矿区铁路微机联锁系统升级工程设计探讨

南红云

摘要：随着铁路技术的快速发展，矿区铁路面临着设备型号落后、设备大修、车站扩能改造等问题。该文主要针对山西晋煤铁运分公司司徒集配站原微机联锁系统超过大修周期，故障频出等问题。介绍总体解决方案、设备选型和工程方案比选等内容，还介绍升级时多个关键电路的设计思路，以及模拟、仿真联锁试验和现场开通的注意事项。为矿区铁路企业的微机联锁系统升级项目提供参考，使微机联锁系统安全、快速、全面地完成升级。

关键词：矿区铁路;微机联锁系统;设备大修

引言

随着我国铁路事业的快速发展，列车大提速对信号设备的要求不断提高，铁路技术也逐步升级。而早期建设的矿区铁路由于运输量有限，信号设备选用较为保守，铁路技术也相对较为落后。近些年，随着经济增长，矿区铁路渐渐有多元化发展的趋势，业务量加大，车站也需进行扩建。在这种情况下，如何制定经济、可行的升级方案尤为重要。

一、课题背景

山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司铁路运输分公司主要承担晋城煤业集团6个装卸车点和地方5个装卸车点的煤炭及物资运输任务。其司徒集配站为晋煤集团的主要编组站，该站微机联锁设备是1997年4月开通的，为双机热备系统，整套设备采用了双驱动的动态继电器，且已超出大修周期，随着运行周期的不断增长，联锁设备故障率明显提高，已经影响到晋煤集团煤炭运输任务的完成。

二、前期准备工作

为了让工程设计减少对运输生产的影响，保证在规定的时间内安全高效的完成工作任务。需频繁深入现场，掌握、核对现有信号设备的状况，摸清设备技术参数，设备的运行周期、制定详细的前期工作计划，同时充分考虑升级设备时需求，从整体把控设计出较优、合理的微机联锁升级方案。

三、升级方案比选

（一）设计整体升级方案

方案一：信号机械室联锁系统采用新型联锁系统，新增电源屏1套、各种组合柜12架，综合柜8架，接口柜1架、分线柜2架。室外设备利旧，旧分线盘进行利旧，利用电缆进行旧分线盘与新设防雷分线柜的连接。

该方案优点：（1）所有设备全部更换有利于现场的安全作业。（2）在集中进行新旧倒换设备的过程中作业量较小，只需对26根电缆共826芯线进行分线盘的倒接。（3）不会长时间大面积的影响集配站的运输生产。（4）需向国铁申请要点大约八个小时。

该方案缺点：（1）25HZ轨道电路、电码化部分、25HZ电源屏等设备均为2009年年底开始使用的，造成较大浪费。（2）所需资金费用较大。

方案二：信号机械室联锁系统采用新型联锁系统，室内25HZ轨道电路的轨道柜和电码化设备利旧改造;新增电源屏1套、各种组合柜12架，接口柜1架、分线柜2架。室外设备利旧，旧分线盘进行利旧，利用电缆进行旧分线盘与新设防雷分线柜的连接。

该方案优点：（1）25HZ轨道电路、电码化部分、25HZ电源屏利旧改造后继续使用，可节约较大资金的投入。（2）不會长时间大面积的影响集配站的运输生产。（3）需向国铁申请要点大约十个小时。

该方案缺点：由于部分设备利旧使用，会增加相应的工作量：信号机械室轨道柜拆、配线564根;电码化利旧改造拆配线25根、各种零散电路拆配线100根。

通过对两种方案的综合比对，从节约投资角度考虑，第二种方案虽然工作量较大，但通过合理分工可在规定的时间顺利完成对信号电路的重新连接，却能给升级节约了资金投入。

（二）设备选型

微机联锁设备的安全作为重要的选择标准，旧微机联锁使用的是双机热备系统。双机热备系统有2个处理器单元都加电工作，但只有一个单元能够控制被控对象，每个单元都具有故障检测和诊断功能。在运行过程中，2个单元的运行结果不进行比较，因此不能及时发现备机故障。

TYJL-ADX型计算机联锁设备使用的系统为二乘二取二的系统，其运算层有4个处理器单元，2个为一系，单系为二取二结构。二取二即为在一套系统上集成2个处理器单元，严格同步，实时比较。只有2个单元运行一致时，才对外输出或传输运算结果，两套系统之间可以采取双系热备或二重比较。同时使用二乘二取二计算机联锁系统后不再使用JARC-1000型的动态继电器，而是直接通过I/O口进行控制安全型继电器，提高系统的稳定性。通过对比，从安全度的可靠度和长期性考虑，我们将微机联锁设备升级为TYJL-ADX型计算机联锁系统。

四、系统电路设计思路

（一）道岔驱动电路

道岔驱动电路中DCJ、FCJ、SFJ关键继电器的继电器线圈直接接接口柜的相应控制端子，每个接口端子驱动一个继电器线圈，共用驱动回线，整个DCJ、FCJ、SFJ驱动过程由微机联锁设备直接采用直流24V电源驱动。

（二） 25Hz相敏轨道电路轨道继电器

将25Hz相敏轨道电路的轨道柜里的轨道继电器内部配线均利旧，继电器室里的既有继电器改到新设的组合柜里，使设备、配线集中、高度统一、便于维护、保养。

轨道电路的一送一受轨道区段电路改造分别如下图1，一送二受轨道区段电路改造分别如下图2。

（三）电码化结合电路

将S1～S7和S12的电码电路改造，改造内容如下图3的S1的电码化电路为例。

五、现场开通

要点开通时，为保证集配站在微机联锁升级改造圆满完成，要制定微机联锁设备换装方案，分配多组成员，分线盘拆配线组、轨道柜拆配线组、零散拆配线组等。设计人员要在现场盯控，小组成员要服从统一指挥。换装完成，有序组织相关人员进行关键进路联锁关系再校验、半自动闭塞、电码化等试验。力求做到详细、具体、准确、科学，确保要点当天升级改造、安装试验万无一失。

六、结语

本文未涉及室外道岔、信号机、轨道电路的改造，仅升级室内部分微机联锁设备，设计、探新旧设备的衔接方案。由于信号系统设备的升级是一个系统全面的工程，要通过前期仔细的现场调查，制定合理的升级方案，以及详细的工作流程，才能确保系统顺利升级。希望本文中关于微机联锁系统升级方案制定和新旧设备衔接电路设计思路探讨部分，对需要升级微机联锁设备的矿区铁路车站能起到借鉴作用。

参考文献：

[1] 刘芳，王海峰.二乘二取二与双机热备计算机联锁系统性能比较[J] .铁道通信信号，2008.2，44（2）：26-29

[2] 张琦. 既有铁路信号过渡工程设计探讨[A].市政·交通·水利工程设计，2017.3.30：89-92

作者简介：

南红云（1976-），性别：女，民族：汉，籍贯：山西省沁源县，职称：机电工程师，研究方向：铁路通信信号。