铁路车站计算机联锁基本原理.ppt

车站计算机联锁基本原理,目录,车站联锁系统概述 车站联锁原理 车站计算机联锁系统,车站联锁系统概述,车站联锁系统是保证站内运输作业安全执行的控制系统。 为了保证行车安全，车站内信号、道岔、轨道电路等基本信号设备必需遵循一定的条件，按照一定的程序来严格执行，我们称这些条件和程序为联锁。,站内作业（控制命令）,控制执行,被控对象（室外信号设备）,控制命令,动作命令,设备状态,系统状态,车站联锁系统基本结构,车站联锁系统控制对象：站内地面设备（信号机、转辙机（转换道岔）、轨道电路（确定列车位置）。 车站联锁系统控制过程：必须具备故障-安全原则（考虑到设备故障、操作员误操作）。 车站联锁系统必须具有高可靠性。 车站联锁系统必须具有高安全性。 车站联锁系统必须具有一定的实时性。 车站联锁系统需具备信息交换和共享能力（与调度指挥系统、区间闭塞系统等进行信息交互）。,车站联锁原理,车站联锁控制对象,车站联锁系统主要对车站列车运行路径进行控制，即对运行路径内的信号机、转辙机、轨道电路进行控制。 1.信号机 功能：决定其外方列车或调车车列是否可以前行、列车或车列前行 的速度级别。 分类：按信号机作业性质分,进站信号机 出站信号机 进路信号机,尽头信号机 差置信号机 并置信号机 单置信号机,2.道岔和转辙机 道岔： 作用：确定车列在站内运行路线。 类型：单动道岔、双动道岔、交叉渡线道岔。 位置：定位、反位。 正常工作状态： 道岔的定位和反位为道岔的正常工作状态。 非工作状态：四开状态。 指两根尖轨同时不密贴于基本轨。 例如：道岔正在转换途中不密贴；道岔挤岔时。 转辙机： 作用：道岔转换通过道岔转换器（转辙机）来进行。 类型：直流ZD6、交流S700K、液压ZYJ7等； 一组道岔由一台或多台转辙机来转换。,道岔转换过程： 指道岔由定位反位或由反位定位。 三个过程：解锁（空闲）转换锁闭。先解锁后转换再锁闭，是所有道岔转换设备必须遵循的设计原则。 道岔锁闭后不能再转换，要转换需先解锁。 转换时间：道岔转换超过正常转换时间（对ZD6，一般以不超过13s计），说明道岔出故障，应报警，以便维修。,空闲状态,锁闭状态,联锁控制,占用状态,3.轨道电路区段 作用：确定车列在站场中具体位置。 类型：道岔区段、无岔区段、股道、牵出线和尽头线等。,优点： 适用于道床状态差、道床泄漏电阻过低的轨道区段。 可以检测钢轨生锈及轻车情况下的轨道区段占用/空闲。 可以避免轨道电路由传输距离的限制而设置的多个轨道电路。 不需要绝缘节。 缺点： 如果作为站内多区段轨道电路的替代，投资较轨道电路大。 电源部分必须可靠确保不因电源瞬间中断造成轴信息的丢失。 无法检测钢轨断轨。 由于其它铁器如铁等在磁头上的动作可能造成错误计轴。,计轴式轨道电路 计轴设备是利用轨道传感器、计数器来记录和比较驶入和始出轨道区段的轴数，以此确定轨道区段的占用或空闲。,进路 1.进路概念 指列车或调车车列在站内运行时所经由的路径。 每条进路内包括很多信号设备（信号机、转辙机、轨道电路等）。 每条进路始端都有一架进路始端信号机来防护该进路。 信号机点禁止灯光时，车列不能进入。 信号机点允许灯光时进路安全，车列可以进入进路。,2.进路类型,调车信号机防护,如何将IIG上机车调到1G上？（为1G上货车安上机车）,先牵出，后折返 牵出进路：SII D1；折返进路：D1 IG；,调车进路,3.敌对进路 站场内相互冲突，不能被同时建立的进路称为敌对进路。 敌对进路有多种情况。如向同一股道接车的2条进路构成敌对进路。 由车站联锁系统保证所有相互敌对的进路不能被同时建立。,X,3G,S,D1,D3,D6,D8,D2,D4,进路控制过程 可分为进路的建立和解锁两个过程。 1.进路建立过程,操作,选路/岔,道岔转换,选排一致检查,锁闭进路,开放信号,车站控制系统执行,（确定进路的范围、列车进路还是调车进路）,（控制转辙机转换进路上道岔到规定的位置）,（确定进路能否选出？如能，确定道岔位置）,（检查进路上道岔是否都转换到规定位置）,（锁闭进路上道岔；封锁敌对进路）,（使室外信号机点亮相应颜色的灯光）,例：选排D115G的调车进路,SIII,IIIG,5G,D11,S5,7,11,13,25,21,XD,1.操作。按压进路始端按钮D11A和终端按钮S5DA。,2.选路。选出进路中信号点（D11、S5）和道岔位置（9/11定位、13/15定位、21反位）。,3.道岔转换。21向反位转换。,5.锁闭进路。（白光带）,6.开放信号。D11点亮白灯。,7.车列进入,道岔在定位 道岔在反位 四开状态,4.进路选排一致检查。,2.进路解锁过程 指将已被锁闭的道岔和进路予以解锁。 进路解锁过程可分为两种情况： 列车或车列未驶入进路阶段。 列车或车列驶入进路阶段。 （1）列车或车列未驶入进路时： 列车未进入接近区段时，可以采用取消进路方式使进路解锁。 接近区段：一般指信号机外方的轨道电路区段。 列车已经进入接近区段，但未进入进路时，可以采用人工延时解锁方式使进路解锁。,取消进路： 列车未进入进路外方接近区段时，可以采用取消进路方式使进路解锁。 例：D115G,取消进路过程： （1）人工办理取消进路手续。 （2）关闭进路始端信号。 （3）进路自动解锁。,SIII,IIIG,5G,D11,S5,7,11,13,25,21,XD,人工延时解锁： 列车已经进入进路外方接近区段，但未进入进路时，采用人工延时解锁方式使进路解锁。 例：D115G,人工延时解锁过程： （1）人工办理人工解锁手续。 （2）关闭进路始端信号。 （3）延时（调车进路，延时30秒）。 （4）延时结束后，如果车列没有进入进路，则进路自动解锁。,SIII,IIIG,5G,D11,S5,7,11,13,25,21,XD,（2）列车或车列驶入进路时： 正常解锁：进路中设备正常时，随着列车或车列的前行，进路将自动解锁。正常解锁分为一次解锁和分段解锁两种： 一次解锁：车列完整通过进路后，进路自动解锁。 分段解锁：车列每完整通过进路中一个轨道电路区段，该区段延时34秒后自动解锁。 分段解锁简要过程： 关闭信号。 对列车进路，列车压入进路即关闭信号； 对调车进路，车列完整进入进路时关闭信号。 车列完整通过区段。 延时34秒。 区段自动解锁。,对进路中每个区段,例：D115G进路解锁： 车完整进入11-13DG时，关闭信号。 11-13DG：车完整出清时，延时34s解锁。 21DG：车完整出清时，延时34s解锁。,SIII,IIIG,5G,D11,S5,7,11,13,25,21,XD,信号关闭,延迟34s后 11-13DG解锁,延迟34s后 21DG解锁,延时原因：防止尾车（或轻车）抖动出现假出清，导致提前错误解锁。,进路处理过程总结,车站计算机联锁系统,计算机联锁系统概述,1.概述 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。 功能： （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。 （2）信号的正常开放、关闭、人工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。,显示： （1）站场基本图形显示。 （2）现场信号设备状态显示。 （3）车站值班员按压按钮动作的确认显示。 （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，如操作错误提示、联锁状况提示、执行失败原因提示等。,2.计算机联锁系统的优点： 与继电集中联锁相比，计算机联锁具有以下显著优点： （1）进一步提高了系统安全性和可靠性。 （2）增加和完善了联锁系统的功能。 联锁自身功能进一步得到完善和增加。 能很方便地进行自身的管理。 对所有操作进行记录。 便于与其它系统联网，为其它系统提供信息。 （3）方便设计和站场的改建和扩建。 （4）省工省料，降低造价。 最重要的是，计算机联锁系统为铁路信号向网络化、信息化和智能化方向发展创造了条件。,计算机联锁系统结构,1.典型计算机联锁系统结构：,显示：CRT，LED/LCD 操作：鼠标、数字化仪、控制台,（冗余）,（冗余）,（双机）,工业控制计算机,计算机联锁硬件,(1)人机接口层 包括上位机（值班员操作）、电务维修机（维修人员使用） 上位机 采用双机热备冗余形式，由工业控制计算机、CRT显示屏、键盘和鼠标等构成。有时也采用数字化仪代替键盘和鼠标来输入。 主要功能： 实时接收操作员下达的操作命令。如进路命令 实时下发操作员的操作命令到联锁主机。 实时接收来自联锁主机的信息。主要包括三类： 一是反映室外设备当前状态的I/O信息； 二是反映室内设备是否出现故障的故障信息； 三是反映联锁执行情况的中间信息。(锁闭情况、延时情况）。 实现进行站场动态显示和报警功能。 各个信号的显示和断丝情况、道岔的位置、轨道电路的占用情况、进路状态的光带显示、各种表示灯的显示、采集/驱动板故障报警显示、挤岔语音报警、人工解锁当前的延时时间显示，联锁条件不成立时的提示信息显示。,(2)联锁控制层 联锁主机 一般由电源板、CPU板和各种通信板构成，且都采用冗余结构形式（双机热备、三模冗余、二取二乘二） 主要功能： 与人机交互层（上位机、电务维修机）实时通信。 接收上位机操作命令； 向人机交互层反馈系统执行信息。 与采集/驱动层实时通信功能。 向驱动部件发送对应驱动命令； 从采集部件接收各信号设备状态信息。 完成联锁逻辑运算功能。 冗余管理功能。,（CPU板）,(3)采集/驱动层 包括采集/驱动电路+继电器电路接口。 采集/驱动电路： 驱动：实时接收联锁主机驱动命令、驱动继电器动作（为继电器线圈提供KZ）； 采集：实时采集各继电器接点信息，反馈给联锁主机（联锁主机根据该信息进行联锁运输）。 继电器接口：接收到驱动命令后，励磁吸起，接通室外信号设备（点/灭灯，道岔转换等）。,（采集/驱动电路部件）,2.计算机联锁处理过程：,