1、安全型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖（ VPI）系統(tǒng)系統(tǒng)手冊(cè)?卡斯柯信號(hào)有限公司CASCO SIGNAL LTD.卡斯柯信號(hào)有限公司公司網(wǎng)址： 總部中國(guó) 上海市天目中路428 號(hào)凱旋門大廈 27 層 C/D 座郵編： 200070電話： 86 21 63543654傳真： 86 21 63542837上海分部中國(guó) 上海市西藏北路489 號(hào)郵編： 200071電話： 86 21 56637080路電： 041 35775、 35785傳真： 86 21 56639223卡斯柯售后服務(wù)中心 （晏子峰）中國(guó) 上海市西藏北路489 號(hào)郵編： 200071電話： 86 21 56637080路電： 041 35765、 3

2、5775傳真： 86 21 56639223電子郵件： service目錄第一章 概 述2第二章 安全型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖（ VPI）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)4第三章 聯(lián)鎖處理子系統(tǒng)9第四章 人機(jī)界面子系統(tǒng)18第五章 系統(tǒng)維護(hù)子系統(tǒng)22第六章 環(huán)境、接地、電源和機(jī)柜結(jié)構(gòu)25第一章概 述安全型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖（VPI ）系統(tǒng)是一種“故障-安全”的、以微處理器為基礎(chǔ)的車站聯(lián)鎖信號(hào)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)是中法合資卡斯柯信號(hào)有限公司從阿爾斯通信號(hào)（美國(guó)）公司引進(jìn)， 結(jié)合中國(guó)鐵路運(yùn)營(yíng)技術(shù)條件， 經(jīng)過二次開發(fā)而成的一種安全型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖產(chǎn)品。系統(tǒng)早在 1991 年 11 月 19 日就使用于中國(guó)廣州鐵路局廣深線紅海站， 使得紅海站成為中國(guó)鐵路

3、干線上第一個(gè)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖站。 1991 年 12 月 27 日，中國(guó)鐵道部為紅海站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖開通使用發(fā)布了 “嘉獎(jiǎng)令”?！凹为?jiǎng)令” 指出：“廣深線紅海站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖開通投入使用，開創(chuàng)了微機(jī)控制技術(shù)在干線車站上運(yùn)用的先例?！薄皩?duì)保障鐵路運(yùn)輸安全，提高鐵路運(yùn)輸指揮自動(dòng)化水平，對(duì)推動(dòng)全路科技進(jìn)步具有十分重要的意義?！卑踩陀?jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的邏輯電路是由安全型邏輯組成的。 能把傳統(tǒng)的由繼電器實(shí)現(xiàn)的聯(lián)鎖邏輯和控制邏輯“寫”成一系列邏輯表達(dá)式（即布爾表達(dá)式） ，這些邏輯表達(dá)式的正確實(shí)施是通過一個(gè)設(shè)計(jì)過程和原則來得到保證的。 這個(gè)設(shè)計(jì)過程和原則被稱之為 “數(shù)字集成安全保證邏輯 (NISAL Numerically

4、 Integrated Safety Assurance Logic) ”，這個(gè)“數(shù)字集成安全保證邏輯”確保聯(lián)鎖邏輯按要求實(shí)現(xiàn)，并使系統(tǒng)具有“故障 - 安全”特性。因此，安全型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖是從“有接點(diǎn)”到“無接點(diǎn)”的飛躍。1993 年 4 月 10 日安全型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖（ VPI）系統(tǒng)通過了中國(guó)鐵路通信信號(hào)總公司的技術(shù)鑒定，被授于“科學(xué)技術(shù)成果鑒定證書（93 鐵通技鑒字01 號(hào)）”。1998 年 12 月，卡斯柯公司的安全型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖軟件通過了鐵道部計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖軟件測(cè)試中心的測(cè)試。鐵道部對(duì)卡斯柯公司引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外先進(jìn)的信號(hào)技術(shù)一直非常重視，提出了嚴(yán)格的要求，并給予大力的支持。1999 年8 月

5、，安全型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖（VPI）系統(tǒng)通過了鐵道部評(píng)審，成為鐵道部指定的四家計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖研制生產(chǎn)單位之一。2000 年 5 月，安全型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖（ VPI ）通過了鐵道部產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心關(guān)于防雷和電磁兼容的檢測(cè)。 其中，雷電防護(hù)性能達(dá)到 A 級(jí)，電磁兼容的各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)全部合格。2000 年 8 月 3 日，安全型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖（VPI）系統(tǒng)在上海通過了鐵道部技術(shù)鑒定，并頒發(fā)了“科學(xué)技術(shù)成果鑒定證書”（鐵道部技鑒字2000 第 033 號(hào)）。鑒定意見見附錄。2002 年 6 月 , 安全型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖（VPI ）系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)站聯(lián)鎖軟件通過了“鐵道部鐵路車站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖檢測(cè)站”的制式測(cè)試。2002 年 8 月 1

6、2 日，安全型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖（VPI）系統(tǒng)獲得鐵道部頒布的“鐵路車站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備制造特許證”。安全型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖（VPI）是阿爾斯通信號(hào)（美國(guó)）公司的定型產(chǎn)品。從1986 年起首先將VPI 系統(tǒng)安裝在美國(guó)芝加哥等車站，至今已安裝的VPI 分布于美國(guó)、英國(guó)（倫敦地鐵）、荷蘭、中國(guó)（含臺(tái)灣省）、印度尼西亞、澳大利亞、韓國(guó)和西班牙等12 個(gè)國(guó)家和地區(qū)。至1997 年底，在世界各地共設(shè)計(jì)、安裝了954 個(gè) VPI 系統(tǒng)（最大的VPI 工程計(jì)有 32 個(gè)車站），總運(yùn)行時(shí)間達(dá)16933080,000,000小時(shí)。安全型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖（VPI）的市場(chǎng)占有率達(dá)到50%左右。經(jīng)過二次開發(fā)和硬件國(guó)產(chǎn)化，安全型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖（

7、VPI）系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了集聯(lián)鎖控制、微機(jī)監(jiān)測(cè)、 調(diào)度監(jiān)督接口、 DMIS入網(wǎng)接口、 網(wǎng)絡(luò)管理等模塊為一體的目標(biāo)。在這基礎(chǔ)上，卡斯柯公司繼續(xù)全力做好VPI 系統(tǒng)的工程實(shí)施和售后服務(wù)工作，為推進(jìn)我國(guó)鐵路信號(hào)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、綜合化而努力。VPI 系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)的業(yè)績(jī)見附錄。第二章安全型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖（VPI）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.1概述隨著信號(hào)技術(shù)向數(shù)字化、綜合化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，卡斯柯信號(hào)有限公司提供的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)， 采用從 ALSTOM 引進(jìn)的通過國(guó)際認(rèn)證的核心安全技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上作了重大改進(jìn)，在功能上進(jìn)行了全面的適合中國(guó)鐵路運(yùn)輸要求的國(guó)產(chǎn)化開發(fā)，將系統(tǒng)功能合理分配到基于“安全通信和非安全通信”網(wǎng)絡(luò)的人機(jī)接口

8、(MMI) 、聯(lián)鎖處理、系統(tǒng)維護(hù)等節(jié)點(diǎn)上，由每個(gè)功能節(jié)點(diǎn)來完成一種或多種功能，而每個(gè)功能節(jié)點(diǎn)就是一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，彼此通過冗余網(wǎng)絡(luò)交換信息并協(xié)調(diào)運(yùn)行。由于系統(tǒng)按模塊化方案設(shè)計(jì), 通用的硬件就能實(shí)現(xiàn)任何一種類型的聯(lián)鎖車站的配置。這種模塊化的設(shè)計(jì)給系統(tǒng)擴(kuò)展和升級(jí)帶來了極大的方便。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)通常采用大屏幕彩色顯示器作為計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的人機(jī)界面的顯示屏，操作員通過鼠標(biāo)（或軌跡球）辦理各種作業(yè)。彩色顯示器顯示站場(chǎng)圖形，給出信號(hào)機(jī)、道岔及軌道電路等設(shè)備的狀態(tài)。在操作中，系統(tǒng)還會(huì)給出明確的語(yǔ)音提示，方便車站值班員有關(guān)作業(yè)情況和操作命令發(fā)布狀態(tài)，減小誤操作發(fā)生的概率。VPI系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了軟件標(biāo)準(zhǔn)化，硬件模

9、塊化，采用開放的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，能與調(diào)度集中系統(tǒng)（ CTC）、超速防護(hù)系統(tǒng)(ATP) 、數(shù)字軌道電路等信號(hào)系統(tǒng)接口，并能與其它信息管理系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)。VPI 系統(tǒng)聯(lián)鎖邏輯滿足鐵道部部頒標(biāo)準(zhǔn)TB1774-86 繼電式電氣集中聯(lián)鎖技術(shù)條件和 TB/T3027-2002 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖技術(shù)條件的技術(shù)要求。為了保證系統(tǒng)在各種惡劣的環(huán)境下能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定可靠地工作，公司對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、測(cè)試、出廠等各個(gè)環(huán)節(jié)都有嚴(yán)格的要求，并且實(shí)施全程質(zhì)量控制以確保系統(tǒng)的質(zhì)量。同時(shí)卡斯柯公司有著良好的售后服務(wù)，讓您在選擇本公司的產(chǎn)品時(shí)無后顧之憂。VPI 系統(tǒng)具有很高的可靠性，從人機(jī)界面（MMI ）、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、電源系統(tǒng)到聯(lián)鎖機(jī)等設(shè)備均按

10、冗余設(shè)計(jì)，在主機(jī)發(fā)生故障的情況下，將自動(dòng)無縫切換到備機(jī)工作。VPI聯(lián)鎖機(jī)具有全面的自診斷功能。電務(wù)維修人員可以通過系統(tǒng)維護(hù)臺(tái)查詢錯(cuò)誤信息，更換發(fā)生故障的模塊或插件，在短時(shí)間內(nèi)修復(fù)故障。同時(shí)，聯(lián)鎖機(jī)柜中的各種印制電路板上都設(shè)有表示燈，以便及時(shí)了解各印制板工作狀態(tài)。VPI的系統(tǒng)維護(hù)臺(tái)用戶界面友好，在線診斷直觀，故障回放便捷，查詢聯(lián)鎖運(yùn)算參數(shù)方便，操作簡(jiǎn)單易學(xué)，以便具有中等文化水平的人員經(jīng)短期培訓(xùn)后勝任VPI 系統(tǒng)的日常維護(hù)工作。2.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)VPI 系統(tǒng)分成五個(gè)部分：1. 聯(lián)鎖處理子系統(tǒng)；2. 人機(jī)界面子系統(tǒng)；3. 網(wǎng)絡(luò)及電源子系統(tǒng)；4. 系統(tǒng)維護(hù)子系統(tǒng)；5. 室內(nèi)接口電路子系統(tǒng)。VPI 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

11、框圖如下：2.2.1聯(lián)鎖處理子系統(tǒng)聯(lián)鎖處理子系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，它由兩套“反應(yīng)故障安全”專用聯(lián)鎖機(jī)組成。聯(lián)鎖機(jī)采用雙系熱備的配置，包括雙套 VPI 系統(tǒng)及其切換電路。每套 VPI 系統(tǒng)包括負(fù)責(zé)安全聯(lián)鎖運(yùn)算的 VLE板、負(fù)責(zé)系統(tǒng)安全校驗(yàn)的 VPS板、負(fù)責(zé)聯(lián)鎖機(jī)與輸入 / 輸出板接口的 I/OBUS1 板和 I/OBE 板、以及安全型輸入 / 輸出板。 主系統(tǒng)和備用系統(tǒng)間的切換電路可在不中斷 VPI 工作的情況下進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)切換。另外，在系統(tǒng)正常工作的情況下，建議系統(tǒng)每周切換一次，這樣，有利于備系印制板帶載工作，延長(zhǎng)印制板的使用壽命。雙系切換不影響系統(tǒng)正常工作。2.2.2人機(jī)界面子系統(tǒng)人機(jī)

12、界面子系統(tǒng)是VPI 與用戶之間的人機(jī)接口模塊。通常情況下，MMI 采用彩色顯示器作為計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的人機(jī)交互界面，用來供信號(hào)員通過鼠標(biāo)（軌跡球）辦理各種作業(yè)，顯示站場(chǎng)信號(hào)設(shè)備，給予明了的語(yǔ)音提示。運(yùn)輸人員的行車指揮命令通過VLE 板的網(wǎng)口傳遞到VPI 系統(tǒng)；現(xiàn)場(chǎng)軌道電路和道岔等信號(hào)設(shè)備的狀態(tài)，通過安全型輸入/ 輸出板與 VPI 的 VLE 板接口， VPI 系統(tǒng)接收到命令并采集到全站的信號(hào)設(shè)備狀態(tài)信息后，進(jìn)行聯(lián)鎖運(yùn)算處理，處理后的相應(yīng)結(jié)果，如信號(hào)機(jī)的開放或關(guān)閉、軌道電路的占用或出清、道岔區(qū)段的解鎖或鎖閉等均在MMI上顯示出來。MMI工作于 WIN2000 或更高版本的WINDOWS多任務(wù)操作系

13、統(tǒng)， 對(duì)每個(gè)車場(chǎng)， 采用 N+1熱備工作方式，使用高可靠的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，通過高速網(wǎng)口與其它子系統(tǒng)交換信息。2.2.3 網(wǎng)絡(luò)及電源子系統(tǒng)VPI系統(tǒng)采用基于高速交換機(jī)的以太網(wǎng)冗余網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性。各通過網(wǎng)絡(luò)通信的子系統(tǒng)均安裝有兩塊以太網(wǎng)接口卡，將其接入冗余網(wǎng)絡(luò)，一條網(wǎng)絡(luò)故障，各子系統(tǒng)可以自動(dòng)通過另一條網(wǎng)絡(luò)通信，并在 SDM 子系統(tǒng)中提出故障診斷信息，便于及時(shí)維護(hù)。為了保證聯(lián)鎖系統(tǒng)安全穩(wěn)定工作，各子系統(tǒng)的電源均由不間斷電源UPS 供電。 VPI系統(tǒng)采用雙UPS 熱備的冗余供電方式。來自電源屏的單相交流電經(jīng)過二級(jí)單元防雷輸入在線式 UPS， UPS 輸出凈化220V 交流電，經(jīng)

14、過電源柜配電端子排供給VPI 各子系統(tǒng)。正常情況下，整個(gè)系統(tǒng)由UPSA 供電，當(dāng)UPSA 不能正常工作時(shí)，電源切換電路自動(dòng)切換至UPSB 供電，當(dāng) 2 個(gè) UPS 均不能正常工作時(shí)，電源切換電路自動(dòng)切換至由電源屏直接供電。當(dāng)一個(gè)或兩個(gè)UPS 發(fā)生故障時(shí)，將同時(shí)在MMI 和 SDM 上給出報(bào)警提示，并且 UPS 的工作狀態(tài)，如電池供電還是外電源供電、電池工作是否正常等，能在SDM上方便查看。電源切換不影響系統(tǒng)正常工作。2.2.4 系統(tǒng)維護(hù)子系統(tǒng)系統(tǒng)維護(hù)（ SDM ）模塊作為計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的子系統(tǒng)，主要為計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖完成系統(tǒng)維護(hù)及接口設(shè)備監(jiān)測(cè)的功能。本模塊包括一臺(tái)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、一臺(tái)彩色顯示器、一臺(tái)激光

15、打印機(jī)、鼠標(biāo)、鍵盤。作為聯(lián)鎖計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的模塊，它實(shí)現(xiàn)對(duì) VPI 設(shè)備和接口設(shè)備的在線監(jiān)視和記錄，同時(shí)也可打印設(shè)備操作信息、日期和時(shí)間記錄。根據(jù)顧客的要求，電務(wù)維護(hù)終端可以與信號(hào)維護(hù)支持網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)，具有遠(yuǎn)程診斷功能。2.2.5室內(nèi)接口電路子系統(tǒng)本系統(tǒng)可與室外信號(hào)設(shè)備、區(qū)間閉塞設(shè)備、場(chǎng)間聯(lián)系電路等設(shè)備接口。聯(lián)鎖機(jī)通過驅(qū)動(dòng)普通安全型繼電器和采集安全型繼電器接點(diǎn)與繼電電路接口，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的電路銜接和安全隔離。采集的信息為道岔位置、軌道電路狀態(tài)、信號(hào)機(jī)燈絲狀態(tài)、 場(chǎng)間聯(lián)系條件等。 由于 VPI 系統(tǒng)采用 NISAL 專利技術(shù)， 計(jì)算機(jī)輸出控制只需采用普通安全型繼電器，不需要采用昂貴的動(dòng)態(tài)

16、繼電器或動(dòng)態(tài)組合電路，大大降低了室內(nèi)接口電路的工程造價(jià)， 也簡(jiǎn)化了接口電路結(jié)構(gòu)， 確保了輸出驅(qū)動(dòng)電路的安全性和可靠性，也降低了用戶的維修成本。2.3與其它系統(tǒng)的接口2.3.1與買方設(shè)備的結(jié)合計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)能與買方提供的室外信號(hào)設(shè)備結(jié)合。這些室外設(shè)備包括： 色燈信號(hào)機(jī)、電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)、軌道電路、電纜等。2.3.2與調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)的結(jié)合計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖與調(diào)度監(jiān)督的聯(lián)系參照TB/T 2307 中 6.2 的規(guī)定和現(xiàn)場(chǎng)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)通過局域網(wǎng)直接與調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，其間采用 “聯(lián)網(wǎng)安全隔離器”進(jìn)行網(wǎng)間的安全隔離。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)包括與調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)車站終端的軟、硬件接口。調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)、車站終端設(shè)

17、備及調(diào)度監(jiān)督的其它終端設(shè)備故障，不會(huì)影響計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的正常工作；調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)如果和辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、物流系統(tǒng)等聯(lián)網(wǎng)接口，這些網(wǎng)絡(luò)萬(wàn)一發(fā)生異常，也不會(huì)影響聯(lián)鎖系統(tǒng)的正常工作，更不會(huì)影響聯(lián)鎖機(jī)的安全運(yùn)行。2.3.3與微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)合計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)通過局域網(wǎng)直接與微機(jī)監(jiān)測(cè)車站終端設(shè)備相結(jié)合，并與計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)維護(hù)臺(tái)構(gòu)成二合一綜合平臺(tái)。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)包括與微機(jī)監(jiān)測(cè)車站終端的軟、硬件接口。2.3.4 與道口信號(hào)結(jié)合計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)與道口的結(jié)合，站內(nèi)道口技術(shù)條件符合GB10493-89 的規(guī)定。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)將根據(jù)信號(hào)平面圖布置情況給站內(nèi)平交道口發(fā)出調(diào)車接近報(bào)警通知條件，給站內(nèi)平交道口發(fā)出調(diào)車

18、接近報(bào)警信號(hào)條件。有兩條以上線路的道口，調(diào)車接近通知將區(qū)別出調(diào)車所經(jīng)線路和方向。2.3.5VPI與其他系統(tǒng)的接口系統(tǒng)還可以預(yù)留與其他系統(tǒng)的接口，如ATS系統(tǒng)、 DMIS系統(tǒng)等。 可根據(jù)用戶的需求決定系統(tǒng)的接口功能。第三章聯(lián)鎖處理子系統(tǒng)3.1概述聯(lián)鎖處理子系統(tǒng)是VPI 系統(tǒng)的核心。聯(lián)鎖處理子系統(tǒng)是由一個(gè)或多個(gè)機(jī)柜組成的雙系熱備系統(tǒng)， A 系和 B 系無論是否同時(shí)啟動(dòng)，經(jīng)過一定時(shí)間后能自動(dòng)同步，當(dāng)工作子系統(tǒng)發(fā)生故障，系統(tǒng)都可以自動(dòng)切換至備用子系統(tǒng)；也可以通過機(jī)柜上的切換開關(guān)手動(dòng)在雙系之間進(jìn)行切換；當(dāng)系統(tǒng)正常工作時(shí)，一定周期后（由應(yīng)用工程師在應(yīng)用軟件中定義）系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切換一次。雙系切換不影響系統(tǒng)正常

19、工作。3.2聯(lián)鎖處理子系統(tǒng)硬件3.2.1概述VPI 聯(lián)鎖處理子系統(tǒng)硬件由一個(gè)或多個(gè)機(jī)柜組成，機(jī)柜中有一定數(shù)量的印制電路板、連接它們的線路，以及與其它設(shè)備交換信息的接口，印制電路板與軟件結(jié)合完成聯(lián)鎖處理功能。3.2.2系統(tǒng)機(jī)箱VPI 系統(tǒng)包含一個(gè)以上的機(jī)箱。系統(tǒng)所能處理的擴(kuò)展機(jī)箱最大數(shù)值取決于有多少安全型輸入輸出口及需要求解的方程式數(shù)量，系統(tǒng)的擴(kuò)展是通過增設(shè)另一個(gè)機(jī)箱，將接口電路板和所需增加的輸入/ 輸出板插入該擴(kuò)展的機(jī)箱、并用紐絞線將它與主機(jī)箱連接起來。VPI 系統(tǒng)機(jī)箱高度為 9U，擴(kuò)展機(jī)箱高度為 6U，也可兼容 8U 的機(jī)箱，寬 19 英寸，每層機(jī)箱有 14 個(gè)槽道，靈活及可擴(kuò)展性好。3.2

20、.3中央處理單元（VLE ）VLE 板具有強(qiáng)大的功能，是整個(gè)聯(lián)鎖系統(tǒng)的安全核心之一。它執(zhí)行各種與聯(lián)鎖相關(guān)的邏輯操作，包括輸入輸出地址，方程式求解和輸出狀態(tài)預(yù)校驗(yàn)；完成聯(lián)鎖處理子系統(tǒng)的安全型通信，與其余子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)通信；將系統(tǒng)啟動(dòng)的信息及故障信息傳送給系統(tǒng)維護(hù)子系統(tǒng)等。每塊 VLE 板上有四個(gè)網(wǎng)絡(luò)口，聯(lián)鎖處理子系統(tǒng)通過這四個(gè)網(wǎng)絡(luò)口接入冗余網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)與 MMI 子系統(tǒng)、 GPC子系統(tǒng)和SDM子系統(tǒng)的信息交換。VLE板上有四個(gè)高速安全通信口、及其它普通422 串口、 232 串口和CAN口。對(duì)于每個(gè)口都有相應(yīng)的指示燈，通過這些指示燈的狀態(tài)可以初步判斷他們的工作狀態(tài)。聯(lián)鎖處理子系統(tǒng)A、B 機(jī)之間的安全

21、型數(shù)據(jù)的通信由高速通信口完成。SDM子系統(tǒng)可通過串口讀取聯(lián)鎖處理子系統(tǒng)CPU啟動(dòng)過程中的自檢關(guān)鍵點(diǎn)信息，從而判斷系統(tǒng)是否正常。系統(tǒng)正常工作時(shí)，不需要SDM的查詢，聯(lián)鎖處理子系統(tǒng)自動(dòng)把這些信息發(fā)送至SDM，當(dāng)與SDM通信中斷或 SDM故障時(shí)，聯(lián)鎖處理子系統(tǒng)可以記錄至少一天的系統(tǒng)報(bào)警和錯(cuò)誤信息。 VLE 板上的并行口是用來插軟件檢查塊（俗稱軟件狗）的。進(jìn)行仿真測(cè)試時(shí)，必須在 VLE 板上安裝上述的軟件檢查塊后， VPI 系統(tǒng)才能與仿真測(cè)試系統(tǒng)通信，確保聯(lián)鎖機(jī)的工作狀態(tài)和仿真測(cè)試狀態(tài)的身份鑒別正確。VLE板上的芯片分為系統(tǒng)芯片和應(yīng)用芯片。系統(tǒng)芯片中寫入的是系統(tǒng)軟件，系統(tǒng)軟件包含 VPI 的操作系統(tǒng)、

22、執(zhí)行軟件、仿真測(cè)試接口和診斷軟件等。應(yīng)用芯片中寫入的是應(yīng)用軟件，應(yīng)用軟件是一套描述系統(tǒng)所應(yīng)用的聯(lián)鎖邏輯功能的經(jīng)過編碼的應(yīng)用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（ ADS），數(shù)據(jù)由 CAA軟件包生成。應(yīng)用軟件可以被應(yīng)用工程師在規(guī)定的語(yǔ)法規(guī)則下任意編寫，以滿足不同聯(lián)鎖車站數(shù)據(jù)和聯(lián)鎖規(guī)則的要求。每個(gè)車站的應(yīng)用軟件是互不相同的，只要修改應(yīng)用數(shù)據(jù)，就可以達(dá)到每個(gè)車站的聯(lián)鎖修改目的。每個(gè)車站的系統(tǒng)軟件是不變的。3.2.4安全校驗(yàn)板（VPS）VPS實(shí)際上是 VPI 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)的安全監(jiān)視器，它與VLE 板一起，構(gòu)成VPI 的安全檢查核心。 VPS 在精確的周期間隔內(nèi)接收一組經(jīng)編碼的校驗(yàn)信息，當(dāng)且僅當(dāng)校驗(yàn)信息正確，VPS 輸出一個(gè)安全的數(shù)字

23、信號(hào)，該信號(hào)通過一個(gè)安全型的調(diào)諧波器，并用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)安全型繼電器，在任何出錯(cuò)的條件下（硬件錯(cuò)誤、噪聲干擾等等）安全繼電器均可靠切斷VPI 的安全電源輸出。VPS板產(chǎn)生能夠動(dòng)作一個(gè)100 歐姆安全型繼電器的輸出電源，以滿足聯(lián)鎖系統(tǒng)對(duì)VPI安全、高速切換的要求，VPS當(dāng)且僅當(dāng)由主處理系統(tǒng)送來的“主校驗(yàn)字”的數(shù)據(jù)確實(shí)正確的情況下，VPS 才能支持下一主周期的操作；另外，主處理系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)全部的輸出狀態(tài)，每 50MS產(chǎn)生一組證明各輸出端口狀態(tài)的再校驗(yàn)字，它們每50MS被送到VPS板一次，如果這些再校驗(yàn)字中的任一個(gè)不是完全的正確，VPS 輸出會(huì)關(guān)掉，使故障的VPI 切出工作狀態(tài)，自動(dòng)轉(zhuǎn)換到另一套VPI

24、控制，保證外部繼電器不會(huì)因原來控制輸出的VPI故障而失磁落下。3.2.5輸入輸出總線接口板（I/OBUS1 ）I /OBUS1 板是 VLE 板和輸入輸出板交換信息的通道，I/OBUS1 板為輸入板的測(cè)試數(shù)據(jù)和輸出板的端口校驗(yàn)數(shù)據(jù)提供存儲(chǔ)空間；同時(shí)它也包含邏輯和時(shí)序電路，以控制輸出端口的連續(xù)校驗(yàn)。I/OBUS1 板功能如下：采集輸入板的狀態(tài)；控制輸出板的輸出；傳送輸出口狀態(tài)校驗(yàn)信息。每塊 I/OBUS1 板可以帶2 個(gè)輸入輸出機(jī)箱，每個(gè)VPI 系統(tǒng)能配置6 塊 I/OBUS1 板。3.2.6輸入輸出總線接口緩沖板（I/OBE ）輸入輸出總線接口板（I/OBUS1）板采用差分驅(qū)動(dòng)的方式與輸入輸出

25、總線接口緩沖板（ I/OBE ）配合工作。I/OBE板主要實(shí)現(xiàn)差分接受及緩沖的功能。它與I/OBUS1 板共同完成系統(tǒng)對(duì)輸入輸出的控制。每個(gè)輸入輸出機(jī)箱設(shè)置1 塊I/OBE板，每個(gè)I/O機(jī)箱可以放置13塊I/O板。3.2.7安全型輸入板（VIB ）VIB 板又稱安全輸入板。每個(gè)安全輸入板包含有16 個(gè)安全輸入口，安全輸入板的電路使 VPI 系統(tǒng)能安全地檢測(cè)每一個(gè)輸入的狀態(tài)。16 路輸入每路輸入均有一個(gè)LED指示燈，在輸入接通時(shí)，指示燈亮。每塊輸入板通過“簽名”與數(shù)據(jù)總線相連。這個(gè)“簽名”是通過在板上的插座插入一個(gè)編程插頭生成的。當(dāng)構(gòu)成系統(tǒng)時(shí), 每個(gè)輸入插口槽都分配到一個(gè)專用的 簽名 。如果一塊

26、輸入板改變了，在該插槽新板上必須插入新的“簽名”。該槽的正確“簽名”列在模塊的蓋板上。輸入電路提供了一種能在輸入的現(xiàn)場(chǎng)終端安全地讀取直流電壓并將它轉(zhuǎn)換成一種主處理系統(tǒng)可以使用的形式。當(dāng)且僅當(dāng)電源加到輸入時(shí)，這個(gè)輸入電路才允許它的“真”或“接通”狀態(tài)報(bào)告給主處理器( 通過一個(gè)32 位碼字) 。在這種方案中，所有電路的故障結(jié)果都被理解成“關(guān)”或“錯(cuò)”，這是一種較限制的條件。一塊直流輸入板的所有16 位輸入信息被一起采集進(jìn)來，但在采集過程中，應(yīng)用了特殊的防電磁干擾和防抖動(dòng)設(shè)計(jì)方案，以保證采集電路的故障安全。另外，每一個(gè)采集端口都有其獨(dú)特的編碼，因此，當(dāng)輸入接通時(shí)，結(jié)果得到的字，對(duì)于這個(gè)輸入來說，所能

27、采集到的碼字是獨(dú)一無二的。對(duì)一個(gè)關(guān)閉的輸入口來說，讀回的字全為零。整個(gè)過程在主處理系統(tǒng)的通道2，使用一個(gè)不同的串行位流重復(fù)進(jìn)行。這個(gè)操作完成時(shí)，只有那些測(cè)得電流的輸入才在兩個(gè)通道里產(chǎn)生一個(gè)正確的32 位字，被 CPU用以求解方程。每個(gè)輸入和輸出端口的間距，在印制電路板設(shè)計(jì)時(shí)都經(jīng)過了詳細(xì)的計(jì)算和測(cè)試，以確保滿足AAR的抗干擾指標(biāo)要求。瞬時(shí)峰值電壓小于2000V 能量小于3.6 瓦秒功率的瞬時(shí)電壓不會(huì)損壞有瞬態(tài)保護(hù)的輸入。3.2.8安全型輸出板（VOB ）每塊 VOB8安全輸出板包含 8 個(gè)安全輸出口， VOB16安全輸出板包含 16 個(gè)輸出口，安全輸出板的電路允許 VPI 系統(tǒng)能安全地確定每一個(gè)

28、輸出狀態(tài)都符合聯(lián)鎖的當(dāng)前邏輯條件。每塊輸出板上都與輸出端口對(duì)應(yīng)地設(shè)置有指示燈。因?yàn)檩敵鲇迷诎踩珣?yīng)用中，那么供電必須來自一個(gè)可以安全地切斷的電源，這就是由安全校驗(yàn)板VPS 控制的系統(tǒng)輸出安全電源。每一塊輸出板被分配一塊EPROM，其中包括板上各個(gè)輸出口的獨(dú)特?cái)?shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)都同板的選址情況緊密相連并用來證明沒有選址故障。它們也被安全校核電路用來驗(yàn)證輸出狀態(tài)。3.3聯(lián)鎖處理子系統(tǒng)軟件3.3.1概述VPI 聯(lián)鎖處理子系統(tǒng)軟件包括“系統(tǒng)軟件”和“應(yīng)用軟件”。3.3.2系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件包含VPI 的操作系統(tǒng)、執(zhí)行軟件、仿真測(cè)試接口和診斷軟件等。這些軟件構(gòu)成了本系統(tǒng)的系統(tǒng)安全基礎(chǔ)，不隨具體應(yīng)用環(huán)境而改變，即

29、除非選用不同系列的VPI系統(tǒng)，否則每個(gè)站的系統(tǒng)軟件都是相同的。3.3.3應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件是一套描述系統(tǒng)所應(yīng)用的聯(lián)鎖邏輯功能的經(jīng)過編碼的應(yīng)用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)由 CAA軟件包生成。應(yīng)用軟件可以被應(yīng)用工程師在規(guī)定的語(yǔ)法規(guī)則下任意編寫，以滿足不同聯(lián)鎖車站數(shù)據(jù)和聯(lián)鎖規(guī)則的要求。每個(gè)車站的應(yīng)用軟件是互不相同的。（ADS），應(yīng)用軟件還應(yīng)包括仿真測(cè)試數(shù)據(jù)安全切出、切入設(shè)計(jì)。系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件原則上應(yīng)該放在不同的、 能避免在線擦除或更改的存儲(chǔ)媒介中，以利于系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的管理。應(yīng)用軟件的ADS版本應(yīng)在CAA生成時(shí)產(chǎn)生版本標(biāo)識(shí)，以便應(yīng)用系統(tǒng)的軟件版本校核。3.4聯(lián)鎖處理子系統(tǒng)的安全性和可靠性3.4.1故障安全設(shè)計(jì)

30、眾所周知，當(dāng)使用微處理器去執(zhí)行與全繼電器聯(lián)鎖相同的安全邏輯時(shí)，這些微處理器系統(tǒng)必須采用特殊措施，使這些微處理器產(chǎn)品具有“故障-安全”特性。VPI 系統(tǒng)的專用安全技術(shù)，符合EN50126 、 EN50128、 EN50129等相關(guān)的國(guó)際安全標(biāo)準(zhǔn)。VPI 系統(tǒng)使用兩個(gè)微處理器的方式來達(dá)到故障安全設(shè)計(jì)。兩個(gè)微處理器并不是執(zhí)行同一任務(wù)來實(shí)現(xiàn)故障安全的照查，而是采用反應(yīng)故障安全技術(shù)進(jìn)行一步安全檢查，這樣的設(shè)計(jì)，有其避免相同微處理器之間共模故障的特殊考慮。聯(lián)鎖系統(tǒng)使用處理器有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：計(jì)算機(jī)能力 處理器有在極短時(shí)間里完成成千上萬(wàn)次計(jì)算的能力。同時(shí)，它所要執(zhí)行的任務(wù)容易隨軟件程序變化而變化的，而且對(duì)于硬

31、件構(gòu)造和接線的影響極小。存儲(chǔ)器容量 一可很容易地?cái)U(kuò)展存儲(chǔ)器。體積小 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖比全繼電器聯(lián)鎖占據(jù)的空間要小，這就可能大大降低為聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)備提供房子或繼電器室的成本。軟件變化 能使用一種高水平、用戶較為親切的語(yǔ)言來改變軟件。 VPI 的用戶無需是一個(gè)計(jì)算機(jī)程序員，當(dāng)然使用者必須熟悉與聯(lián)鎖相關(guān)的正確邏輯即聯(lián)鎖技術(shù)條件?？捎眯匀哂?當(dāng)一個(gè)聯(lián)鎖越變?cè)酱髸r(shí)，使用一個(gè)處理器系統(tǒng)相對(duì)一個(gè)繼電器的系統(tǒng)來說就有更大的成本優(yōu)勢(shì)， 這不僅是從繼電器室成本角度來看， 而且包括每個(gè)單位 I/O 處理器系統(tǒng)成本的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樘幚砥飨到y(tǒng)硬件核心不隨 I/O 的變化而成比例地增加，這就使得考慮使用備用處理器硬件來改進(jìn)系統(tǒng)可用性

32、成為可能，使之超過現(xiàn)有的全繼電器型系統(tǒng)。一個(gè)全繼電器型系統(tǒng)冗余成本是令人望而卻步的。3.4.2熱備工作原理由于模塊化設(shè)計(jì)，VPI 系統(tǒng)有完整冗余系統(tǒng)的構(gòu)造，它有兩套獨(dú)立的系統(tǒng)板和輸入/輸出板，和以之為基礎(chǔ)的轉(zhuǎn)換邏輯電路，并保證系統(tǒng)在切換時(shí)不丟失信息。當(dāng)修改或擴(kuò)展系統(tǒng)時(shí)，主系統(tǒng)仍然在工作，而備用系統(tǒng)被用來測(cè)試。在這里，需要說明的是，由于系統(tǒng)按動(dòng)態(tài)冗余的原則設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的主用和備用只是表明系統(tǒng)的工作狀態(tài)，與設(shè)備的物理概念無關(guān)。主系統(tǒng)和備用系統(tǒng)分別執(zhí)行同一工作，并經(jīng)同步檢查，確保主備系統(tǒng)同步工作，實(shí)現(xiàn)真正的熱備冗余。安全輸入的連接與同一接口繼電器并行連接，安全輸出參數(shù)（信號(hào)開放參數(shù)等）在系統(tǒng)切換時(shí)主備

33、系統(tǒng)進(jìn)行內(nèi)部互相參照檢查。安全輸出與每個(gè)接口繼電器兩線圈中的一個(gè)線圈相連接。但是只有主用系統(tǒng)能驅(qū)動(dòng)接口繼電器，而備用系統(tǒng)不能使接口繼電器通電。主備聯(lián)鎖機(jī)通過高速網(wǎng)絡(luò)口與 MMI 系統(tǒng)連接，使得兩個(gè) VPI 系統(tǒng)都能接收到來自的控制命令。在一般情況下， MMI 分別呼叫主備聯(lián)鎖機(jī)，如果此時(shí)，主備聯(lián)鎖機(jī)均正常工作， 主備聯(lián)鎖機(jī)的VLE 板能收到控制命令，命令在輸入聯(lián)鎖機(jī)之前，進(jìn)行表決，如果兩個(gè)控制命令一致，則分別送入安全處理系統(tǒng)；如果不一致，則以主用聯(lián)鎖機(jī)所接收的命令為準(zhǔn)；假如雙機(jī)的同步表決通道通信中斷，則以各自所接收的控制命令為準(zhǔn)。在接收的控制命令的同時(shí)，主備聯(lián)鎖機(jī)將各自的表示送往，但將來自備用

34、設(shè)備的表示信息過濾掉，只顯示主用設(shè)備的狀態(tài)，只有在必要時(shí)，才能由人工選看備用設(shè)備狀態(tài)。只有當(dāng)安全型、非安全型通信正常、手動(dòng)切換程序、安全系統(tǒng)正常工作時(shí)，系統(tǒng)輸出“聯(lián)機(jī)正?！钡睦^電器。上面所述的 “聯(lián)機(jī)正?！?，使聯(lián)鎖機(jī)的 VRD 接點(diǎn)構(gòu)成雙機(jī)切換的電路。 雙機(jī)切換邏輯由聯(lián)鎖機(jī)完成，當(dāng)任何一個(gè)聯(lián)鎖機(jī)檢查到 VLE 板、聯(lián)鎖機(jī)、手動(dòng)切換沒有啟動(dòng)，聯(lián)鎖機(jī)輸出一個(gè)聯(lián)鎖機(jī)工作正常的繼電器，表示系統(tǒng)已聯(lián)機(jī)；當(dāng)其中任何一個(gè)條件不滿足，此繼電器落下，表示聯(lián)鎖機(jī)脫機(jī)。轉(zhuǎn)換電路是手動(dòng)或自動(dòng)完成切換。一旦一個(gè)系統(tǒng)被關(guān)閉 (VPS 斷電 ) ，備用系統(tǒng)自動(dòng)接管聯(lián)鎖控制。備用系統(tǒng)也被構(gòu)造成優(yōu)先于自動(dòng)操作的手動(dòng)操作。由于

35、備用系統(tǒng)是與主系統(tǒng)一致工作的，所以所有邏輯參數(shù)存儲(chǔ)在兩個(gè)系統(tǒng)里，并同時(shí)更新，這樣在轉(zhuǎn)換時(shí)數(shù)據(jù)就不會(huì)丟失了。3.4.3聯(lián)鎖機(jī)的安全體系結(jié)構(gòu)按照歐洲鐵路標(biāo)準(zhǔn)EN50129 ，對(duì)鐵路安全電子系統(tǒng)推薦了三種故障-安全型設(shè)備的體系結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)述如下：“反應(yīng)故障 -安全”：這種體系的前提是由快速的故障檢測(cè)和對(duì)任何危險(xiǎn)失效進(jìn)行避錯(cuò)來保證它的安全操作（例如通過編碼、多版軟件比較、或通過連續(xù)的測(cè)試） 。也就是說它的控制和防護(hù)部分是完全獨(dú)立。見下圖：防護(hù)部分控制部分“組合故障 - 安全 ”： 組合故障 -安全系統(tǒng)有二取二、三取二等。使用這種技術(shù)時(shí)，每個(gè)安全性相關(guān)功能必須至少由兩個(gè)部件執(zhí)行，每個(gè)部件應(yīng)當(dāng)獨(dú)立于其他的部件

36、。只有當(dāng)大多數(shù)部件一致時(shí)，才允許進(jìn)行非限制性行動(dòng)。見下圖：通道1通道2“固有故障 -安全 ”：這種技術(shù)是在假定單個(gè)部件所有可信的失效模式均無危險(xiǎn)的情況下，允許一個(gè)安全性功能由一個(gè)單獨(dú)部件來執(zhí)行。固有故障-安全也可用在組合和反應(yīng)故障 -安全系統(tǒng)的某些功能中，例如，用來確保部件之間的獨(dú)立性或如果檢測(cè)到一個(gè)危險(xiǎn)側(cè)失效時(shí)來強(qiáng)制停止運(yùn)轉(zhuǎn)。VPI 是 ALSTOM 美國(guó)公司 （原 GRS 公司）設(shè)計(jì)的專用于鐵路信號(hào)聯(lián)鎖控制的專利產(chǎn)品，采用了多重故障-安全技術(shù)，獲得了國(guó)際上的安全認(rèn)證。根據(jù) EN50129 標(biāo)準(zhǔn)（在此之前為 ORE A155 建議）的定義， VPI 綜合運(yùn)用了“反應(yīng)故障 -安全” 、“組合故

37、障 -安全”和“固有故障 -安全”技術(shù)。防護(hù)部分驗(yàn)證和使能固有故障安全通道1執(zhí)行部分通道2（現(xiàn)場(chǎng)接口）控制部分聯(lián)鎖機(jī)從硬件上分通道1 和通道 2 二部分進(jìn)行聯(lián)鎖運(yùn)算。對(duì)同一信號(hào)設(shè)備， 在通道 1和通道 2 中采用了獨(dú)立相異的二組編碼來表示，運(yùn)行各自獨(dú)立的軟件，使聯(lián)鎖機(jī)從硬件到軟件均構(gòu)成二取二的“組合故障-安全”體系結(jié)構(gòu)。在聯(lián)鎖運(yùn)算采用二取二模式的基礎(chǔ)上，通道1和通道 2每執(zhí)行一行程序，均分別構(gòu)成校核字的一部分被實(shí)時(shí)的送到以VPS 板為核心的獨(dú)立的安全防護(hù)（校驗(yàn)）部分進(jìn)行校核，以監(jiān)督系統(tǒng)完好，且每行程序均得到正確執(zhí)行。VPS 板還對(duì)各安全型輸出端口進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)校核（校核周期為50ms），確保防護(hù)

38、電路能在系統(tǒng)可能發(fā)生錯(cuò)誤輸出之前即切斷輸出通道的電流，以實(shí)現(xiàn)故障 -安全目的。 在這里， VPI 系統(tǒng)應(yīng)用了 “反應(yīng)故障 -安全”技術(shù)。VPI 系統(tǒng)中的 VPS 板、安全型輸入、輸出板以及安全型輸出板中的AOCD 元器件，均象安全型繼電器一樣具有“固有故障-安全”特性。3.4.4聯(lián)鎖機(jī)的冗余結(jié)構(gòu)VPI系統(tǒng)有基于模塊化設(shè)計(jì)的完整的冗余系統(tǒng)的構(gòu)造，它由兩套獨(dú)立的系統(tǒng)板和輸入 /輸出板和以之為基礎(chǔ)的轉(zhuǎn)換邏輯電路構(gòu)成，保證系統(tǒng)在切換時(shí)不丟失信息。由于系統(tǒng)按動(dòng)態(tài)冗余的原則設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的主用和備用只是表明系統(tǒng)的工作狀態(tài)，與設(shè)備的物理概念無關(guān)。主系統(tǒng)和備用系統(tǒng)分別執(zhí)行同一工作，經(jīng)同步檢查，確保主備系統(tǒng)同步工作

39、，實(shí)現(xiàn)真正的熱備冗余。參照 EN50129 標(biāo)準(zhǔn)，VPI 是具有部分 “固有故障 -安全”電路，既采用了二取二的 “組合故障 -安全”技術(shù)，又采用了“反應(yīng)故障 -安全”技術(shù)的綜合安全系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，卡斯柯公司提供的 VPI 系統(tǒng)是雙套冗余熱備的，這既滿足了鐵道部的技術(shù)要求，又提高了系統(tǒng)的可靠性和可用性。VPI 系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成所有有源元器件加罩與外界隔離屏蔽，而設(shè)備又能永遠(yuǎn)通電，在固定的動(dòng)態(tài)環(huán)境中，VPI 系統(tǒng)可以在 -20 C +60 C 情況下工作。安全型輸入板由放浪涌保護(hù)電路提供瞬時(shí)保護(hù)。這個(gè)電路可以處理3.6 瓦的瞬態(tài)電壓，峰值電流為30A。改電路能為輸出板端口在瞬態(tài)提供一條通路以使電路

40、板上的其它部分免受損壞。系統(tǒng)的安全性和可靠性滿足下列指標(biāo)：雙通道不可檢出錯(cuò)誤概率：5.43X10-20系統(tǒng)不可檢出危險(xiǎn)間隔：5.8X10 10 年；平均故障間隔時(shí)間（MTBF） 15，000， 000 小時(shí)；平均故障維護(hù)時(shí)間（MTTR） 10 分鐘；系統(tǒng)可用度1,000,000小時(shí) / （ 1,000,000小時(shí) 10 分鐘） 99.99998%第四章人機(jī)界面子系統(tǒng)4.1概述本系統(tǒng)的人機(jī)界面模塊亦稱 MMI 子系統(tǒng) , 它采用高分辨率的彩色顯示器作為系統(tǒng)的表示設(shè)備，車站值班員用鼠標(biāo)進(jìn)行操作，系統(tǒng)給與簡(jiǎn)潔明了的表示和語(yǔ)音提示。系統(tǒng)軟件具有較強(qiáng)的穩(wěn)固性，對(duì)用戶的各種正常和非正常的操作有較強(qiáng)的識(shí)別能

41、力，不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)死機(jī)或表示混亂，對(duì)于非正常操作給予提示。MMI 完成以下功能：操作員發(fā)送控制命令和接收現(xiàn)場(chǎng)表示信息的接口；主 MMI 與其它熱備 MMI 、SDM 子系統(tǒng)、 仿真測(cè)試系統(tǒng)等通過高速網(wǎng)絡(luò)交換信息； MMI 與仿真測(cè)試系統(tǒng)通信需要安插軟件檢查塊，否則不能進(jìn)入仿真測(cè)試狀態(tài)。完成非安全聯(lián)鎖邏輯功能（如選路判斷、表示等）；對(duì)聯(lián)鎖電路進(jìn)行脫機(jī)模擬試驗(yàn)。MMI 工作于 WIN2000 或更高版本的WINDOWS多任務(wù)操作系統(tǒng)，采用N+1 熱備工作方式，使用高可靠的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，通過高速網(wǎng)口與其它子系統(tǒng)交換信息。4.2 MMI 界面描述MMI界面由站場(chǎng)圖、輸入操作窗口、系統(tǒng)設(shè)備狀態(tài)窗口、信息

42、提示窗口、時(shí)鐘窗口等部分組成。系統(tǒng)向用戶提供完善的漢字功能，在系統(tǒng)的畫面顯示、報(bào)警信息、操作提示、報(bào)警打印等方面均實(shí)現(xiàn)漢字輸出，這更適合于國(guó)內(nèi)用戶的應(yīng)用。主要內(nèi)容如下：a. 信號(hào)設(shè)備布置模型 ;b. 主要操作表示 ;c. 信號(hào)機(jī)的狀態(tài)表示 ;d. 道岔位置表示 ;e. 列車和調(diào)車進(jìn)路的鎖閉狀態(tài)表示;f. 軌道及道岔區(qū)段的占用表示 ;g.反映進(jìn)路控制過程的其它必要表示;h.區(qū)間閉塞狀態(tài)的表示;i.非進(jìn)路調(diào)車、局部控制、平面溜放調(diào)車以及與其它系統(tǒng)聯(lián)系的相應(yīng)表示;j. 主要設(shè)備的報(bào)警 ;k. 其它必要的表示和報(bào)警。4.2.1站場(chǎng)圖窗口顯示一幅完整的車站信號(hào)平面圖，背景建議為黑色。1 信號(hào)機(jī)及信號(hào)名稱

43、信號(hào)機(jī)主要分為進(jìn)站信號(hào)機(jī)、出發(fā)信號(hào)機(jī)和調(diào)車信號(hào)機(jī)等，除了進(jìn)站信號(hào)機(jī)有兩個(gè)燈位外，其余均只有一個(gè)燈位。在正常情況下，進(jìn)站信號(hào)機(jī)顯示紅燈；正線通過時(shí)，進(jìn)站信號(hào)機(jī)顯示綠燈；辦理正線停車時(shí)，進(jìn)站信號(hào)機(jī)顯示單黃燈；辦理側(cè)線停車時(shí)，進(jìn)站信號(hào)機(jī)顯示雙黃燈；辦理引導(dǎo)時(shí)，進(jìn)站信號(hào)機(jī)顯示白燈和紅燈。在正常情況下，出發(fā)兼調(diào)車信號(hào)機(jī)顯示灰色；開放列車信號(hào)顯示綠燈；開放調(diào)車信號(hào)顯示白燈。在正常情況下，調(diào)車信號(hào)機(jī)顯示灰色；開放時(shí)顯示白燈。信號(hào)機(jī)燈絲斷絲時(shí)，閃光告警顯示：進(jìn)站信號(hào)機(jī)一燈絲斷絲時(shí)顯示“紅閃”，二燈絲斷絲時(shí)顯示“紅穩(wěn)藍(lán)閃”；出發(fā)兼調(diào)車信號(hào)機(jī)斷絲時(shí)顯示“藍(lán)閃”；調(diào)車信號(hào)機(jī)斷絲時(shí)顯示“藍(lán)閃”。2 道岔及道岔號(hào)在定位

44、時(shí)道岔名稱為綠色，反位時(shí)道岔名稱為黃色。道岔的定位位置應(yīng)與信號(hào)平面圖上的開向一致，到道岔由定位轉(zhuǎn)到反位后，開向應(yīng)作相應(yīng)改變。道岔在四開位置時(shí)，岔尖處無顯示，如果超過規(guī)定時(shí)間無表示，則認(rèn)為該道岔擠岔，發(fā)出語(yǔ)音報(bào)警；道岔修復(fù)后，道岔顯示正常開向，岔尖變?yōu)槌B(tài)，該道岔恢復(fù)使用。當(dāng)?shù)啦韱捂i時(shí)，該道岔號(hào)碼顯示紅色，當(dāng)?shù)啦斫怄i時(shí)，該道岔號(hào)碼顯示黃色或綠色。當(dāng)辦理咽喉道岔引導(dǎo)總鎖時(shí)，全咽喉道岔鎖閉，道岔號(hào)碼顯示紅色；辦理咽喉引導(dǎo)總鎖恢復(fù)，全咽喉道岔解鎖，其號(hào)碼恢復(fù)綠色或者黃色。3 軌道電路在缺省狀態(tài)下，軌道電路顯示綠色光帶，道岔區(qū)段光帶顯示道岔的開向。一般來說，當(dāng)區(qū)段占用時(shí)，軌道電路無條件顯示紅色光帶；若無

45、車占用，區(qū)段鎖閉時(shí)，區(qū)段顯示白色光帶；當(dāng)區(qū)段解鎖時(shí)出現(xiàn)故障，顯示綠光帶。區(qū)段占用表示的等級(jí)優(yōu)先于區(qū)段鎖閉表示。4 站間 / 場(chǎng)間聯(lián)系表示對(duì)于區(qū)間為自動(dòng)閉塞的車站，在站場(chǎng)顯示上對(duì)應(yīng)于每個(gè)發(fā)車方向有接車方向表示（綠色箭頭表示）和發(fā)車方向表示（綠色箭頭表示），表示信息來自VPI 。對(duì)于區(qū)間為半自動(dòng)閉塞的車站，在站場(chǎng)圖上對(duì)應(yīng)于每個(gè)發(fā)車方向有接車方向表示（箭頭表示）和發(fā)車方向表示（箭頭表示）。箭頭的顏色有紅色、綠色和黃色。正常情況下，進(jìn)站信號(hào)機(jī)附近無接發(fā)車表示。5其他表示在站場(chǎng)顯示圖上還有【3 分】、【 30 秒】延時(shí)表示燈，上下咽喉計(jì)時(shí)框等。咽喉兩頭分別有【X 排路】和【 S 排路】表示燈；顯示主副電

46、源的工作狀態(tài)；顯示主備MMI的工作狀態(tài)；3分、30秒延時(shí)對(duì)于值班員所辦理的每一個(gè)操作， MMI給出相應(yīng)的顯示以確認(rèn)操作的有效性；顯示在進(jìn)路建立但進(jìn)路未鎖閉狀態(tài)下的有關(guān)信息；顯示進(jìn)路延時(shí)解鎖的有關(guān)信息；顯示 VPI 和 SDM的運(yùn)行狀態(tài)；顯示聯(lián)鎖處理機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)；在車站入口處和股道上有車次窗顯示。4.2.2輸入操作窗口輸入操作窗口包含下列位圖按鈕。鼠標(biāo)按壓功能按鈕后，可辦理各種作業(yè)；一旦鼠標(biāo)發(fā)生故障，操作人員可以通過數(shù)字化儀進(jìn)行有關(guān)操作。位圖按鈕有以下種類：排列進(jìn)路取消進(jìn)路信號(hào)重開引導(dǎo)引導(dǎo)總鎖總?cè)斯そ怄i道岔總定道岔總反道岔單鎖道岔解鎖封鎖按鈕其它用戶所要求的有關(guān)操作第五章系統(tǒng)維護(hù)子系統(tǒng)5.1 概

47、述系統(tǒng)維護(hù)臺(tái)可與微機(jī)監(jiān)測(cè)站機(jī)構(gòu)成了二合一的子系統(tǒng)（微機(jī)監(jiān)測(cè)與系統(tǒng)維護(hù)子系統(tǒng)），以提高整個(gè)系統(tǒng)的綜合化水平。這樣的設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮了計(jì)算機(jī)的處理能力，提高了微機(jī)監(jiān)測(cè)對(duì)事件記錄的實(shí)時(shí)性，減少了用戶對(duì)硬件配置和維護(hù)。本章主要描述該子系統(tǒng)的系統(tǒng)維護(hù)臺(tái)功能。系統(tǒng)維護(hù)（ SDM ）模塊作為計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的子系統(tǒng)，主要為計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖完成系統(tǒng)維護(hù)及接口設(shè)備監(jiān)測(cè)的功能。本模塊包括一臺(tái)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、一臺(tái)彩色顯示器、一臺(tái)激光打印機(jī)、鼠標(biāo)、鍵盤。作為聯(lián)鎖計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的模塊，它實(shí)現(xiàn)對(duì) VPI 設(shè)備和接口設(shè)備的在線監(jiān)視和記錄，同時(shí)也可打印設(shè)備操作信息、日期和時(shí)間記錄。根據(jù)顧客的要求，電務(wù)維護(hù)終端可以與信號(hào)維護(hù)支持網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)，具有遠(yuǎn)程診斷功能。SDM 完成以下功能：聯(lián)鎖處理子系統(tǒng)的系統(tǒng)維護(hù)。通過高速網(wǎng)口接收聯(lián)鎖處理子系統(tǒng)的診斷結(jié)果信息、輸入 /輸出信息、 全站簡(jiǎn)化參數(shù)信息、指定參數(shù)詳細(xì)信息。系統(tǒng)正常工作時(shí)，不需要查詢， SDM 自動(dòng)接收聯(lián)鎖處理子系統(tǒng)的信息，當(dāng) SDM 故障修復(fù)后、或與聯(lián)鎖處理子系統(tǒng)通信恢復(fù)后