1、2020/8/18,1,計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的背景知識,計算機(jī)聯(lián)鎖的類型 國鐵目前廣泛使用計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的有雙機(jī)熱備、三取二容錯、二乘二取二計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，納入維規(guī)的9種計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)：1、雙機(jī)熱備的五種：TYJL-、DS6-11、VPI、 CIS-1、 JD-1A2、三取二容錯的兩種：TYJL-ECC、TYJL-TR93、二乘二取二兩種，DS6-K5B、EI32-JD4、維規(guī)公布實施后，取得“行政許可”的ILOCK、 TYJL-ADX、TYJL-這三種也為二乘 二取二計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)。,2020/8/18,2,TYJL-II型計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng),鐵道科學(xué)研究院通號所研制 雙機(jī)熱備系統(tǒng) 1. TYJL-I

2、I型的應(yīng)用 北京1號線四惠車輛段 廣州地鐵2號線車輛段 深圳地鐵車輛段 南京地鐵1號線車輛段、 大連輕軌車輛段 重慶單軌交通 北京13號正線車站計算機(jī)聯(lián)鎖以及車輛段計算機(jī)聯(lián)鎖,2020/8/18,3,目錄,系統(tǒng)硬件組成 子系統(tǒng)及其功能 系統(tǒng)軟件 系統(tǒng)的性能,2020/8/18,4,一、系統(tǒng)硬件組成,1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu),2020/8/18,5,2.系統(tǒng)特點,系統(tǒng)具有高安全性 系統(tǒng)具有高可靠性 系統(tǒng)具有很好的可用性 具有可擴(kuò)展性和遠(yuǎn)程控制能力 具有良好的可維修性,2020/8/18,6,3.系統(tǒng)組成,1.監(jiān)控系統(tǒng) 2.聯(lián)鎖機(jī) 3.執(zhí)表機(jī) 4.接口系統(tǒng) 5.電務(wù)維修機(jī) 6.電源 7.應(yīng)急臺,2020/8/

3、18,7,1.監(jiān)控系統(tǒng) 人機(jī)接口。系統(tǒng)的人機(jī)界面軟件安裝在監(jiān)控機(jī)中，完成控制臺屏幕顯示、操作處理、進(jìn)路預(yù)選、站場變化及設(shè)備工作狀態(tài)記錄、錯誤提示等功能。 監(jiān)控系統(tǒng)主要由監(jiān)控機(jī)和控制臺組成。,二、子系統(tǒng)及功能,2020/8/18,8,監(jiān)控機(jī)-監(jiān)控系統(tǒng)的核心，工業(yè)控制計算機(jī)。 功能 接收車站值班員的有效操作命令，提供站場圖像顯示和語音、文字提示與時鐘信息，以及整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)信息，報警信息和簡要的故障信息。 與聯(lián)鎖機(jī)進(jìn)行通信，交換信息，向聯(lián)鎖機(jī)傳送初選的進(jìn)路控制命令及其他操作命令信息，接收聯(lián)鎖機(jī)發(fā)送的道岔、信號機(jī)、軌道電路等表示信息。,2020/8/18,9,自動存儲信息，在每天的零點和12點將

4、該點之前的車站值班員所有操作、道岔、信號、軌道表示信息及聯(lián)鎖系統(tǒng)的工作狀態(tài)等信息，自動存盤，形成以日期為文件名的信息記錄文件。 和電務(wù)維修機(jī)交換信息，向電務(wù)維修機(jī)提供信息記錄和未存盤的各種信息，接收維修機(jī)修改的時鐘信息。 同CTC、TDCS通信，為控制中心提供站場信息。 根據(jù)控制臺發(fā)送的控制命令初選進(jìn)路。,2020/8/18,10,控制臺 系統(tǒng)使用的直接人機(jī)界面部分，由監(jiān)控機(jī)管轄。有數(shù)字化儀、鼠標(biāo)、數(shù)字化儀加鼠標(biāo)和單元控制臺四種可選方式。 功能 顯示站場狀態(tài)，接受操作命令； 將站場表示、進(jìn)路狀態(tài)、操作結(jié)果用彩色監(jiān)視器或單元表示 盤的光帶顯示給操作人員； 將操作人員的操作命令傳輸給監(jiān)控機(jī)。,20

5、20/8/18,11,2.聯(lián)鎖機(jī) 聯(lián)鎖機(jī)主要由計算機(jī)層、電源層、采集板、驅(qū)動板、零層等組成。 聯(lián)鎖機(jī)的主要功能： 實現(xiàn)與監(jiān)控機(jī)和執(zhí)表機(jī)的通信。聯(lián)鎖備機(jī)（在聯(lián)機(jī)狀態(tài)）定時呼叫主機(jī)，進(jìn)行信息交換和信息比較。 實現(xiàn)信號設(shè)備的聯(lián)鎖邏輯處理功能，完成進(jìn)路確選、鎖閉，發(fā)出開放信號和控制道岔的控制命令。,2020/8/18,12,采集現(xiàn)場信號設(shè)備狀態(tài)，如軌道電路狀態(tài)、道岔表示狀態(tài)、信號機(jī)狀態(tài)等。 輸出動態(tài)控制命令，通過動態(tài)驅(qū)動板驅(qū)動偏極繼電器，控制動作現(xiàn)場設(shè)備。 在熱備方式工作時，主備機(jī)之間進(jìn)行信息交換。當(dāng)同步工作時，系統(tǒng)出現(xiàn)故障，能進(jìn)行熱切換。,2020/8/18,13,3.執(zhí)表機(jī) 執(zhí)行表示機(jī)簡稱執(zhí)表機(jī)。

6、執(zhí)表機(jī)只負(fù)責(zé)表示信息的采集和控制命令的執(zhí)行，不參與聯(lián)鎖運算，類似于簡單的邏輯系統(tǒng)。 不是所有的車站都有執(zhí)表機(jī)，只有當(dāng)聯(lián)鎖機(jī)柜的容量不能滿足車站監(jiān)控對象數(shù)量的需要時，才設(shè)執(zhí)表機(jī)。執(zhí)表機(jī)的容量為640個二進(jìn)制對象，控制容量為256個二進(jìn)制對象。,2020/8/18,14,執(zhí)表機(jī)的功能： 接收聯(lián)鎖機(jī)發(fā)出的執(zhí)行命令和向聯(lián)鎖機(jī)發(fā)送采集信息； 采集現(xiàn)場信號設(shè)備狀態(tài)； 輸出動態(tài)控制命令，通過動態(tài)驅(qū)動板驅(qū)動偏極繼電器，控制現(xiàn)場設(shè)備。,2020/8/18,15,4.接口系統(tǒng) TYJL-II型計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)基本上完全保留了6502繼電集中聯(lián)鎖對室外設(shè)備的控制和表示電路（如道岔控制電路，信號點燈電路等），以這些電路

7、中的相關(guān)繼電器（定/反位操縱繼電器、定/反位表示繼電器、軌道繼電器、信號繼電器和燈絲繼電器等）為界面進(jìn)行控制和信息采集。,2020/8/18,16,通常在機(jī)械室內(nèi)靠近計算機(jī)房的地方設(shè)置接口架，由聯(lián)鎖機(jī)、執(zhí)表機(jī)的零層端子，采集層和驅(qū)動層引出的采集回線和驅(qū)動回線以及大量的采集和驅(qū)動電纜均以32芯插頭插接至本接口架的里側(cè)。接口架是主控系統(tǒng)與接口系統(tǒng)的一個十分清晰的分界面。,2020/8/18,17,接口系統(tǒng)可分為兩大部分： 一是基本未做更改的6502繼電電路以及其他電路或系統(tǒng)； 二是計算機(jī)聯(lián)鎖所特有的，分為采集電路、驅(qū)動電路和專用防護(hù)電路。 接口電路必須符合故障安全原則。,2020/8/18,18,

8、信息采集電路,采集電路原理,2020/8/18,19,輸出驅(qū)動電路,2020/8/18,20,防護(hù)電路 TYJL-II型計算機(jī)聯(lián)鎖主控系統(tǒng)中經(jīng)過改進(jìn)的采集板和驅(qū)動板已經(jīng)達(dá)到部頒防雷標(biāo)準(zhǔn)，在接口系統(tǒng)中增設(shè)的防護(hù)電路是為重雷區(qū)內(nèi)增強雷電防護(hù)能力而設(shè)的，對電氣化區(qū)段牽引電流的侵入也有相當(dāng)?shù)姆雷o(hù)能力。,2020/8/18,21,5.電務(wù)維修機(jī) 電務(wù)維修機(jī)通過與主備監(jiān)控機(jī)連接，接收監(jiān)控機(jī)送來的系統(tǒng)運行狀態(tài)的各種信息，儲存記錄系統(tǒng)的全部運行信息，向監(jiān)控機(jī)傳送修改后的時鐘信息。 電務(wù)維修機(jī)是計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的重要輔助設(shè)備，為維修人員提供人機(jī)界面，與其他系統(tǒng)的連接一般也是通過維修機(jī)實現(xiàn)的。,2020/8/18,

9、22,電務(wù)維修機(jī)的功能 1. 屏幕顯示功能 2.記錄功能 操作記錄，車站值班員的操作過程記錄； 鉛封按鈕記錄，車站值班員對鉛封按鈕的操作記錄； 變化信息，所采集的變化信息記錄； 提示信息，控制臺錯誤提示記錄； 報警記錄，各種報警提示信息記錄；,2020/8/18,23,電務(wù)維修機(jī)的功能 3. 圖像再現(xiàn)功能 4. 時鐘功能 監(jiān)控系統(tǒng)的時鐘統(tǒng)一由維修機(jī)進(jìn)行調(diào)校，以使整個系統(tǒng)的時鐘保持一致。 5.與遠(yuǎn)程診斷設(shè)備的通信功能 6.與微機(jī)監(jiān)測及TDCS、CTC的接口功能 7. 幫助功能,2020/8/18,24,6. 電源 電源系統(tǒng)主要由系統(tǒng)電源及配電柜、主控機(jī)柜電源、動態(tài)驅(qū)動電源、切換電源組成。,202

10、0/8/18,25,電源分布圖,2020/8/18,26,7.應(yīng)急盤 在計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)失效時，用以控制道岔和引導(dǎo)信號。應(yīng)急盤有直觀、清晰的站場圖形表示，并有道岔位置及引導(dǎo)信號開放的表示。 雙機(jī)熱備型計算機(jī)聯(lián)鎖的兩套設(shè)備正常時，無須使用應(yīng)急盤，只有兩套設(shè)備都不能使用時，為了不影響行車，才啟用應(yīng)急盤扳動道岔，替代人搖道岔，但應(yīng)急盤沒有聯(lián)鎖條件，它的安全要由人來保證。,2020/8/18,27,1.系統(tǒng)軟件構(gòu)成,三、系統(tǒng)軟件,2020/8/18,28,2.系統(tǒng)軟件概述 人機(jī)對話層 聯(lián)鎖邏輯運算層 執(zhí)行層 安全輸入程序和安全輸出程序。 監(jiān)控機(jī)軟件流程如右圖所示。,2020/8/18,29,四、系統(tǒng)的性

11、能,1. 系統(tǒng)的安全性：,高可靠性和實現(xiàn)故障安全是對聯(lián)鎖系統(tǒng)的基本要求。TYJL型計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)在核心聯(lián)鎖系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計和結(jié)構(gòu)上采取了一系列措施，使其具有良好的可靠性和故障安全性能。,（1）系統(tǒng)嚴(yán)格采用閉環(huán)控制原理，通過對輸出控制命令分層雙重回讀的閉環(huán) 控制. （2）采用動態(tài)輸出方式，當(dāng)軟、硬件故障時，系統(tǒng)將自動停止動態(tài)輸出。,2020/8/18,30,（3）采用多種軟件冗余技術(shù)提高系統(tǒng)的安全性。 （4）信息采集采用動態(tài)檢查、雙譯碼校核以及采集總線控制命令回讀的工作方 式，以確保采集電路的故障安全 （5）采用專用的、無任何“黑箱”部分的軟件平臺和全部軟件固化后“就地”運行的工作方式提高系統(tǒng)軟件的可靠性和安全性。 （6）聯(lián)鎖總線采用專門研發(fā)安全信息通道。,2020/8/18,31,2.系統(tǒng)具有高可靠性和出色的可用性 （1）系統(tǒng)全面