MICROLOK型微機聯鎖在地鐵中的應用

摘 要：列車自動防護（ATP）子系統是城市軌道交通列車運行時必不可少的安全保障。目前沈陽、成都、杭州、大連等地鐵線路所用的都是基于無線移動閉塞列車自動防護子系統，其軌旁設備引進了美國USSI公司的MICROLOK型微機聯鎖系統。文章就該系統的組成、主機工作原理和常見故障進行了闡述。

關鍵詞：ATP；MICROLOK；微機聯鎖；軌旁設備

1 概述

列車自動防護（ATP）系統是城市軌道交通列車安全運行的保證，是以數字編碼軌道電路為基礎的列車自動防護系統，是近階段城市軌道交通的主要制式。ATP子系統主要由軌旁設備和車載設備兩部分組成。軌旁設備由位于設備集中站的多個分布式區域控制器組成，文章重點介紹軌旁設備。

2 系統組成

軌旁設備包括MICROLOK主機、組合柜、ATS、DCS柜、本站及聯鎖區內其它車站的信號機、轉轍機、計軸主機、綜合后備盤、緊急停車按鈕、自動折返按鈕、站臺安全門及防淹門等。每個MICROLOK系統包括一個主單元和一個備單元。一個用于正常運行，另一個備用。如果在線的系統出故障，那么備用系統將自動轉為在線系統。MICROLOK主機基本硬件元素是印刷電路扳，每套MICROLOK聯鎖設備由一塊CPU板、一塊電源板、一塊熱備板、一塊ECB通信板、幾塊16位輸人板和幾塊的16位輸出板（具體數量視所控制的道岔和信號機數量而定）以及一塊非安全32路輸人/輸出板構成。

3 設備工作原理

MICROLOK是基于微處理器的邏輯控制器，每個MICROLOK都有一個唯一的IP地址，通過軌旁網絡與區域控制器保持通信。MICROLOK安全執行傳統的聯鎖功能，與軌旁的轉轍機、信號機、屏蔽門等設備接口，并控制和表示這些設備。MICROLOK主機內每種板都完成各自的功能：

（1）CPU板。CPU板通過機籠電源和外部安全切斷繼電器控制安全輸出的電源；發送給電源板250Hz檢驗信號；診斷校驗的故障；監控來自安全輸入板和非安全輸入板的外部指示；處理安全外部指示并執行應用軟件中定義的邏輯；按照應用邏輯要求驅動安全輸出板如圖1所示）。

（2）電源板。從系統電池獲得電壓，并產生可調的±12V和+5V的電壓；條件電源獲得250Hz的CPU信號，產生-9V到-14V的直流電壓，以勵磁系統安全型繼電器；通過母板將電源供給機籠板卡。

（3）16路安全輸出板。CPU對外部繼電器線圈或者類似負載的安全指令，是通過安全輸出板來接口的。

（4）16路輸入板。它給信號機顯示檢查、道岔一致性、軌道電路占用等輸入提供16位獨立絕緣的安全輸入。

（5）32路非安全輸入/輸出板。采用鎖存器緩沖輸入和場效應晶體管來驅動輸出。輸入/輸出LED燈由軟件驅動，并反應輸入/輸出的內部邏輯狀態，而不是由輸入/輸出電壓直接硬件控制。

（6）熱備板。該板增加了一個新的網絡協議。該協議是為了讓互備的兩個MICROLOK單元實現冗余無縫操作，并提高整個系統的可用性。兩個單元輸出相同的同步物理輸出，如果其中一個單元由于系統重啟、斷電或其他錯誤條件而無法工作，則內部邏輯和輸出狀態保持不變，但是控制卻切換到了另一個單元。

（7）ECB通信板。該板使MICROLOK系統通過以太網直接與外部設備相連。板卡上的兩個以太網端口RJ45可以分開形成兩條獨立的通信鏈路或者配對起來形成一條冗余的通信鏈路。ECB和熱備板包含相同的通信接口板（CIP）子板。

4 常見故障及處理措施

4.1 MICROLOK主機不能正常工作

原因分析：聯鎖柜輸入直流12V電壓過低或者過高；聯鎖柜內T端子接線接觸不良；共模濾波器故障；熱備板故障；通信板故障；CPU板故障；電源板故障。處理步驟：測量聯鎖柜內T1端子處輸入的直流12V電壓（正常為12V-14.5V）；緊固聯鎖柜內T端子接線；測量聯鎖柜內共模濾波器的輸入和輸出電壓（正常為12V-14.5V）；電源板上5V指示燈是否點亮；CPU板上“清CPS”；更換熱備板；更換通信板；更換CPU板；更換電源板。

4.2 當輸出板有輸出時，MICROLOK宕機（VCOR繼電器可以勵磁但不能保持，電源板12V指示燈可以點亮但不能保持）

原因分析：輸出回路-12V接線接觸不良；聯鎖機柜內給輸出板的+12V接線接觸不良；輸出板故障；輸出繼電器PN-150B故障。處理步驟：依據組合柜配線電路圖，檢查PN-150B繼電器1C/2C線圈處-12V電壓；依據聯鎖柜內配線圖，檢查聯鎖柜內給輸出板的+12V電壓；更換輸出板；更換輸出繼電器PN-150B。

4.3 主備機單機都可以正常啟動，但是不能同步工作

原因分析：主備機熱備板后相互連接的網線故障或者接觸不良；系統配置不正確或者配置完未保存激活。處理步驟：檢查主備機熱備板后連接網線是否故障或者接觸不良；利用開發工具檢查系統配置是否正常或者重新配置并保存激活。

5 結束語

浙大網新公司引進美國USSI公司的聯鎖技術，為地鐵信號軌旁聯鎖功能而設計的MICROLOK型微機聯鎖系統，由沈陽鐵路信號有限責任公司進行國產化，已應用于沈陽地鐵、成都地鐵、杭州地鐵和大連地鐵等多條地鐵線路的信號控制系統。隨著城市軌道交通的快速發展，聯鎖系統也必將隨著通信、網絡、計算機技術的進步而繼續發展。

參考文獻

[1]吳汶麒.城市軌道交通信號與通信系統[M].北京：中國鐵道出版社，2003.

[2]林瑜筠.城市軌道交通信號[M].北京：中國鐵道出版社，2008.

[3]美國聯合道岔與信號國際公司.西安地鐵2號線信號系統初步方案[S].2007.

作者簡介：謝婷婷（1983-），女，甘肅省天水市，沈陽鐵路信號有限責任公司，學士，研究方向：地鐵軌旁聯鎖。