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1、西部铁路信号系统解决方案 摘要：本文介绍了虚拟自动闭塞信号系统，虚拟自动闭塞信号系统是基于无线传输的铁路信号产品，利用GPS卫星定位技术，借助GSM-R通信系统传输车地信息，能够实现区间追踪运行，不要求在轨旁设置地面信号机和轨道电路。 关键词：虚拟自动闭塞信号系统；铁路信号；列车限制系统；西部铁路 中图分类号：U284 文献标识码：B 中国铁路中长期发展规划，明确了变更我国广阔西部地区运网稀疏、运能严峻不足、与东中部的联络实力差等路网布局不合理的状况，新建一批完善路网布局和西部开发性新线，全面提高对地区经济发展的适应实力是将来中国铁路建设重点之一。 西部铁路由于其所处自然环境、在路网中的作用以
2、及其刚刚处于起步发展的阶段，其主要特点为：主要为单线铁路，以货运为主兼顾客运，行车密度相对较低，大部分车站为会让站，自然环境恶劣，沿线设备维护困难等。西部铁路如采纳半自动闭塞制式，则在远期运量增加时，必需改建为自动闭塞模式，前期工程基本全部废弃，造成肯定的投资奢侈；若前期一次投资完成自动闭塞，则区间要装设轨道电路及其他相关设备，有过早投资奢侈及工期长的问题，且开通后运营维护工作量大，在运量低时期造成肯定的资源奢侈。 虚拟自动闭塞系统是当今铁路正在兴起的一项新技术，虚拟自动闭塞系统弥补传统自动闭塞和半自动闭塞上述不足，在区间可通过修改软件的方式满意各种运营须要下不同长度的虚拟区段，利用GPS卫星
3、定位技术，运用计算机逻辑推断列车位置，借助GSM-R通信系统传输车地信息，实现区间追踪运行。在保证行车平安的前提下实现旅客列车与货物列车及不同速度等级列车的混跑，并提高运输实力。 青藏铁路格拉段采纳的ITCS(美国GE公司)信号系统就是其中一种技术，但因ITCS信号系统设备为全套进口设备，运营期需设备厂家供应有偿技术支持，且工程建设期一次性投资高，限制本系统在西部铁路途的适用性。虚拟自动闭塞系统可通过自主研发方式，解决青藏线存在的问题。本系统应紧密结合西部线运营的特点，在已胜利应用于青藏线的ITCS系统的基础上，高度整合列车调度指挥管理功能，构成铁路列车调度指挥管理到自动限制执行的指挥限制一体
4、化系统。 1、虚拟自动闭塞信号系统的主要特点 沿线小站取消了轨道电路和地面固定信号机，大量削减了室外信号设备，削减修理工作量； 利用GSM-R无线通信传输系统，实现车地信息地双向传输和闭环限制； 利用GPS卫星定位系统和车轮速度传感器共同确定列车精确位置； 利用GPS卫星定位系统和列尾设备共同完成列车完整性检查； 采纳先进目标-速度列控模式； 利用虚拟闭塞的概念，实现区间虚拟站间自动闭塞和虚拟自动闭塞； 2虚拟自动闭塞信号信号系统构成 系统主要由中心设备、车站设备、车载设备和通信设备等组成，系统结构示意图如下图1所示。 2.1中心设备 主要增配调度中心维护终端MMT，中心设备主要作用是下达调度
5、指令和接收并处理运行状态信息和维护信息。 2.2车站设备 依据应用需求以及其它信号设备配置状况，主要有两种典型车站设备配置：本地联锁站配置及非本地联锁站配置。有本地联锁站配置包括计算机联锁系统、无线闭塞中心、车站列控设备、GPS差分站。非本地联锁站配备无线闭塞中心、车站列控设备及GPS差分站设备。 对于本地联锁站，计算机联锁系统将完成站内联锁的功能，车站列控设备采集地面信号设备信息；对于非本地联锁站，车站列控设备将完成站内联锁的功能。虚拟通过信号机的相关逻辑运算则由无线闭塞中心完成。计算机联锁系统、车站列控设备、无线闭塞中心之间交换信息，以完成联锁和虚拟自动闭塞的功能。GPS差分站向系统供应差
6、分信息以提高定位精度和完整性。 2.2.1有本地联锁车站设备配置 为了提中学间站的调车作业效率，线路上规模较大的区段站做为有本地联锁站。本地联锁车站配置无线闭塞中心设备、车站列控设备、GPS差分站设备等，另配置硬件平安冗余型计算机联锁系统， 101型25周相敏轨道电路、站内设置透镜式色灯信号机。 2.2.2非本地联锁车站设备配置 其他中小站做为非本地联锁车站，各站配置无线闭塞中心设备、车站列控设备、GPS差分站设备，站内不设轨道电路及地面信号机，在进站口、股道两端设置列车信号标记牌，依据须要设置调车信号标记牌。由卫星定位和列车完整性检查装置，与车站列控设备、无线闭塞中心协作，实现对预先设定的虚
7、拟区段空闲与占用的平安联锁检查。 2.3车载设备 车站设备通过无线通信系统，把管辖区域内信号设备的状态发送给车载系统，同时通过无线通信系统获得列车占用信息。车载计算机将依据车站无线闭塞中心转发的信息，确认前方各种信号设备的状态和显示，并提示指导司机行车、完成超速防护的功能。 车载设备包括车载计算机和列尾设备。由于车站和区间没有地面信号机和轨道电路，为保证行车平安，除本务机车外，轨道车、公务巡检车、探伤车和其它路用机车，均须要配备车载计算机及列尾设备。全部上线机车的控车方案为列控限制模式。列尾设备完成列车完整性检查。 2.4通信设备 通信设备包括在调度中心与GSM-R网络接口的消息转发设备，以及
8、设于中心和沿线各站路由设备。 3系统的主要功能 系统功能主要功能有： 超速防护功能。系统具有防止列车运行速度超过线路允许速度、道岔通过速度、车辆构造允许速度、临时限速的功能，接近超速门限值时，由列控设备提示司机或自动实行制动或减速停车，保证行车平安。 列车定位功能。采纳GPS及测速传感器对列车定位，车载定位系统依据GPS和车载测速传感器自动计算，精确确定列车位置，比照线路数据库确定所占用的虚拟闭塞分区，向车站、调度中心报告闭塞分区占用状况。当GPS信息丢失时，系统通过测速传感器来模拟计算实际位置。即当列车运行于隧道内，桥梁下或者高的建筑物之间时，虽然无法接收到GPS信息，但是还可以通过模拟计算
9、牢靠运行。特别状况下，可以把无GPS信号区域设为一个虚拟闭塞分区，从而列车可以依据虚拟信号机显示通过此区域。 信息显示功能。通过人机接口供应司机输入及选择开关。车载显示器给出当前速度、前方信号机类型、目标距离、目标速度、超速倒计时报警等信息。 虚拟闭塞追踪功能。地面不设置轨道空闲检查装置和信号机，利用电子地图、虚拟闭塞分区和信号机。为满意追踪运行，将区间根据固定时间布点对站间线路进行分割。信号系统进行相关逻辑运算，实现列车追踪运行。当线路运量增加时，仅须要修改软件，调整虚拟行车布点。 结束语 虚拟自动闭塞信号系统与传统信号系统方案相比，不需设置轨旁地面信号机和轨道电路，削减日常修理量及修理人员
10、数量，节约运营成本，且后期线路运量实力大幅增加时，无需进行硬件改造。 本系统方案针对西部地区铁路的特点，结合现有的通信信号系统技术装备，车站列控设备可借鉴国内客运专线列控设备的建设运营阅历，并希望以此为基础，形成为西部铁路量身定制的西部铁路完整的信号系统解决方案。 参考文献 1邹振民.日本新干线采纳的计算机联锁系统J.铁道通信信号，2000：43-45. 2TB10107-2022.铁路信号施工规范. 3徐啸明.列控车载设备M .北京.中国铁道出版社，2022,5. 第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页