一种计算机联锁道岔多机控制系统及方法与流程

1.本发明属于轨道控制技术领域，特别涉及一种计算机联锁道岔多机控制系统及方法。


背景技术：

2.随着近年来我国铁路客运专线的高速全面发展，大号码道岔已经全面投入使用，而大号码道岔通常是由多个转辙机控制完成转动。
3.目前铁路上常见的道岔多机牵引(多个转辙机控制一个道岔)方案主要分为两种，第一种是由继电电路控制多个转辙机的转动继而完成对道岔的操作，联锁主机下发命令给控制电路，由控制电路根据命令完成对多个转辙机的转动控制。以单动的多机道岔为例，单动的多机道岔在单机道岔控制电路的基础上进行组合，除每个牵引点设置一套单机道岔控制电路外，还增加了顺序启动、故障保护、串联表示等电路。多机牵引道岔根据道岔撤叉号的大小，分为五机牽引、九机牵引等不同设置，其工作原理基本相同。此方案缺点主要有增加了多个控制电路，引入多个继电器，一旦继电器产生故障，就会导致道岔无动作或误动作。第二种方案是采用转辙机单元控制一组道岔的多个转辙机完成多机牵引，计算机联锁将道岔转换指令输出至控制一组道岔的多个转辙机单元，一个转辙机单元控制一个转辙机。此方案优点是避免采用大量的继电电路，减少了系统对继电器的依赖，缺点是多个转辙机模块控制同一组道岔的多个转辙机，通信上会有时间延迟，也会产生通信时序错误的风险。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明针对上述问题，提出了一种计算机联锁道岔多机控制系统，在保证实现道岔多机牵引的功能时，也保证了同一组道岔多个转辙机转动时序的准确性，进而保证了计算机联锁系统控制道岔的安全性及可用性。
5.一种计算机联锁道岔多机控制系统，所述控制系统包括联锁逻辑部、一组或多组道岔模块和多个转辙机；
6.所述联锁逻辑部，用于向所述道岔模块发送控制指令；
7.根据所述联锁逻辑部发送的控制指令，所述道岔模块，用于直接控制一个或多个转辙机。
8.进一步地，根据所述道岔模块反馈的多个转辙机位置状态和命令执行情况附属信息，所述联锁逻辑部，用于确定是否对道岔模块发送道岔停止转动命令。
9.进一步地，所述附属信息表示道岔位置处于异常位置时，所述联锁逻辑部，用于发送道岔停止转动命令。
10.进一步地，所述控制指令包括道岔操作命令和道岔锁闭防护命令。
11.进一步地，所述多个转辙机包括一个或多个岔尖转辙机和一个或多个岔心转辙机。
12.进一步地，根据所述控制指令按照时序，所述道岔模块，用于控制一个或多个转辙机的转动；
13.所述道岔模块，用于检查多个开始转动的转辙机动作一致性；
14.根据一个或多个转辙机的位置，所述多组道岔模块，用于计算出道岔当前位置；
15.所有转辙机转动结束且道岔表示正确时，所述道岔模块，用于向联锁逻辑部反馈道岔表示状态；
16.根据多个转辙机动作不一致，所述道岔模块，用于向联锁逻辑部反馈多个转辙机动作不一致信息；
17.根据联锁逻辑部发送的道岔切断命令，所述道岔模块，用于控制一个或多个转辙机停止转动。
18.进一步地，所述道岔模块，用于控制各个转辙机的转动，各个转辙机按序进行转动，各个转辙机的延迟转动时间计算方法如下：
19.所述联锁逻辑部设置所述一个或多个岔尖转辙机的启动顺序号n为1至n；
20.所述联锁逻辑部设置所述一个或多个岔心转辙机的启动顺序号n为1至n；
21.延迟转动时间t(s)＝k
×
(n
‑
1)，k为两台转辙机的启动时间差，k大于一个或多个转辙机启动时的峰值电流持续时间。
22.一种计算机联锁道岔多机控制方法，
23.联锁逻辑部向道岔模块发送控制指令；
24.根据所述联锁逻辑部发送的控制指令，所述道岔模块控制一个或多个转辙机。
25.进一步地，根据所述道岔模块反馈的多个转辙机位置状态和命令执行情况附属信息，所述联锁逻辑部确定是否对所述道岔模块发送道岔停止转动命令。
26.进一步地，所述附属信息表示道岔位置处于异常位置时，所述联锁逻辑部发送道岔停止转动命令。
27.进一步地，根据所述控制指令按照时序，所述道岔模块控制一个或多个转辙机的转动；
28.一个或多个转辙机开始转动时，所述道岔模块检查多个转辙机动作一致性；
29.根据一个或多个转辙机的位置，所述道岔模块计算出道岔当前位置；
30.根据所有转辙机转动结束且道岔表示正确，所述道岔模块向联锁逻辑部反馈道岔表示状态；
31.根据多个转辙机动作不一致，所述道岔模块向联锁逻辑部反馈多个转辙机动作不一致信息；
32.根据联锁逻辑部发送的道岔切断命令，所述道岔模块控制一个或多个转辙机停止转动。
33.进一步地，所述道岔模块，控制一个或多个转辙机的转动，一个或多个转辙机按序进行转动，一个或多个转辙机的延迟转动时间计算方法如下：
34.所述联锁逻辑部设置所述一个或多个岔尖转辙机的启动顺序号n为1至n；
35.所述联锁逻辑部设置所述一个或多个岔心转辙机的启动顺序号n为1至n；
36.延迟转动时间t(s)＝k
×
(n
‑
1)，k为两台转辙机的启动时间差，k大于一个或多个转辙机启动时的峰值电流持续时间。
37.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
38.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
39.图1是本发明实施例的全电子计算机联锁系统示意图；
40.图2是本发明实施例的一种计算机联锁道岔多机控制系统示意图；
41.图3是本发明实施例的一种计算机联锁道岔多机控制系统工作流程示意图。
具体实施方式
42.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
43.本方案采用全电子计算机联锁实现道岔多机控制。全电子联锁系统取消了传统计算机联锁中的继电器接口部分，采用电子执行单元直接控制信号设备。全电子联锁体积小，维护方便，简化了系统施工和配线的工作量，减少了施工和运营过程中由于配线引入的错误。
44.如图1所示，本发明实施例涉及ds6
‑
60全电子联锁系统，ds6
‑
60全电子联锁系统采用既有成熟的ds6
‑
60系统的联锁逻辑部作为安全运算逻辑平台，安全运算层就是联锁逻辑部，执行表示层包括信号机模块(直流信号机模块和交流信号机模块)、道岔模块(直流道岔模块和交流道岔模块)和通用模块(通用输入模块和通用输出模块)，执行表示层完成对信号设备的直接控制；设备层包括信号机、转辙机和继电器，本系统的全电子联锁道岔模块直接控制转辙机，每个全电子联锁道岔模块可以控制8台转辙机，道岔模块通过数据网
‑
a网和数据网b网，接收来自于联锁逻辑部发送的控制指令，道岔模块直接控制多个转辙机的位置状态，同时道岔模块向联锁逻辑部反馈多个转辙机的位置状态，多个转辙机的位置状态包括定位或反位；联锁逻辑部通过以太网与道岔模块通信，以太网包括数据网
‑
a网和数据网b网，道岔模块可以控制8台转辙机，一个道岔模块控制1台转辙机，联锁逻辑部通过一条电缆向道岔模块发送控制指令，保证了多机牵引转辙机转动时序性的正确性，人机会话层包括维护机终端和控显机终端，联锁逻辑部通过控显网
‑
a网和控显网
‑
b网发送多个转辙机的显示状态到控显机终端，直流信号机模块、交流信号机模块、直流道岔模块、交流道岔模块、通用输入模块及通用输出模块通过维护网
‑
a网和维护网
‑
b网发送设备维护报警信息到维护机终端，电源子系统通过一根电缆与电源屏连接，电源子系统给电源屏提供电源。本发明的保护范围不仅仅限于五机牵引，一机牵引、二机牵引、三机牵引、四机牵引、六机牵引、七机牵引及八机牵引及以上也在本发明的保护范围内。
45.如图2所示，本发明实施例涉及一种计算机联锁道岔多机控制系统，所述控制系统包括联锁逻辑部、一组或多组道岔模块和多个转辙机，本发明实施例以一组道岔模块包括五个道岔、五个道岔分别对应五台转辙机为例进行示例性说明，但并非仅仅限于一组道岔模块有五个道岔，多组道岔模块同样适用于本发明，每组道岔模块可以分别包括多个道岔。其中，道岔模块指的是多机牵引道岔模块，本发明实施例中道岔模块包括五个道岔模块，五个道岔模块对应控制五个转辙机，示例性包括三个岔尖转辙机和两个岔心转辙机。
46.所述联锁逻辑部通过以太网发送控制指令到道岔模块，控制指令包括道岔操作命令和道岔锁闭防护命令；所述五机牵引道岔模块，接收来自于所述联锁逻辑部发送的控制指令，直接控制五个转辙机的转动，延迟转动时间t(s)＝k
×
(n
‑
1)，k为两台转辙机的启动时间差，k大于一个或多个转辙机启动时的峰值电流持续时间，n是转辙机开始转动的顺序号。第一个道岔模块通过第一条电缆直接控制第一个岔尖转辙机的转动，n＝1，t(s)＝0，第一个岔尖转辙机开始转动，转动完成后，第一个岔尖转辙机转动的位置状态反馈至第一个道岔模块，第一个道岔模块将接收到的第一个岔尖转辙机转动的位置状态反馈至联锁逻辑部；第二个道岔模块通过第二条电缆直接控制第二个岔尖转辙机的转动，n＝2，t(s)＝k，第一个岔尖转辙机转动完成后，经过k时间差，第二个岔尖转辙机开始转动，转动完成后，第二个岔尖转辙机转动的位置状态反馈至第二个道岔模块，第二个道岔模块将接收到的第二个岔尖转辙机转动的位置状态反馈至联锁逻辑部；第三个道岔模块通过第三条电缆直接控制第三个岔尖转辙机的转动，n＝3，t(s)＝2k，经过2k时间差，第三个岔尖转辙机开始转动，转动完成后，第三个岔尖转辙机转动的位置状态反馈至第三个道岔模块，第三个道岔模块将接收到的第三个岔尖转辙机转动的位置状态反馈至联锁逻辑部；第四个道岔模块通过第四条电缆直接控制第一个岔心转辙机的转动，第一个岔心转辙机和第一个岔尖转辙机同时转动，n＝1，t(s)＝0，第一个岔心转辙机开始转动，转动完成后，第一个岔心转辙机转动的位置状态反馈至第四个道岔模块，第四个道岔模块将接收到的第一个岔心转辙机转动的位置状态反馈至联锁逻辑部；第五个道岔模块通过第五条电缆直接控制第二个岔心转辙机的转动，n＝2，t(s)＝k，经过k时间差，第二个岔心转辙机开始转动，转动完成后，第二个岔心转辙机转动的位置状态反馈至第五个道岔模块，第五个道岔模块将接收到的第二个岔心转辙机转动的位置状态反馈至联锁逻辑部。
47.如图3所示，本发明实施例涉及多机牽引道岔模块控制多台转辙机转动的工作流程如下所示：
48.所述联锁逻辑部向所述道岔模块发送控制指令；
49.所述道岔模块接收来自于所述联锁逻辑部发送的控制指令，按照时序控制多台转辙机的转动；
50.所述道岔模块检查转动的多个转辙机的动作一致性；
51.根据所述所有转辙机的位置，所述道岔模块计算出所述道岔的当前位置；
52.所述所有转辙机转动结束且所述道岔表示的当前位置正确，则所述道岔模块向所述联锁逻辑部反馈所述道岔表示的当前位置，则反馈命令执行成功；
53.所述多台转辙机转动结束时动作不一致，所述道岔模块向联锁逻辑部反馈所述多台转辙机转动动作不一致信息；
54.所述联锁逻辑部向所述道岔模块发送所述道岔切断命令；
55.所述道岔模块接收来自于所述联锁逻辑部发送的所述道岔切断命令，并控制所述多台转辙机停止转动。
56.当接收到来自于所述联锁逻辑部发送的所述道岔控制指令，所述道岔模块按照所述联锁逻辑部下发的指令时序，控制所述多台转辙机按照规定时序进行转动，当多台转辙机转动到位后，道岔模块将道岔的位置信息反馈给联锁逻辑部，提高系统的可用性，保障铁路运输的顺利进行。为减少对电源屏的冲击，控制道岔的多台转辙机按照设定的顺序依次转动，联锁逻辑部给道岔模块发送每个转辙机的启动时差及启动顺序，道岔模块根据接收到的转换指令，统一计算延迟转动时间。
57.所述联锁逻辑部具备多机道岔控制与管理能力，所述联锁逻辑部根据车站的多机道岔间的逻辑关系来进行多机道岔管理，根据多机道岔间的逻辑关系，针对多机道岔，给出控制指令，以一组道岔为单位而不是以转辙机为单位来管理道岔，联锁逻辑部会直接对道岔模块发出控制指令，同时检查道岔的位置状态。所述道岔模块具备多台转辙机的控制能力，接收来自于联锁逻辑部发送的道岔控制指令，转换为多台转辙机的控制电流，将控制道岔的多台转辙机的位置状态及命令执行情况等附属信息发送给联锁逻辑部，当多机牵引道岔的位置处于异常位置时，联锁逻辑部能够立即下发多机牵引道岔的停止转动命令，控制道岔的多台转辙机停止转动。根据控制道岔的多台转辙机的位置状态，多机牵引道岔模块经过多机牵引道岔模块的逻辑运算，计算出多机牵引道岔的位置状态。对于多机牵引道岔控制系统，控制道岔的多台转辙机中有一台转辙机不转动，必须切断多机牵引道岔的多台转辙机的电源，即切断牵引道岔的所有转辙机电源，所有转辙机停止转换，由联锁逻辑部完成所有转辙机的动作同步保护逻辑，控制道岔的岔尖和岔心的多台转辙机动作不一致时间超过了预期时间，联锁逻辑部向多机牵引道岔模块发送多机牵引道岔切断命令，多机牵引道岔模块控制多台转辙机停止转动。
58.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。