高速铁路车站计算机联锁技术.doc

...wd...第三章 高速铁路车站计算机联锁技术第一节 车站计算机联锁概论 控制车站内的道岔、进路和信号机并实现它们之间联锁的系统称为车站信号联锁系统车站信号联锁系统是保证站内行车安全，提高铁路运输效率，改善行车人员劳动条件的重要技术装备像其他技术一样，车站联锁系统也是随着科学技术的进步以及铁路运输开展的需要，在不断的更新和开展，其开展过程已经经历了机械化联锁、机电联锁和电气集中联锁几个阶段，目前正逐步向采用计算机联锁阶段过渡 一、计算机联锁的功能及特点 (一)国内外计算机联锁开展概况 基于布线逻辑的继电集中联锁装置，自1927年问世以来已经统治了70多年，社会在开展，技术在进步，作为以技术手段实现联锁的车站信号自动控制系统也在不断地开展和完善在进入电子时代以来，世界上一些技术兴旺国家相继开展了电子联锁装置的研究，但是真正采用通用计算机构成联锁控制系统并在铁路运营车站上使用，还得从1978年计起1978年，由瑞典ABB公司研制的世界公认的第一套计算机联锁系统在哥德堡站开通使用，极大地推动了各国计算机联锁的研制和使用，计算机联锁系统的技术性能日趋成熟和完善。

进入20世纪90年代，不少国家已开场大面积推广应用计算机联锁系统，如日本、英国等许多国家已制订技术政策，今后不再开展继电联锁 现将世界上主要技术兴旺国家的计算机联锁系统在技术和应用方而的情况概括如下： (1)瑞典 瑞典计算机联锁的开展分为三个阶段：第一个阶段采用的典型产品为EBILOCK750系统，其特点是信号机和道岔的控制器件仍由继电器来完成，保存了轨道继电2S：第二个阶段是采用无接点方式的电子器件控制信号机和道岔，仍保存了轨道电路；第三个阶段那么实现了全电子化控制，典型产品有EBILOCK 850系统和20世纪90年代初期开发的EBILOCK950系统，控制电路、轨道继电器均采用无接点方式的功能块瑞典的计算机联锁系统在构造上均采用分散控制方式，采取双机热备、单机运行双套软件来提高整个系统的可靠性和安全性 (2)英国 计算机联锁在萸国又称为固体联锁(SolidStateInterlocking，简称SSl)1985年，SSI系统首次在明斯顿车站正式使用．该系统采用分散三级控制方式，为了保证系统运行的安全性和可靠性，采用三取二表决的模式系统中参与表决的模块运行单套软件，每一模块与其他两个模块的运算结果相比较以校验自身的运算结果。

目前，SSI系统已在国内外数十个车站安装使用3) 德国 德国于1979年决定研制计算机联锁西门子公司以SIMIS系统为核心构成车站联锁控制系统，第一套系统于1985年在慕尼黑一米腾瓦尔特区段的姆尔瑙(Mulmau)站交付使用SIMIS系统从早期的SIMIS--B型(8080CPU)、SIMIS--C型(8085CPU)、SIMIS3116、SIMIS3216、SIMIS~E型(80386CPU)、SICAS型(Siemens Computer Aided Signaling)已开展到目前正在开发的SIMIS--W型前几种SIMIS型号为双机比较后输出，采用硬件比较器；后两种型号同样采用SIMIS故障一安全原理，但为三中取二表决，至少两个机器输出一致，才能驱动输出 (4)日本 日本的计算机联锁最早开通于1985年，至今已安装使用了200多个车站日本研制的计算机联锁产品主要有SMILE工、Ⅱ、Ⅲ型和K、N型五种类型，主要生产厂家是日本信号公司、京山制作所和大同信号公司 (5)美国 美国开发的计算机联锁产品主要有通用信号公司(GRS)的VPI安全型系统和联合道岔与信号公司(US&S)的Microlock系统两种。

这两种制式目前大局部用在单机运行状态，系统的安全性那么是由主机系统中的“安全逻辑〞得到保证的目前VIP系统安装使用了数十个车站，Microloek系统也正式投入使用 我国计算机联锁的研制始于1983年，首先用于路外第一套系统安装在南京梅山铁矿井下200m深处有24组道岔的运输线车站上，1984年投入运营这类性质的车站联锁关系比较简单此后，根据地面铁路车站复杂运输作业的要求，研制开发了适用于地面厂矿铁路的计算机联锁设备，并于1986年7月在太原钢铁厂配料站首先得到使用随着计算机联锁设备在工矿企业的推广使用，其性能不断完善提高在正线甚至干线铁路上，最早是由卡斯柯信号(CASCO)从美国通用铁路信号公司(GRS)引进，并结合我国铁路实际运营技术条件开发出VPI安全型计算机联锁系统第一套系统安装在广深线的红海站上，于1991年11月投入运营它的开通开创了计算机联锁技术在干线车站上运用的先例此后，国内其他一些单位也相继开发出适用于运营车站的计算机联锁设备铁道科学研究院的车站计算机联锁系统是在峰尾微机集中根基上研制开发的，第一套联锁系统安装在哈尔滨的平房站，于1993年10月正式开通使用通号总公司研制的车站计算机联锁控制系统，于1994年1月首次在南京分局浦口到发场开通使用。

十几年来，国内计算机联锁从路外到路内，从小站到大站，从支线到干线，从中间站到编组站开展十分迅速据不完全统计，至今全路(不包括路外)已有百余个车站使用各种计算机联锁设备其中，铁科院研制的TYJL--Ⅱ型双机热备系统、TYJL--TR9型三取二容错计算机联锁系统已于1997年12月通过铁道部的鉴定；北京全路通信信号研究设计院研制开发的DS6--11型双机热备系统和DS6--20型三取二系统也于1999年1月通过铁道部鉴定……由此可见，计算机联锁已成为我国铁路车站信号设备的开展方向可以认为，随着技术的进步和铁路运输现代化要求的不断提高，计算机联锁设备必将成为继电联锁的换代产品 (二)计算机联锁的功能及其优越性 计算机联锁系统是一种以计算机为主要技术手段实现车站联锁的系统因此，它不仅具备继电联锁设备的联锁控制功能，而且利用计算机的快速信息处理能力和储存能力，可方便地实现继电联锁设备难以实现的一些功能 1．联锁控制功能 计算机联锁系统的联锁功能是与继电式电气集中相通的，能根据车站行车安全的需要，在规定的联锁条件和规定的时序下自动对进路、信号和道岔实行控制具体包括：(1) 进路的控制。

包括列车进路和调车进路的选排、锁闭和解锁；引导进路的控制等行车进路的办理方法和继电联锁设备办理方法 基本一样，仍沿用按压双按钮才形成操作命令的规定，这样可防止因误动一个按钮而产生错误操作命令的可能一些系统为办理慎重起见，对原铅封按钮的相应办理作了一些改动如采用数字化仪操作，相对于原铅封按钮点压后，屏幕将提示输入口令，点压口令后，操作才被执行 (2)信号的正常开放、关闭、人丁重复开放以及防止自动重复开放 (3)道岔的单独操纵、锁闭和解锁 此外，通过在联锁软件中增加相应的功能模块，再加上少量的硬件电路，系统可进一步实现6502电气集中一些特殊电路的联锁功能例如：非进路调车控制、平面调车溜放控制、站内道口控制以及场间联系等 2．显示功能 计算机联锁系统采用大屏幕显示器取代6502电气集中表示盘，可以向操作人员提供更加丰富、直观的显示信息具体包括： (1)站场 基本图形显示 (2)现场信号设备状态显示主要有道岔的定、反位和四开位置；道岔单独锁闭和封闭状态；信号机的开放和关闭状态，灯丝断丝也能表示出来：轨道电路区段的空闲、占用、锁闭状态，一般用不同的颜色代表不同的含义。

(3)值班员按压按钮动作确实认显示 (4)联锁系统的工作状态、故障报警显示 (5)时钟显示，必要的汉字提示等等 3．记录存储和故障检测与诊断功能 利用计算机的信息处理能力和存储容量大的优点，计算机联锁系统为实现系统维护、行车管理自动化奠定了根基这主要表达在， (1)系统可按时间顺序自动记录和储存值班员按钮操作情况、现场设备动作情况和行车作业情况电务维修人员只需根据功能菜单提示，按压相应的功能键，将前一段时间内的系统运行状况或作业情况按规定格式显示出来，作为查找故障、分析事故的参考这些信息也可以由打印机打印出来 (2)提供图像再现功能，即系统可将前一阶段储存的数据以站场图形方式显示在屏幕上，按照实际操作和车列运行情况再现出来，以便更直观的查找故障及分析问题 (3)实现进路储存和自动办理，可进一步提高车站行车作业效率 (4)具有集中监测和报警功能这主要表达在两个方面：‘是联锁系统的自检测功能，当系统自身出现故障时，维护人员可通过屏幕提示的错误号判断、查找故障；二是对信号机、道岔转辙机、轨道电路等现场设备的工作状态进展集中监测，一旦发现故障，及时记录并报警。

监测和报警的具体内容，可根据维修需要，全天候或定时对主体信号设备的参数进展测试、分析、判断，超限时及时报警 4．结合功能 这里所说的结合功能是指计算机联锁系统利用标准化的通信接口板，网络接口板以及标准化的通信规程，可直接与现代化信息处理系统相联结进展数据交换 与传统的继电联锁相比，计算机联锁在技术和经济上的优越性： 1．在技术上 (1)进一步完善了联锁控制功能由于计算机联锁系统完全摆脱了继电联锁系统的网络构造，因此，在技术上能够用较少的硬件投资和发挥软件的作用，较容易地抑制网状电路难以解决的一些问题例如，能够防止由于轨道电路分路不良造成的漏解锁：对接近区段小车的跳动，能够防止错误取消进路：对信号继电器、锁闭继电器前接点的粘连，系统能够及时检出并报警等等另外，在进路控制方式上，计算机联锁系统为实现进路储存和自动办理创造了条件 (2)可靠性、安全性高计算机联锁系统可以最大限度地利用软、硬件资源，对直接危及行车安全的联锁逻辑处理和执行表示环节采用冗余及其他容错技术，从而保证整个系统的可靠性和安全性指标比继电联锁系统高 (3)灵活性大计算机联锁系统无论是硬件还是软件均采用标准化、模块化构造，不同规模和作业性质的车站或站场，只需要编制一些站场数据，选用功能不同和数量不等的模块组装即可。

当站场改扩建时，计算机联锁系统用修改数据的方法，几乎刁；需要变更既有电路和联锁程序就能满足需要 (4)便于系统维护计算机联锁系统大局部是电子设备，这些电子设备没有机械磨损，所以日常维修量小此外，计算机联锁系统往往具有完善的监测和故障诊断功能，便于维修人员分析查找和及时排除故障 (5)便于与其他计算机化系统接口 2．在经济上 (1)可以降低设备投资成本继电联锁系统的联锁机构是以铁路专用的安全型继电器为主要部件，而采用计算机联锁系统，联锁机构完全由计算机系统取代，这样可以大大减少继电器的使用数，从而降低设备费另外，室内外设备之间的联系假设采用公共传输通道，那么可进一步降低：厂线电缆的费用2) 重量轻、体积小，可节省基建费用 此外，计算机联锁系统的标准化程度远高于继电联锁系统，不仅可以缩短设计，制造、施工周期，有利于降低设计、施工、维护费用，而且可以从减少对行车的干扰方面取得明显的经济效益 (三)技术实现特点 计算机联锁系统在技术实现上主要有以下一些特点， 1．人机对话设备已由传统的控制台、控制盘、改为数字化仪、键盘或鼠标加大屏幕显示器等，使得系统操作简便，显示清晰、直观，显示内容更为丰富。

2．系统软、硬件设计全部采用模块化构造，可。