《轨道交通控制系统》学习包-4

第二节TYJL一II型计算机联锁TYJL一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1号线车辆段、大连轻轨车辆段、重庆单轨交通、北京13号线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一B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。

系统框图见图4-6，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、站场变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一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＋屏幕显示等方式。

目前推广应用最多的是鼠标十LCD显示器的控制台。

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。

系统的通信通过两块通信板进行，由STD一01（1)经切换控制后与监控机和执表机通信，由STD一01（2）进行主、备联锁机之间的通信，以实现双机热备。

CPU使用V0接口板通过采集总线和驱动总线对采集板和驱动板进行控制和诊断。

CPU板通过指示报警板，点亮计算机层面板上的运行、通信收发和中断等指示灯。

采集层主要由采集机笼、采集板以及与计算机层和电源层联系的扁平电缆、电源线及相应的接插件等所组成。

驱动层的机构与采集层的非常相似，主要由驱动机笼、驱动板以及与计算机层和电源层联系的扁平电缆、电源线及相应的接插件等所组成。

零层位于机柜最下层，主控系统最为重要的连接线缆从这里引人和引出。

上面装有联锁总线切换盒、零层端子和接地端子等。

4．执表机执表机柜结构与联锁机柜相近，只是没有联锁软件。

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。

TYJL一B型计算机联锁系统基本完整地保留了6502电气集中对室外设备的控制和表示电路（如道岔控制电路、信号点灯电路等），以这些电路中的相关继电器（定／反位操纵继电器、定／反位表示继电器、轨道继电器、信号继电器和灯丝继电器等）为界面进行控制和信息采集。

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，采用双输人动态继电器，或双输人动态驱动组合＋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，对牵引电流的侵人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一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。

动态稳压电源为动态组合提供直流30 V局部电源，用以驱动JPXC一1000型继电器。

计算机系统的电源由配电柜提供。

配电柜的输人来自电源屏，经UPS电路等的净化和稳压，再分配到计算机系统中的各种设备中。

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。

第五章列车自动控制（ATC）系统基本原理列车自动控制(ATC)系统是城市轨道交通信号系统最重要的组成部分，它实现行车指挥和列车运行自动化，能最大程度地保证列车运行安全，提高运输效率，减轻运营人员的劳动强度，发挥城市轨道交通的通过能力。

ATC系统的技术含量高，运用了许多当代重要的科技成果。

第一节ATC系统综述一、ATC系统的组成和功能列车自动控制(ATC Automatic Train Control)系统包括三个子系统：列车自动防(ATP Automatic Train Protection)、列车自动运行(ATO Automatic Train Opera-tion）、列车自动监控（ATS Automatic Train Supervision）。

ATC系统包括五个原理功能：ATS功能、联锁功能、列车检测功能、ATC功能和PTI（列车识别）功能。

(1)ATS功能：可自动或由人工控制进路，进行行车调度指挥，并向行车调度员和外部系统提供信息。

ATS功能主要由位于OCC(控制中心）内的设备实现。

(2)联锁功能：响应来自ATS功能的命令，在随时满足安全准则的前提下，管理进路、道岔和信号的控制，将进路、轨道电路、道岔和信号的状态信息提供给ATS和ATC功能。

联锁功能由分布在轨旁的设备来实现。

(3)列车检测功能：一般由轨道电路完成。

(4) ATC功能：在联锁功能的约束下，根据ATS的要求实现列车运行的控制。

ATC功能有三个子功能：ATP/ATO轨旁功能、ATP/ATO传输功能和ATP/ATO车载功能。

ATP/ATO轨旁功能负责列车间隔和报文生成；ATP/ATO传输功能负责发送感应信号，它包括报文和ATC 车载设备所需的其他数据；ATP/ATO车载功能负责列车的安全运营、列车自动驾驶，且给信号系统和司机提供接口。

(5)PTI功能：是通过多种渠道传输和接收各种数据，在特定的位置传给ATS，向ATS报告列车的识别信息、目的号码和乘务组号和列车位置数据，以优化列车运行。

二、ATC系统的水平等级为确保行车安全和线路最大通过能力，根据国内外的运营经验，一般最大通过能力小于30对h的线路宜采用ATS和ATP系统，实现行车指挥自动化及列车的超速防护。

在最大通过能力较低的线路，行车指挥可采用以调度员人工控制为主的CTC（调度集中）系统。

最大通过能力大于30 Xf /h的线路，应采用完整的ATC系统，实现行车指挥和列车运行自动化。

ATO系统对节能、规范运行秩序、实现运行调整、提高运行效率等具有重要的作用，但不同的信号系统设或不设ATO会使运营费用差异较大，不过即使是通过能力为30对/h的线路，有条件时也可选用ATO系统。

根据运营需要，信号系统还应满足最大通过能力为40对/h的总体要求。

对于城市轨道交通，行车间隔的发挥往往受制于折返能力，而折返能力与线路条件、车辆状态、信号系统水平等因素有关。

因此，通过能力要求较高时，折返能力需与之相适应，必须对上述因素进行综合研究、设计。

三、ATC系统选用原则ATC系统选用按下列原则选择：（1）ATC系统应采用安全、可靠、成熟、先进的技术装备，具有较高的性能价格比；（2）城市轨道交通运营线路宜采用准移动闭塞式ATC系统或移动闭塞式ATC系统，也可以采用固定闭塞式ATC系统。

因为城市轨道交通具有客流量大、行车密度高的特点，而准移动闭塞式和移动闭塞式ATC系统可以实现较大的通过能力，对于客运量变化具有较强的适应性，可以提高线路利用率，具有高效运行、节能等作用，并且控制模式与列车运行特性相近，能较好地适应不同列车的技术状态，其技术水平较高，具有较大的发展前景。

虽然固定闭塞式ATC系统技术水平相对较低，但由于可满足2 min行车间隔的行车要求，且价格相对低廉，因此也宜选用。

根据实际情况，因地制宜选择三种不同制式的ATC系统是完全必要的。

（3）ATC系统构成水平的选择按前述原则执行。

四、不同闭塞制式的ATC系统按闭塞制式，城市轨道交通ATC可分为：固定闭塞式ATC系统、准移动闭塞式ATC系统和移动闭塞式ATC系统。