《城市轨道交通信号基础》第4章

图4-5 计算机系统基本结构图
三、计算机联锁系统基本结构 为了保证车站行车安全，必须制定一系列联锁规则以制约信号的开 放与关闭、道岔转动和进路的建立，必须以技术手段来实现这些联锁规 则。联锁系统以电气设备或电子设备实现联锁功能，以信号机、动力转 辙机和轨道电路（或在室外采用其他轨旁设备）作为执行设备，来体现 联锁功能。 根据计算机联锁系统各主要部分的功能和设置地点的不同，硬件上 一般采用分层结构形式，分为人机交互层、联锁控制层、采集/驱动层和 室外设备层，其结构如图4-6所示。 人机交互层的设备一部分设置于车站值班员室，另一部分设置于车站 维修值班室内。人机交互层的功能是，车站值班员通过其进行操作，向 联锁层输入操作命令，接收联锁层输出的反映设备工作状态和行车作业 情况的表示信息。维修人员通过其了解车站联锁设备的运行情况和故障 情况，以便进行维修。 联锁控制层是车站联锁系统的核心，联锁层设备设置在车站信号楼 的机械室内。联锁控制层的基本功能是实现联锁逻辑控制。联锁层接收 来自人机交互层的操作命令，依据从采集/驱动层接收到的反映室外信号 机、道岔和轨道电路状态的信息，结合内部的中间状态信息，进路联锁 逻辑运算，产生相应的输出信息。
图4-4 6502电气集中联锁设备继电器及组合架实物图
计算机联锁利用计算机实现车站的联锁关系，用继电器电路作为计算 机主机与室外信号机、转辙机、轨道电路的接口设备，操作人员通过计 算机显示器等设备实现对现场设备的控制和监督。计算机联锁充分发挥 了计算机的特点，操作表示功能完善，方便设计、施工、维修和使用， 便于实现信号设备的远程监督、远程控制和自动控制，是车站联锁设备 的发展方向。如图4-5所示。
（二）进路控制功能 进路控制功能负责整条进路的排列、锁闭、保持和解锁。这些动作 是对ATS系统命令的响应。因为进路控制功能将直接影响到列车行驶的安 全，所以当命令不符合安全条件时，它将拒绝执行命令。进路自动解锁 总是可以用不同的方法实现。如图4-7所示。 建立进路的过程就是从开始办理进路到防护该进路的信号开放的过 程。 解锁进路的过程就是从列车驶入进路到越过进路中全部轨道区段的 过程，或是操作人员解除已建立的进路的过程。 建立进路的过程有四个阶段，即进路选择、道岔控制、进路锁闭和 信号控制。进路建立后，一直保持锁闭状态。当发出取消进路命令或有 车正常占用又出清后，进路才能取消。 （1）进路选择。进路选择的检查条件是：操作手续符合操作规范； 所选进路处于空闲状态；进路始端信号机灯丝完好；对进路有方向防护 要求的所有轨道区段部处于空闲状态；在进路中没有轨道区段被占用。 如果进路检查的条件成立，那么联锁设备开始转换道岔，锁闭道岔， 开放信号。如果进路检查的条件不成立，或没有在指定点检测到道岔位 置，则向控制中心回送一个无效命令，停止建立进路的操作。
城市轨道交通信号基础 第4章
第四章
第一节
联锁设备
联锁概念
一、联锁定义 联锁是指通过技术方法，使信号、道岔和进路必须按照一定程序并 满足一定条件，才能动作或建立起来的相互关系。 信号、道岔和进路是联锁对象，必须按照一定程序并满足一定条件 是联锁规则，动作或建立起来的相互关系是联锁结果。联锁规则应该包 括用户需求和技术条件，联锁的结果就是产生的控制命令。 联锁对象既是产生信息的源，又可能是联锁控制的点。城市轨道交 通设备种类繁杂，是一个大联动系统，任何一个子系统发生故障都有可 能影响行车，甚至导致行车事故。从列车运行角度看，联锁对象远非三 个。 当今信号专业已步入现代化、信息化、数字化和网络化时代。从信息 的角度来讲，列车运行控制系统把列车运行间隔调整和列车速度控制的 功能融为一体，传统的区间闭塞系统已被包括在内。列车运行控制系统 与车站联锁的一体化、计算机联锁控制和列车运行调度集中系统的运用， 使城市轨道交通信号系统已经从以车站联锁为中心转变为以列车运行控 制系统为中心。
均能一次转换，简化了操作手续，提高了效率。在解锁方式上， 6502电气集中联锁采用的是逐段解锁。它把进路分成若干个区段，采用 多次分段解锁的方式，即列车出清一段，解锁一段。 6502电气集中联锁设备分为室内和室外两部分。室内设有控制台、 继电器组合及组合架、电源屏、区段人工解锁按钮盘和分线盘；室外设 有色灯信号机、电动转辙机、轨道电路和地下电缆。如图4-1～图4-4所 示。
从信息化角度看，各种状态表示和控制命令都是信息。联锁从字面 上理解，就是相互关联的信息，按照规定的逻辑和规则，实行相互锁闭。 联锁作为城市轨道交通专用名词，互锁中包含了对安全性的要求。 二、联锁设备概述 控制车站的道岔、进路和信号，并实现它们之间联锁关系的设备称 为联锁设备。 联锁设备可以分散控制，也可以集中控制。目前使用的联锁设备有 继电联锁和计算机联锁两大类。 继电联锁，又称为电气集中联锁，是用电气的方法集中控制和监督 段内的道岔、进路和信号，并实现车辆段联锁关系的联锁设备。这种设 备的主要特点是室外采用色灯信号机，道岔由转辙机转换，进路上所有 区段均设有轨道电路，由继电器电路实现对室外设备的控制并实现联锁， 操作人员通过控制台集中操纵和监督全段信号设备。 6502电气集中是组合式电路（按道岔、信号机、轨道电路区段为基 本单元设计成定型的单元电路，称为继电器组合；将各种组合按站场形 状拼装起来即成为组合式电路）。它采用双按钮选路方式，只需按压两 个进路按钮，就能转换道岔、开放信号，而且不论进路中有多少组道岔
图4锁层和室外设备层的中间层，在二者之间起信息交互、 硬件电路的转换等功能，同时在硬件上进行隔离，以保证室内设备的安全性。
例如，接收从联锁层来的操纵道岔到定位的信息后，为室外转辙机 电路提供交流220 V电源来接通转辙机电路，驱动室外道岔向定位转换， 并实时检测道岔是否转换到定位，转换到定位后向联锁层反馈相应的道 岔位置信息。联锁层和采集/驱动层是联锁控制的实际执行机构，必须具 有故障——安全性。 室外设备层包括室外的信号机、转辙机和轨道电路等设备及其相应的 动作电路，用于驱动室外信号设备的直接动作。例如，信号机的室外点 灯电路，转辙机的电缆盒及转辙机内部接点电路等，这些电路和6502继 电联锁系统的室外电路基本相同。 采集/驱动层为联锁层和室外设备层的中间层，在二者之间起信息交 互、硬件电路的转换等功能，同时在硬件上进行隔离，以保证室内设备 的安全性。 四、联锁设备的功能 联锁设备具有以下功能：轨道电路的处理、进路控制、道岔控制、信 号控制、进路自动设置。 （一）轨道电路的处理功能 轨道电路的处理功能是指接收和处理轨道区段的“空闲、占用”状 态信息，并把该状态信息转发给其他相关设备。