铁路车站计算机联锁基本原理.ppt

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1、车站计算机联锁基本原理车站计算机联锁基本原理目目录车站联锁系统概述车站联锁系统概述车站联锁原理车站联锁原理车站计算机联锁系统车站计算机联锁系统车站联锁系统概述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。车站联锁系统是保证站内运输作业安全执行的控制系统。为为了了保保证证行行车车安安全全，车车站站内内信信号号、道道岔岔、轨轨道道电电路路等等基基本本信信号号设设备备必必需需遵遵循循一一定定的的条条件件，按按照照一一定定的的程程序序来来严严格格执执行行，我我们们称称这这些些条条件件和和程序为程序为联锁联锁。站内作业（控制命令）站内作业（控制命令）控制执行控制执行被控对象（室外信号

2、设备）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基本结构车站联锁系统基本结构车站联锁系统基本结构车站联锁系统车站联锁系统控制对象控制对象：站内地面设备（信号机、转辙机（转换道岔）：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）。、轨道电路（确定列车位置）。车站联锁系统控制过程车站联锁系统控制过程：必须具备：必须具备故障故障-安全原则安全原则（考虑到设备故障、（考虑到设备故障、操作员误操作）。操作员误操作）。车站联锁系统必须具有车站联锁系统必须具有高可靠性。高可靠性。车站联锁系统必须具有车站联锁系统必须具有高安全性。高安全性。车站

3、联锁系统必须具有一定的车站联锁系统必须具有一定的实时性。实时性。车站联锁系统需具备车站联锁系统需具备信息交换和共享信息交换和共享能力（与调度指挥系统、区间闭能力（与调度指挥系统、区间闭塞系统等进行信息交互）。塞系统等进行信息交互）。车站联锁原理车站联锁原理车站联锁控制对象车站联锁控制对象 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。1.1.信号机信号机功能：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列车信号机（X,S）调车信号机（D）出站兼调车信号机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

4、并置信号机单置信号机2.2.道岔和转辙机道岔和转辙机道岔道岔：作用：确定车列在站内运行路线。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。类型：单动道岔、双动道岔、交叉渡线道岔。位置：位置：定位定位、反位反位。正常工作状态：正常工作状态：道岔的定位和反位为道岔的正常工作状态。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：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：道岔转换

5、过程：指道岔由定位指道岔由定位反位或由反位反位或由反位定位。定位。三个三个过程：程：解解锁（空（空闲）转换锁闭。先解。先解锁后后转换再再锁闭，是所，是所有道岔有道岔转换设备必必须遵循的遵循的设计原原则。道岔道岔锁闭后不能再后不能再转换，要，要转换需先解需先解锁。转换时间：道岔：道岔转换超超过正常正常转换时间（对ZD6，一般以，一般以不超不超过13s计），），说明道岔出故障，明道岔出故障，应报警，以便警，以便维修。修。空闲状态空闲状态定位四开反位转换转换转换转换锁闭状态联锁控制联锁控制占用状态车压入车压入车离开车离开3.3.轨道电路区段轨道电路区段 作用：确定车列在站场中具体位置。作用：确定车列

6、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。类型：道岔区段、无岔区段、股道、牵出线和尽头线等。SIIIIIIG5GD11S5711132521XD道岔在定位道岔在反位四开状态轨道光带说明：占用（DGJ落下）：红光带锁闭（DGJ吸起）：白光带空闲（DGJ吸起）：灰光带空闲锁闭占用联锁控制联锁控制车压入车压入车离开车离开故障故障优点：优点：1.1.适用于道床状态差、道床泄漏电阻过低的轨道区段。适用于道床状态差、道床泄漏电阻过低的轨道区段。2.2.可以检测钢轨生锈及轻车情况下的轨道区段占用可以检测钢轨生锈及轻车情况下的轨道区段占用/空闲。空闲。3.3.可以避免轨道电路由传输距

7、离的限制而设置的多个轨道电路。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。4.4.不需要绝缘节。不需要绝缘节。缺点：缺点：1.1.如果作为站内多区段轨道电路的替代，投资较轨道电路大。如果作为站内多区段轨道电路的替代，投资较轨道电路大。2.2.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。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。3.3.无法检测钢轨断轨。无法检测钢轨断轨。4.4.由于其它铁器如铁等在磁头上的动作可能造成错误计轴。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

8、段的轴数，以此确定轨道区段的占用或空闲。进路进路1.1.进路概念进路概念 指列车或调车车列在站内运行时所经由的路径。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每条进路始端都有一架进路始端信号机进路始端信号机来防护该进路。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。信号机点允许灯光时进路安全，车列可以进入进路。2.2.进路类型进路类型 列车进路列车进路调车进路调车进路接车进路接车

9、进路（列车进站所经由的路径）进站信号机防护发车进路发车进路（由车站发往区间所经由的进路）出站信号机防护通过进路通过进路（列车正线通过车站所经由的路径）转场进路转场进路（列车由车站的某一车场开往另一车场时经由的路径）调车信号机防护牵出进路牵出进路折返进路折返进路图59 进路的划分举例IXD1S1X1SIIXIID4SD2II上行I股道发车进路由D1向I股道调车进路由X1向D4调车进路上行II股道发车进路上行II股道接车进路通过进路如何将IIG上机车调到1G上？（为1G上货车安上机车）12XSD1S1SIIX1XII1GIIGD2D44先牵出，后折返牵出进路：SII D1；折返进路：D1 IG；牵

10、出折返调车进路调车进路3.3.敌对进路敌对进路 站场内相互冲突，不能被同时建立的进路称为站场内相互冲突，不能被同时建立的进路称为敌对进路敌对进路。敌对进路有多种情况。如向同一股道接车的敌对进路有多种情况。如向同一股道接车的2 2条进路构成敌对进路。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。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。X3GSD1D3D6D8D2D4进路控制过程进路控制过程可分为进路的可分为进路的建立建立和和解锁解锁两个过程。两个过程。1.1.进路建立过程进路建立过程操作操作选路选路/岔岔道岔转换道岔转换选排一致检查选排一致检查锁闭进路锁闭进

11、路开放信号开放信号车车站站控控制制系系统统执执行行（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：选排例：选排D115GD115G的调车进路的调车进路SIIIIIIG5GD11S5711132521XD1.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。

12、D11点亮白灯。7.车列进入道岔在定位道岔在反位四开状态联锁系统自动完成4.进路选排一致检查。2.2.进路解锁过程进路解锁过程 指将已被锁闭的道岔和进路予以解锁。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：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。列车或车列未驶入进路阶段。列车或车列驶入进路阶段。列车或车列驶入进路阶段。（1 1）列车或车列未驶入进路时：）列车或车列未驶入进路时：列车未进入接近区段时列车未进入接近区段时，可以采用，可以采用取消进路取消进路方式使进路解锁。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。接近区段：一般指信号机外方的轨道电路区

13、段。列车已经进入接近区段列车已经进入接近区段，但未进入进路时，可以采用，但未进入进路时，可以采用人工延时解人工延时解锁锁方式使进路解锁。方式使进路解锁。取消进路取消进路：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。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：例：D115GD115G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。SIIIIIIG5GD11S5711132521XD人工延时解锁人工延时解锁：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

14、延时解锁方式使进路解锁。锁方式使进路解锁。例：例：D115GD115G 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。SIIIIIIG5GD11S5711132521XD（2 2）列车或车列驶入进路时：）列车或车列驶入进路时：正常解锁正常解锁：进路中设备正常时，随着列车或车列的前行，进路将自动：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：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。一次解锁：

15、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3434秒后自动解锁。秒后自动解锁。分段解锁简要过程：分段解锁简要过程：关闭信号。关闭信号。对列车进路，列车压入进路即关闭信号；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。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。车列完整通过区段。延时延时3434秒。秒。区段自动解锁。区段自动解锁。对进路中每个区段例：例：D115GD115G进路解锁：进路解锁：车完整进入车完整进入11-13DG11-13DG时，关

16、闭信号。时，关闭信号。11-13DG11-13DG：车完整出清时，延时：车完整出清时，延时34s34s解锁。解锁。21DG21DG：车完整出清时，延时：车完整出清时，延时34s34s解锁。解锁。SIIIIIIG5GD11S5711132521XD信号关闭信号关闭延迟延迟34s34s后后11-13DG11-13DG解锁解锁延迟延迟34s34s后后21DG21DG解锁解锁延时原因：防止尾车（或轻车）抖动出现假出清，导致提前错误解锁。进路处理过程总结进路处理过程总结车站计算机联锁系统车站计算机联锁系统计算机联锁系统概述计算机联锁系统概述1.1.概述概述 计算机联锁系统：以计算机技术为核心，综合采用通

17、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：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。2.2.计算机联锁系统的优点：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：

18、与继电集中联锁相比，计算机联锁具有以下显著优点：（1 1）进一步提高了系统安全性和可靠性。）进一步提高了系统安全性和可靠性。（2 2）增加和完善了联锁系统的功能。）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。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。能很方便地进行自身的管理。对所有操作进行记录。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。便于与其它系统联网，为其它系统提供信息。（3 3）方便设计和站场的改建和扩建。）方便设计和站场的改建和扩建。（4 4）省工省料，降低造价。）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

19、息化和智能最重要的是，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。化方向发展创造了条件。计算机联锁系统结构计算机联锁系统结构1.1.典型计算机联锁系统结构：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）（冗余）（冗余）（双机）（双机）工业控制计算机计算机联锁硬件计算机联锁硬件(1)(1)人机接口层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）包括上位机（值班员操作）、电务维修机（维修人员使用）上位机上位机采用采用双机热备冗余双机热备冗余形式，由工业控制计算机、形式，由工业控制计算机、CRTCRT显示屏、键

20、盘和鼠标等显示屏、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。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：主要功能：实时接收操作员下达的操作命令实时接收操作员下达的操作命令。如进路命令。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实时接收来自联锁主机的信息。主要包括三类：。主要包括三类：一是反映室外设备当前状态的一是反映室外设备当前状态的I/OI/O信息；信息；二是反映室内设备是否出现故障的故障信息；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。三是反映联锁执行情况的中间信息。(

21、锁闭情况、延时情况）。锁闭情况、延时情况）。实现进行站场动态显示和报警功能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。信息显示。(2)(2)联锁控制层联锁控制层联锁主机联锁主机一般由电源板、一般由电源板、CPUCPU板和各种通信板构

22、成，且都采用冗余结构形式（双机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）热备、三模冗余、二取二乘二）主要功能：主要功能：与人机交互层（上位机、电务维修机）实时通信与人机交互层（上位机、电务维修机）实时通信。接收上位机操作命令；接收上位机操作命令；向人机交互层反馈系统执行信息。向人机交互层反馈系统执行信息。与采集与采集/驱动层实时通信功能驱动层实时通信功能。向驱动部件发送对应驱动命令；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。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完成联锁逻辑运算功能。冗余管理功能冗余管理功能。（CPU板）(3)

23、3)采集采集/驱动层驱动层包括采集包括采集/驱动电路驱动电路+继电器电路接口。继电器电路接口。采集采集/驱动电路驱动电路：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（为继电器线圈提供提供KZKZ）；）；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）。该信息进行联锁运输）。继电器接口继电器接口：接收到驱动命令后，励磁吸起，接通室外信号设备（点：接收到驱动命令后，励磁吸起，接通室外信号设备（点/灭灭灯，道岔转换等）。灯，道岔转换等）。（采集（采集/驱动电路部件）驱动电路部件）（联锁机柜）（联锁机柜）联锁主机联锁主机采集采集/驱动驱动2.2.计算机联锁处理过程：计算机联锁处理过程：