王現(xiàn)軍

（北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院有限公司，北京 100073）

隨著客運(yùn)專(zhuān)線在我國(guó)快速發(fā)展，鐵路建設(shè)所采用的各項(xiàng)技術(shù)也日趨復(fù)雜，信號(hào)系統(tǒng)作為鐵路的重要組成部分，也在經(jīng)歷著快速的發(fā)展，尤其是列控技術(shù)，其在客專(zhuān)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)中所起到的作用也越來(lái)越突出，以CTCS-3（簡(jiǎn)稱(chēng)C3）級(jí)為代表的列車(chē)控制系統(tǒng)是保障列車(chē)運(yùn)行安全、提高運(yùn)輸效率、減輕作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度的重要技術(shù)設(shè)備，而計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)作為鐵路地面車(chē)站控制設(shè)備，通過(guò)與C3列控系統(tǒng)的接口，將地面車(chē)站控制與列車(chē)安全高效的運(yùn)行有效的結(jié)合在一起，從而使列車(chē)的動(dòng)態(tài)信息與地面的靜態(tài)信息有機(jī)的結(jié)合在一起，并對(duì)列車(chē)高效、安全的運(yùn)行起到了決定性作用。

1 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)在C3中的運(yùn)用

CTCS-3級(jí)列控系統(tǒng)是基于GSM-R無(wú)線通信實(shí)現(xiàn)車(chē)-地信息雙向傳輸，無(wú)線閉塞中心（RBC）生成行車(chē)許可，軌道電路實(shí)現(xiàn)列車(chē)占用檢查，應(yīng)答器實(shí)現(xiàn)列車(chē)定位，主要構(gòu)成的設(shè)備：無(wú)線閉塞中心、列控中心、臨時(shí)限速服務(wù)器、車(chē)載ATP、調(diào)度集中、集中監(jiān)測(cè)等構(gòu)成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

從以上結(jié)構(gòu)示意圖可以看出，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖是連接鐵路軌旁設(shè)備和其他控制系統(tǒng)的地面車(chē)站控制系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖除了進(jìn)行自身的邏輯運(yùn)算和處理之外，同時(shí)還作為信息源，擔(dān)負(fù)著與其他子系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息交互的任務(wù)。除聯(lián)鎖本身需采集軌旁的繼電接口外，與其他系統(tǒng)的接口主要存在有以下5個(gè)方面。

1）?聯(lián)鎖與無(wú)線閉塞中心的接口；

2）?聯(lián)鎖與列控中心的接口；

3）?聯(lián)鎖與鄰站聯(lián)鎖的接口；

4）?聯(lián)鎖與調(diào)度集中系統(tǒng)的接口；

5）?聯(lián)鎖與集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的接口。

計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖應(yīng)具備與外部系統(tǒng)接口的能力，但由于各系統(tǒng)的需求不同，安全等級(jí)要求不同，所涉及的接口技術(shù)和方案均存在較大差異。在C3線路中主要涉及增加了聯(lián)鎖與無(wú)線閉塞中心的接口技術(shù)，由于無(wú)線閉塞中心一般為集中設(shè)置，并根據(jù)其通信業(yè)務(wù)量大的特點(diǎn)，聯(lián)鎖通過(guò)專(zhuān)用安全數(shù)據(jù)網(wǎng)與無(wú)線閉塞中心進(jìn)行通信，依據(jù)聯(lián)鎖與無(wú)線閉塞中心的接口規(guī)范要求，聯(lián)鎖按一定的規(guī)則與無(wú)線閉塞中心進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

對(duì)于聯(lián)鎖與無(wú)線閉塞中心的通信，首先由聯(lián)鎖與無(wú)線閉塞中心建立通信鏈路，在完成通信層和安全層校驗(yàn)且通信條件滿足情況下，聯(lián)鎖與無(wú)線閉塞中心開(kāi)始進(jìn)行應(yīng)用數(shù)據(jù)的周期性傳輸。在應(yīng)用層的交互中，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖向無(wú)線閉塞中心發(fā)送信號(hào)授權(quán)信息，無(wú)線閉塞中心向計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖發(fā)送列車(chē)信息。聯(lián)鎖根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景及聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算實(shí)時(shí)向無(wú)線閉塞中心發(fā)送區(qū)間閉塞分區(qū)信息、站內(nèi)進(jìn)路信息以及災(zāi)害信息，無(wú)線閉塞中心依據(jù)從聯(lián)鎖層面獲取的地面信息并結(jié)合其他系統(tǒng)獲得的數(shù)據(jù)產(chǎn)生控制列車(chē)運(yùn)行的移動(dòng)授權(quán)并發(fā)至車(chē)載設(shè)備。對(duì)于區(qū)間信息，是由聯(lián)鎖將無(wú)線閉塞中心管轄范圍內(nèi)的區(qū)間軌道狀態(tài)以進(jìn)路形式傳送給無(wú)線閉塞中心，區(qū)間閉塞分區(qū)的狀態(tài)可以是由聯(lián)鎖采集的軌道繼電器狀態(tài)，也可以是從列控中心（TCC）接收到的區(qū)間閉塞分區(qū)的狀態(tài)；對(duì)于站內(nèi)進(jìn)路，包括所有聯(lián)鎖運(yùn)算產(chǎn)生的列車(chē)進(jìn)路信息；對(duì)于災(zāi)害信息，聯(lián)鎖根據(jù)接收到列控中心的相關(guān)災(zāi)害的狀態(tài)并經(jīng)聯(lián)鎖運(yùn)算后發(fā)送至無(wú)線閉塞中心關(guān)于災(zāi)害是否為被激活狀態(tài)。從聯(lián)鎖功能、無(wú)線閉塞中心功能以及聯(lián)鎖與無(wú)線閉塞中心的信息交互中可以看出，上述兩設(shè)備均為控制列車(chē)安全、高速和高效運(yùn)行的核心設(shè)備，所有產(chǎn)生的任一指令均可能對(duì)列車(chē)的運(yùn)行產(chǎn)生決定性作用，因此兩系統(tǒng)在鐵路控制領(lǐng)域的重要性不言而喻。

由于聯(lián)鎖與無(wú)線閉塞中心的接口是基于在既有聯(lián)鎖關(guān)系基礎(chǔ)上衍伸出來(lái)一相對(duì)獨(dú)立的功能模塊，首先不應(yīng)由于增加了與無(wú)線閉塞中心的通信影響既有聯(lián)鎖功能，其次，所有向無(wú)線閉塞中心發(fā)送的數(shù)據(jù)應(yīng)是經(jīng)聯(lián)鎖運(yùn)算后產(chǎn)生的安全結(jié)果，應(yīng)滿足基本的故障-安全原則。基于計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖與無(wú)線閉塞中心接口通信的重要性，在兩系統(tǒng)的接口通信方面應(yīng)充分考慮各安全通信層面的安全性要求，應(yīng)采用較為復(fù)雜的安全通信協(xié)議，但由于計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)一般為專(zhuān)用平臺(tái)，為了滿足系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定和同步性，計(jì)算機(jī)的主頻相對(duì)較低，在低性能的計(jì)算機(jī)平臺(tái)進(jìn)行高復(fù)雜度的接口通信運(yùn)算，必然造成系統(tǒng)資源開(kāi)銷(xiāo)不足的問(wèn)題，進(jìn)而可能影響計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，鑒于此種情況，可考慮將在計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖中使用單獨(dú)的通信板或通信機(jī)對(duì)安全通信協(xié)議進(jìn)行運(yùn)算和處理，將既有聯(lián)鎖關(guān)系運(yùn)算仍留在原聯(lián)鎖機(jī)中，這樣既解決了既有聯(lián)鎖的穩(wěn)定也滿足了復(fù)雜通信接口的運(yùn)算。

在C3系統(tǒng)中除聯(lián)鎖與無(wú)線閉塞中心的接口外，聯(lián)鎖還存在著與列控中心、調(diào)度集中系統(tǒng)、鄰站聯(lián)鎖以及集中監(jiān)測(cè)等系統(tǒng)的接口。對(duì)于聯(lián)鎖與列控中心，主要由聯(lián)鎖向列控中心發(fā)送進(jìn)路以及閉塞等信息接口，列控中心向聯(lián)鎖發(fā)送區(qū)間狀態(tài)以及降級(jí)等信息；聯(lián)鎖與調(diào)度集中系統(tǒng)的通信主要是聯(lián)鎖向調(diào)度集中系統(tǒng)發(fā)送站場(chǎng)和進(jìn)路信息，接收并處理調(diào)度集中下發(fā)的按鈕命令；對(duì)于存在有站聯(lián)且不敷設(shè)電纜完成站聯(lián)功能的車(chē)站，需聯(lián)鎖與鄰站聯(lián)鎖進(jìn)行數(shù)據(jù)通信以完成聯(lián)鎖的站聯(lián)功能；聯(lián)鎖與集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要是完成集中監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)采集功能。以上接口功能也是C3客運(yùn)專(zhuān)線中的重要組成部分。

2 持續(xù)優(yōu)化

隨著鐵路信號(hào)系統(tǒng)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖也逐漸從早期獨(dú)立的車(chē)站信號(hào)控制設(shè)備發(fā)展為列控系統(tǒng)中不可缺少的組成部分以及重要的信息交互平臺(tái)，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖也以其優(yōu)越的信息交互性得到了相關(guān)部門(mén)以及客戶的認(rèn)可。

由于計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的眾多優(yōu)勢(shì)，使得其在鐵路信號(hào)控制系統(tǒng)中得到了廣泛運(yùn)用，但同時(shí)也應(yīng)注意到其中存在進(jìn)一步完善和優(yōu)化之處，尤其是在C3線路中。在C3客運(yùn)專(zhuān)線中，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖與無(wú)線閉塞中心系統(tǒng)的接口通信數(shù)據(jù)流為雙向，即無(wú)線閉塞中心在接收聯(lián)鎖數(shù)據(jù)的同時(shí)還會(huì)向聯(lián)鎖發(fā)送信息，主要反饋列車(chē)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，包括：列車(chē)狀態(tài)、行車(chē)許可狀態(tài)、列車(chē)位置、列車(chē)長(zhǎng)度以及列車(chē)速度，由于在目前國(guó)內(nèi)的聯(lián)鎖系統(tǒng)中，均未使用無(wú)線閉塞中心傳送過(guò)來(lái)的列車(chē)信息，因此在應(yīng)用邏輯上屬于單向傳輸，由于這種單向傳輸造成聯(lián)鎖與無(wú)線閉塞中心的處理均為單一模式，未能夠進(jìn)行系統(tǒng)性的閉環(huán)處理，對(duì)整個(gè)列控系統(tǒng)的發(fā)展存在一定制約。另外，眾所周知，分路不良為鐵路系統(tǒng)的一大難題，尤其站內(nèi)分路不良，嚴(yán)重影響行車(chē)的安全，因此可以考慮由計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖結(jié)合使用RBC的列車(chē)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)防，即聯(lián)鎖通過(guò)檢測(cè)列車(chē)位置及列車(chē)速度對(duì)已走行進(jìn)路的解鎖時(shí)機(jī)進(jìn)行處理，在判斷列車(chē)仍可能存在相關(guān)區(qū)域運(yùn)行時(shí)，暫不對(duì)進(jìn)路解鎖，因此可以有效防止由于前車(chē)尾部分路不良而造成后續(xù)進(jìn)路錯(cuò)誤開(kāi)放的問(wèn)題。對(duì)于接近鎖閉進(jìn)路的人工解鎖延時(shí)，也可以根據(jù)接收到無(wú)線閉塞中心的列車(chē)位置和速度信息判斷接近鎖閉進(jìn)路解鎖的時(shí)機(jī)，可以進(jìn)一步提高運(yùn)輸效率和行車(chē)安全。

3 結(jié)束語(yǔ)

計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖在C3系統(tǒng)中的運(yùn)用使得聯(lián)鎖系統(tǒng)有了更廣泛的應(yīng)用模式，為客運(yùn)專(zhuān)線的建設(shè)提供了有力的支撐，隨著技術(shù)的發(fā)展，聯(lián)鎖系統(tǒng)的功能會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)和完善，使之在國(guó)內(nèi)外鐵路建設(shè)、尤其在C3客運(yùn)專(zhuān)線中的建設(shè)中發(fā)揮更大、更強(qiáng)的作用，為鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩?、可靠和高效提供有力保障?/p>