无线调车机车信号系统模拟测试平台

闫 石 冯 军

无线调车机车信号系统模拟测试平台

闫 石*冯 军*

无线调车机车信号系统(WSLSS)是保证调车作业安全的信号系统,系统的硬件及功能测试非常重要。为此,在实验室环境下建立模拟测试平台,可作为系统认证的测试环境。

无线调车机车信号;模拟测试平台;环境

无线调车机车信号系统,是在电气集中或计算机联锁车站采用无线通信方式,将车站的调车联锁信号传送到调车机车,并在司机室内反映车列前方运行条件的信号显示;利用对无线调车机车信号和车站基本信息的加工处理,通过调车机车既有的列车运行监控记录装置实现对调车作业安全防护的监控;它是保证调车机车作业安全的控制系统。铁建设[2009]62号文件第8.3.3条修订后规定, CTC区段的专用调机应配套无线调车机车信号及监控装置。

为保证系统安全可靠运行,出厂前的硬件及功能测试尤为重要,为此在实验室环境下搭建了模拟调试环境。

1 无线调车机车信号系统及结构

系统结构、设备构成如图1所示。

图1 DJK无线调车机车信号系统构成图

1.地面控制主机是完成对车站联锁信息的采集、加工、处理,并向调车机车传送无线调车机车信号和有关信息的地面设备。

2.车务终端是为车务人员设置的用于监视调车作业进程和接收、录入、编辑、打印调车作业通知单的终端设备。

3.电务维护终端是为电务人员设置的用于监视调车作业进程、记录作业数据和查询作业数据的终端设备。

4.车载主机是为实现对调车机车作业安全控制,用来接收地面主机传送的无线调车机车信号、调车作业通知单及有关信息,并进行相应的加工处理后,与既有的列车运行监控记录装置交换显示和控制信息的车载设备。

5.机车定位设备是机车由非集中区进入集中区确定初始位置的设备。

6.无线通信系统为车-地之间进行通信的设备。

7.计算机联锁或CTC系统提供站场表示信息。

2 无线调车机车信号系统工作原理

调车机车进入调车作业区时,车载设备通过设在站场内的地面应答器确认机车所在位置,机车将通过无线信道把机车车号、机车位置等信息发送给系统的地面设备进行入网注册申请,地面设备接收到申请注册信息后,向该机车发送确认注册信息,为该机车设备分配注册号,建立安全控制信息通道,系统进入调车监控工作状态。地面控制设备是保证机车接收的控制信息与车站调车信号互锁,实现调车机车作业的安全防护。地面控制装置接收车站电气集中或计算机联锁设备控制信息,当车站值班员办理好调车进路,开放正确的调车信号后,电气集中或计算机联锁将调车作业的控制信息传送给系统的地面控制设备。然后,地面设备根据调车机车所在的位置及开放的调车信号,通过无线通道向已经入网的调车机车发送控制命令。为了能最有效地利用无线频率,系统在一个车站采用一个无线频点对多台机车进行控制。为了保证系统工作的安全、可靠,系统控制对象的选择、机车位置的确定,是通过地面应答器、轨道电路占用状态等多种条件进行确认。

在作业的调车机车设备接收到控制命令后,不断地将其接收的控制命令、机车的确切位置、机车的速度、设备的工作状态等有关信息回送给地面设备,实现系统的闭环控制。同时根据接收的信号开放条件、限制条件、距离前方信号的距离等控制命令,运算出相应的控制命令,通过列车运行监控记录装置对机车的速度及停车距离进行控制。

3 模拟测试系统结构

模拟测试系统的结构如图2所示。

图2 模拟测试系统结构图

图2中虚线框表示的模块为模拟单元。各模拟单元功能如下。

1.计算机联锁模拟单元。模拟计算机联锁系统给地面控制主机发送站场中信号机开放状态,轨道电路占用、锁闭等表示信息。接收机车单元反馈的速度、位移信息,模拟机车走行。根据机车位置与应答器位置,给机车定位设备模拟单元发送过应答器时的应答器信息。

2.LKJ2000模拟及转发单元。在机车与实际LKJ2000设备连接时,从CAN网上接收LKJ2000发出的速度、位移等机车信息,转发给计算机联锁模拟单元。在没有LKJ设备的情况下,可以模拟LKJ2000设备与机车连接。

3.无线通信系统模拟单元。分别按照与地面控制主机和车载控制主机相同的接口与2种设备连接,可扩展连接多台车载设备。此模块接收地面控制主机发送的数据转发给各个车载设备,接收各车载设备回发的数据转发给地面控制主机。

4.机车定位设备模拟单元。接收联锁模拟单元发来的应答器数据,通过接口发送给车载控制单元。

5.作业单模拟单元。模拟不同作业单系统发送作业单数据给车务终端。

4 系统应用

测试系统在Windows环境下,采用面向对象方法,在VC++6.0开发环境下实现,完成工程数据、系统功能的测试以及系统故障分析。

1.工程数据测试。调监系统采用工程化实施,地面系统、车载系统、LKJ彩屏所需各类数据由专用的计算机辅助软件,经过站场图形铺画、设备属性设置、数据生成等步骤产生,这些数据的正确性可在模拟测试系统环境下测试完成,保证基础数据的正确。

2.系统功能测试。在模拟测试系统环境下可完成机车入退网,以及空线、存车线、土档、出站调车等控制模式的功能测试。

3.系统故障分析。通过模拟故障时的站场设备状态和机车工况,可定位系统故障原因,便于系统功能完善和改进。

5 结论

模拟测试系统在实验室环境下,模拟真实环境,完成对系统硬件、接口及软件的测试,是系统工程化实施的重要手段。可模拟各种场景对系统功能进行测试,可作系统认证的测试环境和系统培训的平台。

[1] 中国铁道科学研究院通信信号研究所.DJK调车无线机车信号和监控系统工程化研究报告[R].北京, 2006.

Wireless shunting locomotive signal system(WSLSS)is designed to ensure the safety of shunting signal systems,hardware and functional testing of the system are very critical.Thus,the simulation testing platform was built in a lab as testenvironment for the approval of the system.

Wireless shunting locomotive signal;Simulation test platform;Environment

*中国铁道科学研究院通信信号研究所助理研究员,100081北京

2011-1-21

(责任编辑:诸 红)