计算机联锁接发列车故障设置盘的设计与实现

王定明

（中国铁路昆明局集团有限公司普洱职工培训基地，昆明 650208)

1 概述

目前，车务系统接发列车人员通常采用计算机联锁仿真培训系统开展培训。该系统利用计算机技术模拟接发列车作业全过程，实现车站接发列车作业理论教学、实作演练等功能，为接发列车人员提供一种“理论+实训”的综合培训平台。但存在很多不足，主要体现在以下4方面：1）系统硬件购置和软件开发需投入大量资金；2）计算机联锁仿真系统平台不能真实达到部分“计算机联锁技术条件”的要求；3）信号联锁设备的使用效率没有充分发挥；4）仿真培训系统可扩展性差。基于此，在既有TYJL-ADX计算机联锁设备上增设故障设置盘，实现车站固定信号联锁设备故障设置功能，满足车务系统接发列车人员实训需要。试验表明，该方案在不改变既有联锁关系的条件下，不仅满足“故障-安全”的设计原则，而且能有效解决仿真培训系统存在的共性问题，同时具有通用性和易扩展性等优点，拟在普洱培训部综合实训基地建设中推广应用。

2 车站固定信号联锁设备故障实训项目分析

车站固定信号联锁设备故障是车务系统非正常情况下接发列车管理的重点之一。常见信号联锁设备故障有信号不能正常开放、轨道电路非正常占用、道岔不能操纵或无表示、区间设备故障等。以某培训部既有TYJL-ADX计算机联锁培训站站场平面图为例进行分析。车站固定信号联锁设备故障实训项目如表1所示。

表1 车站固定信号联锁设备故障实训项目Tab.1 Training items for addressing the faults of the f ixed signal interlocking equipment in stations

3 故障设置盘及按钮设置设计

3.1 故障设置盘

故障设置盘是为实现车站固定信号联锁设备常见故障设置功能而设计制作的盘面，盘面上绘制车站信号平面布置图，与车务操作终端一致。盘面在对应信号机、轨道电路、道岔和区间设备每一故障点设置1个按钮，实现车站固定信号联锁设备故障设置并预留扩展功能。按钮为不同颜色带表示灯的LED发光源，所有按钮均采用二位非自复式按钮。

3.2 信号机故障设置按钮

每一架进站信号机，设置绿、黄、红和白4个颜色按钮。每一架三方向出站信号机，设置绿、黄、红和白4个颜色按钮。每一架两方向出站信号机，设置绿、黄、红3个颜色按钮，每一架单方向出站信号机，设置绿、红2个颜色按钮。每一架区间通过信号机，设置绿、黄、红3个颜色按钮。所有按钮均设置在信号机所防护的线路对面。

3.3 道岔故障设置按钮

每一组单动或联动道岔，设置蓝、绿、黄3个颜色按钮。蓝色按钮设置在岔尖位置，绿色、黄色按钮设置在道岔定位、反位位置。

3.4 轨道电路故障设置按钮

每一轨道电路区段设置1个红色按钮，按钮设置在相应轨道电路区段。

3.5 区间设备故障设置按钮

自动站间闭塞和半自动闭塞，每一发车口对应设置绿、黄、红3个颜色按钮，双线自动闭塞上、下接车口对应设置绿、红2个颜色按钮。

故障设置按钮布置及安装位置，也可根据习惯或现场情况来合理确定。

4 故障设置按钮电路实现

故障设置按钮电路由信号机、轨道电路、道岔和区间设备故障设置按钮电路组成。按钮电路采取在联锁设备采集、驱动接口电路或励磁电路中增设开关按钮的方法来设计，以减少瞬间电流对故障设置按钮接点损坏和确保人身安全。

4.1 信号机故障设置按钮电路实现

基本闭塞方式下，进站信号机显示灯光有一个绿色灯光（L）、一个绿色灯光(L)和一个黄色灯光(U)、一个黄色灯光(U)、一个黄色闪光(US)和一个黄色灯光(U)、两个黄色灯光(UU)、一个红色灯光(H)、一个红色灯光(H)及一个白色灯光(YB)。当显示H时，需采集灯丝继电器（DJ）吸起条件。当显示L时，需采集DJ、列车信号继电器（LXJ）、正线继电器（ZXJ）、通过信号继电器（TXJ）吸起条件。当显示U时，需采集DJ、LXJ、ZXJ吸起条件。当显示UU时，需采集2灯丝继电器（2DJ）、LXJ吸起条件。当显示LU时，需采集DJ、2DJ、LXJ、ZXJ、绿黄信号继电器（LUXJ）吸起条件。当显示H和YB时，需采集DJ、2DJ、引导信号继电器（YXJ）吸起条件。进站信号机显示灯位采集电路状态如表2所示。表中“1”表示点亮该灯位时需要采集吸起条件的继电器，“0”表示点亮该灯位时不需要采集吸起条件的继电器。

表2 进站信号机显示灯位采集电路状态Tab.2 Status of the light position acquisition circuit of the home signal aspect

进站信号机5个灯位联锁条件中，U、L和H不会同时点亮，2U和YB也不会同时点亮，只有L和2U、U和2U或H和YB能同时点亮。分析表2可知，进站信号机信号显示可以分成L、LU/U/UU、H、YB等4种情况进行故障设置，分别用绿色按钮控制采集电路中TXJ的采集状态，实现L故障设置；黄色按钮控制采集电路中LXJ的采集状态，实现LU/U/UU故障设置；红色按钮控制采集电路中DJ的采集状态，实现H故障设置；用白色按钮控制采集电路中YXJ的采集状态，实现YB故障设置。

出站信号机共有L、LU、U、LL、H显示灯光。对应每一架单方向出站信号机，设置绿、红2个颜色按钮，分别实现L、H故障设置功能。对应每一架两方向出站信号机，设置绿、黄、红3个颜色按钮，分别实现L、2L、H故障设置功能。对应每一架三方向出站信号机，设置绿、黄、红、白4个颜色按钮，分别实现L、LU/U、H、B故障设置功能，其中，进路表示器1个按钮控制1个发车口，需要时可适当增设。区间通过信号机共有L、LU、U、H显示灯光。对应每一架通过信号机，设置绿、黄、红3个颜色按钮，分别实现L、U、H故障设置功能。出站信号机和区间通过信号机采集电路所采集继电器状态分析与进站信号机雷同，不再赘述。信号机故障设置按钮电路原理如图1所示。

图1 信号机故障设置按钮电路原理Fig.1 Schematic circuit diagram of signal fault setting button

4.2 道岔故障设置按钮电路实现

道岔有不能操纵和无表示两种故障。由道岔接口电路可知，道岔操纵时需驱动锁闭防护继电器（SFJ）和对应道岔定位/反位操纵继电器（DCJ/FCJ），实现道岔定位/反位转换，通过采集定位/反位表示继电器（DBJ/FBJ）给出道岔位置表示。对应每一组单动或联动道岔分别设置蓝、绿、黄3个颜色按钮，蓝色按钮控制SFJ驱动条件，实现道岔不能操纵故障设置，绿色按钮控制DBJ采集状态，实现道岔定位无表示故障设置，黄色按钮控制FBJ采集状态，实现道岔反位表示故障设置。道岔故障设置按钮电路原理如图2所示。

4.3 轨道电路故障设置按钮电路实现

轨道电路有非正常占用红光带故障。由轨道电路接口电路可知，轨道电路通过采集轨道继电器（DGJ）给出轨道区段占用/空闲状态表示。每一区段设置1个红按钮控制DGJ采集状态，实现轨道电路非正常占用故障设置，通过顺序按压接车（发车）进路区段上故障设置按钮模拟列车运行。轨道电路故障设置按钮电路原理如图3所示。

图3 轨道电路故障设置按钮电路原理Fig.3 Schematic circuit diagram of track circuit fault setting button

4.4 区间设备故障设置按钮电路实现

半自动闭塞通过驱动闭塞按钮继电器（BSAJ）来办理闭塞，驱动复原按钮继电器(FUAJ)来完成区间开通，故在每一发车口对应设置黄（闭塞）、红（复原）2个颜色按钮。黄色按钮控制BSAJ驱动条件实现不能办理闭塞、红色按钮控制FUAJ驱动条件实现闭塞机不能正常办理复原故障设置功能。

自动站间闭塞是64D半自动闭塞增加区间计轴设备，再与计算机联锁设备结合后实现的一种闭塞。闭塞自动办理继电器(BZBJ)的状态，是区别使用自动站间闭塞或半自动闭塞的关键，故在上述半自动闭塞故障设置按钮的基础上增设1个绿色（计轴）按钮，控制BZBJ励磁电路来实现计轴自动站间闭塞不能正常开通区间的故障设置。半自动和自动站间闭塞故障设置按钮电路原理如图4 所示。

图4 半自动和自动站间闭塞故障设置按钮原理Fig.4 Schematic diagram of the fault setting button for semi-automatic and automatic station block

自动闭塞有允许改方不能正常办理和辅助改方不能正常办理故障。分析方向电路和接口电路可知，自动闭塞通过驱动发车按钮继电器（FAJ）励磁条件来办理正常改方，通过控制发车辅助继电器(FFJ)励磁条件来完成辅助改方，故在每一上、下行接车口对应设置绿（允许改方）、红（辅助改方）2个颜色按钮。绿色按钮控制FAJ驱动条件实现不能办理正常改方，红色按钮控制FFJ励磁条件实现不能办理辅助改方故障设置功能。自动闭塞故障设置按钮电路原理如图5所示。

图5 自动闭塞故障设置按钮原理Fig.5 Schematic diagram of the fault setting button for automatic block

4.5 故障设置盘功能验证及特点

1）在TYJL-ADX计算机联锁中试验。对应站场平面图选取相应数量的信号机、轨道电路、道岔和区间设备，经试验故障设置控制功能正常。

2）在iLOCK计算机联锁中试验。任意选取一定数量的信号机、轨道电路、道岔和区间设备，经试验发现故障设置控制功能须统一在联锁A机或联锁B机驱动（采集）电路中设置，才能实现故障设置功能，若统一设置在联锁A机驱动（采集）电路中，转换为联锁B机工作后不能实现故障设置，故在车务接发列车实训过程中需根据故障设置实际来选择联锁机主控状态。

5 结束语

接发列车故障设置盘不仅拓展了计算机联锁设备的培训功能，有效减少投资，而且不改变原计算机联锁技术条件，扩展性好。该设计方案可以任意增减所控制设置故障的设备类型及数量，最大限度满足车务系统接发列车人员非正常情况下接发列车实训需要，符合综合实训基地信号实训联锁设备建设和预留增减室内、外设备的发展需要。控制功能、电路安全性和易扩展性都达到了设计目的。该方案仅在培训基地开展了信号联锁安全验证，在不同制式的计算机联锁中，故障设置控制的继电器和故障点的选择不唯一，为实训基地建设或设计人员提供借鉴。