列车运行控制监控装置控制关键点与发展趋势

李尚昆

中国铁路北京局集团有限公司天津电务段 天津 300140

列车运行监控记录装置（简称监控装置）经过升级换代，功能日渐完善，为保证铁路运输安全起到巨大作用。但由于我国既有铁路基础设施比较薄弱，监控装置尚缺乏采集地面信息的手段等因素，在行车安全控制方面仍有隐患，还须引起我们的重视。

1 问题的提出

列车运行监控记录装置（以下简称监控装置）在全路推广使用以来，在铁路运输生产中发挥了不可替代的安全保障作用。但监控装置的控制功能还存在一定的死区，如列车反方向运行时，监控装置受信号条件限制不能对这一运行过程进行有效合理的控制，而只能将监控装置降级按线路最高限速控制，由乘务员人为掌握运行速度和停车时机。所以，一旦乘务员操纵失误或失去操纵能力，势必导致事故的发生。列车反方向运行是指复线区段因某种原因列车无法经相邻两站间正常运行方向的线路（简称正线）通过，而改经相反方向线路运行的情况[1]。

2 控制要点

2.1 GPRS数据中断防护措施

受GPRS通信特殊性的影响，其在运行过程中的稳定性不足，在进行数据传输时极容易受到信号干扰。具体来说，GPRS通信的位置具有变动性，因此极容易出现隧道等信号盲区，加之系统温度以及周边电磁的干扰，将会引发一系列的通信故障，此时通信服务器无法在第一时间接收到采集数据，整个作业数据传输工作受阻。此问题严重制约了列车运行监控装置的运行效率，对此，需要在车载终端开发DT30模块，其可以提供缓存续传的功能，对数据进行实时存储。

2.2 信号采集模块设计

列车灯信号、车况信号和过绝缘节信号在列车行驶过程中，容易受到外界的干扰，信号的精确采集难度加大，电路设计中应主要实现滤波、限幅和光隔离。滤波电路依照信号的实际情况，由于对应信号的变化频率在100Hz左右，那么滤波频率应该大于100Hz，保障信号持续时间大于10ms。限幅电路的目标是保证后续电路的电压幅值过大，造成元器件的击穿，所以限幅电路采用二极管，让电路的高电平处于24V，低电平为0V，光电隔离依然采用芯片TLP521来处理，对信号进行电气隔离。

2.3 监控软件的设计与实现

监控软件主要是对采集的信号状态进行检测，程序实现的流程。首先开始主程序，对速度信号进行检测，如果检测完毕之后，对速度信号做中断处理，同时还要检测过绝缘节信号，同理检测完毕后做中断处理；然后依次对紧急制动信号、灯信号和工况等信号做检测。在将干扰电信号过滤之后，每次检测信号的高电平持续时间应保证在10ms以上，从而实现每次获得的信号都是有效信号。

2.4 反方向运行控制模式

（1）有揭示反方向运行列车进入反方向运行起始站站内后，监控装置根据运行方向、交路号、站号将自动判断该站为反方向运行起始站。出站时首先根据揭示信息中起始站出站道岔位置和限速值计算控制曲线，控制列车以低于道岔限速通过出站道岔。如正出则允许解锁通过，出口限制速度不高于反方向区间限速值。过道岔后以低于反方向区间限制的速度运行到终止站进站前[2]。四显示区段终止站进站按反方向进站信号显示控制进站，如侧进，则根据揭示信息中终止站进站道岔位置和侧向限速值计算控制曲线，控制列车以低于道岔限速通过进站道岔。终止站出站按侧出控制，如正出则允许乘务员人工解除道岔限速控制。三显示区段终止站按侧进侧出控制，按揭示信息中终止站进站道岔位置和道岔侧向限速值计算控制曲线，控制列车以低于道岔限速通过进站信号机。如正进允许解锁通过。

（2）临时反方向运行列车进入反方向运行起始站站内后，由乘务员人为输入特殊的支线号，通知监控装置该站为反方向运行的起始站。监控装置根据起始站出站信号机位置和本交路道岔侧向最低限速值计算控制曲线，控制列车以低于道岔限速通过出站信号机。如正出允许解锁通过，出口限速不高于70km/h，过道岔后以低于70km/h的速度运行到终止站进站前。四显示区段终止站进站按反方向进站信号显示控制进站，如侧进则根据终止站反方向进站信号机位置和本交路道岔侧向最低限速值计算控制曲线，控制列车以低于道岔限速通过反方向进站信号机。终止站出站按侧出控制，若正出则允许乘务员人工解除道岔限速控制。

3 发展趋势

当前，LKJ2000装置已经被广泛运用于铁路工程中。在长达10余年的发展中，已经由过去的试验阶段演变为当下的普及推广阶段，其对于机务行车安全具有重要作用。所配备的无线传输装置能够实时获取列车的运行数据，而后在GPRS网络的作用下将数据传输给地面软件，由此展开针对性分析，对其中潜在的危险进行预警。以Mysql为基础研发出地面远程跟踪查询系统，可以实现对作业车的实时跟踪[3]。

4 结语

通过分析列车运行的速度模式，对列车运行控制监控装置进行了硬件与软件的设计。通过实现基于单片机的硬件电路和软件程序的设计，对各个模块电路进行具体的电路分析，实现监控装置的基本功能，通过功能性测试基本满足要求，验证了可行性。后续将会着重研究监控装置的性能，尤其考虑实时性的实现并且会加强软件的控制能力，在功能上进一步扩展。