列控與聯鎖一體化可行性探討

張鵬偉

摘 要：隨著我國客運能力的快速發展，目前采用的鐵路獨立設置的聯鎖、列控系統已不適應當前的客運需求，鐵路運輸系統迫切需要創新的系統以配合整個運輸系統，列控與聯鎖一體化系統成為應用首選，因此，我國開始逐步探索采用列控聯鎖一體化系統，并在國內開始逐步使用，已引進了法國、德國、美國等國家的列控聯鎖一體化系統，應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鎖一體化的系統概況、以及應用的必要性和可行性，來展現其在我國的發展前景。

關鍵詞：列控 聯鎖 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展，人員流動日益加大，給客運系統帶來巨大的壓力，如何能更好地保障運輸的正常運行成為關鍵問題所在。國內的科研團隊也正在自主研發我國本土的列控聯鎖一體化系統，這為我國發展列控聯鎖一體化提供了技術支持，并充分說明其在我國擁有良好的發展前景。

1 列控與聯鎖一體化系統概述

1.1 基本概念

列控聯鎖一體化系統是指將聯鎖邏輯控制和列車運行控制兩方面的技術統一于一套計算機應用系統中，通過操作這套計算機系統可以達到兩方面的運行控制，二者通過計算機特定設計內部信息轉換模式，交換雙方的內部信息， 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、結構簡單，可操作性強的信號安全控制系統。

1.2 國內外發展現狀

國外現狀：列控聯鎖一體化系統已在國外的客運專線、高速鐵路中得到廣泛地應用，其中以法國、德國為代表，比較著名的有Sm artLock300系統、S MI IS W聯鎖系統、 DS-ATC系統和SEI列控聯鎖一體化系統等，這些技術的應用大大提高了這些國家的運輸效率，節約了運行控制時間，并且在高速鐵路運用方面更加得心應手，也為其他國家的研發提供了經驗。

國內現狀：我國已擁有自主研發的列控系統，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計的列控聯鎖一體化系統。而目前在建的多條鐵路中也沒有應用列控和聯鎖一體化系統。但值得關注的是國內科研單位正在努力鉆研我國國產品牌的列控聯鎖一體化系統，以期在未來的鐵路建設中得到應用。

2 列控與聯鎖一體化系統結構

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

其中聯鎖列控一體化系統劃分為兩級網絡結構，第一級為現場網絡，采用雙重冗余現場總線CAN構建安全數據網絡交換信道，將相當于網絡節點的車站聯鎖采集驅動（I/0）模塊和區間軌道電路發送、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局域網，掛在此網絡上的路由器接入廣域網與遠端的行車指揮調度中心、設備維修中心、相鄰車站綜合數據局域網建立通信聯系，從而構建基于專用網絡通信的鐵路行車指揮控制系統。

安全冗余結構雖然可以大大增強系統的安全性和可靠性，但系統本身存在的生產制造工藝上的缺陷問題并沒有得到根本解決，所以我們還是應該立足實際采取切實有效的措施。首先，應該按照要求使單套設備的各項功能達到規定要求，各項制造工藝在技術上與國際接軌；其次，隨著硬件的冗余，多余的系統切換隨之而來，這就導致整個系統的故障點增多，故障多發，不利于系統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，提高系統工程的建設成本，不利于列控和聯鎖一體化系統的進一步發展。

3 發展列控與聯鎖一體化的必要性

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

3.1 分離設置不能使信號得到統一控制

計算機聯鎖系統主要負責車輛進路、道岔和站內信號指揮，而列控系統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、并且輔以區間信號變換以及臨時限速、停車等作用。列控系統主要是作為地面設備在車站列控中心發揮作用。

列車的正常行駛離不開列控系統與聯鎖系統的積極配合以及數據交換，車輛行駛中大量的車輛行駛信息實時更新產生大量的信息在聯鎖系統與列控系統間切換。車站列控中心向計算機聯鎖發送車輛行駛信息，計算機聯鎖系統向列控系統發送監測信息，大量的重復的信息在列控系統與聯鎖系統之間來回切換，增加了系統的工作量，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

計算機聯鎖系統與車站列控系統之間的信息傳遞會受到中間傳輸媒介、通信協議的達成、系統處理能力高低的限制。如果聯鎖系統與列控系統間出現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，系統性能的可靠性也將大大降低。而聯鎖與列控一體化系統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處理問題的能力。

3.3 系統維護工作量大、成本高

當計算機聯鎖系統或者車站列控系統內部發生變化或者升級檢修時，需要同時維護、更新、檢修兩套系統的硬件軟件，加之各大生產廠商生產標準的不統一，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，這無疑增加了系統的維護工作量以及維護成本。

3.4 設備故障點增多

由于操作鏈條的延長，兩套系統中的任何一個環節發生故障或出現系統問題時，都會對列車的正常行駛產生極大地影響，還會出現列車事故，造成嚴重后果，而分設系統無疑加大了這種可能性。

4 聯鎖與列控一體化的可行性

聯鎖列控一體化系統可同時完成車站聯鎖功能和區間閉塞功能，代表了當今世界鐵路信號安全控制技術的發展方向，而基于一體化、網絡化、數字化、綜合化的信號安全綜合控制系統將成為我國鐵路信號基礎設備發展的必由之路。

4.1 配合程度得到提高

車站內進路的選擇和信號點燈的控制主要由計算機的聯鎖系統完成，而臨時限速和停車以及區間關于信號設備的控制是由列控系統承擔。兩個系統通過內部間交流溝通信息，及時掌握行車動態，積極配合地面信號系統，實現人機操作的一致性，使列車運行得到很好地控制，減少意外的發生。然而一旦兩個系統中的任何一個環節出現問題，系統設備的配合受到影響，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，列控和聯鎖系統一體化可以更好地實現全國大提速，給予列車更高的安全保障，信號設備的高效使用可以使列車的行駛更加順暢。

4.2 系統結合的可操作性

計算機聯鎖系統的構成通常為聯鎖處理子系統（簡稱下位機）、人機界面子系統（簡稱控顯機）和診斷維護子系統3部分。其中，聯鎖處理子系統即下位機為硬件冗余結構，它的設計理念是遵守故障-安全原則。車站的列控系統由列控處理子系統（下位機）和診斷維護子系統兩部分構成。列控系統采用二乘二取二硬件冗余結構，設備自身的設計、有關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，計算機的聯鎖系統和車站的列控系統所遵循的設計理念以及安全要求是相同的，因此，從系統結合的可操作性來看，列控和聯鎖一體化是可以實現的。

4.3 設備接口的相同性

通過研究設備接口通信協議的說明可以知道，雖然車站列控系統比計算機聯鎖系統的外部接口要多，但我們也應看到車站列控系統和計算機聯鎖系統的外部設備的接口擁有相同的連接方式，相同的傳輸介質，在安全通信協議方面的具體要求大體相同，僅是相互傳遞的應用數據方面存在微小不同。可見在設備接口方面，相同的硬件設施為列控聯鎖一體化提供可能。

5 結語

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

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