DS6-60型区域计算机联锁系统在西安地铁的应用

雷锡绒（西安铁路职业技术学院，副教授，陕西　西安　710014）



DS6-60型区域计算机联锁系统在西安地铁的应用

雷锡绒
（西安铁路职业技术学院，副教授，陕西西安710014）

摘要：结合西安地铁1号线对北京通号研究设计院研发的符合欧洲铁路安全标准的DS6-60型区域计算机联锁系统的布置、连接、组成、特点、性能及接口进行分析，说明国产区域计算机联锁系统的可靠性。

关键词：D S6-60型计算机联锁系统；目标控制器（OC）；布置；组成；接口

10.13572/j.cnki.tdyy.2016.01.018

随着国产计算机联锁技术的发展，区域计算机联锁系统的安全性、可靠性、可用性大大提高，城市轨道交通信号系统联锁子系统国产化是降低建设成本的措施之一。通过对西安地铁一号线一期工程联锁子系统采用国产的DS 6-60型区域计算机联锁，并与西门子的ATC系统良好接口进行分析，说明国产区域计算机联锁系统的可靠性。

1　联锁设备布置

西安地铁1号线一期工程正线设车站19个，另设车辆段1座，停车场1座、试车线1处、培训基地1处。其中正线上后卫寨、洒金桥、长乐坡3个站为一级设备集中站，设置北京通号研究设计院研发的DS 6-60联锁设备；汉城路、康复路、纺织城3个站为二级设备集中站，设置DS 6-60联锁目标控制器（OC），用以实现管辖车站联锁设备如道岔、轨道空闲检测设备、信号机等的接口功能。车辆段、停车场、试车线分别设置1套DS 6-60联锁设备。具体设备分布及管辖范围见图1所示〔1〕。

图1西安地铁1号线联锁设备布置图

2联锁站间安全数据通信网

一级设备集中站联锁系统间通过联锁专用以太网完成站间通信，其连接见图2所示〔1〕。

图2一级设备集中站站间以太网

一级设备集中站联锁系统通过远程通信单元完成与二级设备集中站联锁系统之间的信息交换。其连接见图3所示〔1〕。

图3一级设备集中站与二级设备集中站安全通信网

3　联锁系统组成

3.1一级和二级设备集中站联锁系统组成

一级设备集中站联锁系统主要由联锁主机、输入输出接口、控显机、远程通信单元、维护机5个部分组成。

二级设备集中站主要由目标控制器单元（OC）、远程通信单元、输入输出接口3个部分组成。一级与二级设备集中站联锁系统组成见图4所示〔1〕。

图4一级设备集中站与二级设备集中站联锁系统组成框图

3.2车辆段及停车场和试车线联锁系统组成西咸车辆段、灞河停车场、试车线联锁系统主要由联锁主机、输入输出接口、控显机、维护机4个部分组成，均是通过扩展通信接口接入联锁站间以太网。

3.3培训中心联锁系统组成培训中心联锁系统组成同一级设备集中站。

4联锁系统的硬件及软件构成

4.1系统硬件构成DS 6-60型计算机联锁系统由电源子系统、联锁子系统、输入输出子系统、控显子系统和电务维修子系统5个部分组成。

系统硬件设备标准配置为3个机柜（电源柜、联锁柜、输入输出柜）和1个电务维护台。设备装配及功能如下：

4.1.1电源柜电源柜自上而下为2个24 V逻辑电源，电务维修终端、2个24 V接口电源，见图5〔2〕。

图5电源柜布置图

4.1.2联锁柜联锁柜自上而下为联锁I系、联锁II系、控显A机、控显B机、ARCNET集线器1、 ARCNET集线器2，见图6〔2〕。

图6联锁柜布置图

4.1.3输入输出柜输入输出柜由输出子系统和输入子系统组成，由上而下分别为I系输出1、II系输出1、输出防雷1、I系输入1、II系输入1和输入防雷1，见图7〔2〕。

图7输入输出柜布置图

4.2系统软件构成

4.2.1一级设备集中站软件系统组成一级设备集中站软件系统由联锁机软件、控显机软件和维护机软件组成。

1）联锁机软件由系统管理软件和联锁应用软件组成，系统管理软件主要完成系统的周期任务管理、输入输出管理、双系冗余管理，联锁应用软件主要完成联锁逻辑运算。

2）控显机软件是供车务值班人员办理行车作业的人机界面软件。其主要功能有：接收操作按钮信息，向联锁机发送操作控制命令；接收来自联锁机的站场实时状态信息；完成控制台的站场图形显示、操作提示、报警信息和简要的故障信息。（正线设备集中站控显终端与ATS合用，控显机完成联锁系统与ATS通信功能）。

3）维护机软件是供电务维护人员进行设备监视和故障诊断的人机界面程序，其主要功能有：接收联锁机发送的站场实时信息、DS 6-60系统的工作状态信息和系统自诊断信息，将所有的信息记录到实时数据库中，供维护人员查询、显示或打印输出各类信息。

4.2.2二级设备集中站软件系统组成二级设备集中站由目标控制器（OC）系统管理软件组成。OC系统管理软件作为OC系统CPU板的主控制软件，负责平台硬件的管理和应用软件任务的调度，通过二乘二取2的系统管理方式，实现对外围系统安全可靠的通信，控制系统周期运行及故障处理。OC系统管理软件通过二乘二取二的系统管理方式，满足OC系统高安全性和可靠性的需求〔3〕。

5联锁系统的系统特点及性能

5.1系统特点

1）DS 6-60系统联锁逻辑部采用二乘二取二冗余结构设计，分为Ⅰ系和Ⅱ系，各系内部为二取二结构，任何一系都可以独立工作，双系采用主从方式运行，任一系检测到严重故障都会主动切换，保证系统正常工作，使系统具有高可靠性。

2）联锁双系中每系2个CPU单元实现二取二比较，只有2个CPU的运算结果一致才能对外输出；双系中每系2个CPU单元的软件分别采用不同编译器编译，可以有效防止编译器产生共模错误，使系统具有高安全性。

3）输入采集单元采用静态采集方式，由输入采集机笼内的2个独立CPU单元分别进行采集，由联锁逻辑部对采集结果进行比较，结果一致认为采集数据有效，否则采集数据无效，构成二取二故障-安全采集。

4）输出单元采用双断控制，动态和静态2路驱动串联输出，静态和动态输出分别由输出机笼内的2个独立的CPU单元控制，当一路输出无效时，总输出则为无效，构成硬件相异的二取二故障-安全输出。

5）目标控制器系统（OC）具备CAN、RS-422/ 485以及以太网通信接口，提供了电压电流模拟量测量接口，并为不同的应用提供了标准的应用软件接口，使其结构更紧凑、功能更全面。

5.2系统性能

1）DS 6-60联锁系统电磁兼容和防雷性能均按照铁道部相关标准进行设计，并经指定机构检测，各项性能指标均满足原铁道部相关标准要求（电磁兼容性符合TB/T 3073-2003，雷电电磁脉冲防护符合TB/T 3074-2003）。

2）系统联锁软件采用已通过原铁道部铁路车站计算机联锁检验站检测的DS 6计算机联锁软件，系统联锁功能符合铁道部《计算机联锁技术条件》要求。

3）系统控显和维护机均采用WINDOWS 2000操作系统为平台，人机操作界面友好，易于操作，方便现场人员使用和维护。

6　联锁系统与其它系统接口

DS 6-60联锁系统与其它系统接口见图8所示〔1〕。

图8联锁系统与其它系统接口框图

6.1联锁系统与ATS系统接口在一级设备集中站、西咸车辆段、灞河停车场，联锁需与ATS分机进行通信，接口类型为RS-422标准串行通信接口。

ATS分机向联锁系统发送进路控制、道岔操作、扣车/取消扣车、计轴复位、自动追踪等各种控制命令。联锁系统向ATS分机提供正线轨道占用/空闲、道岔位置、信号状态、进路状态、屏蔽门状态、紧急关闭状态以及各种报警等信息。

6.2联锁系统与WCU_ATP设备接口在一级设备集中站、试车线，联锁需与WCU_ATP设备进行通信，接口类型为以太网接口。

当系统处于TGMT控制时，联锁执行TGMT系统对各种信号设备的控制命令，如道岔控制、信号机显示、计轴区段预复位、屏蔽门开关控制命令等。并将各种信号设备的状态信息如道岔表示、信号机显示、计轴区段信息、屏蔽门状态信息等传给TGMT。

6.3两相邻联锁控制区域间接口在两相邻联锁控制区域间通过站间光纤传递信息，接口类型为安全型数字接口。

在两相邻联锁区控边界处，某条进路的始端信号机和终端信号机分别受相邻的2个区控联锁控制。2个区控联锁要通过安全数据网传递联锁区交界处的轨道区段、信号机及道岔信息。

进路的排列和取消操作是由始端信号机所在联锁区完成。

6.4后卫寨站与西咸车辆段接口后卫寨站与西咸车辆段联锁系统间通过站间光纤传递信息，接口类型为安全型数字接口。

排列出、入西咸车辆段的进路，需满足正线与车辆段的相互敌对照查条件。

正线和车辆段之间传递的信息主要有：敌对照查、信号机显示状态、轨道区段占用/空闲状态等安全信息。

6.5纺织城站与灞河停车场接口纺织城站与灞河停车场联锁系统间通过站间光纤传递信息，接口类型及接口内容同6.4。

6.6西咸车辆段与试车线接口西咸车辆段与试车线间接口类型为继电器接口。试车线上的道岔和防护道岔的调车信号机纳入车辆段联锁的控制范围。

当需要试车时，在试车线控制台上按下请求试车按钮，点亮车辆段控制台上的请求试车表示灯。值班员将试车线上的道岔按非进路调车的方式进行防护，试车线可以开始试车。

试车结束后，由试车线控制室发出取消试车请求，车辆段联锁系统收到该信息，并检查相关条件满足后，收回对试车线的控制权。

6.7联锁系统与紧急关闭按钮ESB接口各站在站台、车控室IBP盘均设置紧急关闭按钮ESB。ESB需与联锁接口，接口类型为继电器接口。

每侧站台设置一个紧急关闭继电器JGJ，联锁采集JGJ状态。按下紧急关闭按钮，JGJ落下，联锁采集到JGJ落下条件后，立刻关闭相应的出站信号机和进站信号机，并给出报警。在IBP盘上设有紧急关闭恢复按钮，按下紧急关闭恢复按钮，JGJ重新吸起，联锁取消紧急关闭状态。

6.8联锁系统与计轴系统接口采用计轴轨道电路的车站均需与联锁接口。接口类型为继电器接口。

联锁发送记轴预复位控制命令，采集计轴系统提供的GJ状态，判断计轴轨道区段的空闲或占用。

6.9联锁系统与站台屏蔽门PSD接口各站站台股道侧均设置屏蔽门PSD。PSD需与联锁接口，接口类型为继电器接口。

屏蔽门系统向信号联锁系统提供屏蔽门关闭并锁闭信息，只有连续地接收到站台屏蔽门关闭且锁闭信息的情况下，才允许列车从站台区域发车。

屏蔽门在“故障”状态时，屏蔽门系统可以通过特殊操作解除与信号系统的联锁关系，并把屏蔽门互锁解除状态信息传送至信号系统，才允许列车进/出车站。

7　结束语

西安地铁一号线一期工程联锁子系统采用国产的DS 6-60型区域计算机联锁，并与西门子的ATC系统良好接口，目前该设备已实施运营一年多，设备各项性能指标运行良好。

参考文献：

〔1〕北京通号国铁城市轨道技术有限公司.西安地铁一号线联锁子系统技术规格书〔S〕，2011.8.

〔2〕北京全路通信信号研究设计院有限公司.DS6-60区域计算机联锁系统维护说明〔S〕，2012.11.

〔3〕北京全路通信信号研究设计院有限公司.DS6-60目标控制器系统维护说明〔S〕，2012.11.

中图分类号：U284.36+2

文献标识码：B

文章编号：1006-8686（2016）01-0054-05