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STP-TD型无线调车机车信号和监控系统

一、系统概述

调车作业是铁路运输生产的重要组成部分,整个作业过程涉及到多个部门、多个工种的联合协作,既要分工明确,又要互相配合。目前在调车作业过程中,调车信号的显示状态主要依靠乘务员和调车员的人工瞭望和确认,容易造成“挤、脱、撞”等行车事故,对铁路运输安全构成了严重威胁。

由我公司研制的STP-TD型无线调车机车信号和监控系统就是为解决以上问题发展起来的一种铁路信号控制技术。它综合了无线通信、计算机、显示和机车控制技术,是CBTC(Communication Based Train Control基于通信的列车控制)和ATP(Automatic Train Protection列车超速防护)技术在调车作业安全防护领域的特殊应用。“作为新一代调度集中的配套技术”, STP-TD型无线调车机车信号和监控系统能将车站联锁信息、调车作业管理信息(调车作业单)依据一定协议通过无线通信的传输方式将信息传送到调车机车载设备上,实现调车信号、调车进路及作业单、距防护信号距离、区段限速等信息在机车上的实时显示,为调车机车司机提供更多的调车作业依据;同时该系统具有超速防护功能,可以有效防止因人工操作疏忽等原因可能引起的行车事故;系统还具有历史数据存储、回放等功能,为专业管理部门预防和分析事故原因、改进专业设备结合部的管理提供了科学的依据。为调车作业现代化管理提供先进、可靠的技术手段,将进一步提升铁路运输生产的安全和效率。

二、技术特点

1. 地面主机采用双机热备的冗余方式,通过A、B机之间的同步通信,实现无缝切换,保证系统的高可用性;

2. 车载主机选用高集成度的ARM7架构,低功耗、抗干扰强、可靠性高;

3. 对车头、车尾、车体中间等各种分路不良现象都做了严密可靠的逻辑处理;

4. 能准确跟踪调车场内所有机车(包括受控的和非受控机车,从正线进来的列车等)的作业过程,车载设备异常恢复后,能自动恢复系统运行,无需人工重新定位;

5. 采用机车走行位移和轨道区段的占用时间相结合的数学模型,实现前方距离的精确计算和进路可靠追踪。

6. 能处理多台车在同一个区域作业情况,防止信号升级情况发生;

7. 能处理多台受控机车在同一个股道内走行情况,能准确的跟踪相互间的距离,防止两台机车在股道内相对运行可能出现的安全隐患。

8. 系统终端能直观方便的了解机车的作业情况(能显示每个机车的速度,限速,运行方向等),能实时查询整个系统的工作情况,便于故障检测和维修。

9. 地面主机和车载主机都配备有Watchdog程序,能检测相应程序的运行,当程序由于某些故障原因复位后,能重新载入系统中的关键数据,不影响程序的连续运行。

10. 站场配置数据全部通过CAD工具生成,可自动生成设备关联、搜索进路,计算和校核进路长度,能自动转换为车载配置表,便于工程化推广实施。


三、系统框架

四、系统功能

1、 安全防护功能

1)   防挤:基于实时准确的车列位置的跟踪,有效控制车列在调车作业中不冒进信号、闯入未开通的进路,并在信号突变情况下能及时制动机车,从而有效防止调车作业过程中的挤岔事故。

2)   防脱:基于实时准确的车列位置的跟踪,根据安全防护距离和限速要求,对调车机车行驶速度实施连续监控,特别对尽头线土档的安全距离和速度实施有效监控,从而有效防止机车车列因超速、撞土档而造成脱轨事故。

3)   防撞:基于实时准确的车列位置的跟踪,通过对股道内停留车位置的记录,结合车务部门现有的“平面调车灯显装置”专用设备联机控制,对股道内停留车的连挂过程实施分段的安全防护距离和安全速度控制,从而有效防止连挂过程中可能出现的冲撞事故。

4)   防冒:防止调车作业中车列冒进阻挡信号机;

5)   防超:防止调车作业中运行速度超过道岔、线路、特殊车辆允许的最高限速;

6)   防止不规范作业:防止调车作业中越过站系规定的停车点(一度停车标、分区点、站界等);

 

2、人机交互功能

1)   车载显示器和车务(区长)终端上实时显示:

Ø  以站场图形方式实时显示站场调车信号、调车进路、轨道区段占用状况、列车信号和列车进路;

Ø  以表格方式实时显示调车作业通知单和勾作业进度;

Ø  以图标方式实时跟踪并显示车列在调车作业区位置;

Ø  以文本方式实时显示调车作业关键状态信息;

2)   车载显示器上实时显示机车位置、车列前方调车信号、限速、速度、防护距离和平调信号控制命令;

3)   车载显示器按键实现调车作业单查询、机车定位、勾作业确认、人工解锁等操作;

4)   通过车载显示器或机车语音箱向乘务员发出语音提示、报警音响;

5)   车务(区长)终端:车务值班人员通过键盘或鼠标实现调车作业通知单录入、编辑、打印和向指定机车传送调车作业单等功能;

3、记录处理功能

1)   地面主机、车载主机分别记录保存调车作业过程的实时信息;

2)   利用转储设备将车载数据转储到地面设备进行分析处理;

3)   在电务维修终端、车务(区长)终端上对调车作业的历史记录进行回放和检索处理;

4、 系统管理功能

1)   所有采集数据、人工录入数据以及加工处理后数据的记录存贮及管理;

2)   地面操作人员权限的安全管理;

五、应用业绩

已在上海铁路局、昆明铁路局、神华集团等单位的26个站场安装使用。

 

 

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