一种用于轨道交通信号系统的道岔控制方法及装置与流程

1.本发明涉及轨道交通信号系统，尤其是涉及一种用于轨道交通信号系统的道岔控制方法及装置。


背景技术：

2.传统信号系统中，道岔转辙机均由信号系统集中控制，在道岔的维护流程中，需要在操作界面上由调度人员对相关道岔实施封锁，经调度人员与维护人员完成确认手续后，由维护人员在现场对道岔实施维修活动，在道岔维护作业过程中，道岔命令的操作需要调度人员再次参与，从而使得道岔的维护作业过程过度依赖于现场维护人员、中央调度员以及信号设备的正常工作，进而导致道岔维护作业效率较低；另外，在信号系统大修工程中，需要信号系统调试任务完成并且在信号系统正常工作的前置条件下才能对整个站场内的道岔转辙机进行一致性校验工作，由于两项工作任务之间的关系为紧耦合，不利于信号工程项目管理的优化。
3.因此如何来满足本地控制道岔的需求，同时确保维护人员以及运营的安全，成为需要解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于轨道交通信号系统的道岔控制方法及装置。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.根据本发明的一个方面，提供了一种用于轨道交通信号系统的道岔控制方法，在信号系统道岔控制命令失效或者信号系统确认同意本地控制道岔的情况下，该方法通过本地道岔控制装置对道岔实施维护作业。
7.作为优选的技术方案，该方法具体包括：
8.步骤1，请求阶段：准备道岔维护作业时，轨旁安全确认人员、道岔维护人员、运营人员三方确认维护作业后，轨旁安全确认人员在道岔确认控制面板上按下请求本地控制按钮；
9.步骤2，确认阶段：在信号系统正常工作的情况下，信号系统接收到请求本地控制信号；信号系统若已经为列车建立了经过该道岔的移动授权，则采集到该状态后，确保回撤至该道岔区域之外，信号系统确认没有列车占用或经过该道岔的条件下发出确认切换信号，切换装置接收到信号系统的确认切换信号，则立即点亮同意切换指示灯；
10.步骤3，执行阶段：道岔维护人员确认位于道岔本地控制面板上的“同意切换指示灯”点亮，则可执行“切换开关”操作，“本地控制模式指示灯”则立即点亮，便完成了道岔本地控制的切换流程，道岔维护人员可开始道岔维护作业。
11.作为优选的技术方案，所述的步骤2，确认阶段还包括：在信号系统不能正常工作的情况下，轨旁安全确认人员确认道岔区域没有列车且不会有列车进入，则在道岔确认控
制面板上按压“旁路按钮”，切换装置接收到信号系统的确认切换信号，则立即点亮同意切换指示灯。
12.作为优选的技术方案，该方法还包括道岔退出本地控制的过程，具体如下：
13.a)道岔维护人员在道岔本地控制面板上按下解除本地控制按钮，并且在道岔本地控制面板上操作“切换开关”；
14.b)道岔本地控制面板上的“集中控制模式指示灯”点亮；
15.c)道岔控制模式将退出本地控制模式。
16.根据本发明的另一个方面，提供了一种用于所述用于轨道交通信号系统的道岔控制方法的装置，包括道岔本地控制面板和道岔确认控制面板。
17.作为优选的技术方案，所述的道岔本地控制面板包括集中控制模式指示灯、本地控制模式指示灯、解除本地控制按钮、切换开关、道岔定位状态指示灯、道岔反位状态指示灯、道岔定位操作按钮和道岔反位操作按钮。
18.作为优选的技术方案，所述的道岔确认控制面板包括旁路按钮、同意切换指示灯和请求本地控制按钮。
19.作为优选的技术方案，所述的请求本地控制按钮为自复式按钮；
20.维护人员与调度人员在确认本地控制道岔作业手续之后，按下请求本地控制按钮和操作切换开关，在信号系统确认或者经过维护人员按下旁路按钮后，将道岔控制权转移至本地控制，本地控制模式表示灯、道岔定位状态指示灯和道岔反位状态指示灯将同时点亮；
21.当维护人员完成道岔转辙机维护作业，在轨旁的道岔本地控制面板上，操作“切换开关”至集中控制模式和按压“解除本地控制按钮”；则自动点亮集中控制模式指示灯，同时自动熄灭道岔本地控制模式表示灯以及道岔位置表示灯。
22.作为优选的技术方案，所述的装置根据项目需求灵活布置在室外或者室内。
23.作为优选的技术方案，所述的装置适用于tacs系统、ctcs系统、etcs系统、ptc系统、itcs系统和cbtc系统。
24.与现有技术相比，本发明具有以下优点：
25.1)本发明满足本地控制道岔的需求，同时确保维护人员以及运营的安全；
26.2)本发明为确保道岔转辙机的可维护性、安全性和可用性，在信号系统的道岔控制命令失效或者信号系统确认同意本地控制道岔的情况下，维护人员可通过本地道岔控制装置对道岔实施维护作业；
27.3)本发明独立于信号系统的道岔控制模式，具备更灵活的道岔转辙机操作方法；
28.4)本发明道岔转辙机维护活动可与信号系统维护活动并行，提高道岔转辙机的可维护性；
29.5)本发明道岔的单独控制方法在信号系统过渡工程中，便于工程项目管理的优化。
30.6)本发明的道岔本地控制装置能减少因更换继电器而导致人为失误，从而减少对运营线路的影响
附图说明
31.图1为道岔确认控制面板示例图；
32.图2为道岔本地控制面板示例图；
33.图3为切换电路原理示意图；
34.图4为切换控制电路图；
35.图5为道岔请求确认电路图；
36.图6为切换电路举例示意图；
37.图7为道岔请求本地控制流程图；
38.图8为道岔退出本地控制流程图。
具体实施方式
39.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、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
40.本发明道岔控制方法及装置，道岔控制模式分为：集中控制模式和本地控制模式。
41.集中控制模式：道岔控制权在信号系统，由信号系统控制实现道岔的转换。信号系统基于运营计划以及运营作业要求向道岔转辙机发出操作命令，道岔控制系统自动完成道岔的岔位转换，向信号系统输出位置表示信号，完成道岔的位置转换。
42.本地控制模式：道岔控制权在本地控制，由维护人员根据维护作业的需求来控制道岔的转换。维护人员基于道岔本地控制的装置完成道岔的转换。在该模式下，经过“请求
”‑“
确认
”‑“
执行”三个步骤完成由集中控制模式向本地控制模式的切换。
43.请求阶段：准备道岔维护作业时，轨旁安全确认人员、道岔维护人员、运营人员三方确认维护作业后，轨旁安全确认人员可在道岔确认控制面板上按下请求本地控制按钮(如图1所示)；
44.确认阶段：在信号系统正常工作的情况下，信号系统接收到请求本地控制信号(如图5所示的请求切换继电器——qqj)，信号系统将不再为列车建立经过该道岔的移动授权，同时也不允许单独操作道岔。信号系统若已经为列车建立了经过该道岔的移动授权，则采集到该状态后，确保回撤至该道岔区域之外，信号系统确认没有列车占用或经过该道岔的条件下发出确认切换信号(如图5所示的确认切换继电器——qrj)；切换装置接收到信号系统的确认切换信号，则立即点亮同意切换指示灯(如图1所示)；
45.在信号系统不能正常工作的情况下，轨旁安全确认人员确认道岔区域没有也不会有列车进入，则在确认控制面板上按压“旁路按钮”，切换装置接收到信号系统的确认切换信号，则立即点亮同意切换指示灯(如图1所示)；
46.执行阶段：道岔维护人员确认位于道岔本地控制面板上的“同意切换指示灯”点亮，则可执行“切换开关”操作，“本地控制模式指示灯”则立即点亮，便完成了道岔本地控制的切换流程，维护人员可开始道岔维护作业。在维护过程中，维护人员基于道岔维护作业的要求操作道岔转辙机控制命令，在此期间无需调度员协助。
47.本地控制道岔启动电路将独立于集中控制模式的道岔启动电路，如图6所示。
48.在轨旁道岔本地控制面板包括：集中控制模式指示灯、本地控制模式指示灯、解除本地控制按钮、切换开关、道岔定位状态指示灯、道岔反位状态指示灯，道岔定位操作按钮，道岔反位操作按钮。如图2所示。
49.在道岔确认控制面板包括：旁路按钮、同意切换指示灯和请求本地控制按钮，如图1所示。
50.请求本地控制按钮设计为自复式按钮。维护人员与调度人员在确认本地控制道岔作业手续之后，按下“请求本地控制按钮”(如图2所示)和“操作切换开关”(非自复式开关)，在信号系统确认或者经过维护人员按下“旁路按钮”后，基于图3所示的道岔控制权将转移至本地控制，道岔本地控制模式表示灯和道岔位置表示灯将同时点亮。
51.当维护人员完成道岔转辙机维护作业，在轨旁的道岔本地控制面板上，操作“切换开关”至集中控制模式和按压“解除本地控制按钮”，则基于图4所示的电路图，则自动点亮集中控制模式指示灯，同时自动熄灭道岔本地控制模式表示灯以及道岔位置表示灯。
52.道岔本地控制装置可根据项目需求灵活布置在室外或者室内。本方法针对不仅仅应用tacs系统，也可用于ctcs系统、etcs系统、ptc系统、itcs系统和cbtc等其它模式的信号系统，因此本方法的权利要求同样适用于这些系统及与其类似的系统。
53.具体实施例
54.图1和图2都是控制面板示例图。为确保安全确认与道岔维护作业不同角色的人员分别实施，需要确定在不同的界面下完成控制模式的切换，可根据工程设计需要在不同地方分别设置控制面板，以防单一人员误操作而导致对运营安全的影响。图1用于经过获得本地操作授权、确定信号系统不能正常工作以及确认没有列车在道岔区域或者即将进入道岔区域后，确认人员可通过道岔确认控制面板上按下请求本地控制按钮。道岔维护人员可在图2所示的“道岔本地控制面板”中操作切换开关，将整个道岔控制电路切换至本地控制模式，由本地实施对道岔的控制(如图6所示)。
55.当道岔维护人员确认完成道岔维护作业之后，需要在图2所示的“道岔本地控制面板”中按下“解除本地控制按钮”以及将“切换开关”切换至集中控制模式，将道岔控制权移交给集中控制(亦即信号系统控制)。
56.实施例：参考图3
57.集中控制模式与本地控制模式通过切换继电器隔离。当前道岔控制的控制状态是在集中控制模式下受信号系统控制，若需要切换至本地控制模式，可通过人工确认道岔的运营安全之后，将所有室外信号设备倒接至本地控制的电路，由本地道岔控制电路来控制室外设备。将室外道岔转辙机通过切换继电器(qj)不同触点接往不同的控制模式。由于集中控制模式与本地控制模式同属安全系统，两侧安全级别相同，根据这个特点，电路设计时将采用有极继电器(亦称极性保持继电器)。有极继电器的线圈经正向电流励磁之后，衔铁被吸动，使得接点与定位/反位接点吸合并保持在当前位置；若线圈的励磁电流中断，有极继电器的衔铁不会因此而动作，直到对继电器线圈施加反向励磁，有极继电器才能再次动作。
58.室外信号设备的硬线汇集至分线柜处，分线柜内方将硬线接入继电器的中接点，通过继电器的定反位接点分别接往集中控制模式和本地控制模式。
59.参考图4：
60.集中控制模式和本地控制模式切换过程会影响到线路的运营以及安全，因此切换的流程需要人工确认并慎重操作。设计方案在确保操作便利性的同时还确保减少人员误操作的可能性，因此，在切换过程中，需要不同职责工作人员分别操作“请求本地控制按钮”和“切换开关”，只有两个开关都被操作(两者无先后顺序)使得“转换确认继电器”(zhqj)励磁吸起(如图5所示)，才允许“切换继电器”(qj)。电路中设计有请求本地控制按钮(自复式按钮)、“转换确认继电器”(zhqj)、集中控制模式指示灯(绿色)、本地控制模式指示灯(黄色)。当集中控制或者本地控制模式正在运营过程中，若其中某一个或者几个切换继电器(qj)需要更换检修，更换的继电器(qj)接点吸合位置很可能与当前运营的系统不一致，为避免因该情况而导致对运营造成影响，将所有切换继电器设计为依次动作，切换继电器qj1励磁后，qj1接点动作之后，带动qj2，并依次带动后续继电器，直至最后一个继电器的动作完成。若更换其中的一个或几个继电器，并且这些继电器当前接点位置与之前继电器接点不一致，完成更换之后，新继电器将根据前一个继电器接点的吸合位置，导通本继电器励磁电路并转极，从而转至与当前系统要求一致的位置，最终确保所有切换继电器(qj1、qj2
……
qjn)同步。
61.切换继电器的数量n取决于道岔转辙机与启动电路硬线接口数量，如图6所示，五线制道岔由于室内外接口的硬线数量是5，因此，基于切换继电器(qj)的接点数量，以及jyxc
‑
660继电器可供选用的加强型接点为两组，因此，需使用3个切换继电器。
62.参考图5
63.图5所示的电路用于道岔本地控制模式的请求和确认。
64.在运营过程中，因维护需求或者其他特定运营场景，需要将道岔切换为本地控制模式，操作人员在与调度人员充分确认后，操作人员可按下“请求本地控制按钮”，“轨旁请求切换继电器”(qqj)将励磁吸起，信号系统采集到“轨旁请求切换继电器”(qqj)后，信号系统将对该道岔以及影响到的侧方区域实施封锁，并且在确定没有列车会进入该道岔区域的风险之后，立即输出“信号系统确认切换继电器”(qrj)。维护人员的请求和信号系统的确认都完成，因此“轨旁请求切换继电器”和“信号系统确认切换继电器”都励磁吸起最终触发“转换确认继电器”(zhqj)将励磁，从而判定当前的切换模式为本地控制模式。
65.在信号系统尚未启用或者故障的情况下，若需要将道岔切换为本地控制模式，操作人员可按下“请求本地控制按钮”，“轨旁请求切换继电器”(qqj)将励磁吸起，信号系统采集到“轨旁请求切换继电器”(qqj)后，操作人员在与调度人员充分确认并且确认道岔区域的列车安全，按下“旁路按钮”从而触发“转换确认继电器”(zhqj)将励磁，从而判定当前的切换模式为本地控制模式。
66.当道岔维护活动完成之后，若需要将本地控制模式切换至集中控制模式，则必须先将切换开关操纵至集中控制模式，然后按下解除本地控制按钮，导致“轨旁请求切换继电器”(qqj)的自闭电路断开从而使得该继电器失磁落下，信号系统采集“轨旁请求切换继电器”(qqj)无效以及“转换确认继电器”(zhqj)无效，便解除了对该道岔的封锁，道岔的控制权完全交由信号系统控制从而完成整个切换过程。
67.参考图6
68.以轨道交通中常用的五线制道岔转辙机电路举例说明，利用切换继电器可在集中控制模式和本地控制模式不同的场景下控制道岔转辙机。对于其它类型的道岔转辙机，如
四线制道岔、六线制道岔、有轨电车的地埋式道岔、跨坐式单轨、悬挂式单轨等道岔系统(或设备)，本专利同样适用。
69.所有电路图中所示中涉及的继电器，如表1所示：
70.表1
[0071][0072]
所有电路图中涉及的继电器型号仅为示例，本专利描述的电路中所涉及的继电器类型不限于国内铁路信号继电器的型号，适用于所有符合安全要求的继电器类型。
[0073]
所有电路图中所示中涉及的按钮，如表2所示：
[0074]
表2
[0075][0076]
所有电路图中涉及的按钮或开关仅为示例，本专利描述的电路中所涉及的的按钮可属于按钮中任意一种符合安全要求的按钮型号。
[0077]
参考图7道岔请求本地控制流程图描述了道岔切换至本地控制模式的流程。
[0078]
该流程分三个阶段，请求、确认和执行阶段。
[0079]
请求阶段：准备道岔维护作业时，
[0080]
1.轨旁安全确认人员和道岔维护人员与运营人员确认道岔维护作业
[0081]
2.轨旁安全确认人员请求本地控制在确认控制面板上按压“请求本地控制按按钮”(如图1所示)；
[0082]
确认阶段：
[0083]
3.在信号系统正常工作的情况下，信号系统接收到请求本地控制信号(如图5所示的请求切换继电器——qqj)，信号系统将不再为列车建立经过该道岔的移动授权，同时也不允许单独操作道岔。信号系统若已经为列车建立了经过该道岔的移动授权，则采集到该状态后，确保回撤至该道岔区域之外，信号系统确认没有列车占用或经过该道岔的条件下发出确认切换信号(如图5所示的确认切换继电器——qrj)；
[0084]
4.在信号系统不能正常工作的情况下，轨旁安全确认人员确认道岔区域没有也不
会有列车进入，则在确认控制面板上按压”旁路按钮”；
[0085]
5.切换装置接收到信号系统的确认切换信号或者接收到“旁路按钮”的命令，则立即点亮同意切换指示灯(如图1所示)；
[0086]
执行阶段：
[0087]
6.道岔维护人员确认“道岔本地控制面板”上“同意切换指示灯”点亮，则操作“切换开关”，“本地控制模式指示灯”则立即点亮；
[0088]
7.道岔维护人员确认“本地控制模式指示灯”点亮后，维护人员完成便可开始道岔维护作业。在维护过程中，维护人员基于道岔维护作业的要求操作道岔转辙机控制命令，在此期间无需调度员协助。
[0089]
参考图8描述了道岔退出本地控制的流程
[0090]
1.道岔维护人员在道岔本地控制面板上按下解除本地控制按钮，并且在道岔本地控制面板上操作“切换开关”；
[0091]
2.道岔本地控制面板上的“道岔集中控制模式指示灯”点亮；
[0092]
3.道岔控制模式将退出本地控制模式。
[0093]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。