地方铁路中列车运行监控系统的设计

张志伟

摘 要：本文主要是改进了一种列车运行监控系统。在改进过程中，充分考虑到一些地方铁路线路的特性，而选择全球定位系统来获取列车位置信息，并将这些信息和电路与信号机信息一同发送给监控装置，以便通过监控装置对地方铁路的列车运行信息进行监控，达到确保行车安全的目的。

关键词：列车运行监控装置；地方铁路；全球定位系统

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.07.226

1 引言

列车运行监控系统是一种对列车运行状态进行监控的常用装置，其主要是根据监控信息来控制列车运行速度以便达到行车安全的目的。此种系统可以实时采集列车行驶过程中的相关速度，制动压力和线路状况等信息，然后借助已经存储的线路参数，统计处理之后来对列车运行情况进行控制。目前的LKJ2000型列车运行监控系统主要是应用在全国铁道部系统中。这种系统对铁路运输的安全保证工作有巨大的帮助作用，且为铁路安全运输管理提供详细的数据参考信息。

本文通过综合对比考虑而认为可以选择全球定位系统来定位获取列车位置信息，可以通过计算机模拟功能将轨道信号输入列车运行监控系统，以便发挥出其正常运用。这样可以方便地方铁路系统的安全运输，确保列车运行安全。

2 系统原理与结构

2.1 系统原理

列车运行监控系统在工作时需要得到轨道电路信号，这些信号可以通过计算机模拟得到，其主要包括运行距离校正信和信号灯信号。

（1）距离校正码。在有轨道电路的系统中，为了对距离进行修正，一般需要测量得到两个邻近轨道的电路绝缘节信号。通过校正可以使得实际监控装置所得到的距离信息和实际距离信息一致，以此来确保监控精确性。若没有轨道线路，则可以GPS信号来得到列车位置信息。并将这些位置信息和线路基础定位信息对比，就可以确定当前列车的实际距离信息。接着根据已经确定的距离校正点，将距离校正码发送到监控系统，这样就可以对监控距离信号进行校正。相对来说GPS 可以进行高精度定位，因而可以使得监控数所得误差在可控制范围内。若监控数据超前或者滞后，都可以通过校正使得这些信号和实际数据保持一致。此外也可以根据需要进行手动校正，操作人员可手工校正这些监控数据，这样就可以确保数据一致。

（2）信号灯信号。地方铁路列车在运行过程中需要用到预告、进站和出站这三种信号机。地方铁路一般没有轨道电路，因而机车无法辨识前方信号。为了应对这一问题，本设计考虑选择人工确认信号模式，要求乘务员强制输入前方信号。也就是在GPS帮助下，在距信号机1 200 m时，列车将信号发送给监控主机，并提示乘务员输入前方信号，若其依据提示输入相应信号，则系统依据输入指令行车。若其不输入则监控系统会直接行使到前方信号机前停车。

2.2 系统结构

本系统在设计时考虑到地方铁路特点，并结合监控装置的相关要求而设计出这种监控系统。其主要组成单元为GPS 接收装置、手动输入装置和信号处理系统，以及一些校正装置等.

3 系统实现

3.1 线路基础数据

线路的基础数据对监控装置的工作效果有重要影响，这些数据正确才能保证监控系统按要求工作。它们主要是指模拟轨道电路的一些GPS 数据，在使用这些数据时需要进行采集与复核。

（1）线路基础数据的采集。在采集这些基础数据时，需要先确定出GPS 校正采集点，然后确定出距离信号机前方1200 m出的位置信息。接着通过GPS 坐标采集功能，在列车进入某一距离范围内后按下监控系统的“采集键”，这样该位置处的GPS坐标会被自动记录下来。

（2）GPS坐标数据的复核。采集到的坐标数据可能存在差错，需要对其进行复核。在复核时，需要将监控系统的执行机构和主系统断开，以便确保行车安全。复核时主要是查看相关距离信息是否需要校正，并检查GPS 校正情况。记录完全部位置点的校正之后，若发现有误差，则需要对重新采集相应的GPS 校正坐标信号。

3.2 监控装置模拟信号输入点

（1）距离误差校正发送点选择。在进行距离误差校正时，需要监控系统的相关校正要求，并分区信号校正。首先设置地方铁路列车运行线路，也即将其设置为交路，且在每条交路两站间根据需要设置相应的信号机，为了方便设置，可以选择地面界碑点处。

（2）机车信号发送点的选择。选择信号采集点时，可以选择各站的预告信号机前后一定距离点。此外还需要考虑到铁路相关文件和操作反应时间等因素，可以适当在信号机前方多设置几个 GPS采集点，以此来确保当列车运行到前方信号机1200 m处时，监控主机可以得到发送的相关距离信号，确保行车安全。

3.3 系统使用与可靠性

为确保系统可靠性，一般在安装此系统之后，需要在运行时每隔2 km校正监控装置，以便监控数据和实际数据一致。此外系统主机对原来采集存储的GPS坐标数据和测量到的GPS信息进行对比。在列车行驶到距离信号灯一定距离时，信号主机会将距离信号发送到监控主机，并给出输入前方信号的提示。乘务员可以根据这些提示进行信号输入。显示设备会将输入的信号状态显示出，司机将此信号和测量所得信号进行对比确认一致后按“确认”键，然后监控装置根据输入的前方信号运行。

在一些信号屏蔽作用较强的区域，可能会短时间内接收不到 GPS信号，在此情况下为确保列车行驶到距离信号机前方1200 m距离时系统会发送信号，需要从以下方面进行改进。

（1）增加距离采集点。可以增加距离信号采集点，例如在离信号机前1200米附近多设置几个采集点。

（2）系统自动预测前方距离。系统会根据先前得到的GPS 信号来对当前的距离进行预测，若预测距离没有到1200 m则会走自动发送信号。这样处理可以避免因为天气、设备状态等导致GPS信号收不到而出现故障的情况，可以确保在各种情况下系统都可发送信号到监控主机，以此来确保安全。

4 结语

为了将铁路列车监控系统应用到地方铁路线路中，本文提出采用 GPS系统来提供列车实时位置信号，并将这些信号发送给监控装置，以此来处理地方铁路无轨道电路等问题，从而有效的扩大了铁路监控系统的应用范围。通过使用结果表明，改进之后，这种监控系统可以很好的应用到我国地方铁路中，得到了同样效果。

参考文献：

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[2]畅建民.轨道车安装运行监控装置的选择[J].内燃机车，2012（11）.

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