TYJL-II型计算机联锁系统是铁道科学研究院通号所研制的,为双机热备系统。目前,已经投入运用的项目包括北京 1 号线四惠车辆段、广州地铁 2 号线车辆段、深圳地铁车辆段、南京地铁车辆段、大连轻轨车辆段、重庆单轨交通速轨道交通正线车站计算机联锁以及车辆段计算机联锁等。

一、系统特点

1 .系统具有高安全性

为提高系统的安全性,严格采用:闭环控制,对输出控制命令分层双重回读;信息采集动态检查,动态输出;多种软件冗余技术。采用专用的、无任何“黑箱”部分的软件平台和全部软件固化后“就地”运行的工作方式,提高系统软件的安全性。联锁总线采用专门研发的安全信息通道。

2 .系统具有高可靠性

为提高系统的安全性,采用了基于总线和网络通信的分布式计算机集中控制方式,双套联锁软件。

3 .系统具有很好的可用性

系统采用成熟的工业总线、双机热备结构,双机热备时,任何一套故障,不影响正常使用。故障设备在脱机状态下进行维修,系统的维修不影响使用。软件采用模块化结构,只要改变相应的数据,而联锁软件不做任何变动,就能适应不同的站场的需要。

4 .具有可扩展性和远程控制能力

采用专门开发的联锁总线,可根据系统容量方便地增加执表机。增加相应的通信模块,可以通过广域网、局域网的通信连接实现集中监视、远程诊断、场间联系功能。

5 .具有良好的可维修性系统

具有完善的在线、快速、完备的自检测和自诊断功能,及时发现故障,快速做出反应。故障时可有语音、文字和故障代码提示。增加对室外信号设备的微机监测完善了车站计算机联锁系统的监测功能。系统具有完善的记录和复现功能及远程诊断功能。

二、系统结构

TYJL-II型计算机联锁系统为分布式多微机系统,主要由监控机(又称上位机)、控制台、联锁机、执行表示机(简称执表机)、继电接口电路、电务维修机、电源屏和室外设备组成。其中监控机、联锁机、执表机均为双套,具有热备、自动切换功能。

各备用的计算机构成系统与主机同步工作,备用系统可脱机,作为试验维修用。

系统(不包括现场设备)可划分为三个层次:监控机为上层,联锁机是核心层,第三层是继电接口电路。系统的上层使用通用的局域网实现各子系统之间的连接。监控机与控制台之间通过视频线等线缆和切换装置组成的专用显示和命令通道连接。监控机与联锁机、执表机之间通过专用的联锁总线实现安全信息的通信连接,联锁总线是实时的现场控制总线,是系统的核心总线。

三、系统组成

1 .监控机

监控机是监控系统的核心,包括工业控制计算机、控制台通信卡、联锁网卡、维修网卡等,安装在计算机机房的机柜中或微机桌上,通过引出的视频线、鼠标线、数字化仪线和语音线与车站值班员室内的控制台相连。

监控机采用标准的通用工业控制计算机。

系统的人机界面软件安装在监控机中,主要完成控制台屏幕显示、操作处理、进路预选、站场度化及设备工作状态记录、错误提示等功能。

2 .控制台

控制台是系统使用的直接人机界面部分,主要用于采集控制命令信息,操纵道岔,办理进路,显示站场图像,由监控机管辖。

TYJL-II型联锁系统的控制台可根据用户要求采用按钮盘+屏幕显示、拼装式光带显示按钮控制台、数字化仪或鼠标十屏幕显示等方式。目前推广应用最多的是鼠标控制台和数字化仪控制台。最新系统中的数字化仪能与鼠标控制兼容。

3 .联锁机、

联锁机的主要功能实现与上位机的通信调度,实现信号设备的联锁逻辑处理功能,采集现场信号设备状态,输出动态控制命令。

普通型的联锁机柜主要由电源模块、主机笼、接口板、总线切换控制盒、监控面板等组成。由上到下依次大致可分为电源层、计算机层、采集层、驱动层和零层。

电源层主要由电源指示面板、采集电源、驱动电源和计算机电源组成。

计算机层采用的是 STD 总线标准的工业控制计算机。

4 .执表机

执表机柜结构与联锁机柜相近,只是没有计算机层。只有联锁机柜的容量不能满足车站监控对象数量的需要时,才设执表机。

5 .接口系统

接口系统主要由继电电路、配线和结合电路以及防护电路等组成。其在机械室内,对外与现场设备相连,对内与主控系统相连。

现场表示信息的采集是由主控系统通过对相关继电器接点的数字量采集完成的。

输出驱动电路是直接参与控制室外信号机和转辙机的电路。为保证计算机联锁系统的安全输出,采用双输入动态继电器,或双输入动态驱动组合+偏极继电器。

在接口系统中增设的防护电路是为重雷区内增强系统雷电防护能力而设的,对电气化区段牵引电流的侵入亦有相当的防护能力。防护电路由强电防护插件组合、断线检查器和相应的配线构成。

6 .电务维修机

为了方便电务维修人员更好地维护计算机联锁系统,系统中增加了电务维修机(简称维修机)。维修机通过与主、备监控机连接,接收计算机联锁系统中的实时信息,储存记录系统的全部运行信息。维修机是计算机联锁系统的重要辅助设备,为维修人员提供人机界面,与其他系统的连接一般也是通过维修机实现的。

维修机采用标准的工业控制计算机,配备维修网卡、远程诊断通信终端、彩色监视器、键盘和打印机。

7 .电源

TYJL-II 型联锁系统计算机部分所使用的电源主要由两部分组成:机柜电源、动态电源。计算机机房内的设备采用 A 、 B 两路各自独立的供电方式。当设计有应急台时,该电源与应急台的工作电源互切。

8 .应急台

应急台作为计算机联锁系统的附属人机界面设备,在计算机联锁系统失效时用以控制道岔和引导信号。应急台有直观、清晰的站场图形表示,并有道岔位置及引导信号开放的表示。

四、系统软件

计算机系统软件按系统硬件的结构划分为三个层次:人机对话层、联锁逻辑运算层和执行层。每层又可根据功能划分为几个模块。各种软件包之间由专用通信软件实现沟通。

人机对话层主要包括按钮命令处理和进路初选软件、图像显示软件和记录、储存、打印软件。编制语言为 C 语言。

联锁逻辑运算软件分成:操作输入及控制命令形成模块、操作命令执行模块、进路处理模块、表示输出模块。联锁程序软件采用汇编语言编制。

执行层软件包括安全输入程序和安全输出程序。安全输入程序完成现场设备状态的读入。安全输出程序向现场设备输出控制命令。

四、与其他设备的结合

1 .与 ATS系统的结合

联锁系统可与 ATS 设备互联,以便于向 ATS 中央系统提供车辆段的以下信息:

进路状态 ― 进路的锁闭、占用、空闲。

信号机状态 ― 进段、出段、调车信号的开放、关闭状态。

道岔位置 ― 道岔的定位、反位、四开、挤岔状态。

轨道电路状态 ― 轨道电路的占用、锁闭、空闲状态。

股道状态 ― 股道的占用、空闲状态。

计算机联锁系统与车辆段 ATS 设备间,采用可靠的隔离措施,以确保不影响联锁设备的正常工作。

2 .与试车线设备的结合

联锁关系可以参照铁路非进路调车方式进行处理,设置非进路锁闭继电器。试车线的联锁受车辆段计算机联锁设备统一控制,当需要对列车进行动态试验时,计算机联锁设备按非进路调车方式下放对试车线的控制权;试车完毕后,经试车线控制室交权,信号楼控制室重新收回对试车线的控制权,有关信号机关闭,道岔延时 30s解锁。

3 .与正线联锁设备的结合

联锁关系可以参照铁路场间联系进行处理,设置照查继电器、轨道检查继电器。正线车站与车辆段之间的出、入段按列车方式办理;车辆段与正线车站间的接口电路考虑出段和利用转换轨调车时的联锁敌对照查条件以及对方防护信号机的状态;进、出段作业(转换轨至段内停车库)按列车方式办理。