武钢铁路翻车机联系电路与全电子计算机联锁系统结合方案的研究

摘要：全电子计算机联锁系统是铁路信号控制领域的前沿技术。翻车机联系电路作为保障翻车机作业与铁路调车作业安全的重要设备，实现了车站推送作业、翻车机作业、溜放作业及车站其他运输作业之间互锁法。文章介绍了翻车机联系电路与全电子计算机联锁系统的结合方案。

关键词：全电子计算机联锁系统；二乘二取二；翻车机；全电子零散执行单元

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.01.008

中图分类号：U 284.3，TP 3            文献标志码：A            文章编码：1672-7274（2024）01-00-03

Connecting Circuit of Wuhan Iron and Steel Railway Tippler Research on the Combination Scheme with Fully Electronic Computer Interlocking System

WU Shenglai

（Transportation Department of Wuhan Iron and Steel Co.， Ltd.， Wuhan 430000， China）

Abstract： The fully electronic computer interlocking system is a cutting-edge technology in the field of railway signal control. The connection circuit of the tippler， as an important equipment to ensure the safety of tippler operation and railway shunting operation， realizes a method of interlocking between station push operation， tippler operation， sliding operation， and other transportation operations at the station. The article introduces the combination scheme of the connection circuit of the car dumper and the fully electronic computer interlocking system.

Key words： fully electronic computer interlocking system; two times two out of two; car dumper; fully electronic scattered execution unit

1   研究背景

翻车机是一种重要的卸车设备，广泛应用于冶金、煤炭、港口等企业，用于铁路运输中的散杂原燃料翻卸，该区域作业复杂。在翻车机作业过程中，存在交叉作业，不但要考虑铁路重车推送作业、空车溜下作业及编组作业等相关铁路运输作业需求，还要考虑翻车机的翻卸作业的条件，因此，该区域容易产生安全生产事故。

根据翻车机作业流程，将全电子计算机联锁系统与翻车机控制系统相结合，设计铁路信号互控照查电路，可实现翻车机作业过程中三个作业环节之间的相互联锁，防止以上三个独立的运输区域发生作业冲突，保障翻车机作业安全，提高作业效率。

计算机联锁系统是运用现代通信技术、计算机技术、电子技术以及安全性、可靠性等原理，实现进路相关的道岔、信号机、轨道电路之间安全联锁。武钢使用的HJ-RSSE全电子计算机联锁系统是新一代计算机联锁系统，该系统采用二乘二取二冗余结构^[1]。

全电子计算机联锁系统由人机交互层、联锁运算层和执行表示层组成。

系统提供了丰富的通信接口，各层之间通过安全通信协议传递信息。人机交互层与联锁运算层之间采用冗余光纤以太网通信；联锁运算层与执行表示层之间采用冗余CAN总线通信连接^[2]。

2   方案设计

2.1 设计原则

翻车机联系电路由人工办理行车联络手续，以推送线列车信号机和溜下线进路信号的开放显示作为行车凭证。因此，联锁系统获得翻车机作业状态信息后，给出相应的推送进路和溜放进路信号显示。

由于翻车机联系电路是保障翻车机作业安全的重要安全设备，因而聯系电路的设计必须安全可靠、可操作性强，应遵循以下原则进行设计。

⊙ 配车作业和翻车作业互锁，保证翻车作业与推送作业安全。

⊙ 在翻车作业过程中，保证溜放进路锁闭在规定状态，道岔均满足要求。

⊙ 系统人机界面应具有作业状态显示等信息提示。

⊙ 信号机具备推送、后退及停止等显示，满足作业要求。

2.2 设计原理

翻车机相关的全电子接口电路设计，必须兼容现有电路，从而保证翻车机控制电路与联锁车站，通过电气接口都能实现翻车作业、推送作业和溜下作业之间互锁功能。如图1所示。

由图1可知，设计一个全电子接口电路来连接翻车机和铁路车站的联系电路。该接口电路将采集本站联锁信息和翻车机作业状态信息，并进行逻辑运算。然后，使用全电子执行单元控制铁路车站溜下进路以及翻车机入口处的信号灯的开启和关闭。最后，通过电信号传输，实现翻车机的联系功能。

2.3 系统接口电路设计

根据设计原则及继电接口电路原理图，联系电路外线接入全电子零散执行单元，全电子翻车机联系电路共包括3部分^[3]，其中，铁路车站与翻车机控制室的联系电路原理如图2所示。

翻车机操作柱与铁路车站之间联系电路原理如图3所示。

翻车机控制室同配车操作与铁路车站之间的联系电路原理如图4所示。

设计全电子零散执行单元，实现各部位电信息采集和输出控制，作为各作业部之间的接口电路。

全电子零散执行单元主要由电源电路、CPU电路、输出驱动动态电路、安全继电器组合电路、采集电路、通信电路以及模拟量监测电路等组成。

采集电路按照组合式故障安全原则进行设计，采用二取二结构，即只有任意两个采集电路采集状态相同时，CPU才会判断该采集电路的状态。通过配置冗余器件提高采集电路的安全性和可靠性。

2.4 翻车机联系电路联锁逻辑设计

联锁安全计算机是计算机联锁系统进行联锁逻辑运算和控制的核心，通过CAN总线实现与全电子零散执行单元之间的通信，采集和驱动翻车机相关设备。因而，软件功能模块是翻车机联系接口联锁逻辑的体现^[4]。

下面我们将按照翻车机接口电路的工作顺序，分析翻车机联系软件的联锁逻辑流程。

需要翻车作业时，由操作柱操作人员将“请求溜放”旋钮钮到“请求溜放”位置，这时，计算机联锁系统检测请求信号（QLJ）有输入，控显机联锁画面上显示“请求”灯亮绿灯。

车站操作人员完成相对应的溜放进路后（JLJ励磁吸起），并按压同意按钮（TYJ输出），相应照查继电器（ZCJ）停止输出，且可以溜放进路继电器（KLJ）励磁吸起，此时进入可以配车溜放状态，在溜放过程中溜放进路及区段不能解锁。此后，操作由操纵柱与翻车机之间协调配合完成，基本操作过程如下。

（1）在翻车机室按下“同意配车”按钮，翻车机操纵柱上显示同意配送亮绿灯，站内TPJ吸起，计算机联锁系统界面上配车灯亮绿灯，此时室外可以通过操纵柱上的按钮及显示进行配车作业，室内联锁收到联系接口信息，进行相应信号灯显示控制。

（2）在室外按压操作柱上的“顶送绿灯按钮”，车站采集到LJ信号，控制翻车机信号由红灯改亮绿灯，车列可以推送。

（3）车列驶入到指定位置后，在室外按压操作柱上的“停车红灯按钮”，车站采集到HTJ信号，控制翻车机信号由绿灯改亮红灯，车列禁止推送。

（4）完成摘沟后，室外按压操作柱“退车红灯按钮”，车站采集到HSJ信号，控制翻车机信号由红灯改亮红闪灯，车列开始后退。

（5）当车列驶出相应位置后，在室外按压操作柱“停车红灯按钮”，车站采集到HTJ信号，控制翻车机信号由红闪灯改亮红灯，车列禁止后退。

（6）一次配车作业完成后，准备翻车，在可配车条件下，在室外按压操作柱“同意翻车按钮”，室内联锁的TFJ（同意翻车继电器）吸起，翻车机操作台“同意翻车白灯”亮；可以开始翻车作业，翻车作业完毕后，再次进行配车作业，重复以上过程。

（7）在整列翻车作业完成后，操作员将操纵柱上的“请求溜放”锁位钮转动至“取消请求”位置。此时，室内联锁系统将解锁并允許修改溜放进路。

2.5 系统安全性分析

软件功能模块的设计遵循计算联锁系统的技术条件。系统结合电路符合固有故障安全原则、反应式故障-安全原则、组合式故障安全原则以及隔离原则。因此，该功能模块满足设计原则，并能够确保行车安全。

3   结束语

采用翻车机联系电路功能与全电子计算机联锁系统的结合方案，不仅具有全电子计算机联锁系统安全、可靠、易维护的优点，同时具有以下优点：翻车机联系接口电路采用智能化的全电子执行单元设计，外部电路结构简单，提高了现场维护人员故障处理的速度；站间保持原有接口电路，实现与既有电路的接口兼容，便于设备更新改造。由此可见，通过这些方案设计，全电子计算机联锁系统具有实现外部特殊联锁功能的合理性和可行性，完全满足计算机联锁系统的功能要求。本方案于2022年在武钢有限原料北站投入使用，运行稳定，效果良好。

参考文献

[1] EN 50126：1999．铁路应用-可靠型、可用性、可维修性和安全性（RAMS）的演示和规范[S].

[2] EN 50128：2001．铁路应用–通信，信号和处理系统–铁路控制和防护系统中的软件[S].

[3] EN 50129：2003．铁路应用–通信，信号和处理系统–与安全相关的电子信号系统[S].

[4] TB/T 3027-2002．计算机联锁技术条件[S].

作者简介：邬胜来（1973-），男，汉族，湖北武汉人，高级工程师，本科，研究方向为铁道通信信号设计与施工。