[發明專利]高鐵信號系統級“故障-安全”方法

有效

• 申請號: 201110430554.1
• 申請日: 2011-12-20
• 公開（公告）號: CN102514598A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 王俊峰;王婉蓉
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: B61L27/00
• 分類號: B61L27/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 朱琨

技術領域

本發明屬于高速鐵路信號系統安全控制與監測技術領域，尤其涉及一種高鐵信號系統級“故障-安全”方法。

背景技術

2008年4月28日膠濟線相向行駛的T195次和5034次旅客列車在周村至王村間發生相撞事故。2011年7月23日北京南開往福州的D301次動車組列車運行至甬溫線永嘉至溫州南間，與前行的杭州開往福州南D3115次動車組列車發生追尾事故。兩次特別重大鐵路交通事故均屬責任事故，信號設備存在技術缺陷和調度指揮及管理存在漏洞是造成7·23事故的主要原因，4·28事故也存在同樣的問題。

既有線臨時限速命令由調度、司機、車機聯控、工務、電務的LKJ監控設備等相關業務環節執行。其中只要任意一、兩個環節能夠認真履行職責、發揮作用，即可保證臨時限速的正確執行。膠濟線事故正是由于管理疏漏、當事人不負責任、存在相互依賴心理等問題，造成各環節全部沒有執行臨時限速，最終釀成慘劇。

解決既有線臨時限速命令執行中的問題可從兩個方面入手，一是由設備自動執行臨時限速，即采用無線方式在車地之間傳輸臨時限速，實時更新監控裝置LKJ參數數據庫中的限速值；亦可采用CTCS-2線路上應用的應答器方式。二是嚴格執行既有臨時限速調度命令制度的同時，建立各環節臨時限速聯控機制，即在既有TDCS或CTC系統上疊加臨時限速聯控機制功能模塊。通過建立數據庫及管理規則，實現臨時限速提醒預告、簽收確認、監督執行、責任追究，文獻1(王俊峰，《既有線臨時限速及進路信息無線傳輸系統[J]》，中國鐵路，2009-8：47-48，64)即提供了這樣一種方法。

7·23鐵路事故是由于溫州南站信號設備在設計上存在嚴重缺陷，遭雷擊發生故障后，導致本應顯示為紅燈的區間信號錯誤顯示為綠燈。行車調度人員對信號設備異?，F象未引起高度重視，以為ATP設備工作正常，未按規定辦理站間閉塞，而將兩列車放入同一區間。導致發生了一起原本可以避免的特別重大鐵路交通事故。

7·23鐵路事故中，在信號設備故障情況下，調度指揮和信號設備的“故障-安全”設計均未發揮應有的作用，均未能控制列車停車和保證列車安全追蹤間隔。人們會因此提出一系列質疑：還會否存在其它鐵路信號核心設備設計缺陷？非正常情況下能否保證列車安全追蹤間隔？信號設備故障后能實現“故障-安全”嗎？等等。如何保證列車運行安全，特別是設備故障后的列車運行安全已成為發展高速鐵路必須解決的課題。

7·23鐵路事故表明，僅停留在信號設備層的“故障-安全”設計已不能滿足列車運行控制的安全需求。在高鐵信號系統級層面進行“故障-安全”設計，是解決列車安全問題可行的選擇。

“故障-安全”是指信號系統在任何部分發生故障時，能夠維持安全狀態或向安全狀態轉移。系統級“故障-安全”以系統級故障診斷理論(Preparate?FP，Metze?C，Chien?RT.On?the?Connection?Assignment?Problem?of?Diagosable?System[J].IEEE?Transaction?On?Electronic?Computer，1967，16(12)：845-854)為基礎，在系統層面實現故障診斷和定位，當出現故障時采取有效措施實現故障導向安全，保證列車運行安全。

高鐵信號系統包括列控系統(CTCS)、聯鎖系統(CBI)、調度集中(CTC)三個子系統，以及一些信號輔助系統，如：信號微機監測系統(MMS)、列控動態監測系統(DMS)、車次號跟蹤和無線校核系統、調度命令無線傳輸系統、電源系統等。目前，中國高速鐵路采用CTCS-2和CTCS-3兩種列車控制系統。CTCS-2適用于控制時速200km/h～250km/h線路的列車，CTCS-3適用于控制時速350km/h及以上線路的列車。高鐵信號系統中，設計系統級“故障-安全”的必要性包括以下幾個方面：