铁路运输计算机联锁技术

摘 要 ：联锁是铁路车站信号联锁的简称,是铁路信号设备的重要组成部分.联锁（interlocking）在铁路车站上,保证机车车辆和列车在进路上的安全,有效利用站内线路,高效率地指挥行车和调车,改善行车人员的劳动条件.

关 键 词 ：铁路运输联锁技术发展趋势

0 引言

联锁发展至今一百多年的历史中,经历了机械联锁、电机联锁、电气联锁、电气集中联锁、计算机联锁的发展过程.随着计算机(Computer)、通信(Communication)、控制(Control)三大技术的发展,人们开始尝试采用电子器件取代继电器来构成铁路信号电子联锁控制系统,从此掀开了微机联锁控制系统研究与应用的新篇章.随着3C技术的快速发展,计算机联锁已经成为联锁设备的主要发展方向.目前中国使用的联锁设备按操纵的方式可以分为集中联锁和非集中联锁,按主要设备工作方式的不同可分为电锁器联锁、继电联锁和计算机联锁.

1.概述

联锁是铁路车站信号联锁的简称,是铁路信号设备的重要组成部分.联锁（interlocking）在铁路车站上,保证机车车辆和列车在进路上的安全,有效利用站内线路,高效率地指挥行车和调车,改善行车人员的劳动条件.联锁的基本内容包括：进路的防护则由设于进路入口处的信号机来担当.进站信号机防护的范围是车站和列车接车进路；出站信号机防护的范围是列车的发车进路,调车信号机防护的范围是调车进路和机车车辆所进入的线路.

2.联锁设备

联锁发展至今已有100多年的历史,经历了机械联锁、电机联锁、电气联锁、电气集中联锁、计算机联锁的发展过程.可分为机械、电气、微机联锁三个阶段.1856年英格兰的布列克勒叶.阿姆斯（Brickloyer Arms）车站装设由萨克斯倍（Saxby）首创萨式联锁机是机械联锁的开始,机械联锁是最古老的联锁方式.在机械联锁中信号机与道岔的控制杆相互锁闭,联锁关系遵循因果关联原则或者相关进路原则.直接控制动作设备,属于硬闭锁,后来在长时间年内一直占领主导地位的集中式机械联锁控制系统就是在传统机械联锁的基础之上发展起来的.1927年基于布线逻辑的继电联锁控制系统问世.电气与机械联锁不同的是,继电器联锁的联锁逻辑由继电电路实现,道岔和信号机不再由操纵杆控制,而完全由继电联锁控制系统自动完成道岔和信号机的安全控制.电器设备控制动作设备,属于软闭锁；随着计算机(Computer)、通信(Communication)、控制(Control)三大技术的发展,人们开始尝试采用电子器件取代继电器来构成铁路信号电子联锁控制系统,从此掀开了微机联锁控制系统研究与应用的新篇章.1978计算机联锁首先于年在瑞典哥德堡投入运用,进入20世纪80年代后,美、日、英、法、德国、丹麦、荷兰等国进入试验阶段或开始使用,各国在系统上各有不同的方案.1984年中国铁路开发出第一台计算机联锁,此后取得迅速进展.计算机联锁主要是将电气联锁的联锁运算核心继电器用微型机算计的软硬件和其他一些电子、继电器件替代,具有故障-安全性能的实时控制系统.其安全可靠、处理速度快,与继电集中联锁相比具有十分明显的技术经济优势.无论在安全性、可靠性、经济性等方面都是继电集中联锁无法比拟的,而且设计、施工、维修、使用以及信息化功能扩展大变得容易为方便,是一套全新的系统设备.使车站联锁的设计、施工、维护.随着3C技术的快速发展,计算机联锁已经成为联锁设备的主要发展方向.目前中国使用的联锁设备按操纵的方式可以分为集中联锁和非集中联锁,按主要设备工作方式的不同可分为电锁器联锁、继电联锁和计算机联锁.

3计算机联锁系统

计算机联锁系统负责处理进路内的道岔、信号机、轨道电路之间安全联锁关系,接受ATS或者操作员的控制指令,向ATP、ATS输出联锁信息.为了确保行车安全,在地下铁道的有岔站、车辆段和大铁沿线各个车站,必须设置联锁设备.计算机联锁是地铁信号系统的安全核心,对提高地铁运营效率、自动化程度、管理水平以及减少行车指挥调度人员的工作强度具有最直接的影响.计算机联锁的操作方法与继电联锁相似,由于它实现了从有接点到无接点的变革,操作人员进路时,只需先按进路始端钮,再按进路终端钮即可完成.此时计算机就执行操作输入程序和联锁处理程序.根据输入的按钮代码,从进路矩阵中找出相应的进路,然后检查是否符合选路条件,只有完全满足选路条件后,程序才能转入选路部分.之后,先检查对应道岔是否在规定位置,再将需要变换位置的道岔转换位置,接着锁闭进路,并建立对应的运行表区.

计算机联锁是目前最先进的车站联锁设备,具有运作速度快,信息量大,操作方便,安全性高,设备体积小、重量轻,便于调试和维修的特点,提高了自动化程度和作业效率.北京市城市轨道交通计算机联锁控制系统是国内城轨领域首次采用国产计算机联锁设备.由于联锁控制系统在性能等方面具有强大的优势,改进后的系统结构更为合理,特殊联锁功能的实现方式安全可靠,并成功地增加了与ATP系统结合的安全编码逻辑功能,完全满足了现场运营的实际要求,因此,在运营期间,信号系统以运营状况稳定、性能安全可靠、维护便利,获得了用户的认可,并在提高作业效率,改善劳动条件等方面收到了良好的使用效果.

4.结语

随着现代铁路科技的快速发展,旧的联锁设备不断被新型的安全可靠性更高,操作更简单,技术更先进的联锁设备所取代.但从发展角度看,计算机联锁将是发展的方向；而从经济角度看,电气集中联锁将在相当长的一段时间内仍被广泛采用.