07・项目七―正线联锁设备

2020/1/2112020/1/212项目六正线联锁设备[知识要点]1．了解城市轨道交通正线联锁设备的特点。2．正线车站联锁的有关概念。3．掌握SICAS联锁设备组成及各部分作用。4．掌握LOW的基本操作。2020/1/213[理论内容]正线联锁设备与传统的车站联锁在原理上相似，即在信号机、道岔和进路之间建立一定的相互制约关系，以保证列车在进路上的运行安全，不同之处在于正线的联锁是ATC(列车自动控制)系统的基础，联锁功能设计的优劣直接影响ATC系统的行车安全、折返功能和行车间隔。大连2020/1/214大连轻轨3号线应用的是由通号总公司研究设计院研制的DS6—1l型计算机联锁上海地铁2号线采用美国US&S公司的MicroLokⅡ型计算机联锁系统北京西直门至东直门快速轨道交通采用铁道科学研究院通号所研制的TYJL一Ⅱ型计算机联锁系统SICAS是西门子计算机辅助信号系统(SiemensComputerAidedSignalling)的英文缩写，是一个模块化的、灵活的联锁系统，可以通过单独操作、进路设置等方式实现对道岔、轨道区段、信号机等室外设备的监督和控制。SICAS型计算机联锁被广泛地应用在干线铁路、城市交通。2020/1/215一、SICAS联锁系统联锁设备是城市轨道交通的重要信号设备，用于控制车辆段内的建立进路、转换道岔、开放信号以及解锁进路，实现道岔、信号、进路之间的联锁关系，以保证行车安全，提高作业效率。车辆段的联锁设备早期采用继电集中联锁，目前多采用计算机联锁。上海2020/1/2161．设备组成及功能计算机联锁设备普遍分为五层，即操作显示层、联锁逻辑层、执行表示层、设备驱动层以及现场设备层。SICAS型计算机联锁分别对应为：LOW(举例：locale现场operator操作员workstation工作站)（现场操作员工作站)、SICAS(联锁计算机)、STEKOP(现场接口计算机)、DSTT(接口控制模块)以及现场的道岔、轨道电路和信号机，如图6—1所示。图6—1SICAS型计算机联锁总体结构LOWSICASSTEKOPDSTT道岔信号机轨道电路2020/1/217系统中联锁计算机对现场设备的控制有三种基本配置。一是带DSTT(测试器，接口控制模块）的系统，由SICAS（西门子计算机辅助信号系统）直接经DSTT控制现场设备；二是带DSTT和STEKOP(现场接口计算机)的系统，SICAS经STEKOP和DSTT控制现场设备；三是带ESTT(电子元件接口模块系统)的系统，SICAS直接经ESTT控制现场设备。除上述外，SICAS联锁系统还有与ATC系统、其他联锁(车辆段联锁设备、相邻SICAS)的接口。2020/1/2181)LOW(现场操作工作站)是人机操作界面，将设备和列车运行情况图形化显示，接受操作人员的操作指令并传递给联锁计算机进行处理。LOW2020/1/2192020/1/21102020/1/21112)SICAS的联锁计算机根据需要可采用2取2结构或3取2结构，主要功能是接收来自LOW的操作指令和来自现场的设备状态信息，联锁逻辑运算，排列、监督和解锁进路，动作和监督道岔，控制和监督信号机，防止同时排列敌对进路，向ATC发出进入进路的许可，并将产生的结果状态和故障信息传送至LOW。SICAS2020/1/21123)根据配置不同，SICAS对现场设备控制部分包括ESTT、STEKOP、DSTT几部分：①ESTT可直接连接SICAS和现场设备，ESTT到联锁计算机的距离可达100km。每个轨旁元件，如转辙机、信号机、速度监督元件等，都有一个电子元件接口模块。每个元件接口模块都有完整的硬件和所需控制轨旁元件的软件，大部分元件接口模块包含一个现场总线接口板FEMES，用于保证SICAS、ESTT、监控对象之间数据的传输。SETKEP2020/1/2113②DSTT是分散式元件接口模块，经由并行线与SICAS相连，根据SICAS的命令控制现场设备，如道岔、信号机或轨道空闲检测系统。从联锁计算机到DSTT的最大距离是30m，DSTT与轨旁元件间最大距离1km。DSTT系统的模块包括：道岔元件接口模块DEWEMO、信号机元件接口模块DESIMO、闪光元件接口模块DEBLIMO。接口模块2020/1/2114③STEKOP是一个采用二取二结构的故障．安全型计算机，实现联锁计算机与DSTT间的连接，可控制100km的范围。STEKOP(链接，接点的含义）的主要功能是：读入轨道空闲表示信息和开关量信息，根据SICAS发出的命令和DSTT的结构，分解命令，输出并控制DSTT，实现对转换设备、显示单元的控制，并将开关量信息回传给SICAS。2020/1/21152．联锁主机的结构为保证设备安全和提高设备可靠性，目前联锁主机主要采用两种冗余方式：二取二系统和三取二系统。二取二系统由两个各自独立的、相同的、对命令同步工作的计算机通道组成，过程数据由两个通道输入、比较并进行处理。只有两个通道处理结果相同时才能输出。独立于数据流的在线计算机监测功能在一定的周期内完成一次，一旦检测到故障此系统将停止工作，避免连续出现故障引起的危害。2020/1/2116三取二系统由三个各自独立的、相同的、对命令同步工作的计算机通道组成。过程数据由三个通道输入、比较并进行处理，只有当三个或两个通道处理结果相同时结果才能输出。如果其中一个通道故障，在该检测周期内相关通道会被切除，联锁计算机按二取二系统方式继续工作，只有当又一个通道故障时，系统才停止工作。采用这种三取二的方式，提高了系统的可靠性和安全性。2020/1/21173．有关设备接口(1)与车辆段联锁接口正线车站与车辆段的信号接口设有相互进路照查电路，操作人员只有确认设置于控制台或计算机屏幕的照查表示灯显示后才能开放信号。主要联锁关系包括：1)不能同时向对方联锁区排列进路。2)当进路中包含有对方轨道电路时，必须根据对方相关轨道电路空闲信息进行进路检查，进路排出后须将排列信息传送至对方并要求对方排出进路的另一部分。3)列车入段时，车辆段必须先排接车进路，正线车站才能排列入段进路，以减少对咽喉区的影响。2020/1/2118(2)与洗车机接口只有得到洗车机给出的同意洗车信号时，才能排列进入洗车线的进路，否则，不能排列进路。2020/1/2119(3)与防淹门接口在特别情况发生时，SICAS联锁通过与防淹门的接口保证列车运行安全。联锁设备与防淹门间传递的信息包括：防淹门“开门状态”信息、“非开状态”信息“请求关门”信号以及信号设备给出的“关门允许”信号。“防淹门”的作用主要是，当过江隧道破裂、珠江水涌进地铁站等意外事故发生时，闸门能根据信号在短时间内自动紧急关闭，防止事态扩大。据介绍，这四扇“防淹门”每扇能抵御的最大水压冲力是419吨，相当于1平方厘米大的指甲承受23公斤的压力。另外，门槽四周采用P型橡胶水封，与机车轨道接触的部分则采用特殊结构，使得闸门关闭时，闸门与轨道之间滴水不漏。2020/1/2120其基本联锁关系主要表现为：1)只有检测到防淹门的“开门状态”信息而且未收到“请求关门”信号时才能排列进路。2)信号机开放后，收到防淹门“非开状态”信息时，立即关闭并封锁信号机。3)信号机开放后，收到防淹门“请求关门”信号时，关闭并封锁始端信号机并取消进路(接近区段有车时延时30s取消进路)，通过轨道电路确认隧道内没有列车后立即发出“关门允许”信号，否则需要防淹门操作人员人工确认列车运行情况并根据有关规定人工关门。2020/1/2121(4)与ATC接口SICAS联锁与ATC的连接通过逻辑的连接来实现，响应来自ATS的命令，进行联锁逻辑运算，在满足安全的前提下，控制进路、道岔和信号机，并将进路、轨道电路、道岔、信号机的状态信息提供给ATS(列车自动监视)、ATP(列车自动防护)、ATO(列车自动运行)，主要设备状态信息包括：信号机的状态——信号机的开放、关闭；道岔位置——道岔的定位、反位、四开、挤岔；轨道电路状态——占用、锁闭、空闲。2020/1/2122(5)与相邻联锁系统接口城市轨道交通正线车站被划分为数个联锁区，各联锁区的相互连接经由联锁总线通过连接中央逻辑层实现，联锁边界处的每个设备均以其进路特征反映至相邻联锁系统。2020/1/2123二、进路控制1．进路设置为确保城市轨道交通高密度行车下的安全，SICAS联锁系统与ATP相结合，进路由防护信号机防护，但列车在进路中的运行安全由ATP负责(列车自动防护)。(1)ATS(列车自动监视)的自动列车进路ATS按照运行图，根据列车的车次号，结合列车的运行位置，发送排列进路的命令给SICAS联锁，自动排列进路。(2)RTU（远程终端设备）的自动列车进路当中央ATS系统故障或与OCC(控制中心)中央设备的传输通道故障时，驾驶员在列车人工输入目的地码，车站ATS的远程终端单元(RTU)能根据从轨旁PTI环线(即车地通信轨旁接收设备)接收到的目的地码，向SICAS联锁发布排列进路命令，自动排列进路。2020/1/2124车站列控中心CTC或TDCS站机计算机联锁或6502电气集中微机监测BTM有源应答器无源应答器ATP车载设备2020/1/2125(3)追踪进路这是SICAS联锁自有的功能，在列车占用触发轨时，SICAS可向带有追踪功能的信号机发布排列进路命令，自动排列出一条固定的进路，开放追踪进路的信号。(4)人工排列进路可由操作员在获得操作权的LOW(现场操作工作站)或中央ATS的MMI(人机接口，人机界面)上，通过鼠标和键盘输入排列进路命令，人工排列进路。人工排列进路始终优先，自动列车进路与追踪进路功能是对立的，对于单个信号机而言，选择了自动排列进路，就不能选择追踪进路。操作员可在LOW或MMI输入命令，开放、关闭信号机的自动排列进路或追踪进路功能。2020/1/21262．进路排列的条件1)进路中的道岔没有被征用在相反的位置上。2)进路中的道岔没有被人工锁定在相反的位置上。3)进路中的道岔区段、轨道区段没有被封锁。4)进路中的信号机没有被反方向进路征用。5)进路中的监控区段没有被进路征用。(如：列车正在通过进路的监控区段或列车通过进路后，监控区段不能正常解锁，出现绿光带现象，则进路不能排列。)2020/1/21276)进路的非监控区段没有被其他方向进路征用。(如：要排列进路的轨道区段(含保护区段)被其他方向的进路征用或其他方向进路的轨道区段在解锁时出现非正常解锁且这些区段刚好属于要排列的进路的某些区段，则进路不能排列。注：如果进路的非监控区段是被同方向的进路征用，则可以再次征用。)7)从洗车厂接收到一个允许洗车的信号(只适用于排列进洗车线的进路)。8)与相邻联锁通信正常(只适用于排列跨联锁区的进路)。9)防淹门打开且未请求关闭(只适用于排列通过防淹门的进路)。10)与车厂的照查功能正常(只适用于排列进车厂的进路)。符合以上条件，进路能排列。进路在排列过程中，进路的道岔(含侧防道岔)能自动转换至进路的正确位置。2020/1/21283．有关概念(1)进路的组成进路一般由三部分组成，分别为主进路、保护区段及侧面防护。主进路是指进路上从始端信号机至终端信号机的路径，分为监控区段(含道岔区段)、非监控区段。保护区段是指终端信号机后方的一至两个区段。侧面防护由道岔、信号机及轨道区段的单个元素或组合元素组成。(2)多列车进路SICAS联锁中一般不设通过信号机，只设置防护信号机，有些进路包含了若干个轨道区段(多至十几个轨道区段以上)。由于城市轨道交通运行间隔小、车流密度大，列车运行安全由ATP系统保护，因此一条进路中允许多个列车运行。如图6-2所示，S1S2为多列车进路，只要监控区空闲即可排出以S1为始端的进路，开放S1。2020/1/2129对于多列车进路，当列车1出清监控区后，即可排列第二条相同始端的进路。进路排出后，只有当列车2通过后才能解锁。图6—2多列车进路示意图2020/1/2130(3)联锁监控区段为了提高建立进路的效率，联锁系统把