DS6-60全電子聯鎖模擬試驗分析

侯禮舉，劉洪光

（通號城市軌道交通技術有限公司，北京 100070）

1 概述

1.1 全電子聯鎖簡介

目前，軌道交通信號系統正不斷更新換代，朝著“更安全、更高效、更便于實施和維護”的方向發展，全電子聯鎖憑借自身的優勢，正逐步得到廣泛的應用。DS6-60全電子聯鎖系統主要以全電子的驅動層執行模塊為基礎，以上層安全聯鎖邏輯部為核心，所有關鍵部分采用二乘二取二冗余結構設計，系統中所有涉及到安全信息處理和傳輸的部件均按照“故障-安全”原則采取了2重系結構設計，以滿足鐵路車站信號控制設備高可靠和高安全的使用要求。全電子聯鎖相對于傳統的計算機聯鎖＋繼電器的模式，具有很大的優勢，工程實施簡單，同時減小設備占用空間，對于后期運營保障更快捷，檢修故障模塊化，減少故障處理時間，更利于軌道交通的高效運營。DS6-60全電子聯鎖結構原理如圖1所示。

圖1 DS6-60全電子聯鎖原理Fig.1 Schematic diagram of DS6-60 full electronic interlocking

1.2 工程實施

全電子聯鎖取消了執行層的繼電器電路，實現了控制電路的模塊化，室外設備（信號機、道岔、接口繼電器等）直接由電子模塊進行控制，但電子模塊對電路中的電流、電壓精度要求高，超壓或超流會損壞電子模塊，因此在具體工程實施中，為了避免電路混電和短路引起的模塊損壞，應在室外設備正式接入前，通過室內聯鎖模擬試驗的方式，檢查設備配線正確性，同時通過模擬試驗驗證聯鎖軟件邏輯關系的準確性。

2 聯鎖模擬試驗電路

2.1 信號機

信號機的模擬試驗電路比較簡單，根據分線柜配線圖，通過線纜直接將模擬盤上的室外相對應的顏色燈泡接在分線柜對應的端子上，模擬室外信號機點燈。但值得注意的是，模擬燈泡的參數（電壓、電流、功率等）要與室外燈泡的參數相匹配，以保證聯鎖模塊的輸出電流在正常范圍內。如果模擬燈泡電流過大，可能會燒壞模塊板卡，如果電流過小，板卡則不能正常工作。具體模擬電路如圖2所示。

圖2 信號機模擬電路Fig.2 Signal simulation circuit

2.2 軌道區段

2.2.1 計軸

目前，軌道交通信號系統軌道區段的占用/空閑檢測基本都是通過計軸來實現，在傳統的計算機聯鎖中，每個軌道區段都設置一個軌道繼電器（GJ），GJ安裝在組合柜上，計軸柜通過內部的繼電器節點驅動GJ，反映軌道區段占用和空閑。而DS6-60全電子聯鎖中，由于取消了組合柜，計軸機柜直接給聯鎖傳輸區段占用/空閑狀態。

在實際工程實施中，受現場條件環境的影響，通過室外磁頭的劃軸很難進行區段占用/出清試驗，因此可以在室內做模擬條件來實現區段的占用和出清。以JZ.GD-1型計算機計軸設備為例，具體方法是：在試驗前，計軸廠家應當先對計軸機柜進行上電調試，確保計軸柜工作正常，分線柜甩開室外計軸磁頭電纜，在對應計軸機柜的每個區段信號輸入線端子兩端加設5.6 kΩ電阻，通過操作機柜的占用/出清旋鈕來實現區段的占用/出清，如圖3所示。

圖3 計軸區段模擬電路Fig.3 Simulation circuit of axle counter section

2.2.2 軌道電路

國內部分地鐵車輛段（或停車場）信號系統中，聯鎖普遍采用單軌條50 Hz相敏軌道電路，鑒于DS6-60全電子聯鎖與軌道電路接口還未實現全電子模塊化，軌道區段的占用/出清還是通過聯鎖采集GJ狀態，所以軌道電路的模擬還是采用傳統的鈕子開關來實現，如圖4所示。在模擬盤上，對應每個區段設置一個鈕子開關，通過扳動鈕子開關來控制GJ的吸起/落下，使聯鎖采集到GJ的狀態，達到區段出清/占用的目的。

圖4 軌道電路模擬電路Fig.4 Simulation circuit of track circuit

2.3 道岔

2.3.1 ZD6四線制直流道岔

國內軌道交通既有車輛段（或停車場）大部分道岔使用7#道岔，轉轍機采用四線制ZD6型直流轉轍機，其模擬電路如圖5所示。值得注意的是，試驗前將電源屏道岔動作電源斷開，當道岔通過控顯機操到定位（或反位）時，模擬開關扳到相應的位置，聯鎖則采集到相應的道岔表示。

圖5 ZD6型道岔轉轍機模擬電路Fig.5 Simulation circuit of ZD6 point machine

電路分析：由于全電子聯鎖道岔控制模塊直接控制道岔轉換并采集道岔狀態，所以全電子聯鎖與繼電器控制電路的道岔模擬電路不同，在模擬盤上增加了單開三位鈕子開關（如圖5所示）。而傳統聯鎖的繼電器控制電路中，通過2QDJ前后節點可實現道岔表示電路的切換（可參見道岔控制電路），不需要鈕子開關，即開關處三線短接。對于全電子聯鎖，當道岔處于定位時，X1和X3之間有表示電，X2需斷開；反之，當道岔處于反位時，X2與X3之間有表示電，X1需斷開。另外，X4是道岔動作電源共用回線，在模擬試驗時不需要接線。

試驗方法：模擬盤做好后，首先對每組道岔進行單操試驗，通過控顯機操動道岔到定位，將鈕子開關扳到定位位置（控顯操作與鈕子開關保持位置一致，與操作順序無關），顯示屏上道岔顯示為定位，此時將鈕子開關扳到中節點時，道岔則無表示；反之，可進行道岔反位試驗操作。當排列進路時，可提前將進路上道岔操到相應位置，也可以在按壓始、終端按鈕后，分別將鈕子開關扳到道岔相應位置，進路中各種聯鎖關系正確后，進路排出，信號開放。

2.3.2 ZDJ9及S700K五線制道岔

對于五線制的ZDJ9型和S700K交流轉轍機表示電路基本相同，聯鎖模擬試驗電路如圖6所示。如果道岔采用兩機牽引，則對應J1和J2分別做兩套模擬電路。試驗前，將電源屏的道岔動作電源開關斷開，當道岔通過控顯操到定位（或反位）時，分別將兩個模擬開關都扳到相應的位置，聯鎖采集到相應的道岔表示。

圖6 ZDJ9型及S700K型道岔轉轍機模擬電路Fig.6 Simulation circuit of ZDJ9 and S700K point machine

電路分析：ZDJ9型和S700K交流轉轍機直接由道岔模塊控制道岔并采集道岔狀態，根據全電子聯鎖的道岔控制電路（可參見ZDJ9和S700K道岔控制電路圖），道岔定位（或反位）的等效電路如圖7所示，依據等效電路原理而設計的 ZDJ9和S700K道岔的模擬電路，通過扳動鈕子開關可實現道岔表示功能。例如，當道岔操到定位時，如圖7所示中的雙開雙擲開關應打到上方接通位置，開關接點中1、中2和上1、上2接通（中1、中2要短接），此時模擬電路等效于圖7左側道岔定位狀態圖，聯鎖則采集到道岔定位狀態。反之，道岔反位操作相同。

圖7 ZDJ9型及S700K型轉轍機道岔表示等效電路Fig.7 Equivalent circuit of position indication of ZDJ9 and S700K point machine

試驗方法：與ZD6四線制直流道岔試驗方法基本相同，唯一區別在于兩機牽引的道岔需要同時將J1和J2的兩個模擬開關扳到道岔相應位置。

2.4 聯鎖與其他接口電路

對于緊急停車按鈕、屏蔽門、IBP盤、場段聯系等聯鎖與其他設備的接口，聯鎖模塊直接采集相應的繼電器狀態。模擬電路是通過控制鈕子開關來驅動繼電器，使聯鎖采到相應的繼電器狀態，如圖8所示。

圖8 聯鎖與其他接口模擬電路Fig.8 Simulation circuit ofinterface between interlocking and other equipment

3 聯鎖試驗

3.1 室外單體調試

在工程實施中，聯鎖模塊可能會因線纜斷路、混電而被燒壞。為避免此情況發生，在室內外一致性測試前，應保證電纜絕緣測試合格。

3.1.1 信號機的單體調試

根據分線柜配線圖，對每架信號機的每個燈位分別送電，保證室內分線柜送電燈位與室外實際燈位顯示一致，進而驗證線纜配線無誤、信號機顯示正確。

3.1.2 道岔單體試驗

道岔單體試驗通過使用室外道岔測試儀進行，簡單快捷，道岔測試儀接在分線柜對應每組道岔配線端子上（ZD6 X1～X4或ZDJ9/S700K X1～X5），通過操作測試儀來控制道岔轉換，道岔轉到位后，測試儀點亮相應定反位表示燈。若沒有道岔測試儀，可以直接通過聯鎖控顯機進行操作，但要保證室內模擬試驗已經完成。

3.1.3 軌道區段單體調試

計軸的單體調試一般由供貨廠家完成，通過室外磁頭模擬劃軸，驗證計軸機柜顯示狀態（磁頭通過軸數）與室外劃軸次數的一致性，以及軌道區段占用/出清顯示狀態的正確性。

軌道電路的單體調試，單軌條50 Hz相敏軌道電路一般采用分區域集中送電方式，調試時，根據現場實際條件，對室外軌道區段送電，室外調試人員測量軌道區段送電端/受電端電壓，室內調試人員測量每個區段對應分線柜端子電壓。若室內具備條件，可以通過軌測盤測量區段電壓，并核對軌道繼電器狀態。

3.2 室內模擬試驗

室內聯鎖模擬試驗前，應完成配線導通、絕緣測試工作，連接好模擬盤，并確保設備已安全接地。在室內聯鎖設備上電測試及軟件部署完成后，對應聯鎖表，通過操作控顯機和模擬盤進行聯鎖試驗，測試各條進路中的各種聯鎖關系，驗證各種聯鎖關系正確性。

3.3 室內外一致性調試

室內聯鎖試驗和室外單體調試完成后，拆除模擬盤，室外電纜正式連接至分線柜，通過聯鎖控顯機的實際操作進行室內外一致性測試。主要內容有：信號機的燈光顯示、道岔動作及表示、計軸區段（或軌道電路）占用/出清、站臺緊停按鈕及IBP盤的操作、與屏蔽門接口等。室內外一致性調試完成后，為下一步信號系統聯調創造了條件。

4 工程現場實施實例

4.1 長春市軌道交通3號線東延線工程

本工程信號系統為中國鐵路通信信號股份有限公司CBTC系統（簡稱通號CBTC系統，含車輛段改造工程），其中聯鎖子系統采用DS6-60全電子聯鎖，正線和車輛段道岔均為ZD6四線制直流道岔。在室內模擬試驗中，信號機、軌道區段（計軸）、道岔、緊停按鈕、接口電路等均按照上述的相關模擬電路進行模擬試驗，依據聯鎖表對各條進路的聯鎖關系進行檢查驗證，聯鎖試驗快捷有效。

尤其是在車輛段改造工程實施中，聯鎖模擬試驗凸顯了更大的優勢，為工程順利開通起到至關重要的作用。車輛段改造工程較為復雜，室內設備采用全新的信號系統，南咽喉室外設備為新增設備，北咽喉室外所有的既有設備全部利舊，僅更換干線電纜。具體方案是，在不影響北咽喉既有設備正常運營的情況下，首先將新設的室內設備安裝調試好，待條件具備時，將室外既有設備正式接入到新聯鎖中并投入運營。因此，在室外既有設備正式接入前，要確保室內設備工作正常，聯鎖關系正確。通過室內模擬試驗，發現聯鎖軟件數據配置存在的問題，并及時進行修改，保證車輛段順利開通。

4.2 長沙地鐵6號線

本工程信號系統為通號CBTC系統，其中聯鎖子系統采用DS6-60全電子聯鎖，正線道岔使用ZDJ9型轉轍機雙機牽引，車輛段使用ZDJ9型轉轍機單機牽引。室內模擬試驗的重點是道岔試驗，道岔模擬試驗是按照如圖6所示的模擬電路完成的，使聯鎖試驗順利達到預期的效果，為全系統系統調試創造條件。

5 結束語

隨著鐵路信號系統的更新換代，信號工程實施流程、施工技術、工藝已逐漸標準化。聯鎖是涉及行車安全關鍵子系統，在實際工程實施中，聯鎖試驗應做到標準化、流程化，調試及驗證工作要做到嚴謹細致，全面徹底，不疏漏任何細節，實現聯鎖關系的正確率達100%，為行車安全提供有力保障。