信號(hào)應(yīng)急聯(lián)鎖系統(tǒng)的分析與研究引言：本文從研制的任務(wù)、目的、關(guān)鍵技術(shù)、總體結(jié)構(gòu)和主要功能等方面闡述了信號(hào)應(yīng)急聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思路與實(shí)現(xiàn)過程，并通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果的分析證明了該系統(tǒng)的實(shí)用價(jià)值。最后，給出總體評(píng)價(jià)。一、概述在鐵路應(yīng)急搶險(xiǎn)過程中車站信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)建設(shè)周期一般為3～4個(gè)月；特殊情況下的搶建也需1～1.5個(gè)月；在原信號(hào)設(shè)備基礎(chǔ)上的搶修約為1周；搶建1個(gè)最簡單的車站信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)至少需要5天。目前，國內(nèi)尚無更簡單快捷的應(yīng)急手段和措施，國外也未見相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。我國鐵路車站聯(lián)鎖設(shè)備分為繼電聯(lián)鎖和計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖。全路共5000多個(gè)車站，繼電聯(lián)鎖占85%，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖占15%。目前的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖執(zhí)行電路采用繼電器，繼電器用量較繼電聯(lián)鎖減少三分之二，但仍然很龐大。一般中小站占地面積約40～50m2，大站約80～120m2，設(shè)備重量至少4～6t。全電子計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖取消了全部繼電器，設(shè)備大大減少，設(shè)備重量約2t，最小系統(tǒng)重量小于1t，不含電源系統(tǒng)時(shí)重量僅300～600kg。因此，在全電子計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)基礎(chǔ)上研發(fā)體積小、重量輕、安裝調(diào)試方便快捷的信號(hào)應(yīng)急聯(lián)鎖系統(tǒng)（以下簡稱應(yīng)急系統(tǒng)）不僅非常必要，而且切實(shí)可行。二、應(yīng)急系統(tǒng)的任務(wù)應(yīng)急系統(tǒng)應(yīng)該采用模塊化、結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)思想，整個(gè)系統(tǒng)由幾個(gè)獨(dú)立的功能單元組成，各個(gè)功能單元之間的連接簡單、方便、快捷；應(yīng)能夠適應(yīng)于各種不同規(guī)模、結(jié)構(gòu)的站場(chǎng)。為滿足快速開通的要求，系統(tǒng)各功能單元應(yīng)小型化、輕便式、可移動(dòng)、可積木式搭建。聯(lián)鎖計(jì)算機(jī)已是成熟的技術(shù)，應(yīng)急系統(tǒng)主要進(jìn)行聯(lián)鎖軟件的開發(fā)研究，要求根據(jù)車站站場(chǎng)圖形自動(dòng)生成數(shù)據(jù)文件，由數(shù)據(jù)文件自動(dòng)生成聯(lián)鎖軟件。因此，快速搭建系統(tǒng)，執(zhí)行單元與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的連接做到快捷、方便，以及接口方式的研究都十分重要。此外，為了節(jié)省電纜、盡量縮短現(xiàn)場(chǎng)施工布線的時(shí)間，系統(tǒng)宜采用集中聯(lián)鎖、執(zhí)行機(jī)單元設(shè)在室外咽喉區(qū)的分布式控制方案。三、應(yīng)急系統(tǒng)的目標(biāo)（1）研究全套的應(yīng)急系統(tǒng)設(shè)備和技術(shù)，不依賴于既有室內(nèi)聯(lián)鎖設(shè)備、電源和干線電纜，但可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際靈活利用既有現(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)設(shè)備。系統(tǒng)可以在任何情況或環(huán)境下，獨(dú)立構(gòu)成聯(lián)鎖系統(tǒng)而發(fā)揮作用，且不妨礙既有系統(tǒng)的搶建、搶修。（2）應(yīng)急系統(tǒng)是一種臨時(shí)信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)，因此應(yīng)能夠完成最基本的行車控制，保證應(yīng)急情況下的鐵路運(yùn)輸，而不要求達(dá)到正常行車系統(tǒng)的所有聯(lián)鎖功能。最基本的行車控制就是根據(jù)鐵路中間站的運(yùn)輸作業(yè)方式而完成通過、追蹤、會(huì)讓、越行的基本行車方式的控制，而對(duì)區(qū)段站、編組站、大型客貨運(yùn)站，則是最基本的列車、調(diào)車進(jìn)路控制。（3）既有鐵路信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)規(guī)模差別較大，站場(chǎng)的形狀差異也很大。應(yīng)急系統(tǒng)應(yīng)能同時(shí)適合絕大多數(shù)車站應(yīng)急搶險(xiǎn)及施工過渡的需求，能適合單線線路所、復(fù)線線路所、單線三股道車站、復(fù)線四股道、非電化區(qū)段、電化區(qū)段、提速區(qū)段的車站。且系統(tǒng)具有積木式、開放式擴(kuò)展功能，以適應(yīng)不同規(guī)模、不同結(jié)構(gòu)的站場(chǎng)擴(kuò)充需要。（4）應(yīng)急系統(tǒng)應(yīng)符合現(xiàn)行的《鐵路信號(hào)搶修（建）技術(shù)規(guī)程》、《鐵路信號(hào)聯(lián)鎖技術(shù)規(guī)范》的要求和鐵路信號(hào)顯示意義的規(guī)定。應(yīng)急系統(tǒng)應(yīng)能在到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)的最短時(shí)間內(nèi)投入運(yùn)用，戰(zhàn)術(shù)時(shí)間要求不大于8小時(shí)。四、應(yīng)急系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)（1）聯(lián)鎖計(jì)算機(jī)是一個(gè)成熟的技術(shù)，特別是雙機(jī)熱備系統(tǒng)運(yùn)用相當(dāng)穩(wěn)定，應(yīng)急系統(tǒng)對(duì)聯(lián)鎖機(jī)的研究主要是增加網(wǎng)絡(luò)接口和改變主、備機(jī)轉(zhuǎn)換模式。執(zhí)行機(jī)基本電子模塊已定型，若要應(yīng)急系統(tǒng)投入實(shí)用，還需抓緊完成六線制道岔、五線制道岔、閉塞接口和通信接口模塊的產(chǎn)品實(shí)用化研究。（2）聯(lián)鎖軟件。根據(jù)車站站場(chǎng)圖形自動(dòng)生成數(shù)據(jù)文件，由數(shù)據(jù)文件自動(dòng)生成聯(lián)鎖軟件，這是應(yīng)急系統(tǒng)的重點(diǎn)、難點(diǎn)。應(yīng)急系統(tǒng)研究應(yīng)當(dāng)在選定制式的聯(lián)鎖機(jī)上進(jìn)行研究。軟件應(yīng)當(dāng)充分利用多媒體功能，給使用者提供友好界面，使用對(duì)象是經(jīng)過簡單培訓(xùn)的專業(yè)信號(hào)維修工程師。除聯(lián)鎖功能模塊外，所有軟件均為開放式軟件。生成的聯(lián)鎖軟件車站數(shù)據(jù)、站場(chǎng)圖形、I/O接口地址功能均可提供給使用者修改完善。五、應(yīng)急系統(tǒng)的主要功能（1）應(yīng)急聯(lián)鎖機(jī)主要功能包括：生成聯(lián)鎖軟件；進(jìn)路表示；控制命令；控制監(jiān)督。（2）應(yīng)急監(jiān)控機(jī)（人機(jī)接口）主要功能包括：完全再現(xiàn)CAD所繪制的站場(chǎng)；實(shí)現(xiàn)與聯(lián)鎖機(jī)的可靠通信；車站信號(hào)的完全真實(shí)表示；操作控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備；顯示操作員操作信息。（3）應(yīng)急執(zhí)行單元執(zhí)行單元：依據(jù)轉(zhuǎn)轍機(jī)、信號(hào)機(jī)、軌道電路等不同類型的控制與采樣對(duì)象，按完全獨(dú)立的單元模塊結(jié)構(gòu)研究設(shè)計(jì)，模塊通過網(wǎng)絡(luò)總線直接與聯(lián)鎖機(jī)相連。電子模塊：按國際標(biāo)準(zhǔn)的6U模件設(shè)計(jì)，模塊插在6U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)籠中，每個(gè)機(jī)籠可插8個(gè)。執(zhí)行單元的整體結(jié)構(gòu)為，每個(gè)機(jī)柜可安裝2層機(jī)籠，共計(jì)16個(gè)模塊。系統(tǒng)可安裝4臺(tái)執(zhí)行單元機(jī)柜，6層機(jī)籠，共計(jì)48個(gè)模塊，可擴(kuò)展至8臺(tái)執(zhí)行單元，96個(gè)模塊；執(zhí)行單元供電：采用雙回路冗余不間斷供電，模塊具有帶電熱插拔性能，任一模塊可隨時(shí)接入和退出系統(tǒng)，同一型號(hào)的模塊具有互換性；網(wǎng)絡(luò)總線：所有模塊采用雙網(wǎng)絡(luò)CAN總線，其網(wǎng)絡(luò)采樣周期≤100ms。六、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果由鄭州局電務(wù)處、人防戰(zhàn)備處，蘭州交通大學(xué)自動(dòng)控制研究所，武漢中鐵勘察設(shè)計(jì)研究院共同開發(fā)研制的“信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備應(yīng)急系統(tǒng)”在鄭州局新密車站試驗(yàn)成功。在新密車站的試驗(yàn)中，4小時(shí)內(nèi)搭建完成了一套全新的應(yīng)急系統(tǒng)，所有性能指標(biāo)都達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。試驗(yàn)表明該應(yīng)急系統(tǒng)具有以下顯著特點(diǎn)：①根據(jù)站場(chǎng)信號(hào)平面圖能夠快速生成數(shù)據(jù)文件；②根據(jù)生成的數(shù)據(jù)文件自動(dòng)生成聯(lián)鎖軟件；③執(zhí)行單元采用具有擴(kuò)展功能的全電子化、智能化執(zhí)行模塊，根據(jù)站場(chǎng)的規(guī)模和使用環(huán)境可進(jìn)行自由組合和擴(kuò)展；④聯(lián)鎖機(jī)與執(zhí)行單元之間的通信采用應(yīng)急光纜；⑤執(zhí)行單元與外設(shè)的聯(lián)接和接續(xù)采用快速連接電纜；⑥具有體積小、重量輕、安裝調(diào)試快捷方便、通用性強(qiáng)，在數(shù)小時(shí)內(nèi)完全能夠重新搭建一套完整的應(yīng)急系統(tǒng)且達(dá)到應(yīng)急行車的使用程度。結(jié)論車站信號(hào)聯(lián)鎖設(shè)備應(yīng)急系統(tǒng)在國內(nèi)屬首次研究開發(fā)，其設(shè)計(jì)思路獨(dú)特，符合國防建設(shè)、搶險(xiǎn)