DS6-60型區域計算機聯鎖系統在西安地鐵的應用

雷錫絨（西安鐵路職業技術學院，副教授，陜西　西安　710014）

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DS6-60型區域計算機聯鎖系統在西安地鐵的應用

雷錫絨
（西安鐵路職業技術學院，副教授，陜西西安710014）

摘要：結合西安地鐵1號線對北京通號研究設計院研發的符合歐洲鐵路安全標準的DS6-60型區域計算機聯鎖系統的布置、連接、組成、特點、性能及接口進行分析，說明國產區域計算機聯鎖系統的可靠性。

關鍵詞：D S6-60型計算機聯鎖系統；目標控制器（OC）；布置；組成；接口

10.13572/j.cnki.tdyy.2016.01.018

隨著國產計算機聯鎖技術的發展，區域計算機聯鎖系統的安全性、可靠性、可用性大大提高，城市軌道交通信號系統聯鎖子系統國產化是降低建設成本的措施之一。通過對西安地鐵一號線一期工程聯鎖子系統采用國產的DS 6-60型區域計算機聯鎖，并與西門子的ATC系統良好接口進行分析，說明國產區域計算機聯鎖系統的可靠性。

1　聯鎖設備布置

西安地鐵1號線一期工程正線設車站19個，另設車輛段1座，停車場1座、試車線1處、培訓基地1處。其中正線上后衛寨、灑金橋、長樂坡3個站為一級設備集中站，設置北京通號研究設計院研發的DS 6-60聯鎖設備；漢城路、康復路、紡織城3個站為二級設備集中站，設置DS 6-60聯鎖目標控制器（OC），用以實現管轄車站聯鎖設備如道岔、軌道空閑檢測設備、信號機等的接口功能。車輛段、停車場、試車線分別設置1套DS 6-60聯鎖設備。具體設備分布及管轄范圍見圖1所示〔1〕。

圖1西安地鐵1號線聯鎖設備布置圖

2聯鎖站間安全數據通信網

一級設備集中站聯鎖系統間通過聯鎖專用以太網完成站間通信，其連接見圖2所示〔1〕。

圖2一級設備集中站站間以太網

一級設備集中站聯鎖系統通過遠程通信單元完成與二級設備集中站聯鎖系統之間的信息交換。其連接見圖3所示〔1〕。

圖3一級設備集中站與二級設備集中站安全通信網

3　聯鎖系統組成

3.1一級和二級設備集中站聯鎖系統組成

一級設備集中站聯鎖系統主要由聯鎖主機、輸入輸出接口、控顯機、遠程通信單元、維護機5個部分組成。

二級設備集中站主要由目標控制器單元（OC）、遠程通信單元、輸入輸出接口3個部分組成。一級與二級設備集中站聯鎖系統組成見圖4所示〔1〕。

圖4一級設備集中站與二級設備集中站聯鎖系統組成框圖

3.2車輛段及停車場和試車線聯鎖系統組成西咸車輛段、灞河停車場、試車線聯鎖系統主要由聯鎖主機、輸入輸出接口、控顯機、維護機4個部分組成，均是通過擴展通信接口接入聯鎖站間以太網。

3.3培訓中心聯鎖系統組成培訓中心聯鎖系統組成同一級設備集中站。

4聯鎖系統的硬件及軟件構成

4.1系統硬件構成DS 6-60型計算機聯鎖系統由電源子系統、聯鎖子系統、輸入輸出子系統、控顯子系統和電務維修子系統5個部分組成。

系統硬件設備標準配置為3個機柜（電源柜、聯鎖柜、輸入輸出柜）和1個電務維護臺。設備裝配及功能如下：

4.1.1電源柜電源柜自上而下為2個24 V邏輯電源，電務維修終端、2個24 V接口電源，見圖5〔2〕。

圖5電源柜布置圖

4.1.2聯鎖柜聯鎖柜自上而下為聯鎖I系、聯鎖II系、控顯A機、控顯B機、ARCNET集線器1、 ARCNET集線器2，見圖6〔2〕。

圖6聯鎖柜布置圖

4.1.3輸入輸出柜輸入輸出柜由輸出子系統和輸入子系統組成，由上而下分別為I系輸出1、II系輸出1、輸出防雷1、I系輸入1、II系輸入1和輸入防雷1，見圖7〔2〕。

圖7輸入輸出柜布置圖

4.2系統軟件構成

4.2.1一級設備集中站軟件系統組成一級設備集中站軟件系統由聯鎖機軟件、控顯機軟件和維護機軟件組成。

1）聯鎖機軟件由系統管理軟件和聯鎖應用軟件組成，系統管理軟件主要完成系統的周期任務管理、輸入輸出管理、雙系冗余管理，聯鎖應用軟件主要完成聯鎖邏輯運算。

2）控顯機軟件是供車務值班人員辦理行車作業的人機界面軟件。其主要功能有：接收操作按鈕信息，向聯鎖機發送操作控制命令；接收來自聯鎖機的站場實時狀態信息；完成控制臺的站場圖形顯示、操作提示、報警信息和簡要的故障信息。（正線設備集中站控顯終端與ATS合用，控顯機完成聯鎖系統與ATS通信功能）。

3）維護機軟件是供電務維護人員進行設備監視和故障診斷的人機界面程序，其主要功能有：接收聯鎖機發送的站場實時信息、DS 6-60系統的工作狀態信息和系統自診斷信息，將所有的信息記錄到實時數據庫中，供維護人員查詢、顯示或打印輸出各類信息。

4.2.2二級設備集中站軟件系統組成二級設備集中站由目標控制器（OC）系統管理軟件組成。OC系統管理軟件作為OC系統CPU板的主控制軟件，負責平臺硬件的管理和應用軟件任務的調度，通過二乘二取2的系統管理方式，實現對外圍系統安全可靠的通信，控制系統周期運行及故障處理。OC系統管理軟件通過二乘二取二的系統管理方式，滿足OC系統高安全性和可靠性的需求〔3〕。

5聯鎖系統的系統特點及性能

5.1系統特點

1）DS 6-60系統聯鎖邏輯部采用二乘二取二冗余結構設計，分為Ⅰ系和Ⅱ系，各系內部為二取二結構，任何一系都可以獨立工作，雙系采用主從方式運行，任一系檢測到嚴重故障都會主動切換，保證系統正常工作，使系統具有高可靠性。

2）聯鎖雙系中每系2個CPU單元實現二取二比較，只有2個CPU的運算結果一致才能對外輸出；雙系中每系2個CPU單元的軟件分別采用不同編譯器編譯，可以有效防止編譯器產生共模錯誤，使系統具有高安全性。

3）輸入采集單元采用靜態采集方式，由輸入采集機籠內的2個獨立CPU單元分別進行采集，由聯鎖邏輯部對采集結果進行比較，結果一致認為采集數據有效，否則采集數據無效，構成二取二故障-安全采集。

4）輸出單元采用雙斷控制，動態和靜態2路驅動串聯輸出，靜態和動態輸出分別由輸出機籠內的2個獨立的CPU單元控制，當一路輸出無效時，總輸出則為無效，構成硬件相異的二取二故障-安全輸出。

5）目標控制器系統（OC）具備CAN、RS-422/ 485以及以太網通信接口，提供了電壓電流模擬量測量接口，并為不同的應用提供了標準的應用軟件接口，使其結構更緊湊、功能更全面。

5.2系統性能

1）DS 6-60聯鎖系統電磁兼容和防雷性能均按照鐵道部相關標準進行設計，并經指定機構檢測，各項性能指標均滿足原鐵道部相關標準要求（電磁兼容性符合TB/T 3073-2003，雷電電磁脈沖防護符合TB/T 3074-2003）。

2）系統聯鎖軟件采用已通過原鐵道部鐵路車站計算機聯鎖檢驗站檢測的DS 6計算機聯鎖軟件，系統聯鎖功能符合鐵道部《計算機聯鎖技術條件》要求。

3）系統控顯和維護機均采用WINDOWS 2000操作系統為平臺，人機操作界面友好，易于操作，方便現場人員使用和維護。

6　聯鎖系統與其它系統接口

DS 6-60聯鎖系統與其它系統接口見圖8所示〔1〕。

圖8聯鎖系統與其它系統接口框圖

6.1聯鎖系統與ATS系統接口在一級設備集中站、西咸車輛段、灞河停車場，聯鎖需與ATS分機進行通信，接口類型為RS-422標準串行通信接口。

ATS分機向聯鎖系統發送進路控制、道岔操作、扣車/取消扣車、計軸復位、自動追蹤等各種控制命令。聯鎖系統向ATS分機提供正線軌道占用/空閑、道岔位置、信號狀態、進路狀態、屏蔽門狀態、緊急關閉狀態以及各種報警等信息。

6.2聯鎖系統與WCU_ATP設備接口在一級設備集中站、試車線，聯鎖需與WCU_ATP設備進行通信，接口類型為以太網接口。

當系統處于TGMT控制時，聯鎖執行TGMT系統對各種信號設備的控制命令，如道岔控制、信號機顯示、計軸區段預復位、屏蔽門開關控制命令等。并將各種信號設備的狀態信息如道岔表示、信號機顯示、計軸區段信息、屏蔽門狀態信息等傳給TGMT。

6.3兩相鄰聯鎖控制區域間接口在兩相鄰聯鎖控制區域間通過站間光纖傳遞信息，接口類型為安全型數字接口。

在兩相鄰聯鎖區控邊界處，某條進路的始端信號機和終端信號機分別受相鄰的2個區控聯鎖控制。2個區控聯鎖要通過安全數據網傳遞聯鎖區交界處的軌道區段、信號機及道岔信息。

進路的排列和取消操作是由始端信號機所在聯鎖區完成。

6.4后衛寨站與西咸車輛段接口后衛寨站與西咸車輛段聯鎖系統間通過站間光纖傳遞信息，接口類型為安全型數字接口。

排列出、入西咸車輛段的進路，需滿足正線與車輛段的相互敵對照查條件。

正線和車輛段之間傳遞的信息主要有：敵對照查、信號機顯示狀態、軌道區段占用/空閑狀態等安全信息。

6.5紡織城站與灞河停車場接口紡織城站與灞河停車場聯鎖系統間通過站間光纖傳遞信息，接口類型及接口內容同6.4。

6.6西咸車輛段與試車線接口西咸車輛段與試車線間接口類型為繼電器接口。試車線上的道岔和防護道岔的調車信號機納入車輛段聯鎖的控制范圍。

當需要試車時，在試車線控制臺上按下請求試車按鈕，點亮車輛段控制臺上的請求試車表示燈。值班員將試車線上的道岔按非進路調車的方式進行防護，試車線可以開始試車。

試車結束后，由試車線控制室發出取消試車請求，車輛段聯鎖系統收到該信息，并檢查相關條件滿足后，收回對試車線的控制權。

6.7聯鎖系統與緊急關閉按鈕ESB接口各站在站臺、車控室IBP盤均設置緊急關閉按鈕ESB。ESB需與聯鎖接口，接口類型為繼電器接口。

每側站臺設置一個緊急關閉繼電器JGJ，聯鎖采集JGJ狀態。按下緊急關閉按鈕，JGJ落下，聯鎖采集到JGJ落下條件后，立刻關閉相應的出站信號機和進站信號機，并給出報警。在IBP盤上設有緊急關閉恢復按鈕，按下緊急關閉恢復按鈕，JGJ重新吸起，聯鎖取消緊急關閉狀態。

6.8聯鎖系統與計軸系統接口采用計軸軌道電路的車站均需與聯鎖接口。接口類型為繼電器接口。

聯鎖發送記軸預復位控制命令，采集計軸系統提供的GJ狀態，判斷計軸軌道區段的空閑或占用。

6.9聯鎖系統與站臺屏蔽門PSD接口各站站臺股道側均設置屏蔽門PSD。PSD需與聯鎖接口，接口類型為繼電器接口。

屏蔽門系統向信號聯鎖系統提供屏蔽門關閉并鎖閉信息，只有連續地接收到站臺屏蔽門關閉且鎖閉信息的情況下，才允許列車從站臺區域發車。

屏蔽門在“故障”狀態時，屏蔽門系統可以通過特殊操作解除與信號系統的聯鎖關系，并把屏蔽門互鎖解除狀態信息傳送至信號系統，才允許列車進/出車站。

7　結束語

西安地鐵一號線一期工程聯鎖子系統采用國產的DS 6-60型區域計算機聯鎖，并與西門子的ATC系統良好接口，目前該設備已實施運營一年多，設備各項性能指標運行良好。

參考文獻：

〔1〕北京通號國鐵城市軌道技術有限公司.西安地鐵一號線聯鎖子系統技術規格書〔S〕，2011.8.

〔2〕北京全路通信信號研究設計院有限公司.DS6-60區域計算機聯鎖系統維護說明〔S〕，2012.11.

〔3〕北京全路通信信號研究設計院有限公司.DS6-60目標控制器系統維護說明〔S〕，2012.11.

中圖分類號：U284.36+2

文獻標識碼：B

文章編號：1006-8686（2016）01-0054-05