進(jìn)路前，檢查區(qū)間空閑，鄰站不是接車狀態(tài)，且鄰站沒有辦理到區(qū)間的發(fā)車進(jìn)路，在辦理發(fā)車進(jìn)路后，先將鄰站改為接車方向后，本站改為發(fā)車方向。

原發(fā)車站，可以通過辦理接車進(jìn)路，來實(shí)現(xiàn)兩站的改方。在檢查兩站區(qū)間空閑后，且本站不是接車方向，鄰站沒有辦理接車進(jìn)路后，本站辦理接車進(jìn)路，在本站改為接車方向后，鄰站改為發(fā)車方向。

2）故障改方：用于區(qū)間故障時(shí)的改方。區(qū)間故障時(shí)，相鄰兩個(gè)車站按下對應(yīng)方向口的故障改方按鈕后，再通過上述正常辦理改方的手續(xù)，來完成改方，改方結(jié)束，恢復(fù)故障改方按鈕。

3.3.2 改方功能的實(shí)現(xiàn)

對于每個(gè)方向口設(shè)置兩個(gè)代表接、發(fā)車方向的參數(shù)變量，JCFJ=1 表示接車方向，F(xiàn)CFJ=1 表示發(fā)車方向。一個(gè)發(fā)車口的JCFJ 和FCFJ 不能同時(shí)成立。把相鄰的兩個(gè)進(jìn)站口作為一對相關(guān)聯(lián)的方向口來處理，當(dāng)本站的方向口為接車方向(JCFJ=1)時(shí)，同時(shí)會(huì)將鄰站的發(fā)車方向FCFJ 也置為1，從而實(shí)現(xiàn)兩站的同時(shí)改方，保持兩站的方向統(tǒng)一。BOOL子系統(tǒng)剛上電時(shí)，所有的方向口都處于無方向的狀態(tài)，即處于安全狀態(tài)。根據(jù)運(yùn)營計(jì)劃需要，確認(rèn)整個(gè)線路的運(yùn)行方向，通過辦理進(jìn)路的方式來實(shí)現(xiàn)兩站之間的自動(dòng)改方。

改方時(shí)，初始時(shí)甲站為接車站，預(yù)改為發(fā)車站，相關(guān)的方向參數(shù)變化如表1 所示。初始時(shí)甲站為發(fā)車站，預(yù)改為接車站，相關(guān)的方向參數(shù)變化如表2所示。

表1 接車站發(fā)起改方的參數(shù)狀態(tài)Tab.1 Parameters and status for the receiving station to initiate the change in direction

表2 發(fā)車站發(fā)起改方的參數(shù)狀態(tài)Tab.2 Parameters and status for the departure station to initiate the change in direction

4 總結(jié)

本文針對資源管理系統(tǒng)（RMU）中的BOOL子系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)聯(lián)鎖功能的差異和新增部分，做了詳細(xì)分析和介紹。BOOL 子系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)總體的需求和接口內(nèi)容，在既有聯(lián)鎖基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了符合本系統(tǒng)要求的進(jìn)路排列、解鎖和改方等相關(guān)功能。BOOL 子系統(tǒng)的相關(guān)功能已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中得到驗(yàn)證，滿足資源管理系統(tǒng)（RMU）的對應(yīng)需求。