TYJL-II型计算机联锁系统的特点及故障处理

于勇

（新疆铁道职业技术学院 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830011）

TYJL-II 型计算机联锁系统是由铁道科学研究院研制的一种双机热备计算机联锁系统，在我国的的铁路支线上得到了广泛的应用。掌握该计算机联锁系统的结构和特点，可以更好的理解计算机联锁系统的工作原理，以便掌握车站信号计算机联锁设备的日常维护，快速的处理设备故障，保障信号设备的良好运行。

1 TYJL-II型计算机联锁系统及特点

1.1 TYJL-II型计算机联锁系统的组成

TYJL-II 型计算机联锁系统是一个分布式的双机热备计算机联锁系统（见图1)，设有监视控制机、电务维修机、联锁机、执行表示机等多个计算机，用来完成控制台操作、进路确选、进路锁闭、信号开放、信号保持、进路解锁等功能。从逻辑关系上可以分为第一层：监视控制机和电务维修机，第二层：联锁机（执表机），第三层：故障——安全的接口系统。为采集和驱动室外现场信号设备监控对象，还设有道岔控制电路、信号机点灯电路、轨道电路、站内电码化电路等执行组电路[1]。

1.2 TYJL-II型计算机联锁系统的主要特点

（1）联锁系统联锁机采用 STD 总线标准的工业控制计算机。

采用主备双机系统，备机有脱机、联机和联机同步三种工作状态，监控机、联锁机主机故障时，可实现人工切换、自动切换，保证联锁信号的不间断输出。

（2）联锁计算机层由APCI5093 型CPU 板，APCI5656 型ARCNET 通讯板，APCI5314 型I/O 板构成。

通过CPU 板上的两块ARCNET 通信接口分别实现联锁主备机之间、联锁机与监控机和执表机之间的通信。其中STD一01 (l)通信板通过联锁总线切换装置与监控机（JKJ）、执表机（ZBJ）通信，STD一01 (2)通信板实现主备联锁机之间的通信。

（3）联锁机与采集驱动层的故障——安全的输入输出I/O 模块之间采用CAN 总线进行数据通信。

CPU 使用 1604I/O 接口板通过采集、驱动总线对采集板和驱动板进行控制和监测。采集板和驱动板采用光电隔原理进行监控对象数据的采集和驱动。采集、驱动母板里侧是通过 64 芯插座经扁平电缆与联锁计算机层1604I/O 接口板连接，母板背侧32 芯插座经配线电缆与接口架连接。

（4）联锁机、执表机采集室外信号设备的状态主要是采集关键继电器(偏极偏极继电器）的状态。

道岔有定位表示继电器DBJ、道岔反位表示继电器FBJ，信号机有列车信号继电器LXJ、调车信号继电器DXJ、正线（主信号）继电器ZXJ、绿黄信号继电器LUXJ、通过信号继电器TXJ、灯丝继电器DJ 等，轨道电路有轨道继电器DGJ。联锁机、执表机驱动室外信号设备主要是驱动继电器来实现的，主要有定位操纵继电器DCJ、反位操纵继电器FCJ、锁闭防护继电器SFJ、DXJ、LXJ、ZXJ、LUJ、TXJ 等，再通过执行组电路的道岔控制电路、信号机点灯电路来实现道岔的转换、信号的开放[2]。

（5）采集电源、驱动电源的工作电压均为 12±1V，计算机电源的工作电压为 5±0.2V。

（6）现场信号设备状态的采集和控制命令的输出，经选址选通端口后，信息传送均采用“1”“0”相间的动态脉冲信号，并回读到联锁机，以达到故障——安全的目的。采集设信息时，联锁机只有收到的是脉冲信号时才认为是有效信息，如果是“0”或“ 1”的稳定电平均认为是无效信息，导向安全侧。命令信息输出时只有收到脉冲信号时，才能驱动动态继电器，进而使道岔控制电路、信号机点灯电路等执行组电路工作转换道岔、开放信号，保证了电路故障——安全的特性。

（7）计算机联锁采用了双版本联锁软件，采用了双通道输入输出。

任何一点发生故障不会造成危险侧信息的输出，均能保证系统的安全可靠运行。

（8）计算机联锁系统的上位机（监控机）留有与CTC、TDCS、集中监测、列控中心等系统的接口，可组成更高一级的广域网，实现铁路信号的调度集中、信号集中监测功能。

2 TYJL-II型计算机联锁系统的主备双机切换系统

在 TYJL-II 型计算机联锁系统中，监视控制机、联锁机、执表机均设置为 A、B 双套，两套设备通过A、B 两条联锁总线进行工作机和备用机的切换，挂入A 联锁总线的为工作机，挂入B 联锁总线的为备用机，当工作机故障时可通过双机热备控制电路将热备机转为工作机，工作机转为备用机。下面以联锁机的切换控制电路介绍双机热备工作原理。

联锁机切换控制电路（见图2）设有联锁切换继电器LQHJ、联锁切换复示继电器LQHJF、联锁机 Al 切换继电器LA1QHJ、联锁A2 切换继电器LA2QHJ、联锁B1 切换继电器LB1QHJ、联锁B2 切换继电器LB2QHJ、A 切换继电器AQHJ、B 切换继电器BQHJ、手柄A 切换继电器SBAJ、手柄B 切换继电器SBBJ 等10个继电器。

图1：TYJL-II 型计算机联锁系统结构图

图2：联锁机切换控制电路

联锁机的切换有人工切换和自动切换两种工作方式。平时，手柄搬至自动位置，LQHJ 励磁吸起并自闭，LQHJ ↑→LA1QHJ ↑LA2 QHJ ↑LB1QHJ ↑LB2QHJ ↑，将联锁A 机接入A 联锁总线，联锁A 机为工作机，同时将联锁B 机接入B 联锁总线，联锁B 机为热备机。

2.1 人工切换

当联锁A 机需要检修时，将三位式切换手柄QHSB 搬至B 端，SBBJ ↑→LQHJ ↓→LA1QHJ ↓LA2QHJ ↓LB1QHJ ↓LB2QHJ ↓，将联锁B 机接入A 联锁总线，联锁B 机升为工作机，同时将联锁A 机接入B 联锁总线，联锁A 机降为热备机。同理，切换手柄QHSB搬至A端，SBAJ↑→LQHJ↑→LA1QHJ↑LA2QHJ↑LB1QHJ↑L B2QHJ ↑，联锁A 机升为工作机，联锁B 机降为热备机，从而实现了联锁A、B 机的人工切换。

2.2 自动切换

自动切换需满足三个条件：

（1）主机定时向备机发送联锁关系运算的控制命令信息，备机将本机运算的控制命令信息与此比较，如果信息一致，说明主备机运算正确，这时将备机仍保持在热备工作状态，当备机运算的控制命令多于主机传过来的命令信息时，说明，主机运算错误，由备机发动切换命令，将备机升为工作机，主机转入脱机状态，如果备机运算的控制命令信息少于主机的命令信息，说明备机运算错误，备机故障自动进行脱机。

（2）备机定时呼叫主机，如果主机没有应答，可能出现两种情况，一是主机死机不能应答，二是主备机之间的通信中断，均认为是主机故障，热备机发出切换命令，将备机升为工作机，主机转入脱机状态。

（3）主机运行时通过自检程序检查运行是否正常，发现本机发生错误时，发出切换命令信息，使备机升至为工作机，主机转为脱机状态。上述三种情况发生时均发出报警信息，及时通知电务维修人员，对转入脱机状态的故障机进行及时的维修。

AQHJ 和 BQHJ 分别由联锁 A 机和联锁 B 机第一块驱动板的第二、三位输出的切换控制命令控制驱动，平时工作正常，AQHJ和 BQHJ 均失磁落下。当A 联锁机发生故障时，A 机通知B 机，B机发起双机切换控制命令，BQHJ 励磁吸起，切断LQHJ 的自闭电路，LQHJ ↓→LA1QHJ ↓LA2QHJ ↓LB1QHJ ↓LB2QHJ ↓，将联锁B 机接入A 联锁总线，联锁B 机升为工作机，倒机完毕时，B 机使 BQHJ 落下恢复到常态。当 B 机发生故障时，B 机通知 A 机，A 机发起双机切换控制命令,ABQHJ 励磁吸起，接通 LQHJ 励磁电路，LQHJ ↑→LA1QHJ ↑LA2QHJ ↑LB1QHJ ↑LB2QHJ ↑，将联锁A 机接入A 联锁总线，联锁A 机升为工作机，双机切换完毕后，AQHJ 落下恢复到常态。

3 采集故障和驱动故障处理

计算机联锁系统故障现象一般多发于采集故障和驱动故障。采集故障是指车站现场信号设备的状态因采集电路故障不能采集到应有的信息，导致轨道空闲区段出现红色光带，道岔在定位或反位时出现道岔无表示，信号机点灯正常出现灯丝断丝的现象等。判断和处理采集电路故障一般是先分析故障点是在联锁机柜内还是接口柜和组合架内，根据对位表观察采集板面板上相应信号设备的位置信息采集指示灯状态是否与屏幕显示不一致，若不一致则可判断是机柜内，否则，则是接口柜和组合架设备故障。机柜内的故障可通过检查采集板与母版之间、联锁计算机层的1604I/O 板插接是否插接牢固，采集层到联锁机层的肩平电缆是否有断线或松动现象，可采用替换法更换1604I/O 板、采集板、扁平电缆等方式进行故障修复。如果是机柜外故障，一般借用采集回线电源用万用表，按照组合架—接口柜、接口柜—机柜分段进行测量，直至找出故障点。

驱动故障是排列进路后，联锁条件满足但出现道岔不能转换，信号不能正常开放致使进路不能办理的现象，处理此类故障根据对位表可先观察采集驱动层的驱动板上的指示灯与相对应的控制命令是否一致，如果不一致则是联锁机柜内故障，否则，则是接口柜、接口柜和组合架设备故障，机柜内的故障可通过检查驱动板与母版之间、联锁计算机层的1604I/O 板插接是否插接牢固，采集驱动层到联锁机层的扁平电缆是否有断线或松动现象，可采用替换法更换1604I/O 板、驱动板、肩平电缆等方式进行故障修复。如果是机柜外故障，一般借用驱动回线电源用万用表，按照接口柜—机柜、组合架—接口柜分段进行测量，直至找出故障点。

4 结束语

TYJL-II 型计算机联锁系统是集中式车站信号设备控制系统，是一种典型的双机热备系统，可实现人工、自动切换，接口系统采用了故障——安全的输入/输出接口电路，在我国的各个支线铁路上已得到了广泛的运用，通过该系统的分析，可以很好的掌握计算机联锁系统，掌握计算机联锁系统故障处理的一般方法。