雷錫絨（西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，副教授，陜西　西安　710014）

?

DS6-60型區(qū)域計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)在西安地鐵的應(yīng)用

雷錫絨
（西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，副教授，陜西西安710014）

摘要：結(jié)合西安地鐵1號(hào)線對(duì)北京通號(hào)研究設(shè)計(jì)院研發(fā)的符合歐洲鐵路安全標(biāo)準(zhǔn)的DS6-60型區(qū)域計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的布置、連接、組成、特點(diǎn)、性能及接口進(jìn)行分析，說明國產(chǎn)區(qū)域計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的可靠性。

關(guān)鍵詞：D S6-60型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)；目標(biāo)控制器（OC）；布置；組成；接口

10.13572/j.cnki.tdyy.2016.01.018

隨著國產(chǎn)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖技術(shù)的發(fā)展，區(qū)域計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的安全性、可靠性、可用性大大提高，城市軌道交通信號(hào)系統(tǒng)聯(lián)鎖子系統(tǒng)國產(chǎn)化是降低建設(shè)成本的措施之一。通過對(duì)西安地鐵一號(hào)線一期工程聯(lián)鎖子系統(tǒng)采用國產(chǎn)的DS 6-60型區(qū)域計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖，并與西門子的ATC系統(tǒng)良好接口進(jìn)行分析，說明國產(chǎn)區(qū)域計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的可靠性。

1　聯(lián)鎖設(shè)備布置

西安地鐵1號(hào)線一期工程正線設(shè)車站19個(gè)，另設(shè)車輛段1座，停車場(chǎng)1座、試車線1處、培訓(xùn)基地1處。其中正線上后衛(wèi)寨、灑金橋、長(zhǎng)樂坡3個(gè)站為一級(jí)設(shè)備集中站，設(shè)置北京通號(hào)研究設(shè)計(jì)院研發(fā)的DS 6-60聯(lián)鎖設(shè)備；漢城路、康復(fù)路、紡織城3個(gè)站為二級(jí)設(shè)備集中站，設(shè)置DS 6-60聯(lián)鎖目標(biāo)控制器（OC），用以實(shí)現(xiàn)管轄車站聯(lián)鎖設(shè)備如道岔、軌道空閑檢測(cè)設(shè)備、信號(hào)機(jī)等的接口功能。車輛段、停車場(chǎng)、試車線分別設(shè)置1套DS 6-60聯(lián)鎖設(shè)備。具體設(shè)備分布及管轄范圍見圖1所示〔1〕。

圖1西安地鐵1號(hào)線聯(lián)鎖設(shè)備布置圖

2聯(lián)鎖站間安全數(shù)據(jù)通信網(wǎng)

一級(jí)設(shè)備集中站聯(lián)鎖系統(tǒng)間通過聯(lián)鎖專用以太網(wǎng)完成站間通信，其連接見圖2所示〔1〕。

圖2一級(jí)設(shè)備集中站站間以太網(wǎng)

一級(jí)設(shè)備集中站聯(lián)鎖系統(tǒng)通過遠(yuǎn)程通信單元完成與二級(jí)設(shè)備集中站聯(lián)鎖系統(tǒng)之間的信息交換。其連接見圖3所示〔1〕。

圖3一級(jí)設(shè)備集中站與二級(jí)設(shè)備集中站安全通信網(wǎng)

3　聯(lián)鎖系統(tǒng)組成

3.1一級(jí)和二級(jí)設(shè)備集中站聯(lián)鎖系統(tǒng)組成

一級(jí)設(shè)備集中站聯(lián)鎖系統(tǒng)主要由聯(lián)鎖主機(jī)、輸入輸出接口、控顯機(jī)、遠(yuǎn)程通信單元、維護(hù)機(jī)5個(gè)部分組成。

二級(jí)設(shè)備集中站主要由目標(biāo)控制器單元（OC）、遠(yuǎn)程通信單元、輸入輸出接口3個(gè)部分組成。一級(jí)與二級(jí)設(shè)備集中站聯(lián)鎖系統(tǒng)組成見圖4所示〔1〕。

圖4一級(jí)設(shè)備集中站與二級(jí)設(shè)備集中站聯(lián)鎖系統(tǒng)組成框圖

3.2車輛段及停車場(chǎng)和試車線聯(lián)鎖系統(tǒng)組成西咸車輛段、灞河停車場(chǎng)、試車線聯(lián)鎖系統(tǒng)主要由聯(lián)鎖主機(jī)、輸入輸出接口、控顯機(jī)、維護(hù)機(jī)4個(gè)部分組成，均是通過擴(kuò)展通信接口接入聯(lián)鎖站間以太網(wǎng)。

3.3培訓(xùn)中心聯(lián)鎖系統(tǒng)組成培訓(xùn)中心聯(lián)鎖系統(tǒng)組成同一級(jí)設(shè)備集中站。

4聯(lián)鎖系統(tǒng)的硬件及軟件構(gòu)成

4.1系統(tǒng)硬件構(gòu)成DS 6-60型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)由電源子系統(tǒng)、聯(lián)鎖子系統(tǒng)、輸入輸出子系統(tǒng)、控顯子系統(tǒng)和電務(wù)維修子系統(tǒng)5個(gè)部分組成。

系統(tǒng)硬件設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)配置為3個(gè)機(jī)柜（電源柜、聯(lián)鎖柜、輸入輸出柜）和1個(gè)電務(wù)維護(hù)臺(tái)。設(shè)備裝配及功能如下：

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

圖5電源柜布置圖

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

圖6聯(lián)鎖柜布置圖

4.1.3輸入輸出柜輸入輸出柜由輸出子系統(tǒng)和輸入子系統(tǒng)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(tǒng)軟件構(gòu)成

4.2.1一級(jí)設(shè)備集中站軟件系統(tǒng)組成一級(jí)設(shè)備集中站軟件系統(tǒng)由聯(lián)鎖機(jī)軟件、控顯機(jī)軟件和維護(hù)機(jī)軟件組成。

1）聯(lián)鎖機(jī)軟件由系統(tǒng)管理軟件和聯(lián)鎖應(yīng)用軟件組成，系統(tǒng)管理軟件主要完成系統(tǒng)的周期任務(wù)管理、輸入輸出管理、雙系冗余管理，聯(lián)鎖應(yīng)用軟件主要完成聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算。

2）控顯機(jī)軟件是供車務(wù)值班人員辦理行車作業(yè)的人機(jī)界面軟件。其主要功能有：接收操作按鈕信息，向聯(lián)鎖機(jī)發(fā)送操作控制命令；接收來自聯(lián)鎖機(jī)的站場(chǎng)實(shí)時(shí)狀態(tài)信息；完成控制臺(tái)的站場(chǎng)圖形顯示、操作提示、報(bào)警信息和簡(jiǎn)要的故障信息。（正線設(shè)備集中站控顯終端與ATS合用，控顯機(jī)完成聯(lián)鎖系統(tǒng)與ATS通信功能）。

3）維護(hù)機(jī)軟件是供電務(wù)維護(hù)人員進(jìn)行設(shè)備監(jiān)視和故障診斷的人機(jī)界面程序，其主要功能有：接收聯(lián)鎖機(jī)發(fā)送的站場(chǎng)實(shí)時(shí)信息、DS 6-60系統(tǒng)的工作狀態(tài)信息和系統(tǒng)自診斷信息，將所有的信息記錄到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中，供維護(hù)人員查詢、顯示或打印輸出各類信息。

4.2.2二級(jí)設(shè)備集中站軟件系統(tǒng)組成二級(jí)設(shè)備集中站由目標(biāo)控制器（OC）系統(tǒng)管理軟件組成。OC系統(tǒng)管理軟件作為OC系統(tǒng)CPU板的主控制軟件，負(fù)責(zé)平臺(tái)硬件的管理和應(yīng)用軟件任務(wù)的調(diào)度，通過二乘二取2的系統(tǒng)管理方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)外圍系統(tǒng)安全可靠的通信，控制系統(tǒng)周期運(yùn)行及故障處理。OC系統(tǒng)管理軟件通過二乘二取二的系統(tǒng)管理方式，滿足OC系統(tǒng)高安全性和可靠性的需求〔3〕。

5聯(lián)鎖系統(tǒng)的系統(tǒng)特點(diǎn)及性能

5.1系統(tǒng)特點(diǎn)

1）DS 6-60系統(tǒng)聯(lián)鎖邏輯部采用二乘二取二冗余結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分為Ⅰ系和Ⅱ系，各系內(nèi)部為二取二結(jié)構(gòu)，任何一系都可以獨(dú)立工作，雙系采用主從方式運(yùn)行，任一系檢測(cè)到嚴(yán)重故障都會(huì)主動(dòng)切換，保證系統(tǒng)正常工作，使系統(tǒng)具有高可靠性。

2）聯(lián)鎖雙系中每系2個(gè)CPU單元實(shí)現(xiàn)二取二比較，只有2個(gè)CPU的運(yùn)算結(jié)果一致才能對(duì)外輸出；雙系中每系2個(gè)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(chǎn)生共模錯(cuò)誤，使系統(tǒng)具有高安全性。

3）輸入采集單元采用靜態(tài)采集方式，由輸入采集機(jī)籠內(nèi)的2個(gè)獨(dú)立CPU單元分別進(jìn)行采集，由聯(lián)鎖邏輯部對(duì)采集結(jié)果進(jìn)行比較，結(jié)果一致認(rèn)為采集數(shù)據(jù)有效，否則采集數(shù)據(jù)無效，構(gòu)成二取二故障-安全采集。

4）輸出單元采用雙斷控制，動(dòng)態(tài)和靜態(tài)2路驅(qū)動(dòng)串聯(lián)輸出，靜態(tài)和動(dòng)態(tài)輸出分別由輸出機(jī)籠內(nèi)的2個(gè)獨(dú)立的CPU單元控制，當(dāng)一路輸出無效時(shí)，總輸出則為無效，構(gòu)成硬件相異的二取二故障-安全輸出。

5）目標(biāo)控制器系統(tǒng)（OC）具備CAN、RS-422/ 485以及以太網(wǎng)通信接口，提供了電壓電流模擬量測(cè)量接口，并為不同的應(yīng)用提供了標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用軟件接口，使其結(jié)構(gòu)更緊湊、功能更全面。

5.2系統(tǒng)性能

1）DS 6-60聯(lián)鎖系統(tǒng)電磁兼容和防雷性能均按照鐵道部相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并經(jīng)指定機(jī)構(gòu)檢測(cè)，各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足原鐵道部相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求（電磁兼容性符合TB/T 3073-2003，雷電電磁脈沖防護(hù)符合TB/T 3074-2003）。

2）系統(tǒng)聯(lián)鎖軟件采用已通過原鐵道部鐵路車站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖檢驗(yàn)站檢測(cè)的DS 6計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖軟件，系統(tǒng)聯(lián)鎖功能符合鐵道部《計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖技術(shù)條件》要求。

3）系統(tǒng)控顯和維護(hù)機(jī)均采用WINDOWS 2000操作系統(tǒng)為平臺(tái)，人機(jī)操作界面友好，易于操作，方便現(xiàn)場(chǎng)人員使用和維護(hù)。

6　聯(lián)鎖系統(tǒng)與其它系統(tǒng)接口

DS 6-60聯(lián)鎖系統(tǒng)與其它系統(tǒng)接口見圖8所示〔1〕。

圖8聯(lián)鎖系統(tǒng)與其它系統(tǒng)接口框圖

6.1聯(lián)鎖系統(tǒng)與ATS系統(tǒng)接口在一級(jí)設(shè)備集中站、西咸車輛段、灞河停車場(chǎng)，聯(lián)鎖需與ATS分機(jī)進(jìn)行通信，接口類型為RS-422標(biāo)準(zhǔn)串行通信接口。

ATS分機(jī)向聯(lián)鎖系統(tǒng)發(fā)送進(jìn)路控制、道岔操作、扣車/取消扣車、計(jì)軸復(fù)位、自動(dòng)追蹤等各種控制命令。聯(lián)鎖系統(tǒng)向ATS分機(jī)提供正線軌道占用/空閑、道岔位置、信號(hào)狀態(tài)、進(jìn)路狀態(tài)、屏蔽門狀態(tài)、緊急關(guān)閉狀態(tài)以及各種報(bào)警等信息。

6.2聯(lián)鎖系統(tǒng)與WCU_ATP設(shè)備接口在一級(jí)設(shè)備集中站、試車線，聯(lián)鎖需與WCU_ATP設(shè)備進(jìn)行通信，接口類型為以太網(wǎng)接口。

當(dāng)系統(tǒng)處于TGMT控制時(shí)，聯(lián)鎖執(zhí)行TGMT系統(tǒng)對(duì)各種信號(hào)設(shè)備的控制命令，如道岔控制、信號(hào)機(jī)顯示、計(jì)軸區(qū)段預(yù)復(fù)位、屏蔽門開關(guān)控制命令等。并將各種信號(hào)設(shè)備的狀態(tài)信息如道岔表示、信號(hào)機(jī)顯示、計(jì)軸區(qū)段信息、屏蔽門狀態(tài)信息等傳給TGMT。

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

在兩相鄰聯(lián)鎖區(qū)控邊界處，某條進(jìn)路的始端信號(hào)機(jī)和終端信號(hào)機(jī)分別受相鄰的2個(gè)區(qū)控聯(lián)鎖控制。2個(gè)區(qū)控聯(lián)鎖要通過安全數(shù)據(jù)網(wǎng)傳遞聯(lián)鎖區(qū)交界處的軌道區(qū)段、信號(hào)機(jī)及道岔信息。

進(jìn)路的排列和取消操作是由始端信號(hào)機(jī)所在聯(lián)鎖區(qū)完成。

6.4后衛(wèi)寨站與西咸車輛段接口后衛(wèi)寨站與西咸車輛段聯(lián)鎖系統(tǒng)間通過站間光纖傳遞信息，接口類型為安全型數(shù)字接口。

排列出、入西咸車輛段的進(jìn)路，需滿足正線與車輛段的相互敵對(duì)照查條件。

正線和車輛段之間傳遞的信息主要有：敵對(duì)照查、信號(hào)機(jī)顯示狀態(tài)、軌道區(qū)段占用/空閑狀態(tài)等安全信息。

6.5紡織城站與灞河停車場(chǎng)接口紡織城站與灞河停車場(chǎng)聯(lián)鎖系統(tǒng)間通過站間光纖傳遞信息，接口類型及接口內(nèi)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(hù)道岔的調(diào)車信號(hào)機(jī)納入車輛段聯(lián)鎖的控制范圍。

當(dāng)需要試車時(shí)，在試車線控制臺(tái)上按下請(qǐng)求試車按鈕，點(diǎn)亮車輛段控制臺(tái)上的請(qǐng)求試車表示燈。值班員將試車線上的道岔按非進(jìn)路調(diào)車的方式進(jìn)行防護(hù)，試車線可以開始試車。

試車結(jié)束后，由試車線控制室發(fā)出取消試車請(qǐng)求，車輛段聯(lián)鎖系統(tǒng)收到該信息，并檢查相關(guān)條件滿足后，收回對(duì)試車線的控制權(quán)。

6.7聯(lián)鎖系統(tǒng)與緊急關(guān)閉按鈕ESB接口各站在站臺(tái)、車控室IBP盤均設(shè)置緊急關(guān)閉按鈕ESB。ESB需與聯(lián)鎖接口，接口類型為繼電器接口。

每側(cè)站臺(tái)設(shè)置一個(gè)緊急關(guān)閉繼電器JGJ，聯(lián)鎖采集JGJ狀態(tài)。按下緊急關(guān)閉按鈕，JGJ落下，聯(lián)鎖采集到JGJ落下條件后，立刻關(guān)閉相應(yīng)的出站信號(hào)機(jī)和進(jìn)站信號(hào)機(jī)，并給出報(bào)警。在IBP盤上設(shè)有緊急關(guān)閉恢復(fù)按鈕，按下緊急關(guān)閉恢復(fù)按鈕，JGJ重新吸起，聯(lián)鎖取消緊急關(guān)閉狀態(tài)。

6.8聯(lián)鎖系統(tǒng)與計(jì)軸系統(tǒng)接口采用計(jì)軸軌道電路的車站均需與聯(lián)鎖接口。接口類型為繼電器接口。

聯(lián)鎖發(fā)送記軸預(yù)復(fù)位控制命令，采集計(jì)軸系統(tǒng)提供的GJ狀態(tài)，判斷計(jì)軸軌道區(qū)段的空閑或占用。

6.9聯(lián)鎖系統(tǒng)與站臺(tái)屏蔽門PSD接口各站站臺(tái)股道側(cè)均設(shè)置屏蔽門PSD。PSD需與聯(lián)鎖接口，接口類型為繼電器接口。

屏蔽門系統(tǒng)向信號(hào)聯(lián)鎖系統(tǒng)提供屏蔽門關(guān)閉并鎖閉信息，只有連續(xù)地接收到站臺(tái)屏蔽門關(guān)閉且鎖閉信息的情況下，才允許列車從站臺(tái)區(qū)域發(fā)車。

屏蔽門在“故障”狀態(tài)時(shí)，屏蔽門系統(tǒng)可以通過特殊操作解除與信號(hào)系統(tǒng)的聯(lián)鎖關(guān)系，并把屏蔽門互鎖解除狀態(tài)信息傳送至信號(hào)系統(tǒng)，才允許列車進(jìn)/出車站。

7　結(jié)束語

西安地鐵一號(hào)線一期工程聯(lián)鎖子系統(tǒng)采用國產(chǎn)的DS 6-60型區(qū)域計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖，并與西門子的ATC系統(tǒng)良好接口，目前該設(shè)備已實(shí)施運(yùn)營一年多，設(shè)備各項(xiàng)性能指標(biāo)運(yùn)行良好。

參考文獻(xiàn)：

〔1〕北京通號(hào)國鐵城市軌道技術(shù)有限公司.西安地鐵一號(hào)線聯(lián)鎖子系統(tǒng)技術(shù)規(guī)格書〔S〕，2011.8.

〔2〕北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院有限公司.DS6-60區(qū)域計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)維護(hù)說明〔S〕，2012.11.

〔3〕北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院有限公司.DS6-60目標(biāo)控制器系統(tǒng)維護(hù)說明〔S〕，2012.11.

中圖分類號(hào)：U284.36+2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1006-8686（2016）01-0054-05