引言：

重载铁路运输任务的增加，意味着列车运行密度随之提升，而移动闭塞技术作为保障行车安全、提高运营效率、支持调度智慧决策的有效手段，能够通过精准定位、车地通信、控制列车运行等方式切实提高线路通过能力。结合实践来看，在重载铁路计算机联锁系统中使用移动闭塞技术，既能够提高列车调度水平，也能保障行车安全。所以，对重载铁路移动闭塞计算机联锁系统的关键技术及实际应用展开研究，对促进铁路事业健康发展来说有十分显著的现实意义。

一、移动闭塞与计算机联锁系统基础理论

（一）移动闭塞原理

移动闭塞系统是重载铁路运输中的重要组成部分，其运行原理可以概括以下方面：首先，使用INS、GNSS等定位系统进行列车定位，准确获得列车位置后，为列车调度等工作开展提供可靠依据。其次，基于数据传输协议、使用无线通信技术等方式加强车地通信，切实保障行车过程通信安全。其三，通过对列车运行速度、制动性能等要素进行控制，保证列车之间始终保持安全间隔。其四，使用ATP、ATO等系统对列车速度、位置、路线等进行控制，提高列车运行控制水平，增强线路通过能力。

（二）计算机联锁系统概述

计算机联锁系统是重载铁路运输中基于计算机技术设计的安全控制系统，能够对多种类型的信号设备进行联锁控制，能够切实提高重载铁路运输的安全性和高效性。该系统主要由硬件设备和软件系统组成，其中硬件设备包括联锁主机、电源、输入输出接口等；软件系统包括监控软件、维护诊断软件等。在运行中可以通过采集信号设备运行信息，通过联锁逻辑运算得到控制指令并输出，进而对信号设备进行有效控制。该系统具有可靠性、安全性、灵活性等多种优势，可以充分满足铁路运输不断变化的需求。

二、重载铁路移动闭塞计算机联锁系统需求分析

（一）重载铁路运输特点对信号系统的需求

由于重载铁路运输任务繁重，所以列车普遍具有重量大、长编组特点。这也使得列车运行过程对信号系统控制水平提出较高要求。由于传统列车检测技术无法对重载列车进行有效监测，所以难以获得准确的列车信息。对此，需要采用更加精准的检测技术确定列车位置，进而为列车进站、调度提供可靠信息。另外，由于重载铁路列车制动距离相对较长，所以想要获得精准的制动控制信息，就要通过信号系统准确获得列车位置、运行速度等情况，并将制动指令及时发送给列车，确保列车安全停车。与此同时，为了充分满足重载铁路列车高密度、大规模的运输需求，需要信号系统具备较强的调动能力和指挥功能，以此来提高线路通过能力。

（三）安全需求

在重载铁路计算机联锁系统中使用移动闭塞技术，需要系统具备安全防护功能，既要优化系统在冒进、超速等方面的防护性能，还要在系统自身发生软硬件故障后，自动采取措施保证列车运行安全。另外，系统在运行中要对重载铁路列车的运行线路和设备运行进行全过程监督，一旦发现异常情况，预警系统会及时发出预警信号并启动防护机制，通过对列车运行速度、运行线路等要素进行调整，切实保证列车安全。与此同时，由于计算机联锁系统运行环境复杂，所以运行过程还要注重自身的安全监控，从源头规避系统故障造成的安全事故。

（三）功能需求

正是因为重载铁路列车重量较大，所以运行过程会产生较大惯性，因此在列车运行中需要计算机联锁系统具备较高的发车能力，计算机连锁系统能够实现移动闭塞发车，相对于固定闭塞发车来说，车载设备可以结合行车许可追踪岔区发车。并在不改变车站设备布置和土建的情况下，最大程度提高发车能力。另外，移动闭塞下的计算机联锁系统还要具备站间提升能力，在移动闭塞下，后车需要追踪前车安全车位运行，这种追踪间隔能够缩短一个闭塞分区，尤其针对长大坡道，可以有效缩短追踪间隔。不仅如此，移动闭塞计算机联锁系统还具有精简轨旁设备的功能，相对于固定闭塞系统来说，移动闭塞计算机联锁系统只需布置一对计轴设备，无需布置站间信号机、轨道电路等轨旁设备，同时减少了无源应答器的布置数量，可以使用北斗精准定位，这对于减轻后期施工及维护工作量、节约系统运营成本来说有积极影响。此外，计算机联锁系统还要对传统联锁功能进行优化，增加与移动闭塞系统运行需求相符的智能化控制逻辑，通过对列车位置、运行状态等情况进行及时掌握，进而合理安排列车进路，整个过程尽可能减少人员干预，切实提高列车运行水平。

三、关键技术研究

（一）车地通信技术

车地通信是提高重载铁路列车通信安全的关键技术。主要通过无线通信和有线通信方式为车地通信提供保障。其中常见的无线通信技术有两种，一种是GSM-R，该系统通信质量高、覆盖范围广，可以为重载铁路车地通信奠定良好基础，在移动闭塞计算机联锁系统中主要用于传输列车速度、具体位置等信息，同时能够对地面控制中心发出的指令进行实时接收；另一种是LET-R，该技术在运行中具有低延迟、高效率特点，可以为列车自动化控制及适应监控提供支持，能够充分保障列车安全运行。而常见的有线通信技术包括光纤通信和电缆通信两种，其中光纤通信不仅具有较高的传输容量，还能够实现远距离传输，并且传输过程几乎不受外界因素干扰。在车地通信中使用光纤通信技术，需要沿重载铁路合理铺设光纤，进而充分发挥其通信功能。电缆通信在移动闭塞计算机联锁系统中则主要用来传输低速数据，这种通信技术成本低廉、安装便捷，虽然传输效率不高，但在特定场景中的应用优势十分显著。此外，重载铁路移动闭塞计算机联锁系统想要切实保障车地通信效率和质量，还要采用安全通信、实时通信等协议，并且要保证这些协议高效、可靠，能够为车地通信奠定良好基础。

（二）智能控制技术

智能控制技术在重载铁路移动闭塞计算机联锁系统中发挥重要作用，在提高系统运行效率和质量方面效果显著。可以将智能控制技术归纳为以下几种：第一，自动控制列车。系统在获取列车相关信息的同时可以灵活调整列车速度，尤其在特殊路段，自动控制系统可以根据线路环境设定安全限值，一旦超出允许速度则会自动触发制动系统，避免列车超速引发安全事故。另外，基于自动化定位及制动控制技术，还能够为列车精准停车奠定基础。智能控制系统通过对列车位置、制动距离等信息进行精准计算，能够确保列车在合理位置停靠，进而为货物装卸提供便利。第二，道岔自适应控制。计算机联锁系统能够对道岔位置、周围环境等状态进行实时监测，并根据这些信息对道岔转换时间、环境温湿度等参数进行灵活调整，整个过程无需人为干预，不仅能够提高进路速度，还可以保证道岔正常运行。并且计算机联锁系统通过分析不同气候条件对列车运行造成的影响，可以做出正确的运行决策，确保列车安全运行。第三，人机协作智能技术。在计算机连锁系统运行中，操作人员通过建立进路操作或取消操作，系统能够根据进路所需信息帮助工作人员快速完成各类操作。另外，在面对复杂烦琐的进路情况，如同一车站同时有多趟列车进路，计算机联锁系统能够通过列车运行时间、交通流量等情况，对列车进路进行合理安排，进而保证车辆运行安全。

（三）安全防护技术

安全防护技术是重载铁路移动闭塞计算机联锁系统中的重要组成部分，在保证列车运行安全方面发挥重要作用。联合使用车载设备及地面设备，能够实时监测列车运行状态。在列车运行过程中，车载设备会实时采集列车信息并第一时间传入地面控制系统，此时地面控制系统能够结合接收到的数据信息对列车速度、位置等要素调整，进而保证列车运行安全。

四、重载铁路移动闭塞计算机联锁系统的应用

（一）提高运输效率

重载铁路移动闭塞计算机联锁系统能够优化列车间隔。移动闭塞系统在准确获取列车信息的基础上，结合不同列车的运行计划、线路环境等情况，可以对列车之间的安全间隔进行合理控制。在系统运行过程中，主要通过计算列车之间的最小安全距离，保证前后列车既能够安全运行，又可以紧密衔接。相对于传统固定的闭塞系统来说可以切实提高列车运输效率。另外，移动闭塞计算机联锁系统还能够对进路进行精准控制。也就是根据列车运输的货物类型、目的地等情况，对列车进路进行自动规划。通过安排最佳进路减少列车的等待时间，这也是提高运输效率的关键所在。并且系统本身具备自动化故障诊断功能，在对联锁设备、信号设备等设备进行实时监测的同时，可以及时发现潜在故障并对故障点进行定位，如此能够为维修人员及时抢修提供准确信息，进而提高维修效率，缩短设备故障对列车运行造成的延误时间。

（二）增强行车安全

移动闭塞计算机联锁系统能够对列车进行精准定位，充分利用应答器、GNSS等技术手段获取列车位置信息，并将信息传递到地面控制中心，便于控制人员根据实际情况对列车进行精准控制。一旦发现列车运行出现超速、偏离轨道等情况，要及时启动预警机制，从源头规避列车追尾等安全事故的发生。另外，运用LTE-R等通信技术传输列车信息，能够有效提高车地通信安全性。联锁系统在列车通信出现故障后，可以第一时间采取安全导向方式降低信息缺失造成的负面影响，如此即便通信异常，列车也能够始终处于安全运行状态。另外，系统通过实时监测信号、轨道等设备，能够智能化分析设备运行状态，一旦发现异常可以及时启动应急处理程序，降低设备故障对行车安全造成的负面影响。

（三）优化运输组织及调度

移动闭塞计算机联锁系统使用大数据技术可以收集和处理列车运输相关信息，包括历史线路状况、运行数据等。通过构建智能化预测模型，对不同时段列车运输需求、列车运输频率及可能出现的问题进行预测，进而为进路合理规划提供可靠依据。另外，系统结合移动闭塞技术还能够对进路进行优化管理，也就是根据列车位置、运行方向等信息对进路开放及关闭时间进行合理调整，切实提高进路的使用效率。与此同时，使用传感器技术获取列车信息及设备运行状态等数据，还能够为调度人员了解列车运行情况提供可靠依据，进而帮助调度人员合理制定调度决策，切实提高列车运行效率，尽可能减少拥堵问题。

（四）提高应急处理能力

移动闭塞计算机联锁系统在运行过程中能够对环境因素进行实时监测，可以准确获取大风、雷雨等恶劣天气的气象信息，便于相关部门及时调整列车运行时间。另外，系统对监测到的数据信息进行分析，能够对可能出现的危急情况及危险程度进行准确预测。如分析列车运行数据对设备可能发生的故障进行预测，提醒维修人员对设备进行应急处理，进而保证列车安全运行。并且在紧急情况下，系统通过自动触发紧急制动装置能够使列车强制停靠，进而保障列车及货物安全。不仅如此，移动闭塞计算机联锁系统还能够对软硬件故障进行应急处理。其中硬件故障包括通信设备、主机设备发生故障。通过冗余设计，如设置主用设备和备用设备，对其运行状态进行监测，一旦发生故障即可快速采取措施解决并处理，进而维持移动闭塞系统的正常运行，使列车能够持续接收和执行控制指令。此外，重载铁路移动闭塞计算机联锁系统在运行过程中面临各种电磁干扰，而在主机、通信等设备外包裹一层电磁屏蔽材料，可以为设备稳定运行奠定良好基础。

结束语：

综上所述，在铁路运输需求不断提高的时代背景下，越来越多人投入重载铁路移动闭塞计算机联锁系统研究领域，本文主要对系统关键技术及具体应用展开分析，探索其在保障列车行车安全、运输效率、应急处理等方面发挥的作用。展望未来，重载铁路移动闭塞计算机联锁系统在科学技术支持下，会继续朝着智能化、高效化趋势发展。相关学者需要不断加大研究力度、整合各方资源，共同攻克技术难题，进一步完善移动闭塞计算机联锁系统的功能和性能。

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作者简介：任艺飞（1997.11-）女，河北张家口人，本科，助理工程师，研究方向：铁路信号专业。