列控与联锁一体化可行性探讨

张鹏伟

摘 要：随着我国客运能力的快速发展，目前采用的铁路独立设置的联锁、列控系统已不适应当前的客运需求，铁路运输系统迫切需要创新的系统以配合整个运输系统，列控与联锁一体化系统成为应用首选，因此，我国开始逐步探索采用列控联锁一体化系统，并在国内开始逐步使用，已引进了法国、德国、美国等国家的列控联锁一体化系统，应用于多条省际客运专线和城际轨道当中。该文通过分析采用列控联锁一体化的系统概况、以及应用的必要性和可行性，来展现其在我国的发展前景。

关键词：列控 联锁 一体化 铁路 客运

中图分类号：U284 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）11（b）-0083-02

伴随着我国高速铁路的快速发展，人员流动日益加大，给客运系统带来巨大的压力，如何能更好地保障运输的正常运行成为关键问题所在。国内的科研团队也正在自主研发我国本土的列控联锁一体化系统，这为我国发展列控联锁一体化提供了技术支持，并充分说明其在我国拥有良好的发展前景。

1 列控与联锁一体化系统概述

1.1 基本概念

列控联锁一体化系统是指将联锁逻辑控制和列车运行控制两方面的技术统一于一套计算机应用系统中，通过操作这套计算机系统可以达到两方面的运行控制，二者通过计算机特定设计内部信息转换模式，交换双方的内部信息， 使信息的重复采集率大大降低，以达到更好的配合效果，具有信息输出能力强、结构简单，可操作性强的信号安全控制系统。

1.2 国内外发展现状

国外现状：列控联锁一体化系统已在国外的客运专线、高速铁路中得到广泛地应用，其中以法国、德国为代表，比较著名的有Sm artLock300系统、S MI IS W联锁系统、 DS-ATC系统和SEI列控联锁一体化系统等，这些技术的应用大大提高了这些国家的运输效率，节约了运行控制时间，并且在高速铁路运用方面更加得心应手，也为其他国家的研发提供了经验。

国内现状：我国已拥有自主研发的列控系统，并且在全国铁路大提速中得到使用。但目前我国没有完整的独立设计的列控联锁一体化系统。而目前在建的多条铁路中也没有应用列控和联锁一体化系统。但值得关注的是国内科研单位正在努力钻研我国国产品牌的列控联锁一体化系统，以期在未来的铁路建设中得到应用。

2 列控与联锁一体化系统结构

列控和联锁一体化硬件系统主要由计算机主机、信息输入输出的接口、应答器控制模块和移频轨道电路等。我国的计算机主机的结构与国外不同，通常是硬件安全冗余结构， 主控计算机目前普遍采用二乘二取二结构，输入输出接口一般是双驱双采的方式，移频轨道电路和应答器控制模块采用1+1备用的方式。

其中联锁列控一体化系统划分为两级网络结构，第一级为现场网络，采用双重冗余现场总线CAN构建安全数据网络交换信道，将相当于网络节点的车站联锁采集驱动（I/0）模块和区间轨道电路发送、接收模块、以及与邻站控制中心接口的光纤通信模块连接起来；第二级为综合信号系统局域网，挂在此网络上的路由器接入广域网与远端的行车指挥调度中心、设备维修中心、相邻车站综合数据局域网建立通信联系，从而构建基于专用网络通信的铁路行车指挥控制系统。

安全冗余结构虽然可以大大增强系统的安全性和可靠性，但系统本身存在的生产制造工艺上的缺陷问题并没有得到根本解决，所以我们还是应该立足实际采取切实有效的措施。首先，应该按照要求使单套设备的各项功能达到规定要求，各项制造工艺在技术上与国际接轨；其次，随着硬件的冗余，多余的系统切换随之而来，这就导致整个系统的故障点增多，故障多发，不利于系统使用的可靠性和高效性，并且会大大提高运行维护成本；最后，多级冗余会造成资源的不合理利用，提高系统工程的建设成本，不利于列控和联锁一体化系统的进一步发展。

3 发展列控与联锁一体化的必要性

在现已开通的客运专线中，大部分专线设计的是列控系统和计算机联锁系统单独分离设置，并没有采用一体化设置，而通过大量的实际验证，系统的独立设置，会带来许多问题。

3.1 分离设置不能使信号得到统一控制

计算机联锁系统主要负责车辆进路、道岔和站内信号指挥，而列控系统则负责轨道电路排列组合和控制、轨道的自动闭塞以及对方向的把握、并且辅以区间信号变换以及临时限速、停车等作用。列控系统主要是作为地面设备在车站列控中心发挥作用。

列车的正常行驶离不开列控系统与联锁系统的积极配合以及数据交换，车辆行驶中大量的车辆行驶信息实时更新产生大量的信息在联锁系统与列控系统间切换。车站列控中心向计算机联锁发送车辆行驶信息，计算机联锁系统向列控系统发送监测信息，大量的重复的信息在列控系统与联锁系统之间来回切换，增加了系统的工作量，降低了运行效率，影响客运能力的提高。

3.2 信息传送受到媒介限制

计算机联锁系统与车站列控系统之间的信息传递会受到中间传输媒介、通信协议的达成、系统处理能力高低的限制。如果联锁系统与列控系统间出现意外的通信故障或信息传递延迟，将大大影响列车的正常行驶，系统性能的可靠性也将大大降低。而联锁与列控一体化系统将会很大程度上提高通信实时性、信息的可靠性、同时会大大提高系统处理问题的能力。

3.3 系统维护工作量大、成本高

当计算机联锁系统或者车站列控系统内部发生变化或者升级检修时，需要同时维护、更新、检修两套系统的硬件软件，加之各大生产厂商生产标准的不统一，进一步限制了相互之间的匹配度和通用性，不利于资源的合理配置，这无疑增加了系统的维护工作量以及维护成本。

3.4 设备故障点增多

由于操作链条的延长，两套系统中的任何一个环节发生故障或出现系统问题时，都会对列车的正常行驶产生极大地影响，还会出现列车事故，造成严重后果，而分设系统无疑加大了这种可能性。

4 联锁与列控一体化的可行性

联锁列控一体化系统可同时完成车站联锁功能和区间闭塞功能，代表了当今世界铁路信号安全控制技术的发展方向，而基于一体化、网络化、数字化、综合化的信号安全综合控制系统将成为我国铁路信号基础设备发展的必由之路。

4.1 配合程度得到提高

车站内进路的选择和信号点灯的控制主要由计算机的联锁系统完成，而临时限速和停车以及区间关于信号设备的控制是由列控系统承担。两个系统通过内部间交流沟通信息，及时掌握行车动态，积极配合地面信号系统，实现人机操作的一致性，使列车运行得到很好地控制，减少意外的发生。然而一旦两个系统中的任何一个环节出现问题，系统设备的配合受到影响，不能及时交换信息，信息延迟都会使列车行驶受到极大地影响。因此，列控和联锁系统一体化可以更好地实现全国大提速，给予列车更高的安全保障，信号设备的高效使用可以使列车的行驶更加顺畅。

4.2 系统结合的可操作性

计算机联锁系统的构成通常为联锁处理子系统（简称下位机）、人机界面子系统（简称控显机）和诊断维护子系统3部分。其中，联锁处理子系统即下位机为硬件冗余结构，它的设计理念是遵守故障-安全原则。车站的列控系统由列控处理子系统（下位机）和诊断维护子系统两部分构成。列控系统采用二乘二取二硬件冗余结构，设备自身的设计、有关的信息通道接口同样符合故障-安全原则的要求。通过以上分析可知，计算机的联锁系统和车站的列控系统所遵循的设计理念以及安全要求是相同的，因此，从系统结合的可操作性来看，列控和联锁一体化是可以实现的。

4.3 设备接口的相同性

通过研究设备接口通信协议的说明可以知道，虽然车站列控系统比计算机联锁系统的外部接口要多，但我们也应看到车站列控系统和计算机联锁系统的外部设备的接口拥有相同的连接方式，相同的传输介质，在安全通信协议方面的具体要求大体相同，仅是相互传递的应用数据方面存在微小不同。可见在设备接口方面，相同的硬件设施为列控联锁一体化提供可能。

5 结语

列控联锁一体化系统虽然在我国还未广泛使用，但在我国具有广阔的发展和应用前景，我国的铁路列车发展之快对于这方面有更高的要求，我国应加大技术研发脚步，投入人力资本，借鉴国内外的研究经验，取得我国自主研发成果，在技术上与国际接轨，这不但是我国铁路大提速的要求，更是我国经济高质量发展的要求，同时我们要规范其发展，使其在起步阶段就步入正轨，促进我国铁路建设的大发展。

参考文献

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