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铁路车站联锁

/interlocking/
条目作者段武

段武

最后更新 2022-11-25
浏览 220
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以技术方法对铁路信号、道岔、区段以及进路等进行的一种特定控制方式。

英文名称
interlocking
所属学科
交通运输工程 铁路运输

联锁概念普遍存在于许多关键控制领域。广义上,联锁是对相互具有重要约束关系的多个控制对象的一种特定控制方式,是将具有特定约束关系的相关对象联系起来,通过严格按照规定的程序和条件以锁定/解锁的方式进行控制,以避免因约束关系被破坏而可能造成严重后果。这些重要的特定约束关系就是“联锁关系”。而依据某种联锁关系以技术手段实现联锁控制的技术装置称之为“联锁设备”。狭义上,联锁特指铁路车站联锁。最早是从1856年,由英国工程师J.萨克斯比[注]首创的萨氏联锁机,装设在英格兰的一处铁路车站(Bricklayer Arms)开始应用的。

1916年,在中国东北铁路使用用于道岔与臂板信号机联锁的机械联锁箱,如图所示。为使进站信号握柄2操纵的臂板进站信号机1与道岔联锁,在导线3经由道岔处装有联锁箱4。它由垂直交叉的下方开有缺口的信号杆41和上方开有缺口的转辙杆42组成。当道岔开向正线且正线进站信号机关闭时,信号杆的缺口与转辙杆的缺口是在相对的位置,正线进站信号机和道岔均在解锁状态。开放正线进站信号机时,由正线进站信号握柄拉动信号杆而使缺口离开原位,此时转辙杆受信号杆的箝制而不能移动,道岔即被锁闭在开通正线的位置;道岔未开向正线或尖轨不密贴基本轨时,则因信号杆受到转辙杆的箝制而不能开放正线进站信号机。

机械联锁箱原理示意图机械联锁箱原理示意图

铁路车站联锁系统的基本功能,是通过技术的方法严格按照规定的联锁条件控制道岔的转换和锁闭、信号的开放和关闭、进路的建立和解锁等;要依据信号、道岔、轨道区段以及进路间的联锁关系,自动地对值班员的操作进行联锁条件检查,通过排列进路和控制信号显示对列车和车列的运行进行控制。其中,道岔、信号是车站联锁系统直接控制的轨旁设备;进路则是由相关道岔和轨道区段等组成的有信号指示(由列车信号指示列车的运行,由调车信号指示车列的运行)和防护的特定经路。进路控制是车站联锁系统对道岔、信号和轨道区段进行联锁控制的主要方式,也是铁路车站对列车和车列运行进行控制管理的主要方式。由于信号的错误开放、显示升级、错误保留及错误灭灯,道岔位置的错误表示及误动,区段空闲/占用的错误表示等,都可能造成极其严重的灾难性后果。为了确保行车安全,避免发生挤岔、脱轨,甚至倾覆、冲突的危险,进路的建立和保持必须严格确保相关的信号、道岔、轨道区段等的状态及其相互间的关系满足规定的联锁条件,即构成进路的各基本单元之间必须满足特定的约束关系,才能按照规定的顺序和程序动作。进路一经建立之后又必须对之加以“锁闭”,“锁闭”之后只有在满足规定的条件时,才能按照规定的顺序和程序解除锁闭,即“解锁”;绝不允许随意进行改变,以免因误操作或设备故障等其他因素破坏进路而危及行车安全。这种“锁闭”和“解锁”的操作,在早期确实是曾经通过特制的“锁”和“钥匙”来进行,联锁一词由此而来。

操纵、传输和锁闭/解锁是车站联锁系统的3大基本功能要素。操纵,主要是指对信号、特别是对道岔的操纵方式;传输,是把信号、道岔和轨道区段等进路基本单元及其之间的约束关系“联”起来并进行操纵、控制所必需的;“锁闭/解锁”则是对“联”起来的关系,依据规定的条件进行控制和锁闭/解锁的逻辑处理。可以说“联锁”这个词相当精准地表达了此类系统的核心要素,在字面上也可以简单而形象地理解为:把特定的约束关系“联”起来并“锁”住。

车站联锁设备是保证列车运行安全和调车作业安全的核心基础设备,具有最高等级的安全要求。实际上,了解车站联锁系统主要基于两个基本层面:一个是实现联锁三要素的技术手段及其特点,另一个是能够支撑这些技术手段确保安全特别是故障-安全的技术措施。作为铁路信号核心理念和基本设计原则的故障-安全,也主要是在车站联锁的发展过程中确立的。

车站联锁主要按照其功能要素实现方式的不同进行分类。按照操纵方式,除了具体的技术实现手段不同之外一般划分为“非集中”和“集中”两类,这主要是按照道岔的操纵方式划分的。与非集中联锁相比,集中联锁可取消扳道员,节省操纵人员,提高生产效率,改善劳动条件并有效减少人员联系中可能发生的差错。但不便于或无法对道岔位置以及区段占用的状态进行直接观察,因而对技术设备具有更高的要求和更多的依赖。按照“联”和“锁”技术实现方式的不同,可划分为机械联锁、电气机械联锁(电机联锁)、电气联锁和计算机联锁。事实上,从机械联锁到电机联锁、电气联锁再到计算机联锁的发展过程,也正是车站联锁的发展历程。在这一过程中,车站联锁系统的功能不断增加、控制地域不断扩大、体积不断减小。

  • 《中国铁路信号史》编辑委员会.中国铁路信号史.北京:中国铁道出版社,1989.
  • 《中国铁道百科全书》总编辑委员会,《通信与信号》编辑委员会.中国铁道百科全书通信与信号.北京:中国铁道出版社,2003.

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