基于6502電路的有軌電車道岔控制系統邏輯實現

聶 超 周 苗 李晶晶 王喜軍 鄭劍鋒

(通號萬全信號設備有限公司，杭州 310000)

1 概述

現代有軌電車信號系統是實現有軌電車行車指揮、列車運行監控和管理所需技術措施及配套裝備的集合體，為確保列車在正線線路上的運行安全,道岔控制系統需在正線道岔區域內規定的聯鎖條件和時序下，實現進路上信號機、軌道區段和道岔之間的安全聯鎖。

目前，在我國大部分還是使用6502繼電式電氣集中聯鎖的方式，具有很高普遍性。6502繼電式電氣集中實現簡便靈活，具有很強的邏輯性、可靠性和安全性，不易出錯，符合故障-安全原則。本文研究繼電式電氣集中聯鎖的技術條件和功能在有軌電車道岔控制系統的計算機編程實現方法。

2 基本邏輯

在6502電氣集中電路中各個繼電器動作是按照一定的時序進行的，因此在計算機程序中也以同樣的電路方式實現進路建立，按照計算機程序執行的周期順序執行各個參數，用來保證聯鎖邏輯的有效性和安全性。下面如圖1所示站場為例排列S1→S2進路，說明如何以6502電氣集中電路為基礎實現道岔控制系統排路邏輯，如表1所示為站場聯鎖表。

圖1 站場示意圖Fig.1 Schematic diagram of the station

表1 站場聯鎖表Tab.1 Interlocking table

有軌電車道岔控制系統邏輯大多采集bool表達式，其中 “*”表示“與”、 “～”表示“非”、“+”表示“或”，邏輯中參數都是bool類型。

2.1 一到六線選岔網絡

2.1.1 6502電氣集中電路

按壓進路始終端按鈕，始終端AJ繼電器勵磁自閉。同時接通相應的方向繼電器并勵磁自閉，由此接通1～6線選岔電路，從左到右順序選出道岔的定位或反位。

2.1.2 道岔控制系統邏輯

1）辦理操作，在HMI按下進路始端S1和進路終端S2。

2）HMI預檢查排路命令有效后，下發進路始終端。

3）道岔控制系統根據HMI下發的排路命令，查找聯鎖表中的道岔位置，如與實際位置不對，則發送相應道岔的操作命令。

2.2 七線網絡

2.2.1 6502電氣集中電路

在6502電氣集中電路中，FKJ電路分為列車和調車共用的FKJ電路、調車專用的FKJ電路。FKJ起區分電路和防止自動重復開放信號的作用。

每條列調車進路的始端，都設一個開始繼電器KJ。要檢查進路的選排一致性；不一致時，禁止開始繼電器勵磁吸起；檢查進路必須在解鎖狀態，否則，禁止開始繼電器勵磁吸起；

開始繼電器一旦勵磁吸起，必須保持到這條進路解鎖為止。

2.2.2 道岔控制系統邏輯

HMI下發進路始終端按鈕，道岔控制系統根據HMI進路命令記錄進路始端按鈕，代替始端JXJ和方向電源，使FKJ為1。道岔控制系統參照列車進路辦理，故不需要ZJ。

1）每架信號機設置參數FKJ

a.進路選排一致(道岔到位)后，始端按鈕參數S1SA為1，檢查進路始端信號機S1未辦理進路（KJ為0）、未辦理進路取消（QJ為0），當條件滿足時，參數S1FKJ為1。

b.HMI辦理信號重開，下發始端命令，始端按鈕參數S1SA為1，檢查進路完整（XJJ8L、XJ11L為1），進路始端信號機S1未開放（XJ為0）、未辦理進路取消（QJ為0），當條件滿足時參數S1FKJ為1。

c.參數S1FKJ在信號開放（XJ為1）或辦理進路取消（QJ為1）后為0。

2）每架信號機設置參數KJ

a.參數S1FKJ為1后，檢查進路區段1-4DG未鎖閉，進路道岔1/2定位、3/4定位，進路道岔1/2、3/4無反向操作，條件滿足后S1KJ為1；

b.參數S1KJ為1后，直至進路區段1-4DG解鎖為0。

2.3 八線網絡

2.3.1 6502電氣集中電路

八線檢查進路區段空閑、進路道岔位置正確、敵對進路未建立，來控制信號檢查繼電器XJJ勵磁，從而判斷信號有無開放的可能性。

2.3.2 道岔控制系統邏輯

1）每架信號機設置參數XJJ8L，代替6502電路8線

參數S1KJ為1后，檢查進路區段1-4DG空閑，進路道岔1/2定位、3/4定位，同時敵對信號參數S2KJ為0。

2）每架信號機設置參數XJJ

a.S1FKJ為1后，檢查進路完整（XJJ8L為1）、未辦理進路取消（QJ為0），當條件滿足時，參數S1XJJ為1；

b.S1XJJ為1后，檢查S1信號開放（XJ為1）、進路完整（XJJ8L為1）、未辦理進路取消（QJ為0），用于S1XJJ自保為1。

2.4 九、十線網絡

2.4.1 6502電氣集中電路

九線控制區段檢查繼電器QJJ勵磁，從而1LJ、2LJ落下，使進路鎖閉，點亮控制臺白光帶。

2.4.2 道岔控制系統邏輯

1）每個軌道區段設置參數QJJ9L，代替6502電路9線

2）每個軌道區段設置參數QJJ

1-4DGQJJ為1后，檢查1-4DGQJJ10L等參數條件，為解鎖準備。

3）每個軌道區段設置參數LJ1和LJ2

1-4DGLJ1和1-4DGLJ2平時為1，當1-4DGQJJ為1后，1-4DGLJ1和1-4DGLJ2為0，進路鎖閉顯示白光帶。

4）每個軌道區段設置參數SJ

1-4DGSJ=（1-4DGDGJ）*（1-4DGLJ1）*（1-4DGLJ2）

2.5 十一線網絡

2.5.1 6502電氣集中電路

十一線檢查進路區段鎖閉、進路道岔位置正確，控制信號繼電器勵磁。

2.5.2 道岔控制系統邏輯

1）每架信號機設置參數XJJ11L，代替6502電路11線

S1KJ為1后，檢查進路區段1-4鎖閉，進路道岔1/2、道岔3/4定位。

2）每架信號機設置參數XJ2

S1FKJ為1后，檢查開放信號的條件，并且在信號開放過程（XJ為1）中實時檢查燈絲斷絲（1DJ）、道岔位置正確、進路鎖閉、區段占用、敵對條件未建立、進路取消。

3）每架信號機設置參數XJ

S1XJ為1后，開放信號。

3 工程數據實現

道岔控制系統軟件可分為業務程序和工程數據兩部分。其中工程數據有兩種實現方式：站場形網絡和聯鎖進路表。

3.1 站場形網絡

在6502電氣集中電路中，電路是按照實際站場繪制的，由許多分立的控制電路組成，電路的圖形結構與站場的形狀相同，稱為站場形網絡。車站信號平面布置圖，由道岔點、信號點和軌道電路區段組成，6502電氣集中電路由道岔標準電路、信號標準電路和軌道電路區段標準電路組成，其圖形結構與車站信號平面布置的圖形結構相對應。

道岔控制系統工程數據也可采用6502電氣集中電路方式，由道岔標準邏輯數據、信號標準邏輯數據和軌道電路區段標準邏輯數據組成，其邏輯數據關系結構與車站信號布置平面的圖形結構完全相同，整個邏輯數據用的網絡，主要是根據信號平面布置圖，選用相應的組合邏輯而成，不僅簡化邏輯數據設計，還可減少設計中產生的錯誤，而且所有的聯鎖邏輯都在邏輯數據中，業務程序不含邏輯運算，因而可減少程序中產生的錯誤。

3.2 聯鎖進路表

在6502電氣集中電路中，為在排列進路時，不使它們相互干擾，在每條進路的始端和終端，都接有電路區分條件。道岔控制系統工程數據也可采用聯鎖進路表方式，其數據由一條條基本進路組成，構成進路表。進路表中每條進路數據包含進路始終端、進路中道岔、軌道電路區段、敵對信號等基本信號設備數據信息，6502電氣集中電路中一到十一條網絡聯鎖邏輯在道岔控制系統業務程序中實現，排列進路時所需的信號設備基礎數據從工程數據進路表中取出，這樣工程數據內容簡單，不包含復雜的邏輯。

3.3 兩種實現方式對比

基于站場形網絡的道岔控制系統工程數據，每個站場獨立，專業性強，工作量大，對數據編寫、審核人員要求高；基于聯鎖進路表實現方式，聯鎖數據簡單，工作量小。有軌電車正線道岔控制區域站場簡單，極少存在復雜聯鎖關系，因此采用聯鎖進路表方式的工程數據更適用于有軌電車正線道岔控制系統。

4 結論

有軌電車正線道岔控制系統主要是通過使用計算機控制、通信技術對正線道岔區域地面信號設備進行聯鎖控制，來保證列車安全高效的通過道岔區域，因此以6502電氣集中電路為依據實現道岔控制系統聯鎖邏輯具有邏輯性強、簡便靈活和不易出錯等優點。同時對兩種道岔控制系統的工程數據實現方式進行說明和對比，并闡述了哪種方式更適合有軌電車正線道岔控制系統。隨著我國現代有軌電車的快速發展，道岔控制系統將得到越來越多的應用。