新型道岔控制技术探讨

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【摘要】 随着通信技术的发展，通信技术被逐步运用于信号领域，改变着信号及其控制方式。随着无线通信技术的迅猛发展，如何将其应用到铁路信号道岔控制领域，以达到节约能源，减少投资，提高信号装备自动化水平等目的。
【关键词】 铁路信号 道岔控制 无线通信
Abstract： With the development of communication technology， communication technology has been gradually applied to the railway signaling field， changing the field and the way of control. With the rapid development of wireless communication technology， how to apply it to point control in the field of railway signaling is worth discussing， to achieve the purpose of saving energy， reducing investment， and improving the level of signaling equipment automation， etc.
Key words： railway signaling； point control； wireless communication
引言：随着世界上通信、信息化，特别是无线通信技术的高速发展，正在改变着我们的生活，铁路作为国家经济发展的大动脉，其无线通信及信息化技术需求越来越高，信号作为铁路运输的控制中枢，应能融合更多的通信技术，使其更经济、更快捷、更安全的服务于运输生产，来大幅度的提升铁路信号的现代化装备水平。
一、问题的提出
目前，对于室外道岔动作的控制主要通过道岔控制电路来实现，道岔控制电路分为启动电路和表示电路。启动电路是指动作电动转辙机的电路，而表示电路是指把道岔位置反映到信号楼内的电路。室内控制电路部分采用安全型继电器。室内与室外部分采用信号电缆连接。
由于电传输信号易受到外界干扰，且信号电缆芯线间存在线间电容，容易对室内表示电路部分产生干扰，进而引发室内错误表示。如贵阳北站联锁试验时，采用三相五线制道岔控制电路时，控制距离在4429m的201号道岔，在室外X1线断开时，道岔表示继电器不落下，产生错误表示。
因此本文提出一种基于通信的道岔控制技术，既能避免上述情况的发生，又能达到节约能源、减少投资的目的。
二、无线通信技术应用于道岔控制领域探讨
无线通信技术变的越来越成熟，越来越安全，高速铁路已应用GSM-R无线通信技术来传递信号列控等信息，已参与控车，铁路信号还存在很多有线控制领域，如控制道岔的转换、信号机点灯控制等会需要很多的电缆，大号码道岔需要的更多，我们能否将电缆取消，改为无线传输控制进行研究，来达到节省电缆，节约能源的目的。
2.1道岔控制的特点及控制方式
传统的室外电动转辙机、信号机等设备均需要电缆通过联锁条件进行控制，控制方式为通过室内联锁条件的接通或切断供电电源来实现。
2.2设备组成
如果我们将联锁控制条件采用无线方式传送，我们就可以将控制条件接收装置移至室外设备旁，联锁条件由室内设备实现，通过无线方式传至室外接收设备来控制室外设备的动作时机，设备用电只需通过电力电缆向联锁设备集中供电，这样就可以解决大量继电器和信号电缆的问题。
无线数据通信可采用数字式无线数据传输电台方式实现。无线数传电台是采用数字信号处理、数字调制解调、具有前向纠错、均衡软判决等功能的无线数据传输电台，能够实现实时、可靠的数据传输，具有成本低、安装维护方便、绕射能力强、组网结构灵活、覆盖范围远的特点，适合点多而分散、地理环境复杂等场合。
2.2.1室内设备
室内设备在计算机联锁设备基础上增加室内无线数传电台，取消相关道岔组合和组合架等设备，室内无线数传电台与计算机联锁接口，接收和发送计算机联锁的道岔控制命令和反馈道岔表示状态等信息，向室外接收设备发送无线控制命令，控制道岔转换定反位的信息，同时接收室外设备发送的道岔表示信息。
2.2.2室外设备
室外设备为接收和发送道岔控制信息和反馈道岔表示信息的现场无线数传电台与微控制单元（MCU），放置于道岔附近的控制柜或箱合内，每个道岔一个，另外在控制柜或箱盒内设置电力线引入条件和相应的变压器和稳压设备，提供道岔转换动力电源，根据现场无线数传电台接收到的无线控制命令，经MCU处理后，控制道岔转换，并根据转换道岔定反位状况，在MCU处理后，向室内无线数传电台发送定反位表示信息。
2.3 工程化实施方案
无线道岔控制系统图如图2所。为减少设备数量，计算机联锁设备需要进行相关改造，硬件部分增加RS-232接口，与室内无线数传电台通信，软件部分增加道岔控制信息的编码、发送、表示信息的接收、译码、校验功能的相关模块。室内无线数传电台天线可设置于信号楼顶，也可就近设置于通信铁塔。
室外MCU与道岔驱动模块与信息采集模块可集成在一块电路板内，减少接口数量。室外电力控制柜可同时为就近的几组道岔同时供电，也可与道岔融雪系统的电力控制柜合用，进一步减少投资。
2. 4相关设备研究及展望
无线数传电台设备经过数十年的发展已经相当成熟，误码率不大于10-6，通信速率在不小于9600bps的情况下完全可以达到使用要求，无线通信协议建议采用RSSP-II铁路信号安全通信协议。MCU与道岔驱动模块与信息采集模块的集成设备需要有关设备单位进行研发生产。
无线道岔控制系统的提出，能够实现计算机联锁对道岔的控制，安全可靠，减少了对道岔电缆的大量使用，经济实惠，另外避免了道岔电缆间的干扰问题，值得进一步研究开发。
参 考 文 献
[1] TB10621-2009 高速铁路设计规范（试行）[S]
[2] TB10007-2006 铁路信号设计规范[S]