高速铁路信号系统中的PRC系统_高速铁路信号系统

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高速铁路信号系统中的PRC系统

王培

随着社会的进步和科技的发展，交通运输能力已成为影响国民经济发展的重大因素之一.而在交通运输中，铁路运输承担着约70％的货运周转量和60％的旅客周转量.铁路是国民经济的大动脉，大幅度提高运输能力是铁路发展的首要任务，铁路应向着重载、高速、高密度的方向发展.重载高速铁路将对车务、机务、电务、工务等铁路系统的各个组成部分提出了新的要求.高速铁路的行车特点使铁路信号设备必须采用一系列新技术，才能确保高速列车的运行安全，满足高速、高密度运行需求.高速铁路信号系统包括列车运行控制系统、车站联锁系统、行车指挥自动化系统，而行车指挥自动化系统中包含有列车进路程序自动控制系统.列车进路程序控制系统是一个计算机控制系统，它用计算机技术取代和减少操作人员的操作，自动产生列车进路操作命令对进路实行控制的系统.目前，车站列车作业的情况使得车站调度人员不仅要查阅计划表、了解现场情况，还要根据列车的实际运行情况修改计划表.因此作业量过大导致车站调度人员高度紧张，过度疲劳，行车指挥的效率和质量随着工作时间的加长而有所降低.同时有的大站作业繁忙，平均每几分钟就需办理一条进路，对于人工操作来说，这是十分紧张的.如果操作人员稍有疏忽，就可能影响车站作业的效率和质量.因此为了排除人的因素对车站作业效率的影响，保证行车指挥的有效性、准确性，提高运输能力，减轻调度人员的劳动强度，采用列车进路程序控制技术是很必要的.列车进路程序控制首先应在调度集中系统中实现的.调度集中系统是在铁路单线或复线区段上，将调度区段各中间站的车站联锁设备及区间闭塞设备结合起来，建立一个由列车调度员直接操纵的信号遥信和遥控的综合系统，它是铁路行车指挥自动化的基础设备.调度集中系统由四个主要部分组成：中心控制机（总机）、信道、分机、区间信号设备监视子系统.总机设于调度所，分机设于各中间站.列车调度员可以利用总机监督所管辖的调度集中区段内的道岔和信号等设备的状态和列车运行情况，并按照运行计划向总机输入控制命令，下达给分机去控制车站道岔和信号，办理列车进路，组织和指挥列车的运行.调度集中系统在一定程度上提高了运输效率，改善了劳动条件.然而，调度所的中心控制机控制着所管辖的几个至几十个车站，几百公里的线路，对于调度人员来说工作量是相当大的.因此为了进一步提高铁路行车指挥的自动化程度，减轻调度人员的劳动强度，排除人为因素对车站作业效率的影响，在调度集中区段对列车进路采取程序控制方式是非常必要的.在调度集中系统的实际运用中，由于调度集中总机所管辖的大站作业繁忙，特别是存在着大量的非固定调车作业，这些作业天天变化，没有规律可循，无法预先制定计划，由于调车作业的作业量过大，就不利于采用集中控制的方式来完成.在我国，这种情况特别突出，调度集中系统所管辖范围内的许多大车站都存在着大量的非固定调车作业，这样在大站就没有选排进路的自动控制系统，列、调车进路的选排完全是人工的.因此在大站也需要设计列车进路程序控制系统，使得在调度集中区段的大小车站内均实现了列车进路的自动排列，从而保证整个区段行车指挥的有效性和准确性.车站列车PRC系统

1.1 基本概念

在铁路调集中系统中，或在单个大站，如果采用计算机代替调度人员自动地根据运行计代替联锁设备的按钮输入，勿需信号员按压按钮，这样就能实现列车进路的自动排列，从而减轻调度人员的劳动强度，使其专心致志地修改运行计划，进而减少或消灭调度不当事件，保证车站的作业效率，列车PRC系统就是为此目的而提出的.列车进路包括列车停站、通过和到发三种，列车PRC系统的工作过程是这样的：计算机从输入给它的日班计划表中取出阶段计划表后，根据阶段计划表和实时输入的车次号，在列车接近本站时，自动确定排列进路的时机，为列车排列好预定的进路；当列车完成规定的站内作业后，系统又自动地排列出该次列车的发车进路，指挥列车出站.对于始发列车，计算机查询其发车时刻，并与当时的绝对时间比较，二者一致时，计算机为其排列发车进路.此外，计算机还提供旅客服务信息，如列车晚点信息等；为人工操作方便，需要给车站调度人员提供干预的机会；还根据列车运行情况，自动打印车站日班运行日志.1.2 基本功能

(1)输入功能

①列车车次号输入 列车车次号是排列进路的基本条件之一，只有当列车车次号传入本系统时才有可能为停站、通过、到发列车排列进路.这样就能保证在列车运行计划被打乱的情况下，系统仍能适时地为各次列车自动排列进路.②计划表的输入和修改功能 计划表是排列列车进路的依据，它给出了列车进路的始、终端信息.在正常情况下，列车是根据预先制定的日班计划表顺序到达、通过本站，或由本站发出的.计划表中含有列车从何地来、往何地去、何时到达、何时离开、列车在站内停留哪一股道等信息，根据计划表，我们就能确定接近列车的始、终端，并为接近列车排列接车进路；对于待发列车也是一样的.为使计算机能自动地排列进路，就必须将日班计划表预先输入计算机；同时在运行图变更的情况下，列车运行的实际情况会与日班计划不符，这时，调度人员必须按列车的实际运行情况对计划进行修改.③信息采集功能 列车位置 列车位置信息是自动排列进路的另一个基本条件，对于接车进路，只有当车次号送入本系统并且当列车到达某个指定位置时，计算机才开始为它排列进路.这是因为如果进路排列得过早，该进路范围内的所有道岔就被锁住，车站调度人员就无法用它们进行调车作业，或排列其他列车进路，从而影响车站作业效率；进路如果排列得过晚，又可能造成列车接近本站时，司机因看不到允许信号而站外停车或缓行.故采集列车位置信息的功能，可帮助计算机确定排列进路的时机.股道状态 由于运行图的变更，或由于站内接、发列车或调车作业的繁忙等原因，计划表上所安排的车次所停靠的股道可能已被其他列车占用，而当该次列车接近本站时，就得安排它停靠其他股道.当站内没有空闲股道时，计算机应当通知调度人员，及时作出处理.列车进入股道 我们把列车进入股道的时刻算作列车进入车站的时刻.列车晚点时，无法按照计划表的规定时间发车，车站值班人员也可能缩短它在站内的停留时间.系统必须根据计划表规定的停站时间或调度人员人为规定的新的停站时间，为晚点列车排列发车进路，这就需要采集并记录列车进入股道的时刻.(2)逻辑运算功能

①进路控制功能 是指计算机根据列车运行计划表及列车位置、车次号等信息自动地确定列车进路的始、终端和排列时机，排列进路的功能是列车进路程序

控制系统的核心.②计时功能 始发列车的发车时刻与绝对时间有关，而到发列车的发车时刻与相对时间有关，为了计算发车时刻，系统必须要具有计时功能.③人工干预功能 系统应具有人工干预的功能，即向调度人员提供人工干预的机会.例如，在进路控制命令输出之前，计算机通过显示设备向车站调度人员提供开始排列的信息，同时询问调度人员是否需要人工排列，如果调度人员回答“Y”，计算机就不再自动输出当前的控制命令；如果回答“N”，或者在规定的时间内未作出回答，计算机则自动排列进路.(3)输出功能

①控制命令输出功能 计算机通过进路控制逻辑运算，确定列车进路的始、终端和排列时机，产生相应的控制命令.控制命令的输出功能就是将该控制命令送入到联锁设备.②显示功能 显示功能就是指计算机通过显示设备向车站调度人员提供直观的信息，如阶段计划表、人工干预的询问等.③打印功能 目前，车站调度人员一面要指挥列、调作业，一面还要记录列车的运行情况，这使得车站调度人员工作紧张.为减轻车站调度人员的劳动强度，使之集中精力指挥列、调作业，用计算机代替人工对列车运行情况进行记录并用打印机可将结果打印出来.④晚点信息的输出功能 列车PRC系统还可将晚点信息输送给车站服务系统.⑤报警功能 当系统出现异常或紧急情况时，应给出音响或其他形式的警报.1.3 基本特点

(1)提高了车站作业的效率 车站调度人员在连续工作了7～8 h之后，调度不当的事件会经常发生，约占全班的70％～80％，这会严重影响车站的作业效率.举例来说，某次列车按计划应接入二股道，车站作业的各项准备工作，如邮政车的邮件装卸准备工作都在二股道的站台上进行，但由于调度错误，该车被接入四股道，于是，该车的各项准备工作又得在四股道的站台上重作，这样不仅浪费时间，而且还可能影响其他作业.装备了列车PRC系统后，在正常情况下，进路自动排列，调度不当事件将不会发生；在非正常情况下，由于车站调度人员的劳动强度大为减轻，调度人员不至于因过度疲劳而错排进路，从而保证了车站作业的质量和效率.(2)便于系统的扩展和深化 列车PRC系统与调度集中系统相结合，实现列车运行图的自动描绘、列车的跟踪和表示、列车运行局部调整、自动统计与列车有关的报表、与PRC有关的旅客响导，以及列车运行模拟等，从而使行车指挥自动化的程度进一步提高.(3)修改列车运行计划的操作量少 列车PRC系统是以阶段计划为单位指挥车站列车作业的，当运行图变更时，车站调度人员只需对阶段计划进行修改，修改时的操作量少.这样有利于减少修改过程中的差错.(4)适用范围广 在调度集中区段或在某个大站，凡装有电气集中联锁设备或计算机联锁设备的车站均可实现列车进路程序控制.(5)系统可靠性高 采用一系列的可靠性措施如冗余技术等来保证系统的可靠性.