计算机技术在铁路信号中的应用和发展.pdf
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1、计算机技术在铁路信号中的应用和发展胡东源刘胜利摘要介绍 了计算机技术、信息技术以及现代网络技术在铁路信号中的联锁、闭塞、驼峰、道口、机车信号,超速防护、计轴、调监、调度集中、微机监测以及系统中的应用,并指出计算和 时支术在铁路信号领域中的发展前景。关健词计算机 铁路信号应用叭幽吨加,户沈,“,五,而,即”刀旋卿。画,引言铁路信号是保证行车安全、提高运输能力、改善劳动条件和改进管理水平 的重要设施。多年来,在铁路运输强劲需求和新技术迅猛发展这两只巨轮的推动下,我国铁路信号发生了巨大而深刻的变化,这种变化不胡东源铁 直 部运输局基础部副主任拼北京市刘胜利铁道部运输局基础部调研员承抖北京市仅反映在装
2、备率的大提高、覆盖面 的大拓展,更主要的是反映在技术层次 的大提高,反映在技术上质的飞跃。由于微 电子、信息、网络、通信技术,特别是计算机技术在铁路 信号的各个领域的广泛应 用,促进了铁路信号技术的大发展,信号技术和产品正经历 由传统的继 电逻辑、模拟 电路、分散孤立 的控制模 式向数字化、网络化、智能化和综合化发展的升级换 代的历史具有重要意义。工务系统是 由铁道部运输局基础部组织,部 电子计算技术中心牵头,北方交通大学,路局工务和电子部 门共同参与研发的。系统覆盖铁道部一铁路局一铁路分局一工务段四级工务管理部门,收集线路、桥梁、隧道、涵渠、道口、立交设备、站场及钢轨、轨枕、道岔、道床等铁路
3、基 础设备的技术信息和 图纸信息,结合秋检,建立 定期更新的数据库,反映线路设备动态状 况,采 用国外先进、成熟的数学模型对设备劣化趋势进行预测和分析,为设 备的大修、维修提供决策依据,为铁路改革费用清算提供依据。建立 包括水害信息、水害慢行处所、封锁区间、水害损失、防洪预抢工程、危险地点、看守处所、雨量警戒值、沿线水库、防洪准备工作、防洪备料机具和 战备梁等信息的信息资料库,为防洪抢 险、尽快开通线路,保证铁路运输安全畅通提供决策依据,提高铁路抢险救灾、事故处理的决策水平。该系统利用世行 第六批铁路计算机项目贷款,软件已经通过铁道部组织 的评审,并在京沪线工务部 门试点成功,全路工程可行性研
4、究报告已报计划 司,很快将启动全路推广实施工作。铁道部对电子商务系统建设非常重视,已经成立了专门的领导小组。铁道部电子中心与物资总公司、集装箱中心等部门进行了合作,项目的可行性研究报告已经批复,将在中铁现代物流科技股份有限公司进行电子商务应用试点,实现仓储管理、物流配送、网上贸易和集采专供等功能,在上海局车站和上海中心进行集装箱试点,然后逐步启动电子商务系统建设。结束语深入进行信息整合和共享,在铁道部、铁路局、铁路分局建立数据仓库和面向有限主题的数据集市,开发在线分析系统,实现数据挖掘,初步建成计算机辅助决策支持系统。全面完成工程建设,进一步加强与其它系统的结合,深入开展车号信息的综合利用,为
5、铁路体制改革提供技术条件进一步优化完善客票系统软件,增加深层次应用功能,不断提高铁路客运营销和管理水平按照铁道部统一部署,完成工程建设目标,实现列车指挥信息采集的自动化,提高铁路运输行车指挥水平。收稿日期一一 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http:/转变。可以毫不夸张地 说,计算机技术正在重塑信息时代的铁路 信号。没有计算机技术 和信号控制技术的融合,就没有中国铁 路 信号 的现 代化。计算机技术在铁路信号中的优势计算机参 与控制可 以最大限度地减少人为出错 的
6、概率。计算机逻辑 处理能 力强、计算速度高。采用计算机代 替人进行 逻辑处理工 作可 以得到更准确可靠的结果。计算机易于 实现对 信号设备运行状态的不 间断检测。采用计算机技术能够对系统故障进行有效的诊断定位、信 息储存、状态回放,容 易实现智能维护和远程诊断,便于故 障分析 及结合部管理。有利于提高铁路信号系统的智能化功能。先进的软件编程技术,可 以将人类生产中的经验程序化,实现生产过程 智能化控 制,使 生产过程达 到最优。例如编组站综合自动化系统,系统的阶段计划等都具备了一定的智 能化功 能。有利于信号系统实现网络化和信息化。计算机化的系统,易于组网、联网,实现多层次数据共用、信息共享。
7、用于各级调度指挥,可以做到信息逐级畅通,整体状态透 明,指挥 实时科学,点线 能力协调,安全高效准确。有利于提高整个系统的可靠性和可用性。利用计算机日益成熟的容错计算技术和冗余技术,可以方便地 组成热 备冗 余系 统,实现 系统不 间断工作,确保设备运用状态 良好。如 自动闭塞系统的和计算机联 锁双 机热备等。有利于进一步提高信号系统的安全性。随着计算机系统故障安全技术的不断提高,其 强大的逻辑运算功能完全可以实现过去靠继 电器布线逻辑 电路难 于解决 的一些 系统安全功能,安全 性能可进一步提高。有利于提高信号系统的技术经济指标。计算机技术易于做到系统的模块化,积木化,系统可大可小,灵活组合
8、,易于功能扩展,使得 系统的技术经济指标明显提高。有利于协调系统人机关系。计算机系统可以使得显示方式和输入方式 多样化选择,显示内容动态丰富。友好的人机界面,便于人们掌握完善的状态显示,易于人们识别信息的实时反馈,方便操作控制。计算机技术在铁路信号中的主要应用调度监督与调度集中方面调度监督与调度集 中是铁路信号应用计算机技术较早的领域。我 国铁路调度监督 与调度集 中采 用计算机技术起步于世纪年代。形成较大规模的是铁科院通号所和卡斯柯信号公司。铁科院通号所采 用微型计算机技术研制出型调度集中,之后又在型调度集中的基础上,研发了型微机调度集中系统和型调度监督系统。卡斯柯信号公司在技术引进的基础上
9、,先后研发了微机调度监督系统和微机调度集中系统。用计算机、信息 以及现代网络技术为核心的调度监督和调度集中系统,多采用分布式多微机结构,总机采用双机热备、软硬件实现模块化,便于灵活组成不同的实用系 统,模块大都具有 自诊断功能。列车车次号 自动追踪、自动描 绘列车实迹运行图,打印列车运行报告,汇总相 邻调度区段信息并处理,信息联网,多层次组网。并且还设 有 电务维修总机,为 电务维修监测提供条件。运输调度指挥管理系统九十年代 中期,为改变我国铁路运输调度指挥的落后面貌,适应铁路改革 发展与走 向市场 的需 要,部决定组织实施铁路运输调度指挥管理系统工程。工程是在调度监督的基础上,综合通信、信号
10、、计算机、网络、多媒体等多 门技术,构成铁道部、铁路局和铁路分局三级四层计算机网络,以实现透明指挥、集中管理的现代化运输调度指挥系统。各级调度中心 由高性能、高可靠的计算机网络系统组成,采用了高性能服务器、共 享磁盘、工作站、交换机、路 由器、大屏幕投影墙等硬件设备。部调度中心 主干 网采用网络技术,楼层用户采用的以太网。部中心通过铁路分组数据交换网和专线与各个铁路局及分局调度中心远程联接,进行信息交换。部、局、分局三级调度中心网络均采用双网双服务器设计,构成一个高性能、高可用的网络环境,既能增加网络的吞吐量,又能提高网络的可靠性。最下 层 是基层车站系统,其功 能是 从车站联 锁、区间 闭塞
11、、调度 监 督、调度集中、自动停车、列车速度控制系统等信号设备采集信息。面向车站值班 员的终端 同时完成车站值班 员接收行车计划、调度命令、到发时刻自动记录打印和报点等部分工作,体现了现代铁路运输调度指挥智能化的特点。与普通计算机网络相比,具有“三高一化的特点高实时性。它是一个实时过程控制、实时信息处理的闭环系统。为准确及时反映现场列车状态,整个系统内所有变化信息的采集、传输、处理都要在以内完成,其实时性比一般信息系统要求高得多。高可靠性。是行车指挥、控制、管理系统,作为行 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House
12、.All rights reserved.http:/车调度指挥的主要工具,必须保证连续工作。因此,其系统结构、网络构成、软硬件设 计均采用 了冗余技术。高安全性。的基层信息源于现场,来自信号设备,它传递着列车运行状态、行车命令,信息量大、实时性强,对安全要求很高。因此,必须自成体系,采取独立网络、专用服务器、专用协议和安全软件等措施,以防止“病毒”和“黑客”侵入及 网络泄密,确保行车安全。智能化。能根据列车早晚点情况和车流计划的变化,自动调整并产生滚动的小时阶段计划,体现 了现代铁路运输指挥智能化的特点。由通号总公司通号研究设计院、铁科院通号所、卡斯柯信号公司联合开发了系统并组织施工。到目前
13、为止,该项目一期工程含个路局已接近尾声,二期工程含另外个路局正在启动实施。驼峰自动化与编组站综合 自动化方面驼峰编组场 是铁路运输 中的货 运 列车加工厂,直接关系到点线能 力协调问题,一直是 各国铁路开展自动化研究 的重要技术领域,同样更是 计算机技术发挥优势的热 门处所。我国铁路早在年至年就利用国产专用模拟 计算机进行驼峰自动化试验,包含了测速、测重、测长、测阻、计轴等设备。年铁科院通号所利用国产小型数字计算机,首次对安装在丰西驼峰调车场道第部位的减速器进行了实时控制试验,为我 国在 编 组场中应 用计算机技术摸 索了经验。年采用国产小型多功能通用数字计算机,在南翔编组站下行驼峰完成 电子
14、计算机控制 的自动化驼峰系统。年开始在郑州北站上行场进行编组站综合自动化 的研究和建设。总体方案是充分运用现代信息技术,以电子计算机为核心,从预确报自动接收开始,包括到达列车 的车辆信息采集、处理,列车解 体钩计划的编制,解体作业过程的控制,直到编成新的列车,都在 计算机的管理、控制和监督下完成。整个系统采用分散控制、集 中管理 的结构。在我 国,驼峰控制 自动化的研制生产单位主要是通号总公司研究设计院和铁科院通 号所。随着微型 计算机技术的日益发展和普及,我 国铁路驼峰编解作业的各个过程,例如推峰机车遥控、驼峰溜放进路自动控制、驼峰溜放速度自动控制、驼峰尾部平面调车集中控制,基本实现了微机自
15、动化控制。路网性编组站基本完成了驼峰作业自动化改造,中小能力驼峰也在积极推广计算机化的自动化控制设备。基本形成了以丰西、南翔编组站为代表的全减速器的点式调速系统以西安东、徐州北为代表 的减速器十推送小车或加减速顶的点连式调速系统以广州北、良山门站为代表的全减速顶的连续式调速系统。车站联锁方面年,通号总公司研究设计院采用国产微机研制出我国第一套计算机联锁当时称为微机联锁,并于年元旦安装在南京梅山铁矿矿山铁路投入使用,填补了我国计算机联锁的空白。年月铁道科学研究院通号所型计算机联锁系统在郑北编组站峰尾开通使用,拉开 了计算机联锁在国铁正式上道运 用的序幕。经铁道部批准立项,我国 自主研制开发的车站
16、计算机联锁于年分别在哈尔滨局平房站铁科和上海局交通站设计院开通使用,这是我国铁路首次将计算机联锁设备用于干线车站。之后,计算机联锁 以其数字化、容易联网、信息共享 以及高安全、高可靠性和易维护性 的技术优势在我国铁路得到迅速发展。目前,我国铁路计算机联锁研制单位和型号主要有铁科院通号所的一型、通号总公司研究设计院的护型、北方交通大学微联公司一型和卡斯柯信号有限公司的型。截止年底,上道运用数量在个车站左右。车站计算机联锁主要采用安全型 计算机技术实现进路、道岔和信号机 间的联锁控制关系,完成信号联锁的各项技术条件,其联锁关系校核、逻辑功能运算和故障安全实现基本依靠计算机软件来完成。计算机系统软件
17、和联锁软件的安全稳定性完全取决 于计算机系统软硬件 的选型、配置、联锁软件编制人 员和研制生产单位的联锁安全技术水平。软件差错及软件缺 陷不 易发现,具有极大的隐蔽性和滞后性,这是 以往继电器 电气集中联锁所没有的特点。针对我国车站计算机联锁发展 过程 中,得到部领导的亲自关注下,年开始对车站计算机联锁进行了全面整顿,选定了研制兰位和生产厂家,制定了一系列管理办法,取得了较好的成效。年月铁道部成立了“铁路车站计算机联锁检测站”,对计算机联锁制式软件开展检测、实行生产工厂出厂安全及产品质量检 测、现场联锁软件修改测试等办法。并对上道运用实行在技术鉴定基础上的“制式检测合格证”、“制造特许证”和“
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- 计算机技术 铁路信号 中的 应用 发展
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