基于通信技术的铁路信号轨旁设备控制方案研究

张云飞

南昌铁路勘测设计院有限责任公司 江西 南昌 330000

摘要：在最近几年中随着社会经济的不断进步，我国的铁路事业也得到了快速的发展，并且在技术上得到了极大的提高，缩短施工周期、降低建设成本、提高运营效率是未来铁路信号系统发展的趋势。在铁路运营的过程中，信号机、转辙机和轨旁设备起到了越来越重要的作用。铁路信号轨旁设备的控制分为了继电电路控制和全电子执行单元控制。这两种不同的控制方式均容易造成信号设备故障，严重影响到铁路的运营和安全。

关键词：通信技术；信号轨旁设备控制；铁路运营

在铁路运营的过程中需要应用到很多的通信技术，铁路信号轨旁设备可以有效的提高铁路的运营效率，但是该设备的控制方式不统一，不仅对施工工艺的要求比较高，维护工作也比较繁杂，还容易出现一些故障，对铁路的运营产生不利的影响，因此，为了更好的对其控制，本文提出了改进措施。

一、铁路信号轨旁设备现状概述

（一）继电电路轨旁设备

在车站计算机联锁系统当中通过继电电路方式对轨旁设备进行控制。通过继电电路采集轨道电路状态、信号机点灯状态和道岔开向位置，经过计算机联锁系统的逻辑判断，通过继电电路驱动室外信号机点灯及道岔转辙机动作，从而达到控制的目的。虽然轨旁设备控制电路可以实现对室外驱动和回采，但是依然存在许多问题。

1、室外需要大量的电缆

车站计算机联锁设备需要将接口柜、组合柜、分线盘等和室外信号轨旁设备进行连接，每一个信号轨旁设备和室内分线盘都需要通过电缆进行连接，距离信号楼越远的信号轨旁设备需要的电缆芯线数量越多。虽然对于小型的车站影响还不是很大，但是在大型车站中，电缆的数量会增加很多，不仅会增加建设成本，还产生了众多的隐患。

2、继电器的大量使用

信号轨旁设备的室内控制电路需要使用多种类型的继电器，并且轨旁设备的控制类型非常多。例如：在道岔控制电路中分为4线制、5线制等；轨道电路分为480型轨道电路、25赫兹相敏轨道电路、高压脉冲轨道电路等。轨旁设备的数量决定了车站继电器的使用数量，规模比较大的站场使用的继电器数量甚至达到了上千台，耗费了大量的资源。而且每增加一台继电器，就增加了一个隐患，需要对接口柜、组合柜和分线盘进行定期的维修检查，给维护工作带来了较大不便。

（二）全电子执行单元轨旁设备

1、室内全电子执行单元

室内全电子执行单元可以将组合柜和接口柜进行整合，减少了现场施工工作量，也降低了维修成本。通过执行单元内部的电路板代替继电电路实现对轨旁设备的控制。但是，在全电子执行单元中，依然存在大量的室外电缆，需要多个电路板卡进行工作，不同类型的轨旁设备所使用的板卡也不相同，板卡种类繁多，增加了工程造价和维护难度。

2、室外全电子执行单元

在此模式当中将室内设备全部取消，将轨旁设备到室内的距离缩短成为从轨旁设备到室外全电子执行单元间的距离，减少了工程造价，缩短了施工时间，但是依然存在板卡不能互通、备品备件种类众多的问题^[1]。室外全电子执行单元轨旁设备控制原理在下图1进行了展示。

二、轨旁设备通信模块

（一）在室外信号机安装RCM-XH

通过在室外信号机的箱盒内部安装RCM-XH，可以控制、检测1黄、绿、红、2黄、引导白，蓝和调车白七种颜色的信号灯状态，如下图2所示。

（二）室外转辙机上安装RCM-DC

通过在室外转辙机内部安装RCM-DC可以对转辙机进行控制，并且检测道岔密贴状态^[2]。如下图3所示。

在出现多机牵引道岔，RCM-DC的设置方案应当进行改变，如下图4所示。

在进行多机牵引控制的时候，应当设置一个RCM-DC的总装置，和各个牵引点的通信模块进行联系，完成操作命令和信息传输。

（三）室外轨道电路上安装RCM-QD

在室外轨道电路内部安装RCM-QD，可以对轨道电路的分路状态进行检测，如下图5所示。

三、计算机联锁系统和轨旁设备直接进行通信

计算机联锁系统和轨旁设备RCM之间采用的是RSSP-I铁路信号安全通信协议，通信周期为100 ms～500 ms，在计算机联锁系统和轨旁设备RCM之间需要进行安全校验功能，检验车站名称和轨旁设备编号，如果校验没有通过，该数据报则不能进行正常使用。计算机联锁系统和轨旁设备RCM之间通过以太网接口进行连接，通过计算机联锁系统可以直接查看当前轨旁设备状态^[3]。计算机联锁系统和轨旁设备连接如下图6所示。

计算机联锁系统设备向RCM传输应用数据之后，RCM接收计算机联锁系统数据之后对通信状态进行判定。在使用RJ45以太网接口连接方式之后，可以将组合柜、接口柜、分线盘取消，室外电缆仅仅是对轨旁设备进行供电^[3]。

（一）计算机联锁系统和RCM-XH进行交互

计算机联锁系统和RCM-XH之间进行信息交互内容如下图7所示。

（二）计算机联锁系统和RCM-DC进行交互

当车站的计算机联锁系统传送定位操纵命令之后，RCM-DC控制转辙机操纵至定位，当RCM-DC检测到道岔动作到位并且密贴之后对道岔进行锁闭，并向计算机联锁系统传送定位表示信息。

当车站计算机联锁系统下达反位操纵命令之后，RCM-DC控制转辙机操纵至反位。当RCM-DC检测到道岔动作到位并且贴合之后对道岔进行锁闭，并向计算机联锁系统传送反位表示信息。

当车站计算机联锁系统没有下达操纵命令的时候，RCM-DC不对转辙机进行操纵，并实时向计算机联锁系统传送道岔当前的信息^[4]。

当RCM-DC检测到道岔密贴不紧密的时候，向计算机联锁系统回执无表示信息，计算机联锁系统按照道岔无表示信息进行下一步的处理。

（三）计算机联锁系统和RCM-QD进行交互

当RCM-QD检测到当前的轨道电路被占用时，向计算机联锁系统发送轨道电路占用信息。

当RCM-QD检测到当前的轨道电路处于空闲状态的时候，向计算机联锁系统发送轨道电路空闲状态信息。

当计算机联锁系统和RCM-QD之间的数据丢失之后，计算机联锁系统依据区段占用信息进行处理。

当计算机联锁系统和RCM-QD之间的通信中断之后，计算机联锁系统依据区段占用信息进行处理。

总结：

计算机联锁系统和轨旁设备直接进行通信，不仅取消了组合柜、接口柜、分线盘等设备，还减少了中间环节带来的故障隐患，能够有效的缩短施工周期，降低工程建造成本，方便设备后期维护，实现铁路信号轨旁设备智能控制模式。

参考文献：

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