礦區鐵路微機聯鎖系統升級工程設計探討

南紅云

摘要：隨著鐵路技術的快速發展，礦區鐵路面臨著設備型號落后、設備大修、車站擴能改造等問題。該文主要針對山西晉煤鐵運分公司司徒集配站原微機聯鎖系統超過大修周期，故障頻出等問題。介紹總體解決方案、設備選型和工程方案比選等內容，還介紹升級時多個關鍵電路的設計思路，以及模擬、仿真聯鎖試驗和現場開通的注意事項。為礦區鐵路企業的微機聯鎖系統升級項目提供參考，使微機聯鎖系統安全、快速、全面地完成升級。

關鍵詞：礦區鐵路;微機聯鎖系統;設備大修

引言

隨著我國鐵路事業的快速發展，列車大提速對信號設備的要求不斷提高，鐵路技術也逐步升級。而早期建設的礦區鐵路由于運輸量有限，信號設備選用較為保守，鐵路技術也相對較為落后。近些年，隨著經濟增長，礦區鐵路漸漸有多元化發展的趨勢，業務量加大，車站也需進行擴建。在這種情況下，如何制定經濟、可行的升級方案尤為重要。

一、課題背景

山西晉城無煙煤礦業集團有限責任公司鐵路運輸分公司主要承擔晉城煤業集團6個裝卸車點和地方5個裝卸車點的煤炭及物資運輸任務。其司徒集配站為晉煤集團的主要編組站，該站微機聯鎖設備是1997年4月開通的，為雙機熱備系統，整套設備采用了雙驅動的動態繼電器，且已超出大修周期，隨著運行周期的不斷增長，聯鎖設備故障率明顯提高，已經影響到晉煤集團煤炭運輸任務的完成。

二、前期準備工作

為了讓工程設計減少對運輸生產的影響，保證在規定的時間內安全高效的完成工作任務。需頻繁深入現場，掌握、核對現有信號設備的狀況，摸清設備技術參數，設備的運行周期、制定詳細的前期工作計劃，同時充分考慮升級設備時需求，從整體把控設計出較優、合理的微機聯鎖升級方案。

三、升級方案比選

（一）設計整體升級方案

方案一：信號機械室聯鎖系統采用新型聯鎖系統，新增電源屏1套、各種組合柜12架，綜合柜8架，接口柜1架、分線柜2架。室外設備利舊，舊分線盤進行利舊，利用電纜進行舊分線盤與新設防雷分線柜的連接。

該方案優點：（1）所有設備全部更換有利于現場的安全作業。（2）在集中進行新舊倒換設備的過程中作業量較小，只需對26根電纜共826芯線進行分線盤的倒接。（3）不會長時間大面積的影響集配站的運輸生產。（4）需向國鐵申請要點大約八個小時。

該方案缺點：（1）25HZ軌道電路、電碼化部分、25HZ電源屏等設備均為2009年年底開始使用的，造成較大浪費。（2）所需資金費用較大。

方案二：信號機械室聯鎖系統采用新型聯鎖系統，室內25HZ軌道電路的軌道柜和電碼化設備利舊改造;新增電源屏1套、各種組合柜12架，接口柜1架、分線柜2架。室外設備利舊，舊分線盤進行利舊，利用電纜進行舊分線盤與新設防雷分線柜的連接。

該方案優點：（1）25HZ軌道電路、電碼化部分、25HZ電源屏利舊改造后繼續使用，可節約較大資金的投入。（2）不會長時間大面積的影響集配站的運輸生產。（3）需向國鐵申請要點大約十個小時。

該方案缺點：由于部分設備利舊使用，會增加相應的工作量：信號機械室軌道柜拆、配線564根;電碼化利舊改造拆配線25根、各種零散電路拆配線100根。

通過對兩種方案的綜合比對，從節約投資角度考慮，第二種方案雖然工作量較大，但通過合理分工可在規定的時間順利完成對信號電路的重新連接，卻能給升級節約了資金投入。

（二）設備選型

微機聯鎖設備的安全作為重要的選擇標準，舊微機聯鎖使用的是雙機熱備系統。雙機熱備系統有2個處理器單元都加電工作，但只有一個單元能夠控制被控對象，每個單元都具有故障檢測和診斷功能。在運行過程中，2個單元的運行結果不進行比較，因此不能及時發現備機故障。

TYJL-ADX型計算機聯鎖設備使用的系統為二乘二取二的系統，其運算層有4個處理器單元，2個為一系，單系為二取二結構。二取二即為在一套系統上集成2個處理器單元，嚴格同步，實時比較。只有2個單元運行一致時，才對外輸出或傳輸運算結果，兩套系統之間可以采取雙系熱備或二重比較。同時使用二乘二取二計算機聯鎖系統后不再使用JARC-1000型的動態繼電器，而是直接通過I/O口進行控制安全型繼電器，提高系統的穩定性。通過對比，從安全度的可靠度和長期性考慮，我們將微機聯鎖設備升級為TYJL-ADX型計算機聯鎖系統。

四、系統電路設計思路

（一）道岔驅動電路

道岔驅動電路中DCJ、FCJ、SFJ關鍵繼電器的繼電器線圈直接接接口柜的相應控制端子，每個接口端子驅動一個繼電器線圈，共用驅動回線，整個DCJ、FCJ、SFJ驅動過程由微機聯鎖設備直接采用直流24V電源驅動。

（二） 25Hz相敏軌道電路軌道繼電器

將25Hz相敏軌道電路的軌道柜里的軌道繼電器內部配線均利舊，繼電器室里的既有繼電器改到新設的組合柜里，使設備、配線集中、高度統一、便于維護、保養。

軌道電路的一送一受軌道區段電路改造分別如下圖1，一送二受軌道區段電路改造分別如下圖2。

（三）電碼化結合電路

將S1～S7和S12的電碼電路改造，改造內容如下圖3的S1的電碼化電路為例。

五、現場開通

要點開通時，為保證集配站在微機聯鎖升級改造圓滿完成，要制定微機聯鎖設備換裝方案，分配多組成員，分線盤拆配線組、軌道柜拆配線組、零散拆配線組等。設計人員要在現場盯控，小組成員要服從統一指揮。換裝完成，有序組織相關人員進行關鍵進路聯鎖關系再校驗、半自動閉塞、電碼化等試驗。力求做到詳細、具體、準確、科學，確保要點當天升級改造、安裝試驗萬無一失。

六、結語

本文未涉及室外道岔、信號機、軌道電路的改造，僅升級室內部分微機聯鎖設備，設計、探新舊設備的銜接方案。由于信號系統設備的升級是一個系統全面的工程，要通過前期仔細的現場調查，制定合理的升級方案，以及詳細的工作流程，才能確保系統順利升級。希望本文中關于微機聯鎖系統升級方案制定和新舊設備銜接電路設計思路探討部分，對需要升級微機聯鎖設備的礦區鐵路車站能起到借鑒作用。

參考文獻：

[1] 劉芳，王海峰.二乘二取二與雙機熱備計算機聯鎖系統性能比較[J] .鐵道通信信號，2008.2，44（2）：26-29

[2] 張琦. 既有鐵路信號過渡工程設計探討[A].市政·交通·水利工程設計，2017.3.30：89-92

作者簡介：

南紅云（1976-），性別：女，民族：漢，籍貫：山西省沁源縣，職稱：機電工程師，研究方向：鐵路通信信號。