高速铁路区域计算机联锁系统设计方案研究

朱小娟

【摘 要】高速铁路网的建设是我国铁路中长期发展规划中非常重要的建设项目，四纵四横的高铁骨干网已基本建成，在未来将继续建设高速铁路的干线网、重要的区域网及大城市间的城际铁路。根据我国高速铁路运营要求及信号控制的特点，结合国外区域计算机联锁系统的发展与应用，提出建设我国高速铁路运营特点的区域计算机联锁系统设计方案。通过分析比较区域计算机联锁不同实现方式的优缺点，为高速铁路区域计算机联锁系统方案设计提供借鉴。

【关键词】区域计算机联锁 高速铁路 方案

高速铁路是指新建的开行最低时速在250km/h及以上的动车组列车的客运专线，由于其客专性及高时速的特点，高速铁路的联锁控制方案一直是高速铁路信号控制系统的关键和重点，根据国外干线铁路信号控制的实践经验，采用区域计算机联锁系统更能充分满足客运专线的运营要求。

1区域计算机联锁概念

区域计算机联锁是由计算机联锁基本模块构成的，是网络化、智能化、集成化的信号控制系统[1]。区域计算机联锁系统可以实现成段多个车站或区域内的多个车站的信号联锁及站间闭塞系统控制。通过统一设置计算机联锁系统的主控站和若干被控站，实现主控站对各被控车站的统一调度、集中控制与集中监测，从而保证行车安全，有效提高铁路运输组织效率，精简行车人员，降低运营成本。

2区域联锁在国内外的研究及应用情况

自1978年世界上第一套区域计算机联锁在瑞典哥德堡车站开通后，由于其巨大的优越性，其他多国相继开始研制。如德国西门子公司研制的SIMIS-W型区域计算机联锁系统，采用硬件冗余和分散控制方式；法国阿尔卡特公司研制的ESTW-L90采用三取二冗余结构，并增加了输入/输出层；如日木全长4 1.7 k m的井原线使用K5区域计算机联锁系统；西班牙马德里一塞维利亚使用9个联锁中心对2 9个车站进行区域控制等。

近些年，我国也在探索研制区域计算机联锁系统，我国通信信号研究设计院和日本京三公司联合开发的DS6-K5B型区域联锁系统在集二铁路开通[2]，铁道科学研究院研发TYJL-TR-SW型区域联锁系统，引进西门子公司具有标准接口的专用安全型计算机，采用三重冗余结构，在哈尔滨站、湖东站相继开通使用。区域联锁在国外已得到了广泛应用。由于我国铁路的客货混运模式，制约了区域联锁的应用，目前我国对区域联锁的研究已达到了实用化阶段，而高速铁路以客运专线为主，所以是非常适合采用区域计算机联锁的。

3区域计算机联锁实现方式

根据国内外区域计算机联锁系统的研究及应用经验来看，区域计算机联锁实现方式主要有分站联锁加集中操作方式、集中联锁加集中操作方式[3]。

3.1分站联锁加集中操作方式

分站联锁加集中操作方式是在区域内各车站均设置联锁机，在中心控制站设有集中操作平台，等同于一个小型区域行车调度指挥中心。中心站发出操作命令后，由各车站的联锁机分别进行联锁关系运算，驱动室外设备。这种区域联锁的实现方式其优点是中心站和各被控站之间传输的信息是非安全信息，所以可以选用比较简单的信息传输通道。因各被控站能独立进行联锁逻辑运算，故在各站只需配置一台冷备的操作表示机，在中心站操作平台故障或主从站统心中断等情况发生时，可在被控站进行进路控制，可有效降低故障的影响范围。但这种实现方式的缺点是因在各站均设置了联锁机，故前期的建设成本高，工程量大。

3.2集中联锁加集中操作方式

集中联锁加集中操作方式是只在中心站设置联锁机，各被控站仅设执行设备和应急控制盘，不具备联锁功能。区域内各站的联锁逻辑运算由主控站联锁机实现，联锁控制命令通过通信网络传输至各被控站执行设备去执行，室外设备的状态采集信息也通过通信网络传输至主控站联锁机。这种实现方式的优点是因只在主控站设置联锁机，故节省建设成本，在工程过度或站场改造时仅需在中心站进行联锁调试，工程量小。另外设备集中放置，便于统一管理，组织维修。其缺点因在主控站联锁机和各被控站执行单元之间传输的是直接涉及到行车安全的安全信息，故对信息传输网络的实时性、安全性提出了更高的要求，对联锁机的安全可靠性要求也很高，否则若中心站联锁机故障易应影响到整个区域的行车。

若区域内的某些车站其站场规模较大，控制对象较多，可将前述的两种方式有机结合起来，灵活使用。在集中联锁加集中操作方式实现的区域计算机联锁系统中，部分采用分站联锁集中操作方式。

4实现方式的选择

上述实现方式其系统构成、使用功能方面各不相同，对其特点进行了详细的分析比较，在工程设计中可根据实际情况充分考虑以下因素：

（1）系统的核心设备中心联锁机必须采用高可靠性安全性的冗余计算机，如三取二冗余、二乘二取二冗余结构。

（2）系统的安全信息传输网络必须采用具有可自愈的双环光纤冗余网络，保证信息传输通道的安全性、实时性、可靠性。

（3）区域联锁设备与列控设备、微机监测设备、调度集中系统的结合，保证各设备间的协调动作，提高信号控制的综合化、自动化、智能化。

实现方式的选择要有针对性，确保行车安全，提高高速铁路运输能力，节约工程投资。

参考文献：

[1]秦悦，刘智平.枢纽内区域计算机联锁系统构成方案[J].铁道通信信号，2011（07）.

[2] 陈宏伟.DS6-K5B型信号区域计算机联锁系统技术及开通维护[J].铁路通信信号工程技术，2005（06）.

[3] 张萍，赵阳，何梅芳.铁路区域性计算机联锁控制系统的研制[J].仪器仪表学报，2003（04）.