货运铁路行车辅助信息显示研究

薛峰1

1. 卡斯柯信号有限公司，上海市，200040

摘要：货运铁路运输具有安全程度高、运输速度快、运输距离长、运输能力大、运输成本低等优点。为了配合国家货运铁路的发展战略，本文针对地方货运铁路的运营需求，设计了基于货运铁路移动闭塞列控系统的车载DMI（人机界面单元）行车辅助信息显示方法，在既有CTCS-2和CTCS-3级列控系统车载DMI显示方案的基础上，修改了信号机信息显示功能，增加了前车信息显示功能和进路预告信息显示功能，提高了DMI界面的利用率，减少了司机与车站的沟通成本，提高了车地联控效率。拓展后的货运铁路移动闭塞列控车载设备更加适用于货运铁路应用。

关键词：货运铁路移动闭塞列控系统；DMI；信号机信息；前车运行状态信息；进路预告信息

中图分类号：U284.44

1研究背景

货运铁路运输具有安全程度高、运输速度快、运输距离长、运输能力大、运输成本低等优点【1】。目前我国货运列车大多使用基于列车运行监控记录装置（LKJ）控车【2】，LKJ是一种非安全的列车运行监控装置，虽然具备列车超速、冒进防护功能，但是无法到达SIL4级的安全完整性等级。为了进一步提高货运铁路的运输效率和系统安全性，目前货运铁路列控系统的主要发展方向是使用货运铁路移动闭塞列控系统的车载列车自动防护系统（ATP）代替列车运行监控记录装置（LKJ）控车。然而，对于习惯于使用LKJ控车的货运铁路司机来说，既有CTCS-2和CTCS-3级列控系统的车载ATP设备人机交互界面（DMI）中缺少相应的信号机信息和调度信息【3】，导致司机无法掌握足够的行车信息，需要司机与车站值班人员反复沟通确认，增加了司机操作难度。

2货运铁路移动闭塞列控系统的结构及设备组成

货运铁路移动闭塞列控系统主要由车载设备和地面设备构成。车载设备由ATP和列车完整性检查列尾设备（EOT）构成，地面设备主要轨旁设备和中心设备构成。

在既有CTCS-2和CTCS-3级列控系统功能基础上，增加下列新功能：

（1）车载设备具备初始化定位功能。

车载设备完成注册流程后，开始根据卫星定位信息和电子地图信息计算列车所在股道和位置，并将初始化定位结果显示给司机，司机确认位置后，车载设备开始向RBC和TSRS汇报明确位置。如果初始化定位失败，或定位股道错误，司机可以DMI上选择正确的股道以完成初始化定位过程。车载设备在站内有明确位置后，由RBC负责在发车进路开放后，向车载设备发送发车授权信息。

（2）车载设备具备信号机搜索功能

车载设备根据电子地图拓扑信息和列车位置，搜索列车前方的信号机类型并计算距离信号机的距离。车载DMI在满足一定条件下，显示前方信号机信息。

（3）RBC具备前后车信息管理功能

由于移动闭塞系统的先进性，RBC可以掌握管辖范围内所有列车的运行状态。当RBC管辖范围内的列车在区间进行前后车追踪运行时，RBC可以向后车发送前车的运行状态信息。后车在其车载DMI上显示前车运行状态信息。

3行车辅助信息显示方案

3.1发车信号机信息显示

利用预留的D6b1区、D6b3区和D6b4区，显示列车前方出站信号机的状态。其中D6b1区显示信号机状态，D6b3区显示信号机名称，D6b4区显示信号机距离。

车载设备未完成初始化定位，未具备明确位置前，不显示发车信号机信息。此时车载设备不允许移动列车。

当车载设备运行在待机、目视、冒进或冒后模式，有明确位置，未收到来自RBC的发车授权消息时，DMI显示红色信号灯，并播放语音“红灯、红灯”。车载设备根据列车当前所在股道位置和电子地图信息，搜索前方出站信号机名称。DMI显示信号机名称，且信号机距离显示0，表示当前状态下禁止司机目视行车，如图1（a）所示。

当车载设备收到来自RBC的发车授权消息，转入目视模式后，车载设备根据列车当前所在股道位置、电子地图信息和发车授权距离，判断授权区域是否包含出站信号机。若授权区域不包含出站信号机，即授权终点在出站信号机之前，则DMI显示红色信号灯，并播放语音“红灯、红灯”。DMI显示出站信号机名称及信号机距离。此时司机可以在目视模式下行车一定距离，但不得越过出站信号机。

若发车授权区域包含出站信号机，即授权终点在出站信号机之后，则表示出站信号已开放，DMI显示绿色信号灯，并播放语音“绿灯、绿灯”。DMI显示出站信号机名称及信号机距离，如图1（b）所示。此时司机可以驾驶列车出站，进入区间后转入完全模式继续行车。

车载设备驶过出站信号机，或转入完全/引导模式后，停止相关出站信号机的显示。

3.2前车运行状态信息显示

车载设备在完全/引导模式下，若收到来自RBC的前车运行状态消息包后，在DMI上显示前车运行状态信息。前车信息包括前车车次号、前车速度和前车距离，如图3所示。其中D6b1区显示机车图标提示司机行车许可的终点是前车尾端，D6b3区显示前车车次号，D6b4区显示前车速度，单位

。前车距离就是行车许可的长度，已经在D区运行计划和A2区目标距离进行显示，因此不再重复显示该信息。

3.3接车信号机信息显示

车载设备在完全/引导模式下，根据行车许可信息和电子地图信息，计算行车许可终点是否为信号机，以及信号机的类型。若信号机类型为进站信号机（接车进路未办理或接车信号未开放，司机需要控制列车机外停车），DMI在列车接近信号机一定距离时，语音提示司机“机外停车，控制速度”。DMI显示红色信号灯和该信号机名称，提示司机不得越过该进站信号机，如图4（a）所示。此时列车距信号机的距离即行车许可距离，已经在D区运行计划和A2区目标距离进行了显示，因此不再重复显示该信息。

。

4.结论

本文针对地方货运铁路的运营需求，设计了基于货运列车移动闭塞列控系统的车载DMI行车辅助信息显示方案，在DMI的预留区域实现了发车信号机信息显示、前车运行状态信息显示、接车信号机信息显示和进路预告信息显示，为司机行车提供了更多驾驶参考信息，减少了司机与车站沟通的工作，提高了车地联控的效率。设计方案在试验铁路部分路段进行了现场试验，试验结果证明了显示方案有效提高了司机行车效率和信息沟通效率，具有进一步推广的价值。

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作者简介：姓名：薛峰 性别：男  出生日期：1982年9月  学历：大学本科

研究方向：铁路信号列车控制系统