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      地方鐵路中列車運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

      2016-04-08 02:10:09張志偉
      山東工業(yè)技術(shù) 2016年7期
      關(guān)鍵詞:信號(hào)機(jī)列車運(yùn)行校正

      張志偉

      摘 要:本文主要是改進(jìn)了一種列車運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)。在改進(jìn)過(guò)程中,充分考慮到一些地方鐵路線路的特性,而選擇全球定位系統(tǒng)來(lái)獲取列車位置信息,并將這些信息和電路與信號(hào)機(jī)信息一同發(fā)送給監(jiān)控裝置,以便通過(guò)監(jiān)控裝置對(duì)地方鐵路的列車運(yùn)行信息進(jìn)行監(jiān)控,達(dá)到確保行車安全的目的。

      關(guān)鍵詞:列車運(yùn)行監(jiān)控裝置;地方鐵路;全球定位系統(tǒng)

      DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.07.226

      1 引言

      列車運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)是一種對(duì)列車運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控的常用裝置,其主要是根據(jù)監(jiān)控信息來(lái)控制列車運(yùn)行速度以便達(dá)到行車安全的目的。此種系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)采集列車行駛過(guò)程中的相關(guān)速度,制動(dòng)壓力和線路狀況等信息,然后借助已經(jīng)存儲(chǔ)的線路參數(shù),統(tǒng)計(jì)處理之后來(lái)對(duì)列車運(yùn)行情況進(jìn)行控制。目前的LKJ2000型列車運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)主要是應(yīng)用在全國(guó)鐵道部系統(tǒng)中。這種系統(tǒng)對(duì)鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩WC工作有巨大的幫助作用,且為鐵路安全運(yùn)輸管理提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)參考信息。

      本文通過(guò)綜合對(duì)比考慮而認(rèn)為可以選擇全球定位系統(tǒng)來(lái)定位獲取列車位置信息,可以通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬功能將軌道信號(hào)輸入列車運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng),以便發(fā)揮出其正常運(yùn)用。這樣可以方便地方鐵路系統(tǒng)的安全運(yùn)輸,確保列車運(yùn)行安全。

      2 系統(tǒng)原理與結(jié)構(gòu)

      2.1 系統(tǒng)原理

      列車運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)在工作時(shí)需要得到軌道電路信號(hào),這些信號(hào)可以通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬得到,其主要包括運(yùn)行距離校正信和信號(hào)燈信號(hào)。

      (1)距離校正碼。在有軌道電路的系統(tǒng)中,為了對(duì)距離進(jìn)行修正,一般需要測(cè)量得到兩個(gè)鄰近軌道的電路絕緣節(jié)信號(hào)。通過(guò)校正可以使得實(shí)際監(jiān)控裝置所得到的距離信息和實(shí)際距離信息一致,以此來(lái)確保監(jiān)控精確性。若沒(méi)有軌道線路,則可以GPS信號(hào)來(lái)得到列車位置信息。并將這些位置信息和線路基礎(chǔ)定位信息對(duì)比,就可以確定當(dāng)前列車的實(shí)際距離信息。接著根據(jù)已經(jīng)確定的距離校正點(diǎn),將距離校正碼發(fā)送到監(jiān)控系統(tǒng),這樣就可以對(duì)監(jiān)控距離信號(hào)進(jìn)行校正。相對(duì)來(lái)說(shuō)GPS 可以進(jìn)行高精度定位,因而可以使得監(jiān)控?cái)?shù)所得誤差在可控制范圍內(nèi)。若監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)超前或者滯后,都可以通過(guò)校正使得這些信號(hào)和實(shí)際數(shù)據(jù)保持一致。此外也可以根據(jù)需要進(jìn)行手動(dòng)校正,操作人員可手工校正這些監(jiān)控?cái)?shù)據(jù),這樣就可以確保數(shù)據(jù)一致。

      (2)信號(hào)燈信號(hào)。地方鐵路列車在運(yùn)行過(guò)程中需要用到預(yù)告、進(jìn)站和出站這三種信號(hào)機(jī)。地方鐵路一般沒(méi)有軌道電路,因而機(jī)車無(wú)法辨識(shí)前方信號(hào)。為了應(yīng)對(duì)這一問(wèn)題,本設(shè)計(jì)考慮選擇人工確認(rèn)信號(hào)模式,要求乘務(wù)員強(qiáng)制輸入前方信號(hào)。也就是在GPS幫助下,在距信號(hào)機(jī)1 200 m時(shí),列車將信號(hào)發(fā)送給監(jiān)控主機(jī),并提示乘務(wù)員輸入前方信號(hào),若其依據(jù)提示輸入相應(yīng)信號(hào),則系統(tǒng)依據(jù)輸入指令行車。若其不輸入則監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)直接行使到前方信號(hào)機(jī)前停車。

      2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

      本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到地方鐵路特點(diǎn),并結(jié)合監(jiān)控裝置的相關(guān)要求而設(shè)計(jì)出這種監(jiān)控系統(tǒng)。其主要組成單元為GPS 接收裝置、手動(dòng)輸入裝置和信號(hào)處理系統(tǒng),以及一些校正裝置等.

      3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

      3.1 線路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

      線路的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對(duì)監(jiān)控裝置的工作效果有重要影響,這些數(shù)據(jù)正確才能保證監(jiān)控系統(tǒng)按要求工作。它們主要是指模擬軌道電路的一些GPS 數(shù)據(jù),在使用這些數(shù)據(jù)時(shí)需要進(jìn)行采集與復(fù)核。

      (1)線路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集。在采集這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí),需要先確定出GPS 校正采集點(diǎn),然后確定出距離信號(hào)機(jī)前方1200 m出的位置信息。接著通過(guò)GPS 坐標(biāo)采集功能,在列車進(jìn)入某一距離范圍內(nèi)后按下監(jiān)控系統(tǒng)的“采集鍵”,這樣該位置處的GPS坐標(biāo)會(huì)被自動(dòng)記錄下來(lái)。

      (2)GPS坐標(biāo)數(shù)據(jù)的復(fù)核。采集到的坐標(biāo)數(shù)據(jù)可能存在差錯(cuò),需要對(duì)其進(jìn)行復(fù)核。在復(fù)核時(shí),需要將監(jiān)控系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和主系統(tǒng)斷開(kāi),以便確保行車安全。復(fù)核時(shí)主要是查看相關(guān)距離信息是否需要校正,并檢查GPS 校正情況。記錄完全部位置點(diǎn)的校正之后,若發(fā)現(xiàn)有誤差,則需要對(duì)重新采集相應(yīng)的GPS 校正坐標(biāo)信號(hào)。

      3.2 監(jiān)控裝置模擬信號(hào)輸入點(diǎn)

      (1)距離誤差校正發(fā)送點(diǎn)選擇。在進(jìn)行距離誤差校正時(shí),需要監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)校正要求,并分區(qū)信號(hào)校正。首先設(shè)置地方鐵路列車運(yùn)行線路,也即將其設(shè)置為交路,且在每條交路兩站間根據(jù)需要設(shè)置相應(yīng)的信號(hào)機(jī),為了方便設(shè)置,可以選擇地面界碑點(diǎn)處。

      (2)機(jī)車信號(hào)發(fā)送點(diǎn)的選擇。選擇信號(hào)采集點(diǎn)時(shí),可以選擇各站的預(yù)告信號(hào)機(jī)前后一定距離點(diǎn)。此外還需要考慮到鐵路相關(guān)文件和操作反應(yīng)時(shí)間等因素,可以適當(dāng)在信號(hào)機(jī)前方多設(shè)置幾個(gè) GPS采集點(diǎn),以此來(lái)確保當(dāng)列車運(yùn)行到前方信號(hào)機(jī)1200 m處時(shí),監(jiān)控主機(jī)可以得到發(fā)送的相關(guān)距離信號(hào),確保行車安全。

      3.3 系統(tǒng)使用與可靠性

      為確保系統(tǒng)可靠性,一般在安裝此系統(tǒng)之后,需要在運(yùn)行時(shí)每隔2 km校正監(jiān)控裝置,以便監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和實(shí)際數(shù)據(jù)一致。此外系統(tǒng)主機(jī)對(duì)原來(lái)采集存儲(chǔ)的GPS坐標(biāo)數(shù)據(jù)和測(cè)量到的GPS信息進(jìn)行對(duì)比。在列車行駛到距離信號(hào)燈一定距離時(shí),信號(hào)主機(jī)會(huì)將距離信號(hào)發(fā)送到監(jiān)控主機(jī),并給出輸入前方信號(hào)的提示。乘務(wù)員可以根據(jù)這些提示進(jìn)行信號(hào)輸入。顯示設(shè)備會(huì)將輸入的信號(hào)狀態(tài)顯示出,司機(jī)將此信號(hào)和測(cè)量所得信號(hào)進(jìn)行對(duì)比確認(rèn)一致后按“確認(rèn)”鍵,然后監(jiān)控裝置根據(jù)輸入的前方信號(hào)運(yùn)行。

      在一些信號(hào)屏蔽作用較強(qiáng)的區(qū)域,可能會(huì)短時(shí)間內(nèi)接收不到 GPS信號(hào),在此情況下為確保列車行駛到距離信號(hào)機(jī)前方1200 m距離時(shí)系統(tǒng)會(huì)發(fā)送信號(hào),需要從以下方面進(jìn)行改進(jìn)。

      (1)增加距離采集點(diǎn)??梢栽黾泳嚯x信號(hào)采集點(diǎn),例如在離信號(hào)機(jī)前1200米附近多設(shè)置幾個(gè)采集點(diǎn)。

      (2)系統(tǒng)自動(dòng)預(yù)測(cè)前方距離。系統(tǒng)會(huì)根據(jù)先前得到的GPS 信號(hào)來(lái)對(duì)當(dāng)前的距離進(jìn)行預(yù)測(cè),若預(yù)測(cè)距離沒(méi)有到1200 m則會(huì)走自動(dòng)發(fā)送信號(hào)。這樣處理可以避免因?yàn)樘鞖?、設(shè)備狀態(tài)等導(dǎo)致GPS信號(hào)收不到而出現(xiàn)故障的情況,可以確保在各種情況下系統(tǒng)都可發(fā)送信號(hào)到監(jiān)控主機(jī),以此來(lái)確保安全。

      4 結(jié)語(yǔ)

      為了將鐵路列車監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用到地方鐵路線路中,本文提出采用 GPS系統(tǒng)來(lái)提供列車實(shí)時(shí)位置信號(hào),并將這些信號(hào)發(fā)送給監(jiān)控裝置,以此來(lái)處理地方鐵路無(wú)軌道電路等問(wèn)題,從而有效的擴(kuò)大了鐵路監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。通過(guò)使用結(jié)果表明,改進(jìn)之后,這種監(jiān)控系統(tǒng)可以很好的應(yīng)用到我國(guó)地方鐵路中,得到了同樣效果。

      參考文獻(xiàn):

      [1]沈洪波.列車運(yùn)行監(jiān)控裝置技術(shù)進(jìn)步探討[J].鐵路技術(shù)創(chuàng)新,2012(02).

      [2]暢建民.軌道車安裝運(yùn)行監(jiān)控裝置的選擇[J].內(nèi)燃機(jī)車,2012(11).

      [3]王靈眼.機(jī)車監(jiān)控裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)整改及效果分析[J].內(nèi)燃機(jī)車,2013(09).

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