一種改進的列車進路接近鎖閉區段延長方法

朱迎春，謝 林

（1.卡斯柯信號有限公司，上海 200071；2.卡斯柯信號（成都）有限公司，成都 610083）

在鐵路信號系統控制電路中，列車進路鎖閉是指將進路上的道岔和敵對進路鎖閉好，防止列車進入已解鎖的道岔上運行而引發行車事故。列車進路鎖閉分為列車進路預先鎖閉（簡稱：預先鎖閉）和列車進路接近鎖閉（簡稱：接近鎖閉）；預先鎖閉是指防護列車進路的信號機（簡稱：防護信號機）開放后，列車進路接近鎖閉區段（簡稱：接近鎖閉區段）仍然空閑，而接近鎖閉是指防護信號機開放后接近鎖閉區段占用[1]。

接近鎖閉區段的長度設置需要綜合考慮列車制動性能、線路運行條件及行車速度等因素。通常，由于列車運行速度比較快，特別是從正線或側線通過進路時，為保證列車在緊急情況下能夠在防護信號機前停車，僅將列車進路的防護信號機后方第一區段作為接近鎖閉區段往往長度不夠，需要視不同場景的具體情況來確定接近鎖閉區段的延長范圍，可能是后方某一段或多段進路，或是某幾個區間區段。現有的計算機聯鎖系統中，接近鎖閉軟件模塊采用傳統的基于6502 繼電聯鎖設計原理的處理邏輯，主要適用于接近鎖閉區段延長至后方第一段進路的一般場景，無法應用在接近鎖閉區段需延長至后方第二段及以上進路的場景。這種情況下，項目工程人員只能憑借經驗手工編制接近鎖閉處理邏輯，人為因素的不確定性給工程項目帶來潛在的安全風險。同時，由于繼電電路本身的局限性，當進路內道岔失去表示后，列車進路存在錯誤轉為接近鎖閉的問題，降低了進路解鎖效率。

為此，本文詳細分析傳統繼電聯鎖處理邏輯存在的缺陷，結合項目實施情況，具體分析列車接近鎖閉區段延長到后方進路和后方區間區段的各種情況，對列車接近鎖閉場景進行梳理，提出一種改進的列車進路接近鎖閉區段延長處理方法。該方法分為接近鎖閉區段延長信息生成、接近鎖閉區段延長處理邏輯、接近鎖閉區段延長輸出邏輯3 個步驟，是一種列車進路接近鎖閉區段延長的通用處理方法。采用此方法實現接近鎖閉軟件模塊，解決傳統繼電聯鎖設計原理的內在缺陷，既提高接近鎖閉軟件模塊的適用性，也可規避人工編制接近鎖閉區段延長邏輯造成的風險。

1 現有接近鎖閉區段延長處理方法存在的問題

目前，現有的接近鎖閉區段延長處理邏輯基本沿用傳統6502 繼電聯鎖的設計方法，即采用GJJ、ZCJ 及ZJ 并聯的形式，如圖1 所示。

圖1 現有的接近鎖閉處理邏輯示例

在以下4 種場景中，接近鎖閉繼電器JYJ（簡稱：JYJ）吸起，但列車進路未轉為接近鎖閉狀態：

（1）列車進路解鎖時，綠色通路接通，JYJ 勵磁吸起；

（2）列車進路解鎖后，未建立列車進路前，綠色及紅色通路均接通，JYJ 保持吸起；

（3）列車進路建立后，防護信號機未開放前，紅色及紫色通路均接通，JYJ 保持吸起；

（4）防護信號機開放后，列車未占用接近鎖閉區段前，僅紫色通路接通，JYJ 保持吸起。

只有當防護信號機開放，列車壓入接近鎖閉區段后，圖1 中所有通路均不能接通，JYJ 失磁落下，列車進路才轉為接近鎖閉狀態。

這種處理邏輯可以實現延長接近鎖閉區段的目的，但存在以下3 個缺陷[2]：

（1）站內列車進路錯誤轉為接近鎖閉狀態。如圖1 和圖2 所示，當防護信號機XN（簡稱：XN）開放，但接近鎖閉區段未占用時，JYJ 僅能通過紫色通路保持吸起。紫色通路中股道檢查繼電器GJJ（簡稱：GJJ）是否吸起與列車進路XN-SL（簡稱：XNSL）中道岔1/3 和5/7 的位置相關；如果任意一道岔1/3 或5/7 失去表示，GJJ 就會落下，唯一接通的紫色通路將被斷開，JYJ 失磁落下。JYJ 落下后，XN-SL錯誤轉為接近鎖閉狀態。此時，人工解鎖XN-SL 將啟動延時，當延時結束后才允許其解鎖，進路解鎖延時會導致運輸效率降低。

圖2 兩站場分界示意

（2）鄰場列車進路錯誤轉為接近鎖閉狀態。如圖2 所示，當防護信號機SL（簡稱：SL）為鄰場信號機，其防護的列車進路接近鎖閉區段需要延長到本場XN-SL 內方時，通常由本場聯鎖系統將接近軌道繼電器JGJ（簡稱：JGJ）狀態作為接近鎖閉條件送給鄰場聯鎖系統。JGJ 的處理邏輯與圖1 中JYJ 相同，亦存在同樣的問題，即當XN-SL 內道岔1/3 或5/7 失去表示，JGJ 落下，造成SL 防護的列車進路錯誤轉為接近鎖閉狀態。

（3）在實際工程應用中，由于存在多種接近鎖閉區段延長的場景，圖1 所示的接近鎖閉處理邏輯已經無法滿足工程需要，一般通過工程人員手工編制相關處理邏輯來實現接近鎖閉區段的延長。由人工完成接近鎖閉區段延長處理邏輯的編制，存在因人為因素造成處理邏輯錯誤的風險，可能引發列車側沖、追尾、脫軌等事故。

2 改進的接近鎖閉區段延長方法

為解決上述問題，克服繼電電路邏輯中存在的缺陷，避免工程人員手工編制接近鎖閉區段延長處理邏輯所帶來的風險，提出一種改進的接近鎖閉區段延長處理方法，如圖3 所示。

按照聯鎖軟件處理流程的先后順序，改進后的接近鎖閉區段延長處理方法劃分為以下3 個步驟。

（1）接近鎖閉區段延長信息生成：從已完成站場設備描繪的軟件中提取列車進路和進路內設備，生成接近鎖閉區段延長信息表（簡稱：信息表）。該信息表用于描述接近鎖閉區段延長范圍內的設備，主要包括接近鎖閉區段延長至后方進路的進路信息及延長至區間的區間區段信息。

（2）接近鎖閉區段延長處理邏輯：依據信息表，劃分接近鎖閉區段延長范圍的具體處理模塊，得到每個子模塊接近鎖閉條件構成的邏輯。

（3）接近鎖閉區段延長輸出邏輯：整合各個子模塊，得到該列車進路的接近鎖閉邏輯并輸出[3]。

3 主要處理邏輯詳細描述

3.1 接近鎖閉區段延長信息表生成

為保證處理邏輯具有一定通用性，按以下規則確定接近鎖閉區段延長的范圍：

（1）防護信號機后方第1 區段是其防護的列車進路的接近鎖閉區段；

（2）對于正線通過進路內的發車進路，其接近鎖閉區段延長至該通過進路內的接車進路內方，如圖4 所示；

圖4 列車進路示例

（3）對于與有黃閃黃顯示的接車進路首尾相接的發車進路，其接近鎖閉區段需要延長至接車進路內方，如圖5 所示。

圖5 接近鎖閉區段延長信息表示例

但由于線路條件、列車運行速度及制動性能等因素，按以上規則確定的范圍可能不足夠，仍存在列車冒進信號的危險。在一些特殊場景中，接近鎖閉區段延長的范圍可能至后方多段進路內方，也可能延長至區間區段。為此，需設置一張描述接近鎖閉區段延長范圍的信息表，內容包括防護列車進路的信號機、接近鎖閉區段延長范圍內的正線進路n（n=1，2，3，···）、接近鎖閉區段延長范圍內的正線進路n內方區段、接近鎖閉區段延長范圍內的正線進路n外方區段、接近鎖閉區段延長范圍內的區間區段[4]。

3.2 接近鎖閉處理邏輯

依據接近鎖閉區段延長范圍信息表，分別確定各種場景下接近鎖閉構成條件。

（1）接近鎖閉區段延長至后方第1 段進路

當接近鎖閉延長至后方第1 段進路時，需滿足以下條件接近鎖閉條件方可構成，劃分為3 個過程，處理邏輯如圖6 所示。

圖6 延長至后方第1 段進路時接近鎖閉處理邏輯

①記錄后方第1 段進路防護信號機的開放：后方第1 段進路防護信號機開放，則條件1 成立。在條件1 成立的前提下，如果進路處于鎖閉狀態、未轉為引導進路且其防護信號機未重新開放，則條件1保持在當前狀態。

② 記錄后方第1 段進路的接近鎖閉：在條件①成立的前提下，檢查后方第1 段進路轉為接近鎖閉狀態，則條件2 成立。在條件2 成立的前提下，如果進路處于鎖閉狀態、未轉為引導進路且其防護信號機未重新開放，則條件2 保持在當前狀態。

③記錄后方第1 段進路內方區段的占用：在條件②成立的前提下，如果后方第1 段進路內區段被占用，則條件3 成立并保持在當前狀態。如果后方第1 段進路解鎖或其轉為引導進路，則條件3 解除。

上述①～③處理過程，可以充分證明列車根據開放的防護信號機壓入了列車進路的接近鎖閉區段，列車進路轉入接近鎖閉狀態的條件符合用戶需求?？紤]到列車進路排列的先后順序，可能存在先排列后方第1 段進路并有列車順序壓入進路，然后再排列該列車進路的運營場景，針對上述每個構成條件都設計了狀態保持，只要條件曾經成立過就會保持，防止列車已經壓入接近鎖閉延長區段而無法轉為接近鎖閉狀態[5]。

（2）接近鎖閉區段延長至后方第2 段或者多段進路

當接近鎖閉區段需延長至該列車進路后方第2段進路時，構成條件與延長至后方第1 段進路類似，需先檢查防護后方第2 段進路的信號機曾經開放過，且后方第2 段進路已經轉為接近鎖閉狀態，然后檢查后方第2 段進路內方區段被占用。唯一不同的是，在檢查后方第2 段進路內方區段被占用的同時，還需要檢查防護后方第1 段進路的信號機開放如圖7 所示，否則不能轉為接近鎖閉狀態。當接近鎖閉區段延長至后方第3 段或者多段進路時，處理原理與第2段類似，轉為接近鎖閉狀態前需檢查所有防護后方列車進路的信號機均開放，否則無法轉為接近鎖閉狀態。

圖7 延長至后方第2 段進路時接近鎖閉處理邏輯

（3）接近鎖閉區段延長至區間區段

在以下2 種情況下，需將接近鎖閉區段延長至區間區段：

①列車進路后方沒有進路，接近鎖閉區段延長范圍內僅包含區間區段；該列車進路無后方進路時，區間區段占用，轉為接近鎖閉狀態；

②該列車進路有后方進路，其后方進路內區段和后方進路外的區間區段都是該列車進路的接近鎖閉區段；如果該列車進路有后方進路，僅區間區段占用時不能轉為接近鎖閉狀態，需結合最后一段后方進路的情況來處理。如圖8 所示，區間區段占用時還需檢查防護后方進路的信號機開放后，該列車進路方可轉為接近鎖閉狀態。在轉為接近鎖閉狀態的前提下，列車完全進入后方最后一段進路后，該接近鎖閉狀態方可解除[6-7]。

圖8 延長到區間區段接近鎖閉處理邏輯

3.3 接近鎖閉輸出邏輯

如圖9 所示，某列車進路的任意一個接近條件成立的前提下，如果其防護信號機開放，則該列車進路轉為接近鎖閉狀態。隨后，接近鎖閉狀態保持，當防護列車進路的信號機重新開放、進路解鎖或轉為引導進路時，接近鎖閉狀態解除。

圖9 接近鎖閉輸出邏輯

4 結束語

在聯鎖系統工程項目中，為保證行車安全，需要結合具體場景的實際情況，按照規范化的處理邏輯，確定列車進路接近鎖閉區段延長范圍?，F有的計算機聯鎖系統中，列車進路接近鎖閉軟件模塊采用傳統的基于6502 繼電聯鎖設計原理的處理邏輯來確定接近鎖閉區段延長的范圍。在某些場景下，會造成列車進路錯誤轉為接近鎖閉狀態，列車進路接近鎖閉軟件模塊可能無法確定具體的接近鎖閉區段的延長范圍，工程人員只能憑借經驗，手工編制接近鎖閉區段延長處理邏輯。為此，本文提出一種改進的接近鎖閉區段延長處理方法，從接近鎖閉區段延長的范圍入手，分析站場內列車進路接近鎖閉的實際需求，得到所有列車進路的接近鎖閉區段延長信息表，并依據此信息表，進一步劃分接近鎖閉處理邏輯的各個子模塊，得到各種場景下的接近鎖閉構成條件；整合各個子模塊的接近鎖條件，得到可適應各種接近鎖閉區段延長場景的接近鎖閉處理邏輯。

采用此方法實現的接近鎖閉軟件模塊已用于現場工程項目，并取得良好應用效果。該軟件模塊能夠自動完成各種場景下列車進路接近鎖閉處理邏輯，無需人工編制處理邏輯，確保了列車冒進信號后的安全防護，節省了人力成本，同時還解決了進路內道岔失去表示后列車進路錯誤轉入接近鎖閉狀態的問題，提升了進路解鎖效率。

本文僅對列車進路的接近鎖閉邏輯進行改進，并未研究調車進路的接近鎖閉處理邏輯。目前在用的調車進路處理邏輯不能實現接近鎖閉區段延長需求，后續需要對調車進路的接近鎖閉處理邏輯也進行改進，以滿足工程項目調車進路接近鎖閉區段延長的需求。