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1、计算机联锁控制系统在北京城铁中的应用摘要:介绍了北京城市轨道交通计算机联锁控制系统在系统结构方面的硬件改进,阐述了诸如扣车、紧急关闭和轨道区段故障时单独操纵道岔等特殊联锁功能和与ATP系统结合的安全编码逻辑功能的软件实现。关键词:城市轨道交通 计算机 联锁 考虑到信号工程的技术趋势和经济上的合理性,北京城市轨道交通13号线信号计算机联锁控制系统,采用铁科院开发研制的TYJL2Ⅱ型系统。虽然此系统已在全路400余个站场投入使用,但在满足现有的各项技术条件要求,实现进路上的道岔、信号机和轨道电路的正确联锁关系,确保列车运行安全的同时,还必须进行一系列的改进和完善,以满
2、足城市轨道交通所要求的特殊联锁功能,并实现与ATP系统结合的安全编码逻辑功能。1 系统结构的改进根据北京城市轨道交通的特点,对TYJL2Ⅱ型计算机联锁的系统结构做了如下的改进。1.各站通常不设信号维修人员,为了确保系统在监控机或控制台故障的情况下仍能够不间断地可靠运行,将监控机和控制台纳入到了双机热备的覆盖范围之中,使其在故障时可由相应的联锁机申请切换。具体地讲,对站场简单的车站,直接将监控机安装在联锁机柜内,取消联锁总线的切换电路。A监控机和A控制台随着A联锁机的切换而切换,B监控机和B控制台也如此。而对站场复杂的车站,除切换方式同简单车站外,仍采用原有TYJL2
3、Ⅱ型计算机联锁系统的结构,保留联锁总线的切换电路。2.由于计算机联锁控制系统的操作方式分为控制中心集中控制和车站分散控制,且通常采用中心集中控制方式,因此系统在各站的监控机部分增加了与CTC分机的接口,接收中心集中控制时的命令信息,并向中心发送本站的表示信息,接口采用RS2422双网结构。车站分散控制时,系统采用鼠标式控制台和按钮式单元控制台互为备用的原则进行设计,使操作方式更加方便灵活。3.为了便于维修,计算机联锁控制系统的采集、驱动电路板均改为6U标准,计算机电源、采集电源、驱动电源和地线检查器改为插接方式。同时,为适应北京城市轨道交通机柜上出线的要求,系统的联
4、锁机柜结构也相应地改为采集、驱动层在上,计算机层、电源层在下。4.在保持原有TYJL2Ⅱ型计算机联锁系统电路结构不变的情况下,为提高系统的可靠性和抗干扰能力,采取的措施主要包括:提高印制板采用的芯片等级,按5V计算机电路与12V采集、驱动电路分别布线,并且分开设置接插件;在接口架的驱动条件线上增加防雷器件;采集、驱动32芯电缆靠电路板一侧增加抗电磁干扰磁环等等。2 系统特殊联锁功能的实现由于北京城市轨道交通计算机联锁控制系统增加了诸如自动进路、自动折返、扣车、紧急关闭和轨道区段故障时单独操纵道岔等一系列特殊联锁功能,因此在联锁软件中又增加了相应的模块,具体可分为3类
5、。1.原联锁软件中没有与其类似的功能,需要建立全新的算法,增加新模块。如,扣车必须确定扣车状态的输入与哪些所要驱动的发车进路的信号控制输出有关;扣车状态的输出与哪些扣车按钮的输入有关。在此基础上建立实现扣车这种特殊联锁功能的算法,并予以实现,完成扣车作业。2.原联锁软件中有与其类似的功能,可利用原有算法。如,紧急关闭与原有的超限绝缘检查功能非常类似,其技术条件也基本相同。因此,可利用原联锁逻辑模块中的超限检查的算法,在股道的二端分别设置与超限检查模块类似的紧急关闭模块来实现紧急关闭作业。3.原联锁软件中虽有与其类似的功能,但需对其算法稍加修改。如,轨道区段故障时单独
6、操纵道岔与原联锁逻辑模块中的单独操纵道岔稍有不同,二者的区别在于是否进行区段占用检查。只要在原联锁逻辑模块中的单独操纵道岔模块的算法中,去掉区段占用检查条件,就可以得到轨道区段故障时单独操纵道岔模块的算法。在道岔区段轨道电路故障的情况下,且人工确认该道岔区段无车时,可以采用非常手段实现单独操纵道岔作业。虽然实现各项特殊联锁功能的模块所采用的算法是不同的,算法的确定也是不同的,但由于原有的TYJL2Ⅱ型计算机联锁控制系统的联锁软件是按照故障2安全的原则设计的,新增加或修改的模块也均按此原则设计,不会影响原有计算机联锁控制系统软件故障2安全性的实现。3 安全编码逻辑功能
7、的实现北京城市轨道交通计算机联锁控制系统,增加了与ATP系统结合的安全编码逻辑功能,并通过软件加以实现。其软件的数据仍采用按站场图形基本模块链表进行连接的方式,遇有站场改变时只需在相应位置插入对应的模块。程序采用模块化的设计方法,如需增加或改动某个环节,也只需增加或改动相应的模块。与ATP系统结合的安全编码逻辑软件的数据分为静态数据和动态数据2部分。其中,静态数据包括:与站场结构紧密相关的编码模块的代码、在链表中的位置、其控制特征以及其他必须的信息,如软件运行所需的索引表、控制表等相关内容。就编码模块而言,对于非道岔区段,每1个轨道区段均设有1套速度码继电器和1
