一种可配置的应急信号系统及应急方法与流程

1.本发明属于铁路信号技术领域，尤其涉及一种可配置的应急信号系统及应急方法。


背景技术：

2.铁路车站是指办理列车通过、到发、列车技术作业及客货运业务的分界点；线路所是指铁路区间上衔接岔线的无配线分界点，是多条线路交汇的地点；中继站是指轨道电路控制电缆超过一定长度，为满足轨道电路可靠工作而在两个车站(或线路所)之间设置的信号中继设备所在地。在车站、线路所一般设置ctc(铁路调度集中系统)、列控、联锁、信号集中监测等信号设备，在中继站一般设置列控、信号集中监测等信号设备。
3.铁路沿线车站(含线路所)、中继站信号系统设备的配置与线路、站场的具体设计情况相关，硬件、软件/数据配置均属于定制化开发，联锁、列控设备的执行表示层都设有大量继电器接口电路，或者采用列控联锁一体化(tis)设备，图1所示为现有的车站、中继站与中心信号设备连接示意图。但各车站信号系统的硬件和软件也有较大差异，一旦这些处所的信号设备发生严重灾害(如火灾、水灾等)，很难在较短时间内恢复铁路正常运行，因此对铁路运输秩序影响很大。但目前尚缺少有效的设备。


技术实现要素：

4.本发明旨在解决铁路沿线车站和/或中继站室内信号设备在灾害情况下，如何配合其它信号设备使铁路快速恢复至正常运行状态的技术问题，本发明提供的可配置的应急信号系统包括：调度中心、监测中心、应急中心、车站和中继站；
5.所述应急中心包括若干安全计算机和服务器，其中，所述安全计算机内安装有车站tis(列控联锁一体化)设备，经信号安全数据网与车站和/或中继站的目标控制器连接；所述服务器内安装有车站和/或中继站的ctc站机和信号集中监测站机软件，并分别经调度集中数据网、集中监测数据网与调度中心的ctc中心设备、监测中心的监测中心设备连接。
6.所述应急中心的软件采用车站和/或中继站在用软件。
7.所述应急中心的tis设备ctc站机和信号集中监测站机均为提前调试好的软硬件，能够随时投入使用。
8.所述应急中心的tis设备、ctc站机和信号集中监测站机与其它信号设备的通信连接维持既有方式。
9.所述应急中心的tis设备与其它车站的tis设备、中心型的rbc(无线闭塞中心)设备、tsrs(临时限速服务器)设备经信号安全数据网进行信息交换，软硬件结构和协议均维持既有不变。
10.所述应急中心的安全计算机和服务器以模块的形式部署于相同的计算机中，或独立部署于不同的计算机中。
11.所述应急中心的设备或模块具有可配置性，其根据铁路沿线的一个或多个车站
和/或中继站所需设备或功能模块确定。
12.所述目标控制器包括oc-道岔、oc-信号等。
13.基于上述本发明提供的可配置的应急信号系统的应急方法包括按顺序进行的下列步骤：
14.1)未发生灾害时，所述应急信号系统的应急中心处于原始连接状态，应急中心的各设备均处于热备工作状态，以不影响车站和/或中继站设备工作为前提，采集车站和/或中继站设备状态信息，不输出任何控制命令；
15.2)当车站和/或中继站的室内设备发生灾害时，建立车站和/或中继站的新的目标控制器与轨旁设备之间的连接，所述应急中心内安装有车站tis设备的安全计算机经信号安全数据网与车站和/或中继站的新的目标控制器建立连接；应急中心的ctc站机和信号集中监测站机软件分别经调度集中数据网、集中监测数据网与调度中心的ctc中心设备、监测中心的监测中心设备连接；
16.3)基于所述应急中心的tis设备、ctc站机和监测站机进行所述应急中心与所述轨旁设备之间的全系统联调，实现应急中心对受灾车站和/或中继站的中心控制功能。
17.所述可配置的应急信号系统的应急方法还包括：所述车站和/或中继站的tis设备、ctc站机、信号集中监测站机设备完成修复后，切换回车站和/或中继站与车站和/或中继站的tis设备、ctc站机、信号集中监测站机设备的原始连接状态，所述应急信号系统的应急中心的连接状态恢复至应急中心的原始连接状态，以备其它灾害发生。
18.本发明的优点和积极效果是：本发明通过建立应急信号系统，基于车站、中继站采用tis设备，系统外部接口基本实现标准化，通过应急中心配置的满足各站控制需求的硬件与软件，实现对受灾害影响车站和/或中继站的逻辑控制，能够充分利用现有技术和设备，快速恢复铁路信号系统正常运行，可在保证安全性前提下提高应急处置的效率。
附图说明
19.以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。
20.图1为现有车站、中继站与中心信号设备连接示意图。
21.图2为应急中心与车站、中继站信号设备连接示意图。
22.图3为车站级室内信号设备故障后应急中心与车站、中继站信号设备连接示意图
23.图4为车站级室内信号设备故障后车站级新的目标控制器与轨旁设备连接示意图
24.图5为应急处理时应急中心与相关信号设备连接示意图。
具体实施方式
25.首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本发明形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。
26.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
27.为了更好的理解本发明的内容，现先对本领域现有技术做出简要介绍。
28.国内铁路信号系统一般由地面设备和车载设备构成，其中地面设备包括调度指挥设备，例如调度集中ctc设备、计算机联锁设备、列控设备、信号集中监测设备等构成，其中列控设备按照不同的列控等级配置有所不同，如ctcs-2列控系统地面设备主要包括临时限速服务器(tsrs)、列控中心(tcc)、应答器及地面电子单元(leu)等，ctcs-3级列控地面设备在ctcs-2级列控设备基础上增加了无线闭塞中心(rbc)，ctcs-n级列控系统与ctcs-3级相比，区间可不设轨道电路，依靠列车主动定位，在设备配置方面略有差异。
29.列控联锁一体化(tis)设备具备列控中心和计算机联锁的全部功能，是以安全计算机技术和电子控制技术为主要手段实现车站联锁、区间闭塞及有源应答器控制等功能的信号设备，属于安全相关设备。
30.ctc设备对管辖区段内的列车和调车作业进行指挥和管理，通过联锁、列控和闭塞等设备实现集中调度指挥控制，一般在调度所(调度中心)设置ctc中心设备，在车站设置ctc车站设备。临时限速服务器(tsrs)实现临时限速的集中统一管理，属于安全相关设备。无线闭塞中心(rbc)是ctcs-3级列控系统的地面核心设备，具备行车许可计算等多种功能，属于安全相关设备。信号集中监测设备是对相关信号设备状态进行监测，以辅助维修作业，分为中心设备和车站设备。本发明中不涉及tsrs设备、rbc设备的创新内容，介绍其功能仅仅为了信号系统的完整性。
31.信号系统中安全相关设备tis、tsrs和rbc通过信号安全数据网进行信息交换。ctc中心和车站设备通过调度集中数据网进行信息交换。5信号集中监测中心设备和车站设备通过监测数据网进行信息交换。
32.目标控制器(oc)是一种可直接控制轨旁信号设备的安全控制设备，主要由通信控制模块和若干电子执行模块组成，可与安全主机进行安全相关通信，是专用于集中对多种轨旁信号设备进行(末端)实时控制与状态
33.采集的可编程安全苛求(控制器)子系统。目标控制器根据需要可设于室内0(优点是便于维护)也可设于轨旁(优点是节省电缆)，其功能不变。
34.铁路车站是指办理列车通过、到发、列车技术作业及客货运业务的分界点，一般车站均设有道岔，但特殊情况下也有不设道岔的无配线车站；线路所是指铁路区间上衔接岔线的无配线分界点，是多条线路交汇的地点，但一般没有列车停靠的股道，主要目的是列车从一条线跨线运5行至另一条线；中继站是指轨道电路控制电缆超过一定长度，为满足轨道电路可靠工作而在两个车站(或线路所)之间设置的信号中继设备所在地，该处没有道岔。在车站、线路所一般设ctc、列控、联锁、信号集中监测等信号设备，在中继站一般设列控、信号集中监测等信号设备。
35.实施例1
36.0如图2所示，本实施例提供的可配置的应急信号系统包括：调度中心、监测中心、应急中心、车站和中继站；
37.所述应急中心包括若干安全计算机和服务器，其中，所述安全计算机内安装有车站tis(列控联锁一体化)设备，经信号安全数据网与车站和/或中继站的目标控制器连接；
所述服务器内安装有车站和/或中继站的ctc站机和信号集中监测站机软件，并分别经调度集中数据网、集中监测数据网与调度中心的ctc中心设备、监测中心的监测中心设备连接。
38.在本实施例中，所述应急中心硬件设备采用通用型的最简化配置，软件采用各站在用软件，以便快速投入运用，实现技术经济和性价比最优。
39.在本实施例中，所述应急中心的tis设备、ctc站机、信号集中监测站机均为提前调试好的软硬件，可随时投入使用。
40.在本实施例中，所述应急中心的tis设备、ctc站机、信号集中监测站机与其它信号设备的通信连接维持既有方式。
41.在本实施例中，所述应急中心的tis设备与其它车站tis设备、中心型的rbc设备、tsrs设备经信号安全数据网进行信息交换，软硬件结构和协议均维持既有不变。
42.在本实施例中，所述应急中心的安全计算机和服务器不代表具体设备，是资源池中设备代称，二者既可通过模块组合的方式部署于相同的计算机中，也可以独立部署于不同的计算机中。
43.在本实施例中，所述应急中心的设备或模块具有可配置性，可根据需要配置为铁路沿线的一个或多个车站和/或中继站任意所需设备或功能模块，以发挥资源池的作用，使应急中心设备配置达到最简化。
44.实施例2
45.如图2-5所示，本实施例提供的基于实施例1的可配置的应急信号系统的应急方法，包括按顺序进行的下列步骤：
46.1)未发生灾害时，所述应急信号系统的应急中心处于原始连接状态，应急中心的各设备均处于热备工作状态，以不影响车站和/或中继站设备工作为前提，采集车站和/或中继站设备状态信息，不输出任何控制命令；
47.2)当车站和/或中继站的室内设备发生灾害时，假设此时轨旁设备仍可使用，基于车站级目标控制器(oc-道岔、oc-信号等)均为非定制的标准设备的特点，可迅速建立新的目标控制器与轨旁设备的连接，此时，所述应急中心的tis设备经信号安全数据网与车站和/或中继站的新的目标控制器连接；应急中心的ctc站机和信号集中监测站机软件分别经调度集中数据网、集中监测数据网与ctc中心设备、监测中心设备连接；
48.3)随后基于所述应急中心的tis设备、ctc站机、信号集中监测站机进行应急中心与轨旁设备之间全系统联调，实现应急中心对受灾车站和/或中继站的中心控制功能。车站级的操作显示功能后续逐步恢复。
49.在本实施例中，所述应急中心的安全计算机具备接管所管辖范围内任一或多个车站列控联锁一体化(tis)逻辑子系统的能力，其软硬件配置已提前调试好，可快速投入使用；所述应急中心的服务器具备接管所管辖范围内任一或多个车站和/或中继站ctc站机及信号集中监测站机的能力，其软硬件配置已提前调试好，可快速投入使用；后续可进一步融合安全计算机与服务器功能，使其最大限度发挥资源池的作用。
50.某个车站发生灾害后，结合该站目标控制器的原有架构(设于室内或设于轨旁)，迅速搭建起车站级目标控制器设备，并实现与轨旁设备的连接和调试。各目标控制器经信号安全数据网实现与应急中心新的tis设备连接，新的tis设备实现对该站轨旁设备的控制，新的tis设备与应急中心新的车站ctc站机连接，进而实现与ctc中心设备的双向通信。
新的tis设备与应急中心新的信号集中监测站机连接，进而实现与监测中心设备的双向通信。
51.在本实施例中，所述应急中心的tis设备与其它车站tis设备、中心型的rbc设备、tsrs设备经信号安全数据网进行信息交换，软硬件结构和协议均维持既有不变，在受灾车站的tis设备出现故障后，应急中心可无感切换，对运输有直接影响的轨旁设备的控制逻辑不变，运输秩序可快速恢复。
52.在本实施例中，所述应急中心的ctc站机、信号集中监测站机与调度中心的ctc中心设备、监测中心设备的通信连接均维持既有方式，车站灾害发生后，经应急中心快速恢复与之连接，调度中心仍可远程调度指挥全线设备，监测中心仍可监视全线设备运行情况。
53.在本实施例中，在应急中心维持线路运行的情况下，抓紧抢修车站tis设备、ctc站机、信号集中监测站机等设备，待其完全修复后，再切换回车站与各设备的原始连接状态，应急中心连接状态恢复至原始连接状态，以备其它灾害发生。
54.值得注意的是，本发明实施例适用于各种类型铁路，用于普速铁路时不需要列控系统相关设备，可仍采用列控联锁一体化结构，其列控功能简化为控制轨道电路发码、控制区间运行方向等功能，不设rbc、tsrs等设备，用于ctcs-2级列控系统时，可不设rbc；用于ctcs-3级或ctcs-n级列控系统时，所述各设备均设置。
55.本发明通过建立应急信号系统，基于车站、中继站采用列控联锁一体化设备(tis)，系统外部接口基本实现标准化，通过应急中心配置的满足各站控制需求的硬件与软件，实现对受灾害影响车站和/或中继站的逻辑控制，能够充分利用现有技术和设备，快速恢复铁路信号系统正常运行，在保证安全性前提下提高应急处置的效率。
56.以上实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

技术特征：
1.一种可配置的应急信号系统，其特征在于，所述可配置的应急信号系统包括调度中心、监测中心、应急中心、车站和中继站；所述应急中心包括若干安全计算机和服务器，其中，所述安全计算机内安装有车站tis设备，经信号安全数据网与车站和/或中继站的目标控制器连接；所述服务器内安装有车站和/或中继站的ctc站机和信号集中监测站机软件，并分别经调度集中数据网、集中监测数据网与调度中心的ctc中心设备、监测中心的监测中心设备连接。2.根据权利要求1所述的可配置的应急信号系统，其特征在于，所述应急中心的软件采用车站和/或中继站在用软件。3.根据权利要求1所述的可配置的应急信号系统，其特征在于，所述应急中心的tis设备、ctc站机和信号集中监测站机均为提前调试好的软硬件，能够随时投入使用。4.根据权利要求1所述的可配置的应急信号系统，其特征在于，所述应急中心的tis设备、ctc站机和信号集中监测站机与其它信号设备的通信连接维持既有方式。5.根据权利要求1所述的可配置的应急信号系统，其特征在于，所述应急中心的tis设备与其它车站的tis设备、中心型的rbc设备、tsrs设备经信号安全数据网进行信息交换，软硬件结构和协议均维持既有不变。6.根据权利要求1所述的可配置的应急信号系统，其特征在于，所述应急中心的安全计算机和服务器以模块的形式部署于相同的计算机中，或独立部署于不同的计算机中。7.根据权利要求1所述的可配置的应急信号系统，其特征在于，所述应急中心的设备或模块具有可配置性，其根据铁路沿线的一个或多个车站和/或中继站所需设备或功能模块确定。8.根据权利要求1所述的可配置的应急信号系统，其特征在于，所述目标控制器包括oc-道岔、oc-信号。9.一种基于权利要求1至8中任一项所述可配置的应急信号系统的应急方法，其特征在于，所述应急方法包括按顺序进行的下列步骤：1)未发生灾害时，所述应急信号系统的应急中心处于原始连接状态，应急中心的各设备均处于热备工作状态，以不影响车站和/或中继站设备工作为前提，采集车站和/或中继站设备状态信息，不输出任何控制命令；2)当车站和/或中继站的室内设备发生灾害时，建立车站和/或中继站的新的目标控制器与轨旁设备之间的连接，所述应急中心内安装有车站tis设备的安全计算机经信号安全数据网与车站和/或中继站的新的目标控制器建立连接；应急中心的ctc站机和信号集中监测站机软件分别经调度集中数据网、集中监测数据网与调度中心的ctc中心设备、监测中心的监测中心设备连接；3)基于所述应急中心的tis设备、ctc站机和监测站机进行所述应急中心与所述轨旁设备之间的全系统联调，实现应急中心对受灾车站和/或中继站的中心控制功能。10.根据权利要求9所述的应急方法，其特征在于，所述可配置的应急信号系统的应急方法还包括：所述车站和/或中继站的tis设备、ctc站机、信号集中监测站机设备完成修复后，切换回车站和/或中继站与车站和/或中继站的tis设备、ctc站机、信号集中监测站机设备的原始连接状态，所述应急信号系统的应急中心的连接状态恢复至应急中心的原始连接状态，以备其它灾害发生。

技术总结
一种可配置的应急信号系统及应急方法。系统包括调度中心、监测中心、应急中心、车站和中继站；应急中心包括若干安全计算机和服务器，安全计算机内安装有车站列控联锁一体化(简称TIS)设备，经信号安全数据网与车站和/或中继站的目标控制器连接；所述服务器安装车站和/或中继站的CTC站机和信号集中监测站机软件，并分别经调度集中数据网、集中监测数据网与调度中心的CTC中心设备、监测中心的监测中心设备连接；本发明通过可配置的应急信号系统实现了车站和/或中继站室内设备发生灾害后铁路信号系统的快速恢复。号系统的快速恢复。号系统的快速恢复。


技术研发人员：王海忠 武长海 郎小亮 张陶 肖锦绣 何永发 齐亚娜 闫俊俊 张昱 高玲俊 朱冰 南迪 孙屹枫 黄虹苇 王喜军 陈瑞朝 闫宇航 张兆中 胡臣 刘阳 李雷 邹枫 张霆 朱运祥 孟亚松 赵越 袁敏 刘家良 车爽
受保护的技术使用者：中国国家铁路集团有限公司
技术研发日：2022.12.25
技术公布日：2023/3/28