城市轨道交通信号与通信系统课件：联锁系统

SUBWAY联锁系统目录CONTENT联锁基本概念计算机联锁系统概述二乘二取二计算机联锁010203联锁基本概念01—、联锁1．联锁信号、道岔、进路之间相互制约的关系，称为联锁关系，简称联锁。2．联锁的基本内容

（1）进路上各区段空闲时才能开放信号。

（2）进路上有关道岔在规定位置才能开放信号。

（3）敌对信号未关闭时，防护该进路的信号机不能开放。二、联锁设备控制车站的道岔、进路和信号，并实现它们之间的联锁关系的设备。三、联锁系统的功能(1)联锁逻辑运算

(2)轨道信息处理(3)进路控制(4)道岔控制(5)信号机控制四、联锁系统的基本要求1.确保进路上进路、道岔、信号机的联锁，联锁条件不符时，禁止进路开通。敌对进路不得同时开通。2.装设引导信号的信号机因故不能开放时，应实现列车的引导作业。3.应能办理列车和调车进路，根据需要设置相应的防护进路。

4.宜采用进路操纵方式，可实现车站有关进路、端站折返进路的自动排列。

5.锁闭的进路能随列车运行自动解锁、人工办理取消进路和限时解锁并应防止错误解锁。6.联锁道岔应能单独操纵和进路选动。7.车站站台及车站控制室设站台紧急关闭按钮。8.车站联锁主要控制项目包括：列车进路、引导进路、进路的解锁和取消、信号机关闭和开放、道岔操纵及锁闭、临时限速、扣车和取消、遥控和站控、站台紧急关闭和取消。五、联锁图表1.信号平面布置图(1)联锁区范围内的线路布置及编号，正线应以粗线标出。(2)正线的接车方向。(3)联锁区范围内所有道岔的定位状态。(4)信号机、轨道区段(含无岔区段)等有关设备及其编号、名称和符号。(5)信号机的灯光配列。(6)对不与信号机并置和不是渡线上的轨道区段边界，应标出其坐标，侵限的应用圆圈标出。(7)与信号机位置有关的以及侵入限界处的警冲标坐标。(8)道岔和信号机的坐标。五、联锁图表2.联锁表联锁表有以下各栏：(1)方向栏。(2)进路号码栏。(3)进路栏。(4)排列进路按下按钮栏。(5)确定运行方向道岔栏。(6)信号机栏。(7)道岔栏。(8)敌对信号栏。(9)轨道区段栏。计算机联锁系统概述02一、计算机联锁系统的基本结构系统可以分为上下两层，上层为人机会话层，下层为联锁层，相应地由人机对话计算机、联锁计算机来承担各层的任务。一、计算机联锁系统的基本结构

1．人机对话计算机人机对话计算机的主要任务是接收来自控制台的操作输入，判明操作输入能否构成有效的操作命令，并将操作命令转换成约定的格式，输送给联锁计算机。2.联锁计算机联锁计算机实现高可靠性的与高安全性的联锁功能。接收来自人机对话计算机的操作命令，接收监控对象的状态信息，进行联锁逻辑运算，发出控制道岔转换和开放信号的控制命令。3.输入输出接口输入输出接口用来实现控制对象与联锁机之间的联系。现多采用继电器接口。二、计算机联锁系统的可靠性与安全性结构1.避错技术和容错技术（1）避错技术避错技术是通过对系统进行完善设计，力求使系统避免发生故障的一种技术。（2）容错技术容错，即当系统出现硬件或软件故障时，程序不会因系统中的故障而终止或被修改，并且执行结果也不会包含系统中故障引起的差错。①硬件冗余②软件冗余二、计算机联锁系统的可靠性与安全性结构2.计算机联锁系统冗余结构（1）故障切换结构故障切换结构采用动态冗余技术。又分为双机热备结构和2×2取2结构。在双机热备系统中，一个CPU执行联锁(主机)，另一CPU虽然也进行联锁运算(热备)，但无控制输出。为了使系统既具有可靠性又具有安全性，采用了多重冗余构造，构成2×2取2系统。二、计算机联锁系统的可靠性与安全性结构（2）故障屏蔽结构故障屏蔽结构采用屏蔽冗余技术。属于这类结构的只有3取2系统。在3取2系统中，3个CPU运算结果两两进行比较，只要有两个CPU的运算结果一致时，就认为联锁系统处在安全可靠的运用状态。三、城市轨道交通联锁系统的特殊要求多列车进路城轨运行间隔小，车流密度大，列车的运行安全由ATP系统保护，所以在一条进路中可能出现多列列车在运行。追踪进路追踪进路是一种自动排列进路功能。列车接近信号机，占用触发区段时，列车运行所要通过的进路自动排出。三、城市轨道交通联锁系统的特殊要求折返进路列车折返进路作为一般进路纳入进路表。通常，通过列车自动选路，追踪进路或人工排列的折返进路是从指定的折返线出发。联锁监控区段在装备准移动闭塞的城市轨道交通中开放信号机前联锁设备不需要检查全部区段，只要检查部分区段——联锁监控区段。三、城市轨道交通联锁系统的特殊要求保护区段为了保证列车的运行安全，充分考虑了列车的制动距离及线路等因素，在停车点后设置了保护区段。侧面防护城轨的正线道岔控制全部单动，不设双动道岔，渡线道岔均按单动处理，也不设带动道岔。这些都靠采取侧面防护来防止列车的侧面冲突。侧面防护是指为了避免其他列车从侧面进入进路，与列车发生侧向冲突。四、计算机联锁应用于城市轨道交通1.计算机联锁在城市轨道交通中的设置一个联锁区设置一套计算机联锁。每个车辆段设置一套计算机联锁。2.城市轨道交通中计算机联锁的类型近来，多采用二乘二取二系统。3.计算机联锁的控制和采集对象计算机联锁的控制对象主要是信号机和转辙机。采集对象是信号机、道岔、计轴器或轨道电路。四、计算机联锁应用于城市轨道交通4.计算机联锁的和其他设备结合（1）与ATS系统的结合（2）正线车站/车辆段联锁系统的结合（3）与紧急关闭按钮的结合（4）与安全门的接口（5）与试车线设备的结合(6)车辆段联锁与洗车线设备的结合二乘二取二计算机联锁03一、系统结构iLOCK系统由联锁处理子系统(IPS)、人机界面子系统(MMI)、值班员台子系统(GPC)、诊断维护子系统(SDM)、冗余网络子系统(RNET)、电源子系统(PWR)组成。二、设备组成1．联锁处理子系统IPS是整个iLOCK系统的核心，它由两套“2取2组合故障—安全”加“NISAL反应故障—安全”的专用联锁机(IPSA和IPSB)组成。IPS硬件IPS包括：安全逻辑运算板(VLE)、安全校验板(VPS)、输入输出总线扩展板（I／OBUS2）、输入输出总线扩展板(I／OBE2)、双采安全型输入板(VIIB)、安全型输入板(VIB)、安全型双断输出板(VOOB)、安全型单断输出板(VOB)、安全数据处理板(CPU／PDl)、母板(MB)。（2）NISAL技术

计算机联锁把联锁逻辑和控制逻辑“写”成一系列逻辑表达式，这些逻辑表达式的正确实施就是通过NISAL技术的联锁安全运算功能来保证的。一、系统结构（3）带独立故障安全校验的“2取2”结构在“2×2取2”系统中，单系的VLE板采用“2取2”结构，软件采用双CPU独立运算，两个CPU运算采用的数据互不相同，这些数据包括安全采集数据、安全输出数据、安全通信数据和中间数据，它们都是通过冗余编码选择而得。一、系统结构（4）VPS校验VPS是IPS的动态安全监视器。是独立于“2取2”的VLE板以外的、本身具有故障安全特性的安全校验模块。

（5）单断、双断可选并行驱动IPS的输出可以根据用户需要选用单断或双断的继电器并行驱动输出方式。

（6）IPS软件IPS联锁处理子系统软件包括“系统软件”和“应用软件”两部分。一、系统结构2．iLOCK人机界面子系统（1）MMI功能

①车站值班员发送控制命令和接收现场表示信息；②MMI之间、MMI与SDM子系统和仿真测试系统之间通过高速网络交换信息；③完成非安全联锁逻辑功能(如选路判断、表示等)；④数字式道岔动作电流显示；⑤通过串口提供iLOCK系统与ATS系统交换信息的接口；(2)MMI界面MMI界面由站场图窗口、操作输入窗口、信息提示窗口组成。一、系统结构3．iLOCK诊断维护子系统诊断维护子系统SDM主要完成系统诊断维护及接口设备在线监测的功能，由工控机、彩色显示器、激光打印机、鼠标、键盘等组成。（1）SDM的功能①IPS的系统诊断与维护；②通过网络接收来自MMI和联锁机的操作和表示信息，并记录关键操作和表示；③站场显示、历史回放；④网络管理；⑤通过MODEM实现远程诊断接入；⑥通过CAN总线或串口接收信号监测机的监测信息；⑦根据需要，SDM可以与不同的中央维修中心接口；⑧通过以太网为其它管理系统与iLOCK系统通信提供接口。一、系统结构（2）诊断维护内容①在线监测IPS的工作状态，诊断并记录工作正常与故障信息。②在线监测冗余网络的运行状态。③记录值班员对MMI的各种操作，并可查询。④记录MM