铁路大站及区间信号自动控制系统模拟模型的研究

摘要：随着我国社会经济的不断发展，我国的铁路交通运输事业也取得了显著进步。由于要适应当前快速发展的铁路运输事业，提出了铁路大站及区间信号自动控制系统计算机模拟模型结构，在这种系统机构的基础上可以建立区间的车站联锁子模型和自动闭塞子模型，最大程度的满足车站工作人员技能培训的需要。本文主要通过分析铁路大站及区间信号自动控制系统模拟模型的结构，探究双线区间自动闭塞子模型和车站联锁子模型。

关键词：铁路大站；区间信号；自动控制系统模拟模型

U284

随着计算机信息技术的不断发展，铁路运输行业开始广泛的应用计算机来模拟铁路列车的动态运行和车站作业等。在模拟实践的基础上，获取精准的列车运行参数进行研究，对铁路运输以及车站作业进行调整或改造。尤其是在车站作业的过程中，铁路的信号设备发挥着至关重要的作用，根据铁路信号的运作规律进行信号的模拟分离，可以与列车运行状态建立铁路信号控制模拟系统，保证列车运行的精准性，还可以为车站工作人员和铁路运输专业学生创造实践模拟的环境。但是利用计算机技术模拟的铁路信号控制系统操作过程和逻辑关系存在一定的复杂性，在研究铁路信号控制模拟系统的时候，必须要建立与科研和教学培训目的相适应的模拟模型。

一、系统模拟模型结构

铁路信号控制系统有两个常见的子系统，即车站联锁和自动闭塞，在一个调度区间内列车的运行状况和这两个子系统有着密切的关系。整个系统模拟模型结构是由这两个子系统串联而成的，并且彼此之间进行信号的交换实现对列成运行和车站工作信息的控制。我国的铁路信号系统主要是人为操作的，是相关的工作人员在信号控制台通过人机接口实现运行系统控制的。在科研或者相关系统接入操作的时候，可以利用计算机内部模拟来控制系统信息，然后将数据信息接入大站和区间信号自动控制模拟系统，与列车运行动态信息相结合，实现模拟系统的外部输入。

车站联锁模拟子系统的模拟原型是大站电气集中联锁系统 6502，通过6502可以将车站的联锁子模型分为两个部分，包括触发器和模拟器。其中触发器可以对大站的模拟信号台和列车运行的轨迹进行模拟，对接收到的模拟信号信息实施转化和控制，并且激发联锁模拟器。触发器接收的外部输入有列车运行信息、车站设备故障信息和区间闭塞状态信息等。车站的信号员在信号控制台上输入控制指令可以调度车站调度员的操作流程。

闭塞子系统可以控制区间闭塞状态的信息，闭塞子系统中不同的闭塞制式会构造出不同的区间闭塞子模型，文章主要是针对双线区间自动闭塞建立的子模型进行分析，这种闭塞制式的区间信号是根据列车运行的状况进行自动切换的，并且相邻大站之间的进站信号的变化直接会影响分区信号的显示。区间闭塞子模型可以分为两个租成部分，分别是触发器和双线自动闭塞模拟器。触发器主要是用于接收列车的运行信息和车站联锁子系统发送的进站信号，双线自动闭塞模拟器主要是调用事件处理模块的信号转换，与车站联锁子系统进行通信。

二、双线区间自动闭塞子模型

区间主要是指铁路线路以车站为分界点划分的若干区间，区间主要是以进站信号机柱或者站界标的中线作为界限（如图1）。设定区间界限的主要目的是保证列车在车站区间运行的安全性和提高列车运行的效率。

在闭塞区间模型的子模型中，通常采用的是双线区间自动闭塞子模型，在模型中触发器可以将外部输入的信息转化成车站控制事件激发双线自动闭塞模拟器。分区占用、分区出清和后方信号的变化状态都是用相关的值域区间来表示的，利用事件参数集合分别表示双线区间的方向和分区，指出事件发生地点的信号显示状态，然后从区间的分区数目中，取值一定范围内的正整数，并表示其代表的系统模型的分区空闲和占用的状态。信号机的显示状态一般有红、绿、黄三种，车站进行区间信号操作的时候可以将进站信号机看成分区最末端的通过信号机，在激发相关控制事件的基础上，实现系统状态的转移。

三、车站联锁子模型

车站建立的联锁子模型，通过触发器将外部的信息数据转化成一定的控制事件，并且按照一定的等级顺序激发联锁模拟器，然后将车站区间不和谐的信號状态进行转移，在列队事件处理完成后，将此操作事件记录进行删除。在特定的区间值域范围内，每个点表示的内容是不一样的，其中包括进路、取消进路、人工解锁、总锁闭引导、道岔单独操纵、区间闭塞变化等。常见的是区间闭塞变化事件，在车站区间将车站的道岔、区段、信号机等进行标号，设定车站衔接的方向。

车站联锁子模型的信号机包括固定信号和机车信号，如用号角、口笛、机车与轨道车的鸣笛、响墩等发出的信号都是听觉信号；如用信号旗、信号灯、信号牌、信号机、火炬等显示的信号，都是听觉信号。手拿信号旗或信号灯发出的信号叫做手信号；在地面上临时设置的信号牌，如为了防护线路施工地点而临时设置的方形红牌（要求停车），或圆行黄牌（要求减速）等，叫做移动信号；在地面上固定设置的信号机，如进站信号机、出站信号机等，叫做固定信号。我国铁路采用左侧行车制，机车司机在驾驶室内的位置统一设在左侧，为了便于司机了望信号，因此规定所有固定信号机均应设在线路的列车运行方向的左侧（如图2）。在机车内设置的小色灯信号机，叫做机车信号。

结语

综上所述，铁路大站及区间信号自动控制系统计算机模拟模型结构，在这种系统机构的基础上可以建立区间的车站联锁子模型和自动闭塞子模型，铁路的信号设备发挥着至关重要的作用，根据铁路信号的运作规律进行信号的模拟分离，可以与列车运行状态建立铁路信号控制模拟系统，保证列车运行的精准性，所以要利用现代计算机技术构建系统模拟模型结构，科学的进行双线自动闭塞区段内列车运行的模拟试验 ，并能根据需要产生各种列车运行扰动及设备故障扰动。促进我国铁路运输研究的技术性和科学性。

参考文献：

[1]李振明.基于准移闭塞的铁路区间信号布置优化模型分析[J]. 中国新通信， 2015（12）：122-122.

[2]刘建强.区间自动闭塞分布式信号机控制单元的研究[D].兰州交通大学，2015.

[3]陈宣宇，郭少雄.铁路信号区间分布式轨旁通信单元的研究与设计[J].兰州交通大学学报， 2015，34（03）：123-129.

[4]郭少雄.区间分布式轨旁信号控制系统的安全通信网络研究[D].兰州交通大学，2015.

[5]马亮.车站区间一体化信号安全控制系统方案研究[J].中国科技博览，2014（35）：242-242.

[6]刘海东，毛保华，王保山，等.基于差分进化算法的高速铁路区间信号布置优化方法研究[J].铁道学报，2013，35（05）：40-46.

作者简介：卢广文，女，1981.12，讲师，吉林铁道职业技术学院。