張鵬偉

摘 要：隨著我國客運能力的快速發(fā)展，目前采用的鐵路獨立設(shè)置的聯(lián)鎖、列控系統(tǒng)已不適應(yīng)當前的客運需求，鐵路運輸系統(tǒng)迫切需要創(chuàng)新的系統(tǒng)以配合整個運輸系統(tǒng)，列控與聯(lián)鎖一體化系統(tǒng)成為應(yīng)用首選，因此，我國開始逐步探索采用列控聯(lián)鎖一體化系統(tǒng)，并在國內(nèi)開始逐步使用，已引進了法國、德國、美國等國家的列控聯(lián)鎖一體化系統(tǒng)，應(yīng)用于多條省際客運專線和城際軌道當中。該文通過分析采用列控聯(lián)鎖一體化的系統(tǒng)概況、以及應(yīng)用的必要性和可行性，來展現(xiàn)其在我國的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：列控 聯(lián)鎖 一體化 鐵路 客運

中圖分類號：U284 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）11（b）-0083-02

伴隨著我國高速鐵路的快速發(fā)展，人員流動日益加大，給客運系統(tǒng)帶來巨大的壓力，如何能更好地保障運輸?shù)恼＿\行成為關(guān)鍵問題所在。國內(nèi)的科研團隊也正在自主研發(fā)我國本土的列控聯(lián)鎖一體化系統(tǒng)，這為我國發(fā)展列控聯(lián)鎖一體化提供了技術(shù)支持，并充分說明其在我國擁有良好的發(fā)展前景。

1 列控與聯(lián)鎖一體化系統(tǒng)概述

1.1 基本概念

列控聯(lián)鎖一體化系統(tǒng)是指將聯(lián)鎖邏輯控制和列車運行控制兩方面的技術(shù)統(tǒng)一于一套計算機應(yīng)用系統(tǒng)中，通過操作這套計算機系統(tǒng)可以達到兩方面的運行控制，二者通過計算機特定設(shè)計內(nèi)部信息轉(zhuǎn)換模式，交換雙方的內(nèi)部信息， 使信息的重復采集率大大降低，以達到更好的配合效果，具有信息輸出能力強、結(jié)構(gòu)簡單，可操作性強的信號安全控制系統(tǒng)。

1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

國外現(xiàn)狀：列控聯(lián)鎖一體化系統(tǒng)已在國外的客運專線、高速鐵路中得到廣泛地應(yīng)用，其中以法國、德國為代表，比較著名的有Sm artLock300系統(tǒng)、S MI IS W聯(lián)鎖系統(tǒng)、 DS-ATC系統(tǒng)和SEI列控聯(lián)鎖一體化系統(tǒng)等，這些技術(shù)的應(yīng)用大大提高了這些國家的運輸效率，節(jié)約了運行控制時間，并且在高速鐵路運用方面更加得心應(yīng)手，也為其他國家的研發(fā)提供了經(jīng)驗。

國內(nèi)現(xiàn)狀：我國已擁有自主研發(fā)的列控系統(tǒng)，并且在全國鐵路大提速中得到使用。但目前我國沒有完整的獨立設(shè)計的列控聯(lián)鎖一體化系統(tǒng)。而目前在建的多條鐵路中也沒有應(yīng)用列控和聯(lián)鎖一體化系統(tǒng)。但值得關(guān)注的是國內(nèi)科研單位正在努力鉆研我國國產(chǎn)品牌的列控聯(lián)鎖一體化系統(tǒng)，以期在未來的鐵路建設(shè)中得到應(yīng)用。

2 列控與聯(lián)鎖一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

列控和聯(lián)鎖一體化硬件系統(tǒng)主要由計算機主機、信息輸入輸出的接口、應(yīng)答器控制模塊和移頻軌道電路等。我國的計算機主機的結(jié)構(gòu)與國外不同，通常是硬件安全冗余結(jié)構(gòu)， 主控計算機目前普遍采用二乘二取二結(jié)構(gòu)，輸入輸出接口一般是雙驅(qū)雙采的方式，移頻軌道電路和應(yīng)答器控制模塊采用1+1備用的方式。

其中聯(lián)鎖列控一體化系統(tǒng)劃分為兩級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，第一級為現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)，采用雙重冗余現(xiàn)場總線CAN構(gòu)建安全數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)交換信道，將相當于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的車站聯(lián)鎖采集驅(qū)動（I/0）模塊和區(qū)間軌道電路發(fā)送、接收模塊、以及與鄰站控制中心接口的光纖通信模塊連接起來；第二級為綜合信號系統(tǒng)局域網(wǎng)，掛在此網(wǎng)絡(luò)上的路由器接入廣域網(wǎng)與遠端的行車指揮調(diào)度中心、設(shè)備維修中心、相鄰車站綜合數(shù)據(jù)局域網(wǎng)建立通信聯(lián)系，從而構(gòu)建基于專用網(wǎng)絡(luò)通信的鐵路行車指揮控制系統(tǒng)。

安全冗余結(jié)構(gòu)雖然可以大大增強系統(tǒng)的安全性和可靠性，但系統(tǒng)本身存在的生產(chǎn)制造工藝上的缺陷問題并沒有得到根本解決，所以我們還是應(yīng)該立足實際采取切實有效的措施。首先，應(yīng)該按照要求使單套設(shè)備的各項功能達到規(guī)定要求，各項制造工藝在技術(shù)上與國際接軌；其次，隨著硬件的冗余，多余的系統(tǒng)切換隨之而來，這就導致整個系統(tǒng)的故障點增多，故障多發(fā)，不利于系統(tǒng)使用的可靠性和高效性，并且會大大提高運行維護成本；最后，多級冗余會造成資源的不合理利用，提高系統(tǒng)工程的建設(shè)成本，不利于列控和聯(lián)鎖一體化系統(tǒng)的進一步發(fā)展。

3 發(fā)展列控與聯(lián)鎖一體化的必要性

在現(xiàn)已開通的客運專線中，大部分專線設(shè)計的是列控系統(tǒng)和計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)單獨分離設(shè)置，并沒有采用一體化設(shè)置，而通過大量的實際驗證，系統(tǒng)的獨立設(shè)置，會帶來許多問題。

3.1 分離設(shè)置不能使信號得到統(tǒng)一控制

計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)主要負責車輛進路、道岔和站內(nèi)信號指揮，而列控系統(tǒng)則負責軌道電路排列組合和控制、軌道的自動閉塞以及對方向的把握、并且輔以區(qū)間信號變換以及臨時限速、停車等作用。列控系統(tǒng)主要是作為地面設(shè)備在車站列控中心發(fā)揮作用。

列車的正常行駛離不開列控系統(tǒng)與聯(lián)鎖系統(tǒng)的積極配合以及數(shù)據(jù)交換，車輛行駛中大量的車輛行駛信息實時更新產(chǎn)生大量的信息在聯(lián)鎖系統(tǒng)與列控系統(tǒng)間切換。車站列控中心向計算機聯(lián)鎖發(fā)送車輛行駛信息，計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)向列控系統(tǒng)發(fā)送監(jiān)測信息，大量的重復的信息在列控系統(tǒng)與聯(lián)鎖系統(tǒng)之間來回切換，增加了系統(tǒng)的工作量，降低了運行效率，影響客運能力的提高。

3.2 信息傳送受到媒介限制

計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)與車站列控系統(tǒng)之間的信息傳遞會受到中間傳輸媒介、通信協(xié)議的達成、系統(tǒng)處理能力高低的限制。如果聯(lián)鎖系統(tǒng)與列控系統(tǒng)間出現(xiàn)意外的通信故障或信息傳遞延遲，將大大影響列車的正常行駛，系統(tǒng)性能的可靠性也將大大降低。而聯(lián)鎖與列控一體化系統(tǒng)將會很大程度上提高通信實時性、信息的可靠性、同時會大大提高系統(tǒng)處理問題的能力。

3.3 系統(tǒng)維護工作量大、成本高

當計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)或者車站列控系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生變化或者升級檢修時，需要同時維護、更新、檢修兩套系統(tǒng)的硬件軟件，加之各大生產(chǎn)廠商生產(chǎn)標準的不統(tǒng)一，進一步限制了相互之間的匹配度和通用性，不利于資源的合理配置，這無疑增加了系統(tǒng)的維護工作量以及維護成本。

3.4 設(shè)備故障點增多

由于操作鏈條的延長，兩套系統(tǒng)中的任何一個環(huán)節(jié)發(fā)生故障或出現(xiàn)系統(tǒng)問題時，都會對列車的正常行駛產(chǎn)生極大地影響，還會出現(xiàn)列車事故，造成嚴重后果，而分設(shè)系統(tǒng)無疑加大了這種可能性。

4 聯(lián)鎖與列控一體化的可行性

聯(lián)鎖列控一體化系統(tǒng)可同時完成車站聯(lián)鎖功能和區(qū)間閉塞功能，代表了當今世界鐵路信號安全控制技術(shù)的發(fā)展方向，而基于一體化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、綜合化的信號安全綜合控制系統(tǒng)將成為我國鐵路信號基礎(chǔ)設(shè)備發(fā)展的必由之路。

4.1 配合程度得到提高

車站內(nèi)進路的選擇和信號點燈的控制主要由計算機的聯(lián)鎖系統(tǒng)完成，而臨時限速和停車以及區(qū)間關(guān)于信號設(shè)備的控制是由列控系統(tǒng)承擔。兩個系統(tǒng)通過內(nèi)部間交流溝通信息，及時掌握行車動態(tài)，積極配合地面信號系統(tǒng)，實現(xiàn)人機操作的一致性，使列車運行得到很好地控制，減少意外的發(fā)生。然而一旦兩個系統(tǒng)中的任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，系統(tǒng)設(shè)備的配合受到影響，不能及時交換信息，信息延遲都會使列車行駛受到極大地影響。因此，列控和聯(lián)鎖系統(tǒng)一體化可以更好地實現(xiàn)全國大提速，給予列車更高的安全保障，信號設(shè)備的高效使用可以使列車的行駛更加順暢。

4.2 系統(tǒng)結(jié)合的可操作性

計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的構(gòu)成通常為聯(lián)鎖處理子系統(tǒng)（簡稱下位機）、人機界面子系統(tǒng)（簡稱控顯機）和診斷維護子系統(tǒng)3部分。其中，聯(lián)鎖處理子系統(tǒng)即下位機為硬件冗余結(jié)構(gòu)，它的設(shè)計理念是遵守故障-安全原則。車站的列控系統(tǒng)由列控處理子系統(tǒng)（下位機）和診斷維護子系統(tǒng)兩部分構(gòu)成。列控系統(tǒng)采用二乘二取二硬件冗余結(jié)構(gòu)，設(shè)備自身的設(shè)計、有關(guān)的信息通道接口同樣符合故障-安全原則的要求。通過以上分析可知，計算機的聯(lián)鎖系統(tǒng)和車站的列控系統(tǒng)所遵循的設(shè)計理念以及安全要求是相同的，因此，從系統(tǒng)結(jié)合的可操作性來看，列控和聯(lián)鎖一體化是可以實現(xiàn)的。

4.3 設(shè)備接口的相同性

通過研究設(shè)備接口通信協(xié)議的說明可以知道，雖然車站列控系統(tǒng)比計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的外部接口要多，但我們也應(yīng)看到車站列控系統(tǒng)和計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的外部設(shè)備的接口擁有相同的連接方式，相同的傳輸介質(zhì)，在安全通信協(xié)議方面的具體要求大體相同，僅是相互傳遞的應(yīng)用數(shù)據(jù)方面存在微小不同?？梢娫谠O(shè)備接口方面，相同的硬件設(shè)施為列控聯(lián)鎖一體化提供可能。

5 結(jié)語

列控聯(lián)鎖一體化系統(tǒng)雖然在我國還未廣泛使用，但在我國具有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景，我國的鐵路列車發(fā)展之快對于這方面有更高的要求，我國應(yīng)加大技術(shù)研發(fā)腳步，投入人力資本，借鑒國內(nèi)外的研究經(jīng)驗，取得我國自主研發(fā)成果，在技術(shù)上與國際接軌，這不但是我國鐵路大提速的要求，更是我國經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的要求，同時我們要規(guī)范其發(fā)展，使其在起步階段就步入正軌，促進我國鐵路建設(shè)的大發(fā)展。

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