浅论高铁中联锁列控技术田帅

浅论高铁中联锁列控技术田帅

田帅

中国铁路北京局集团有限公司北京电务段北京100010

摘要：随着我国客运能力的快速扩大，铁路建设也得到了高速发展，而目前运用的高铁系统就是通过联锁与列控技术实现的。本文将从联锁列控的基本概念、在高铁中的作用等方面进行介绍，并重点对两种技术一体化发展方向进行论述，这对我国高铁系统研发方向有着重大意义。

关键词：高铁、联锁技术、列控技术、一体化

引言

伴随着我国高速铁路的快速发展，人员流动日益加大，给客运系统带来巨大的压力，如何能更好地保障运输的正常运行成为问题关键所在。而联锁列控技术是保证列车安全运行的核心技术。但是目前采用的铁路独立设置的联锁、列控系统已不适应当前的客运需求，铁路运输系统迫切需要创新的系统用以配合整个运输网络，列控与联锁一体化系统则成为了应用首选。因此，对联锁与列控技术的一体化研究是国内研发人员的重要方向。

一、联锁与列控技术概述

（一）联锁系统

联锁系统是高铁系统的一部分，同时也是保证高铁运营安全不可或缺的关键技术。这种联锁技术就是在进路、进路道岔和信号机之间按一定程序、一定条件建立起的相互联系，同时又能相互制约的过程。而用计算机技术来实现联锁功能的联锁系统称为计算机联锁系统，由于高铁列车运行速度高、运行间隔小、正点率要求高，为提高系统的安全与效率，必须配有计算机联锁系统。它具有进路自动排列、进路储存及延续进路防护功能，并在车站股道设有防护区段及安全线，兼顾安全性与运营效率。

（二）列控系统

列控系统是由众多子系统组成的列车与轨道车站协同控制的系统，由列控中心、无线闭塞中心、临时限速服务器、车站联锁、调度集中以及车载ATP设备等各个子系统相互配合，共同对列车施行运行控制任务。随着列车时速的不断提升，高速铁路的安全性、可靠性都成为各个国家重视的项目建设之一。在进行高速铁路相关的建设活动中，对于通信系统的研究和建设投入了巨大的人力物力。同时将自动控制技术、计算机技术、通讯技术和铁路信号技术共同构建一个高度集成的铁路列车控制系统。用列控系统来保障铁路列车的平稳安全运营，同时与地面列控中心的实时通讯，能够实现对列车的精准调度，有组织的使用铁路运力，高效整合铁路资源。

二、联锁列控两种技术一体化的发展探讨

列控、联锁独立设置的高铁系统已经很难应付全国日益增多且复杂的高铁运输系统，但两者技术结合形成的列控联锁一体化系统则能很好解决这类问题。列控联锁一体化系统是指将联锁逻辑控制和列车运行控制两方面的技术统一于一套计算机应用系统中，通过操作这套计算机系统可以达到两方面的运行控制，二者通过计算机特定设计内部信息转换模式，交换双方的内部信息，使信息的重复采集率大大降低，以达到更好的配合效果，具有信息输出能力强、结构简单，可操作性强的信号安全控制系统。

（一）国内外发展现状

国外现状：列控联锁一体化系统已在国外的客运专线、高速铁路中得到广泛地应用，其中以法国、德国为代表，比较著名的有SmartLock300系统、SMIISW联锁系统、DS-ATC系统和SEI列控联锁一体化系统等，这些技术的应用大大提高了这些国家的运输效率，节约了运行控制时间，并且在高速铁路运用方面更加得心应手，也为其他国家的研发提供了经验。

国内现状：我国已拥有自主研发的联锁系统，并且在全国铁路大提速中得到使用。如全路通信信号研究设计院的DS6-11型、北京交大微联公司的JD-IA型、中国铁道科学研究院通号所的TYJL-II型和卡斯柯公司的VPI、CIS-1等型号的联锁系统；在计算机联锁阶段的中期以三取二结构为主，如全路通信信号研究设计院的DS6-20型、中国铁道科学研究院通号所的TYJL-TR9型、TYJL-TR2000型和TYJL-ECC等型号的联锁系统；后期以二乘二取二结构为主，如全路通信信号研究设计院的DS6-K5B型、北京交大微联公司的EI32-JD型、中国铁道科学研究院通号所的TYJL-Ⅲ型与卡斯柯公司的iLOCK型等系统。并且这些产品也应用到我国胶济客专、合宁客专、合武客专、沪杭高铁等线路上。

但目前我国没有完整的独立设计的列控联锁一体化系统。而目前在建的多条铁路中也没有应用列控和联锁一体化系统。但值得关注的是国内科研单位正在努力钻研我国国产品牌的列控联锁一体化系统，以期在未来的铁路建设中得到应用。

（二）列控联锁一体化系统构成

该系统硬件系统主要由计算机主机、信息输入输出的接口、应答器控制模块和移频轨道电路等组成。我国的计算机主机的结构与国外不同，通常是硬件安全冗余结构，主控计算机目前普遍采用二乘二取二结构，输入输出接口一般是双驱双采的方式，移频轨道电路和应答器控制模块采用1+1备用的方式。

其中联锁列控一体化系统划分为两级网络结构，第一级为现场网络，采用双重冗余现场总线CAN构建安全数据网络交换信道，将相当于网络节点的车站联锁采集驱动（I／0）模块和区间轨道电路发送、接收模块、以及与邻站控制中心接口的光纤通信模块连接起来；第二级为综合信号系统局域网，挂在此网络上的路由器接入广域网与远端的行车指挥调度中心、设备维修中心、相邻车站综合数据局域网建立通信联系，从而构建基于专用网络通信的铁路行车指挥控制系统。

其中安全冗余结构虽然可以大大增强系统的安全性和可靠性，但系统本身存在的生产制造工艺上的缺陷问题并没有得到根本解决，所以我们还是应该立足实际采取切实有效的措施。首先，应该按照要求使单套设备的各项功能达到规定要求，各项制造工艺在技术上与国际接轨；其次，随着硬件的冗余，多余的系统切换随之而来，这就导致整个系统的故障点增多，故障多发，不利于系统使用的可靠性和高效性，并且会大大提高运行维护成本；最后，多级冗余会造成资源的不合理利用，提高系统工程的建设成本，不利于列控和联锁一体化系统的进一步发展。

（三）联锁列控一体化具有的优势与价值

在现今的高铁系统中，大多都是单独的联锁系统或车站列控系统，这样就会在数据交换上效率过低。列车的正常行驶离不开列控系统与联锁系统的积极配合以及数据交换，车辆行驶中大量的车辆行驶信息实时更新，会产生大量的信息在联锁系统与列控系统间切换。车站列控中心向计算机联锁发送车辆行驶信息，计算机联锁系统向列控系统发送监测信息，大量的重复的信息在两个系统之间来回切换，增加了系统的工作量，降低了运行效率，影响客运能力的提高。

同时，当计算机联锁系统或者车站列控系统内部发生变化或者升级检修时，需要同时维护、更新、检修两套系统的硬件软件，再加上各大生产厂商生产标准的不统一，进一步限制了相互之间的匹配度和通用性，不利于资源的合理配置，这无疑增加了系统的维护工作量以及维护成本。

然而一旦两个系统中的任何一个环节出现问题，系统设备的配合就会受到影响，不能及时交换信息，信息延迟都会使列车行驶受到极大地影响。因此，列控和联锁系统一体化可以更好地实现全国大提速，给予列车更高的安全保障，并且信号设备的高效使用可以使列车的行驶更加顺畅。

（四）可行性

联锁列控一体化系统可同时完成车站联锁功能和区间闭塞功能，代表了当今世界铁路信号安全控制技术的发展方向，而基于一体化、网络化、数字化、综合化的信号安全综合控制系统将成为我国铁路信号基础设备发展的必由之路。

计算机联锁系统的构成通常为联锁处理子系统、人机界面子系统和诊断维护子系统3部分。其中，联锁处理子系统即下位机为硬件冗余结构，它的设计理念是遵守故障-安全原则。车站的列控系统由列控处理子系统（下位机）和诊断维护子系统两部分构成。列控系统采用二乘二取二硬件冗余结构，设备自身的设计、有关的信息通道接口同样符合故障-安全原则的要求。通过以上分析可知，计算机的联锁系统和车站的列控系统所遵循的设计理念以及安全要求是相同的，因此，从系统结合的可操作性来看，列控和联锁一体化是可以实现的。

三、总结

联锁列控一体化系统虽然在我国还未广泛使用，但在我国却具有广阔的发展和应用前景，我国的高铁发展之快对于这方面有更高的要求，我国应加大技术研发脚步，投入人力资本，借鉴国内外的研究经验，取得我国自主研发成果，在技术上与国际接轨，这不但是我国铁路大提速的要求，更是我国经济高质量发展的要求，同时我们要规范其发展，使其在起步阶段就步入正轨，促进我国铁路建设的大发展。

参考文献：

[1]徐德龙，郝韬.高速铁路计算机联锁系统切换原则的研究[J].中国铁路，2014（8）：66-70

[2]程剑锋，田青.下一代列控系统技术方案探讨[J].中国铁路，2014（12）：32-35

[3]赵志熙.计算机联锁系统技术[M].北京：中国铁道出版社，1999.