铁路车站计算机联锁基本原理ppt课件.pptx

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1、车站计算机联锁基本原理,目录,车站联锁系统概述车站联锁原理车站计算机联锁系统,车站联锁系统概述,车站联锁系统是保证站内运输作业安全执行的控制系统。为了保证行车安全,车站内信号、道岔、轨道电路等基本信号设备必需遵循一定的条件,按照一定的程序来严格执行,我们称这些条件和程序为联锁。,站内作业(控制命令),控制执行,被控对象(室外信号设备),控制命令,动作命令,设备状态,系统状态,车站联锁系统基本结构,车站联锁系统控制对象:站内地面设备(信号机、转辙机(转换道岔)、轨道电路(确定列车位置)。车站联锁系统控制过程:必须具备故障-安全原则(考虑到设备故障、操作员误操作)。车站联锁系统必须具有高可靠性。车

2、站联锁系统必须具有高安全性。车站联锁系统必须具有一定的实时性。车站联锁系统需具备信息交换和共享能力(与调度指挥系统、区间闭塞系统等进行信息交互)。,车站联锁原理,车站联锁控制对象,车站联锁系统主要对车站列车运行路径进行控制,即对运行路径内的信号机、转辙机、轨道电路进行控制。1.信号机功能:决定其外方列车或调车车列是否可以前行、列车或车列前行的速度级别。分类:按信号机作业性质分,进站信号机出站信号机进路信号机,尽头信号机差置信号机并置信号机单置信号机,2.道岔和转辙机道岔:作用:确定车列在站内运行路线。类型:单动道岔、双动道岔、交叉渡线道岔。位置:定位、反位。正常工作状态:道岔的定位和反位为道岔

3、的正常工作状态。非工作状态:四开状态。指两根尖轨同时不密贴于基本轨。例如:道岔正在转换途中不密贴;道岔挤岔时。转辙机:作用:道岔转换通过道岔转换器(转辙机)来进行。类型:直流ZD6、交流S700K、液压ZYJ7等;一组道岔由一台或多台转辙机来转换。,道岔转换过程:指道岔由定位反位或由反位定位。三个过程:解锁(空闲)转换锁闭。先解锁后转换再锁闭,是所有道岔转换设备必须遵循的设计原则。道岔锁闭后不能再转换,要转换需先解锁。转换时间:道岔转换超过正常转换时间(对ZD6,一般以不超过13s计),说明道岔出故障,应报警,以便维修。,空闲状态,锁闭状态,联锁控制,占用状态,3.轨道电路区段 作用:确定车列

4、在站场中具体位置。类型:道岔区段、无岔区段、股道、牵出线和尽头线等。,优点:适用于道床状态差、道床泄漏电阻过低的轨道区段。可以检测钢轨生锈及轻车情况下的轨道区段占用/空闲。可以避免轨道电路由传输距离的限制而设置的多个轨道电路。不需要绝缘节。缺点:如果作为站内多区段轨道电路的替代,投资较轨道电路大。电源部分必须可靠确保不因电源瞬间中断造成轴信息的丢失。无法检测钢轨断轨。由于其它铁器如铁等在磁头上的动作可能造成错误计轴。,计轴式轨道电路计轴设备是利用轨道传感器、计数器来记录和比较驶入和始出轨道区段的轴数,以此确定轨道区段的占用或空闲。,进路1.进路概念 指列车或调车车列在站内运行时所经由的路径。每

5、条进路内包括很多信号设备(信号机、转辙机、轨道电路等)。每条进路始端都有一架进路始端信号机来防护该进路。信号机点禁止灯光时,车列不能进入。信号机点允许灯光时进路安全,车列可以进入进路。,2.进路类型,调车信号机防护,如何将IIG上机车调到1G上?(为1G上货车安上机车),先牵出,后折返牵出进路:SII D1;折返进路:D1 IG;,调车进路,3.敌对进路 站场内相互冲突,不能被同时建立的进路称为敌对进路。敌对进路有多种情况。如向同一股道接车的2条进路构成敌对进路。由车站联锁系统保证所有相互敌对的进路不能被同时建立。,X,3G,S,D1,D3,D6,D8,D2,D4,进路控制过程可分为进路的建立

6、和解锁两个过程。1.进路建立过程,操作,选路/岔,道岔转换,选排一致检查,锁闭进路,开放信号,车站控制系统执行,(确定进路的范围、列车进路还是调车进路),(控制转辙机转换进路上道岔到规定的位置),(确定进路能否选出?如能,确定道岔位置),(检查进路上道岔是否都转换到规定位置),(锁闭进路上道岔;封锁敌对进路),(使室外信号机点亮相应颜色的灯光),例:选排D115G的调车进路,SIII,IIIG,5G,D11,S5,7,11,13,25,21,XD,1.操作。按压进路始端按钮D11A和终端按钮S5DA。,2.选路。选出进路中信号点(D11、S5)和道岔位置(9/11定位、13/15定位、21反位

7、)。,3.道岔转换。21向反位转换。,5.锁闭进路。(白光带),6.开放信号。D11点亮白灯。,7.车列进入,道岔在定位道岔在反位四开状态,4.进路选排一致检查。,2.进路解锁过程 指将已被锁闭的道岔和进路予以解锁。进路解锁过程可分为两种情况:列车或车列未驶入进路阶段。列车或车列驶入进路阶段。(1)列车或车列未驶入进路时:列车未进入接近区段时,可以采用取消进路方式使进路解锁。接近区段:一般指信号机外方的轨道电路区段。列车已经进入接近区段,但未进入进路时,可以采用人工延时解锁方式使进路解锁。,取消进路:列车未进入进路外方接近区段时,可以采用取消进路方式使进路解锁。例:D115G,取消进路过程:(

8、1)人工办理取消进路手续。(2)关闭进路始端信号。(3)进路自动解锁。,SIII,IIIG,5G,D11,S5,7,11,13,25,21,XD,人工延时解锁:列车已经进入进路外方接近区段,但未进入进路时,采用人工延时解锁方式使进路解锁。例:D115G,人工延时解锁过程:(1)人工办理人工解锁手续。(2)关闭进路始端信号。(3)延时(调车进路,延时30秒)。(4)延时结束后,如果车列没有进入进路,则进路自动解锁。,SIII,IIIG,5G,D11,S5,7,11,13,25,21,XD,(2)列车或车列驶入进路时:正常解锁:进路中设备正常时,随着列车或车列的前行,进路将自动解锁。正常解锁分为一

9、次解锁和分段解锁两种:一次解锁:车列完整通过进路后,进路自动解锁。分段解锁:车列每完整通过进路中一个轨道电路区段,该区段延时34秒后自动解锁。分段解锁简要过程:关闭信号。对列车进路,列车压入进路即关闭信号;对调车进路,车列完整进入进路时关闭信号。车列完整通过区段。延时34秒。区段自动解锁。,对进路中每个区段,例:D115G进路解锁:车完整进入11-13DG时,关闭信号。11-13DG:车完整出清时,延时34s解锁。21DG:车完整出清时,延时34s解锁。,SIII,IIIG,5G,D11,S5,7,11,13,25,21,XD,信号关闭,延迟34s后11-13DG解锁,延迟34s后21DG解锁

10、,延时原因:防止尾车(或轻车)抖动出现假出清,导致提前错误解锁。,进路处理过程总结,车站计算机联锁系统,计算机联锁系统概述,1.概述 计算机联锁系统:以计算机技术为核心,综合采用通信、控制、容错、故障-安全等技术来实现车站联锁逻辑控制功能的,具有较高可靠性和故障安全性要求的实时控制系统。功能:(1)进路的控制。包括列车进路和调车进路的选排、锁闭和解锁。(2)信号的正常开放、关闭、人工重复开放以及防止自动重复开放。(3)道岔的单独操纵、锁闭和解锁。,显示:(1)站场基本图形显示。(2)现场信号设备状态显示。(3)车站值班员按压按钮动作的确认显示。(4)联锁系统的工作状态、故障报警显示。,(5)时

11、钟显示、必要的汉字提示,如操作错误提示、联锁状况提示、执行失败原因提示等。,2.计算机联锁系统的优点:与继电集中联锁相比,计算机联锁具有以下显著优点:(1)进一步提高了系统安全性和可靠性。(2)增加和完善了联锁系统的功能。联锁自身功能进一步得到完善和增加。能很方便地进行自身的管理。对所有操作进行记录。便于与其它系统联网,为其它系统提供信息。(3)方便设计和站场的改建和扩建。(4)省工省料,降低造价。最重要的是,计算机联锁系统为铁路信号向网络化、信息化和智能化方向发展创造了条件。,计算机联锁系统结构,1.典型计算机联锁系统结构:,显示:CRT,LED/LCD操作:鼠标、数字化仪、控制台,(冗余)

12、,(冗余),(双机),工业控制计算机,计算机联锁硬件,(1)人机接口层包括上位机(值班员操作)、电务维修机(维修人员使用)上位机采用双机热备冗余形式,由工业控制计算机、CRT显示屏、键盘和鼠标等构成。有时也采用数字化仪代替键盘和鼠标来输入。主要功能:实时接收操作员下达的操作命令。如进路命令 实时下发操作员的操作命令到联锁主机。实时接收来自联锁主机的信息。主要包括三类:一是反映室外设备当前状态的I/O信息;二是反映室内设备是否出现故障的故障信息;三是反映联锁执行情况的中间信息。(锁闭情况、延时情况)。实现进行站场动态显示和报警功能。各个信号的显示和断丝情况、道岔的位置、轨道电路的占用情况、进路状

13、态的光带显示、各种表示灯的显示、采集/驱动板故障报警显示、挤岔语音报警、人工解锁当前的延时时间显示,联锁条件不成立时的提示信息显示。,(2)联锁控制层联锁主机一般由电源板、CPU板和各种通信板构成,且都采用冗余结构形式(双机热备、三模冗余、二取二乘二)主要功能:与人机交互层(上位机、电务维修机)实时通信。接收上位机操作命令;向人机交互层反馈系统执行信息。与采集/驱动层实时通信功能。向驱动部件发送对应驱动命令;从采集部件接收各信号设备状态信息。完成联锁逻辑运算功能。冗余管理功能。,(CPU板),(3)采集/驱动层包括采集/驱动电路+继电器电路接口。采集/驱动电路:驱动:实时接收联锁主机驱动命令、驱动继电器动作(为继电器线圈提供KZ);采集:实时采集各继电器接点信息,反馈给联锁主机(联锁主机根据该信息进行联锁运输)。继电器接口:接收到驱动命令后,励磁吸起,接通室外信号设备(点/灭灯,道岔转换等)。,(采集/驱动电路部件),2.计算机联锁处理过程:,

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