【IT168 信息化】

    一、联锁系统概述

    地铁作为人们出行交通的首选，也是由一个庞大的系统所组成，在地铁系统中分为很多子系统，如：可应用于轨道交通行业中，实现环境和设备监控系统（EMCS）、火灾报警系统（FAS）、气体灭火系统（FES）、电力监控系统（SCADA）、自动售检票系统（AFC）、调度监督（DSS）系统等。其中DSS系统是最为重要的系统，DSS 是一个分布式系统，包括调度中心子系统、电务维护子系统、通信网络子系统和车站子系统。DSS的核心系统就是铁路信号联锁系统。该系统的可靠性、安全性，稳定性、和实时性决定了列车运行的安全性。

    在车站上，铺设有许多条线路，线路之间用道岔联结。列车在车站内运行的路径，叫做进路。进路由道岔位置决定。进路要有信号机防护，道岔位置不对，或者进路上有车，防护此条进路的信号机就不能开放，从而保证列车的运行安全。道岔、进路和信号三者之间相互制约、相互依存的关系称为联锁。实现联锁的设备叫做联锁设备。

    下图为联锁设备原理图：

    微机联锁远程故障诊断系统的研究
 

    列车自动防护和电气集中联锁系统是防止列车碰撞和脱轨，保证列车运行的安全重要运营设备。该系统包括以下主要功能： 

    1、控制列车进路设置和联锁；列车占用检测；按照闭塞法控制原则，实现列车安全间隔控制，避免出现列车追尾、迎面或侧面冲撞等恶性事故发生； 

    2、向列车发送行车指令,实现超速防护

    二、微机联锁的分级

    系统第一级为控制监视级，也称为人机对话级(在车站值班员室)，实现对系统的控制过程的信息显示和系统控制命令的输入；第二级为联锁逻辑处理级，实现信号联锁关系运算处理；第三级为执行表示级，实现现场设备运行状态采集和实时控制。值班员使用的控制台由计算机实现按钮命令的采集，具有语音提示和报警功能。第三级是计算机采用串行数据通讯联接，协调控制，实现对铁路车站信号、道岔、进路等方面实时控制。系统运行时每个分机均独立工作，一旦发生故障即运行分机自动退出系统，或立即在线进行维修，系统仍能照常运行。
 

    （1）人机对话层

    将来自键盘、鼠标等操作输入，经串口送达联锁计算机，同时在图形显示器上显示站场表示信息。在站场规模较大致使联锁计算机负担较重或需要多终端操作的情况下，可设置操作命令采集机进行操作命令输入的有效性判别并转换成约定格式传送给联锁计算机。

    （2）联锁运算层

    联锁微机是系统的核心部分，承担着操作输入的判别、联锁信号的调理及分析、逻辑运算、控制命令生成、故障诊断等任务，其可靠性、安全性对系统的总体故障—安全性能有较大影响，系统中设置了两台联锁微机，其中一台为冷备机，可进行人工切换。

    （3）复核驱动层

    复核驱动层承担着采集表示信息并将联锁微机下达的操作命令转化为故障—安全的控制信号的任务，对联锁微机形成的操作命令进行复核检查的屏障作用。

    （4）结合电路层

    结合电路的任务之一是实现现场监控设备表示信息与PLC输出的驱动信号的安全逻辑转换，使PLC的输入、输出信息均具有故障—安全性能。任务之二是用专用电路规范监控设备 的测控过程， 即包括表示信息采集机制与设备驱动流程。

    （5）监控对象层 

    监控设备是指联锁系统的现场设备，即道岔、信号机与轨道电路。

    三、联锁主机的选择

    联锁主机采用的是冗余双备份的模式，通讯的方式采用RS-485方式，要求软硬件高可靠性，故障—安全的设计，是保障行车安全、提高运输效率和运营管理水平的重要设施。选用研祥新型加固型主机IPC-810B满足整体设计的需要， 无风扇结的FSC-1623CVDNA主板，板载低功耗CPU减少故障点，同时内部安装采集信号板卡PCL-733（32路带隔离数字输入卡）及控制模拟输出板卡PCL-726，分别对道岔位置、道岔电压、轨道电压、电流、机车位置等。
                                          
    联锁主机（备机）硬件配置：
    机箱：IPC-810B/6113LP4/7271AT
    主板：FSC-1623CVDNA（无风扇、低功耗、VIA全长CPU主板）
    采集卡：PCL-733（32路隔离数字输入卡）
    PCL-726（6通道电压/电流输出卡）

    四、系统的评价

    微机联锁系统取代了旧式的继电电气集中联锁系统，可靠性与安全性得到保证，提高车站行车作业的安全和效率，研祥在国内工控及嵌入式智能平台领域的领导性地位，硬件的可靠性解决了联锁中的核心技术问题。