第六章联锁设备案例.ppt

第六章联锁设备 车站联锁系统的主要类型 6502电气集中联锁系统计算机联锁系统本章内容 第一节车站联锁基础第二节6502电气集中联锁系统第三节计算机联锁系统 一 联锁的控制对象 联锁定义 保证行车安全 信号 道岔与进路之间以技术手段保持的一定制约关系和操作顺序 信号机 信号机 道岔 道岔 联锁系统 进路 一 信号机 1 用途和分类用途 防护进路分类 进站信号机 出站信号机 调车信号机2 设置位置 进路始端一架信号机可防护多条进路3 状态 开放 XJ 关闭 XJ 一 信号机 4 信号机开放的基本条件 进路空闲 有关道岔转换至规定位置 敌对进路未建立并被锁闭在未建立状态 进路锁闭 二 道岔 1 道岔组成 二 道岔 2 道岔表示 用中心线表示 3 道岔状态 定位 经常放的位置 一般开向正向 DBJ 反位 根据需要临时改变的位置 一般开向反向 FBJ 四开 非定位 反位状态DBJ FBJ 1 进路概念列车或调车车列在站内运行时所经由的路径 2 进路类型按作业性质 可分为 三 进路 三 进路 1 列车进路与调车进路接车进路 由进站信号机防护 始于进站信号机 终于接车线末端出站信号机 警冲标 发车进路 由出站信号机防护 始于出站信号机 终于发车口站界标 对向进站信号机 通过进路 由同方向的正线接车进路和正线发车进路组成 调车进路 始于开放的调车信号机 终于关闭的调车信号机 出站兼调车信号机或站界标 三 进路 2 基本进路和变通进路站内由一点向另一点运行有几条径路时 规定常用的一条路径为基本进路 一般是两点之间最近的 对其他进路作业影响最小的进路 基本进路以外的其余进路为变通进路 三 进路 3 敌对进路同时行车会危及行车安全的任意两条进路 有以下几种情况 A 同一到发线上对向的列车进路与列车进路 B 同一到发线上对向的列车进路与调车进路 C 同一咽喉区内对向重叠的列车进路或调车进路 D 同一咽喉区内对向重叠或顺向重叠的列车进路与调车进路 三 进路 三 进路 4 状态 解锁 SJ 锁闭 SJ 3 进路的方向和范围一个确定的始端 一个确定的终端 一条确定的路径 5 进路与道岔和轨道电路的关系进路要求有关道岔必须处于规定的位置上进路上包括有许多段轨道电路 二 进路控制过程 概念 从排列进路到列车通过该进路的过程 基本原则故障 安全 Fail Safe 故障的后果必须导致行车安全 二 进路控制过程 进路建立阶段从车站值班人员开始办理进路到防护该进路的信号开放的整个过程 进路解锁阶段从列车或车列驶入进路到越过进路中所有道岔区段的整个过程 进路建立 进路解锁 进路控制 进路办理过程 一 进路建立过程 进路选择 道岔控制 进路锁闭 信号控制 1 操作规范2 空闲状态3 征用标志4 状态记录 1 为下一步开放信号创造条件2 万一信号不能开放 则可用其他方式指挥仍安全 发生异常情况应及时关闭 二 进路解锁过程 接近区段 信号机外方的第一轨道电路区段 进路锁闭程度预先锁闭 进路开通 信号机开放后 接近区段空闲时的进路锁闭 接近锁闭 进路开通 信号机开放后 接近区段有车占用时的进路锁闭 二 进路解锁过程 解锁的条件与时机 取消进路 中途折返解锁 人工延时解锁 正常解锁 故障解锁 二 进路解锁过程 1 正常解锁 列车驶入进路时 进路中设备正常时 随着列车的前行 依次接近 占用 出清进路上各轨道区段 各区段自始端至终端自动逐段解锁 二 进路解锁过程 2 取消解锁 列车未驶入接近区段时 当进路处于预先锁闭时 办理取消解锁 取消解锁过程 人工办理取消进路手续 关闭进路始端信号 进路自动解锁 由远及近 分段解锁 二 进路解锁过程 3 人工解锁 列车驶入接近区段时 当进路处于接近锁闭时 办理人工解锁 人工解锁过程 人工办理解锁进路手续 关闭进路始端信号 延时解锁 正线3min 侧线30s 避免列车冒进信号 延时结束后 如果车列没有进入进路 则进路自动解锁 由远及近 分段解锁 二 进路解锁过程 3 故障解锁列车通过进路时 因进路中设备故障 无法正常解锁时 需采用故障解锁 二人协同操作总人工解锁按钮和区段事故按钮 在下列情况下 应采取故障解锁 1 轨道电路分路不良 使个别区段不能解锁 继续点亮白光带 2 排列进路时 因设备故障使进路中某些区段不能被锁闭 信号不能开放 为了改排进路 需将已锁闭的区段进行解锁 3 电务人员换电线 继电器等导致个别区段锁闭 三 引导进路的办理 引导接车是车站联锁设备故障时采用的接车办法 引导进路锁闭 进站信号机无法开放 或进路上轨道电路故障 DGJ无法励磁 时办理 引导总锁闭 进路上道岔失去状态表示时办理 三 联锁关系 1 连锁关系的含义 1 进路空闲 道岔位置正确 敌对信号关闭 信号才能开放 2 信号开放后 该进路道岔不能转换 敌对信号不能开放 三 联锁关系 2 联锁的基本内容 1 防止建立会导致机车车辆冲突的进路 进路与进路间的联锁 2 必须使进路上的道岔锁闭在与进路开通方向相符的位置 道岔与进路间的联锁 3 必须使信号机的显示与所建立进路相符 进路与信号机间的联锁 四 联锁技术设备 一 联锁层次结构 二 联锁关键技术 三 联锁设备 一 联锁层次结构 人机会话设备 联锁机构 人机会话层 室外设备 监控层 联锁层 系统核心 输出操作信息 接受设备和行车状态信息 处理操作和状态信息 输出控制命令 接受信号和道岔控制命令 采集设备状态信息 信号轨道电路道岔 二 联锁关键技术 进路空闲检测技术道岔控制技术信号控制技术联锁技术故障 安全技术 三 联锁设备 联锁设备 控制车站的道岔 进路和信号 并实现它们之间联锁关系的设备 电锁器联锁 非集中联锁 道岔在现场分散操纵的车站联锁 集中联锁 道岔 进路和信号机在一处集中控制与监督的车站联锁 电气集中 用电气方法进行控制与监督的集中联锁 三 联锁设备 1 继电联锁 电气集中联锁 轨道继电器 岔道定位继电器 信号继电器 室内设备 控制台 区段人工解锁按钮盘 继电器组合 电源屏 分线盘控制台 集中操纵和监督全段信号设备继电电路 实现室外设备的控制和联锁 1 设备组成 1 设备组成 室外设备 信号机 转辙机 轨道电路 电缆线路信号机 采用色灯信号机转辙机 道岔由电动转辙机转换轨道电路 所有区段 进路和接近区段 均设轨道电路 2 优缺点 优点 操作简便 办理迅速 表示完善 安全可靠 系统性能稳定 抗干扰能力强 缺点 功能不够完善 功耗大 成本高 室内设备占地面积大 不便与现代化信息联网 不适应城市轨道交通现代化的需要 2 计算机联锁 1 技术特征 计算机联锁 用微型计算机对车站值班人员的操作命令与现场实际状态的表示信息进行逻辑运算 从而实现对信号机 道岔及进路进行集中控制和联锁的车站联锁设备 微机联锁 软硬件实现联锁的逻辑关系 采用积木式的软硬件 大量减少人为工作 动作速度快 信息量大 可控性强 通用性强 适应改扩建 修改容易 节约成本 提高安全性和可靠性 2 设备组成 监控机 完成值班员操作命令处理和现场信息图象处理以及语音报警功能 联锁机 完成现场信息采集 将采集信息与值班员的操作命令进行联锁运算 对现场设备发出控制命令 执行表示机输入输出接口 完成联锁机的输入输出扩展 信息的采集和控制命令的输出 维修机 记忆功能 3 优越性 技术上 进一步完善了联锁控制功能 采用软硬件冗余技术 系统可靠性和安全性高 人机界面灵活 可与各系统联网工作 可实现自检测与远程诊断 便于系统设计维护 经济上 性价比优势更大 可降低设备投资成本 重量轻 体积小 可节省基本建设费用 三 我国铁路车站联锁现状 电气集中占相当大比例6502电气集中是我国目前应用最为普遍的一种继电式电气集中联锁80年代开始研究计算机联锁90年代后期开始推广计算机联锁近几年来开始应用新一代CTC CentralizedTrafficControl 调度集中控制 ATP列车控制系统等新技术 第二节6502电气集中联锁系统 6502大站电气集中是目前我国应用最广泛的一种电气集中 它具有电路定型化程度高 逻辑性强 操作方法简单灵活 不易出错 维修 施工方便 符合 故障 安全 原则 易与区间闭塞设备及其他信号设备结合等优点 一 电气集中联锁特点 全站的道岔 进路和信号机都是由信号楼集中控制和监督 其联锁关系由继电电路实现 电路的结构采用站场型网络式结构 模拟站场线路和道岔位置的形状 车站值班员 信号员 在控制台操纵 就能自动地选出有关进路 进路上的道岔有规律地转换到规定位置 防护进路的信号机自动开放 受运行中列车或调车车列的控制 信号机自动关闭 进路自动解锁 为重新办理进路准备好条件 值班员执行操作 联锁功能执行机构 室内外接线 室外被控对象 二 电气集中联锁系统结构 三 6502电气集中设备组成 室内设备控制台区段人工解锁铵钮盘继电器组合及组合架电源屏分线盘轨道电路测试盘室外设备色灯信号机电动转辙机轨道电路电缆线路电缆连接箱盒 设置在信号楼内 是车站的控制中心 一 室内设备概况 单元控制台 与实际站场相对应 用各种单元块拼装 包括有各种表示灯 按钮 电流表 可集中控制和监督全站的道岔 进路 信号机 继电器组合及组合架 将具有相同控制对象的继电器按照定型电路环节组合在一起 完成相应联锁功能 称为继电器组合 这些组合按设计要求安装在组合架上 区段人工解锁按钮盘 是辅助设备 可用于办理故障解锁 特殊情况下关闭信号 停电后设备状态恢复 与控制台有二人的距离 必须二人同时才能办理 电源屏 不间断地提供电气集中所需的各种电源 分线盘 是室内与室外电缆连接处 轨道电路测试盘 集中对轨道电路参数进行测试 一 室内设备概况 1 控制台 6502电气集中采用单元拼装式控制台 设于信号楼值班员室内 上部为盘面 按照车站站场的实际情况布置各种用途的按钮 表示灯 光带等 模拟站场线路 接发车进路方向 道岔和信号机 中部为值班员的工作台 下部装有接线端子 熔断器及电铃等 6502控制台 6502控制台 6502控制台 6502控制台 控制台盘面结构 按钮 操纵道岔 排列进路 开闭信号 表示灯 监督道岔位置 线路占用情况及信号显示状态 光带 模拟站场线路 监督进路的锁闭和解锁 轨道区段的占用情况及道岔开通方向 信号复示器 模拟信号机 监督室外信号机状态 控制台按钮 1 进路按钮 2 道岔按钮 3 总取消按钮和总人工解锁按钮 4 引导按钮和引导总锁闭按钮 5 其它用途按钮接通光带按钮 切断挤岔电铃按钮 信号灯调压按钮 电源切换按钮等 1 进路按钮 列车进路按钮 调车进路按钮 变通按钮 列车进路按钮 分为 接车进路 发车进路和通过进路按钮二位自复式绿色按钮 设在进出站信号机处线路上 在排列进路时用作始端 终端按钮 列车进路按钮 接发车进路办理 按列车的运行方向 先后按下进路的始端 终端按钮 双按钮进路式选路法 通过进路办理 一次办理和分段办理 一般采用一次办理 先后按下始端通过按钮 终端按钮 对于分段办理 先办理发车进路 再办理接车进路 调车进路按钮 二位自复式白色按钮 设在对应调车信号机处线路旁 办理调车进路时作为始端 终端按钮 变通按钮 列车变通进路操作 按列车运行方向的顺序 先后按下进路始端按钮 变通按钮和进路终端按钮 调车按钮经常兼作列车变通进路上的变通按钮 2 道岔按钮 道岔总定位按钮和道岔总反位按钮每一咽喉设道岔总定位和道岔总反位按钮各一个 二位自复式 道岔总定位按钮上方有一绿灯 总反位按钮上方有一黄灯 按下时点亮 2 道岔按钮 道岔单独操纵按钮和道岔单独锁闭按钮当办理引导接车 清扫和实验道岔 以及检修转辙机等作业时 需要对道岔进行单独操作 每组道岔设一个道岔单独操纵按钮和一个道岔单独锁闭按钮 道岔单独操纵按钮为自复式 用来单独转换该组道岔 道岔单独锁闭按钮为非自复式 拉出按钮 表示灯亮 用于单独锁闭该组道岔 道岔单独操纵按钮 作用是同时按压该按钮和定 反 位按钮来实现单独扳动道岔向所需位置 作用2是将道岔按钮拔出 红灯亮 将该道岔组单独锁闭 3 总取消按钮和总人工解锁按钮 位于控制台上每个咽喉区下部 用于办理取消进路和人工解锁 取消进路 同时按下始端按钮和本咽喉区的总取消按钮 人工解锁进路 同时按下始端按钮和本咽喉区的总人工解锁按钮 总取消按钮 用来取消预先锁闭的进路 其操作办法为同时按压进路始端按钮和总取消按钮 光带消失 进路解锁 总人工解锁按钮 作用一是无论列车占用进路还是进入接近区段 均能取消和解锁进路 操作方法与总取消相同 作用二是 列车或车列通过进路后某一区段白光带不消时可同时按压总人工解锁按钮和区段解锁盘内相应按钮来解决 4 引导按钮和引导总锁闭按钮 每架进站 接车进路 信号机上都设有 它们有一个共同点就是在确认接车进路正确后 用以开放引导信号接车 引导按钮 当进站 进路 信号机不能开放时 破封按压此按钮即可 取消时按取消列车进路办法处理即可 引导总锁闭按钮 当进站 进路 信号机不能开放 改用引导按钮也无效时 先按下总锁闭按钮再按下引导按钮即可 取消时 先拔出该按钮再按取消列车进路办法处理即可 引导按钮 当进站 进路 信号机不能开放时 破封按压此按钮即可 引导总锁闭按钮 当进站 进路 信号机不能开放时 改用引导按钮也无效时 先按下总锁闭按钮再按下引导按钮即可 各种用途的表示灯 表示灯用途 反映进路 道岔 信号机的状态及设备的运用情况 反映操作手续是否完成 反映电路的动作程序 以便发生故障时能及时发现 并用来分析 判断故障的范围 各种用途的表示灯 1 进路表示灯 光带 2 信号复示器 3 道岔位置表示器 4 按钮表示灯 5 其它用途表示灯进路排列表示灯 列车接近和离去表示灯等 1 进路表示灯 进路表示灯 以光带形式设在站场模型上 控制台的光带有三种状态 平时处于熄灭状态 表示轨道区段空闲 显示红光带时 表示轨道区段占用或故障 显示白光带时 表示轨道区段办理好进路 2 信号复示器 信号复示器 设在站场模型相当于信号机处 是地面信号机显示状态的一个复示 分为行车信号表示器与调车信号表示器 平时处于灭灯状态 表示信号机关闭 亮灯时 表示信号机开放 进站信号复示器 在信号开放时亮绿灯 引导信号开放时同时亮红灯和白灯 出站兼调车信号复示器 在列车信号开放时亮绿灯 调车信号开放时亮白灯 调车信号复示器 在信号开放时亮白灯 闪光时 表示信号机灯丝断丝 无信号显示 引导接车信号表示器 关闭的行车信号表示器 开放的行车信号表示器 关闭的调车信号表示器 开放的调车信号表示器 3 道岔位置表示器 道岔位置表示器 设在道岔单独操纵按钮上方 绿灯点亮 表示道岔在定位 黄灯点亮 表示道岔在反位 道岔在转换或挤岔时 黄灯和绿灯均不亮 4 接近 离去表示灯 将自动闭塞区间划成几个闭塞分区 每一个闭塞分区用一条轨道电路表示灯代替 接车方向表示列车接近 发车方向则表示离开本站 此两种表示灯的顺序均以列车运行方向来排序 2 区段人工解锁按钮盘 设置 1 车站值班员室内墙上 离控制台一定距离 2 按钮盘上设有许多带铅封的事故按钮 每个事故按钮对应车站的一个道岔区段或有列车经过的无岔区段 作用 1 当解锁电路故障 不能按进路方式解锁时 用它实现个别区段的故障解锁 2 用取消进路或人工解锁方式不能关闭信号时 用它关闭信号 3 在更换继电器或停电后恢复时 用来使设备恢复正常状态 2 区段人工解锁按钮盘 办理办法 1 破铅封登记 2 两人协同操纵 一人按下控制台上的总人工解锁按钮 另一个人按下区段人工解锁按钮盘上故障区段的事故按钮 目的 使车站值班人员加强确认 避免人为的错误操纵 3 继电器组合及组合架 继电器组合及组合架是实现电气集中联锁的设备 6502电气集中联锁电路有若干种继电器定型组合构成 每个定型组合电路均由若干继电器组成 称为继电器组合 继电器组合及组合架 执行联锁控制功能继电器组合 每个组合中最多10个继电器 2 继电器组合架 6502电气集中采用通用的大站电气集中组合架 组合架上下分为11层 从下至上1 10层安装继电器组合 每层安装一个继电器组合 一个组合上最多安有10个继电器 组合架最上部为组合架零层 主要是电源和配线 4 电源屏 电源屏是电气集中的供电设备 它必须保证不间断地供电 并且不受外电网电压被动的影响 在大站上 一般要求有两路可靠的独立电源 主电源和副电源 主 副电源在信号楼内要能够自动或手动互相切换 向电气集中的各种设备供电 二 室外设备概况 信号机 采用色灯信号机 向列车或车列发出行车命令 电动转辙机 转换道岔用 轨道电路 分道岔区段轨道电路和无岔区段轨道电路 反映区段上有无车占用 电缆和箱盒设备 连接室内设备和室外设备使用电缆 连接设备使用变压器箱和电缆盒 四 控制台操作 1 办理进路 双按钮选路方式 在控制台上顺序按压进路的始端和终端按钮 自动转换道岔 锁闭进路 开放信号 2 进路的取消解锁 人工解锁 同时按压进路始端按钮和总取消按钮 总人工解锁按钮 信号自动关闭 进路解锁 进路上白光带熄灭 3 单独操纵道岔 同时按压道岔按钮和道岔总定位按钮 总反位按钮 道岔转换至定位 反位 道岔表示灯显示绿灯 黄灯 第三节计算机联锁系统 计算机联锁系统 以计算机技术为核心 综合采用通信 控制 容错 故障 安全等技术来实现车站联锁逻辑控制功能的 具有较高可靠性和故障 安全性要求的实时控制系统 一 计算机联锁系统的发展 1978年 由瑞典哥德堡车站 世界上第一套计算机联锁控制系统成功应用 20世纪80年代 我国开展计算机联锁方面的研究 目前 我国主要的计算机联锁系统 中国通信信号集团公司研究设计院 DS6 11 DS6 K5B铁道部科学研究院 TR II TR 9型北京交通大学 JD 1A EI32 JD卡斯柯信号有限公司 CIS 1 iLOCK型 二 计算机联锁的特点 人机对话设备已经由传统的控制台 控制盘 改为数字化仪 鼠标 大屏幕显示器等 使系统操作更简单 显示清晰 直观 显示内容更为丰富 系统软硬件设计全部都采用模块化结构 可根据需要灵活应变 采用高可靠 故障 安全硬件结构 联锁软件设计为双程序设计 两套程序采用分层结构 程序和数据运用冗余编码技术使得危险侧故障降到最低 信息传输方面 采用同步或异步通信方式 确保信道安全可靠 为了提高系统运行稳定性 采取了必要抗干扰措施 系统功能齐全 除联锁外 还要有显示 检错 诊断 存储记录等功能 预留有与其他自动化设备相连的接口 三 计算机联锁系统的结构和功能 层次结构集中式控制结构分散式控制结构冗余结构可靠性冗余结构安全性冗余结构 典型计算机联锁系统结构 工业控制计算机 显示 CRT LED LCD操作 鼠标 数字化仪 控制台 双机 冗余 冗余 一 计算机联锁的层次结构 一 计算机联锁的层次结构 1 人机会话计算机 操作人员向联锁机构输入操作命令和接收联锁机构输出的信息 设在机械室内 其操作台与显示器设在车站值班员室 2 联锁计算机 联锁系统的核心 具有故障 安全性能 接收操作信息与室外设备状态信息 处理后产生输出信息控制室外设备 一 计算机联锁的层次结构 3 控制器 一方面采集室外设备状态信息提供给联锁计算机 另一方面接收到控制命令 驱动室外设备 与室外设备的接口仍用继电器 4 电务维修机 专门为电务维修人员设置 有站场状态跟踪与回放 操作命令与故障记录 输入输出故障定位等功能 二 计算机联锁的冗余结构 1 双机热备 两台联锁计算机同时工作 2 三取二 三台联锁计算机同时工作 两两进行比较 两个结果相同时输出 3 二乘二取二 四台联锁计算机工作 两台一个系统 比较一致后输出 三 计算机联锁的功能 联锁控制功能 进路控制 信号开放 关闭 道岔单独操作 锁闭 解锁显示功能 站场基本图形显示 现场信号设备状态显示 值班员按压按钮动作的确认显示 联锁系统工作状态 故障报警显示 时钟显示 汉字提示等记录存储和故障检测与诊断功能 系统可按时间顺序自动记录和存储值班员按钮操作情况 现场设备动作情况和行车作业情况 提供图像再现功能 实现进路存储和自动办理 具有集中检测和报警功能结合功能 利用标准化通信接口板 网络接口板 可以直接与现代化信息处理系统相联结进行数据交换 四 计算机联锁的操作显示设备 操作形式 显示和操纵分开控制台形式 数字化仪加显示器 鼠标加显示器 数字化仪加光带表示盘 按钮盘加显示器 控制表示合一的控制台 现场设备 保留电气集中采用的设备 道岔起动电路 信号点灯电路 轨道电路仍釆用成熟的电路 显示界面1 显示界面2 道岔按钮 普通列车按钮 普通调车按钮 通过按钮 引导按钮 功能按钮 菜单按钮 窗口按钮 调车终端按钮 列车终端按钮 结合辅助按钮 变更按钮 显示界面3 显示界面4 调车进路 列车进路 引导进路 区段空闲 区段锁闭 区段占用 灯丝断丝 按钮封锁 人工解锁 1 屏幕显示 采用高分辨率彩色显示器 视站场规模可一台或多台组成 它为车站值班员提供全站作业情况和现场设备工作状态的显示 并为车站值班员操作意图的应答进行相应的显示 1 轨道电路显示 白色带 进路在锁闭状态 红光带 轨道区段有车占用或故障 绿光带 区段出清后尚未解锁 经3s进路解锁后恢复灰光带 蓝光带 进路在初选状态 青光带 接通光带 2 信号机显示 信号机关闭 红色或蓝色灯光 信号机开放 白色 黄色 双黄灯光 灯丝断丝 红色闪光 信号机旁平时不显示名称号 只有在信号开放 灯丝断丝或办理进路时显示 3 道岔显示 道岔岔尖处用缺口表示道岔位置 无缺口的一侧表示道岔开通位置 点压 道岔名称 按钮时 显示道岔位置 道岔短绿光带为定位 短黄光带为反位 当道岔无表示 转岔或挤岔 时 道岔岔尖处白色闪光 同时出现道岔名称 道岔名称显示颜色