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1、2019年10月,K5B计算机联锁系统,DS6-K5B型计算机联锁，是通号公司研究设计院与日本京三公司联合开发的新系统。系统的联锁机和输入输出电路采用京三公司的DS6-K5B型产品。该产品所有涉及到安全信息处理和传输的部件均按照“故障-安全”原则采取了2重系结构设计 “ K5B”是沿用日本叫法，“D”为设计，“S”是信号，“6”指的是6502。,概述,联锁处理部件采取双CPU共用时钟，对数据母线信号执行同步比较，发生错误时使输出倒向安全，具备了“故障安全”性能。联锁2重系为主从式热备冗余，通过高速通道进行数据交换，保证2重系同步运行，可实现不间断切换。,概述,输入输出电路采用京三公司生产的电子
2、终端，电路为2重系并行工作，具有“故障-安全”性能。输入输出均采取静态方式。省去了“静态动态”变换电路，简化继电器接口电路设计。 DS6-K5B系统内各微机之间的通信全部通过光缆连接，提高了系统抗干扰能力和防雷性能，保证系统具有高的运行稳定性。,概述,DS6-K5B系统的联锁软件，在DS6系统联锁软件基础上移植生成，保留了通过铁道部计算机联锁检验站测试的联锁软件的核心程序和数据结构，保证新系统的联锁功能满足我国车站计算机联锁技术条件的要求。控显机和监测机的应用软件，由通号公司研究设计院承担，在WIN NT操作平台重新进行了开发，使得操作界面得到改善，功能进一步提高。,概述,DS6-K5B系统把
3、DS6应用软件的开发成果和日本京三公司生产的具有高可靠性和高安全性的专用计算机设备结合在一起，使系统的安全性、可靠性和适用性达到了新的水平。,概述,DS6-K5B型计算机联锁是目前在国内重大干线广泛采用的22取2的冗余型计算机联锁系统，用于车站信号联锁控制。 DS6-K5B计算机联锁系统以其系统优异的稳定和可靠性，在国内得到了用户的高度评价。,概述,DS6-K5B计算机联锁系统自2001年7月3日在兰州局陇西站首次开通以来，先后又在济南、昆明、呼和浩特、沈阳、武汉、兰州、西安、上海、广铁公司等局开通了400多个车站，其中包括京沪线（上海段和济南段）、胶济线、广深线、西合线、京广线（北段）、浙赣
4、线、武襄线等重要干线、大型客运站和编组站；目前在客专方面DS6-K5B计算机联锁已开通了胶济客专、合宁客专、合武客专，京津客专的北京南、天津站；沿海通道的甬台温客运专线以及国内第一条CTCS-3级列控系统的武广客运专线。 大型编组站方面，2005年到2009年分别开通了集-贲线、成都北、武汉北等多个大型的区域联锁系统。,系统运用介绍,2019年10月,目录,一、系统组成,1、系统组成 2、各部分组成及作用,DS6-K5B计算机联锁系统由五个部分组成：,控制台（人机界面） 联锁机 电务维护台 输入输出接口（电子终端，ET-PIO） 电源,1、系统组成,系统设备图,光分路器,主要特点,联锁处理部件
5、采取双CPU共用时钟，对数据母线信号执行同步比较，发生错误时使输出倒向安全。具备了“故障-安全”性能。联锁2重系为主从式冗余工作方式，通过高速通道进行数据交换，保证2重系同步运行，可实现不间断切换。 输入输出电路的电子终端电路为2重系并行工作，具有“故障-安全”性能。输入输出均采取静态方式，省去了“静态-动态”变换电路，简化继电器接口电路设计。 系统内各微机之间的通信全部通过光缆连接，传输距离远，抗干扰能力和防雷性能强，保证系统具有高的运行稳定性,并具有区域联锁功能。,2、各部分组成及作用,控制台 电务维护台 联锁机 输入输出接口 电源,2.1、控制台,2.1、控制台,2.1、控制台,2.1、
6、控制台,控制台由控显双机和车站值班员办理行车作业的操作和显示设备组成。操作设备一般选择鼠标。显示设备一般选用图形显示器。 每一台控显机内安装了两个采用光缆连接的串行通信接口板，用于同联锁机的2重系通信（INIO卡）。控显双机的工作方式为双机热备。 每一台控显机配备专用CTC通信接口，具有与分散自律型调度集中系统结合的功能。,2.1、控制台,DS6-K5B系统的控制台采用DS6系列的传统结构。操作显示设备设在运转室。根据用户要求操作设备可选择按钮盘、数字化仪或鼠标。表示设备可选单元式表示盘或显示器。 控显机采用PC总线工控机。机箱内除安装连接操作显示设备的接口板外，安装2块带有光电转换的串行通信
7、接口卡INIO，用于同联锁机通信。 控显机采用双机互为备用。控制台的操作和表示设备只设一套，通过控显机转换箱与工作的控显机连接。 控显双机切换需人工操作控显转换箱上的转换开关，将控制台操作和表示设备切换到备用机。 控显机双机与联锁机的两重系，通过光分路器构成交叉互连的冗余关系。,2.1、控制台,控显双机每一台内安装了两块INIO通信卡：INIO1、INIO2。分别用于同联锁机1系和2系通信。联锁机的每一系有两个与控显机通信的接口：CN1T（发送）、CN1R（接收）。为了实现联锁的每一系都能够与控显双机同时或与其中的任意一台单独通信。在联锁机与控显机之间的通信线路上增设了光分路器（Optical
8、 Branch Unit）。 光分路器的作用是将一侧的输入信号分成两路输出。同时将另一侧两路输入的信号合并成一路输出。,2.1、控制台,在DS6-K5B系统中用了两个光分路器（型号：SPHC）。1#光分路器用于联锁1系同控显双机连接，2#光分路器用于联锁2系与控显双机连接。 每个光分路器由两块电路板组成。一块电源板SPHC-PW，一块信号传送板SPHC-TT。光分路器由接口24V（I24V）供电。电源板产生5V电压供信号传送板工作。,2.1、控制台,2.1、控制台,SPHC-PW 3 3 CN1 CN2 4 4,SPHC-TT 2 CN1 1,电源板,信号传送板,IB24,IC24,图5：光分
9、路器电源连接图,2.1、控制台,电务维护台设备包括：监测机、通信监测机、键盘、显示器、打印机等。监测机、通信检测机内均安装有两个采用光缆连接串行通信接口板，分别用于与联锁机2重系和前置通信机2重系通信，从联锁双机和前置通信机取得联锁的系统维护信息。监测机和通信监测机针对联锁系统的相关命令和操作进行记录。 电务维护人员可以通过键盘，显示器，查询或输出各类监测信息。 每套电务维护台配备专用传输通道与集中监测系统通信。,2.2、电务维护台,联锁机由两部分构成，分别为联锁逻辑部和前置通信机； 联锁逻辑部做基本联锁功能运算，前置通信机主要与外部系统(TCC或RBC）建立链接和安全校验处理。 联锁逻辑部和
10、前置通信机间通过125M LAN 组成一个内部闭环网络，进行信息交互。,2.3、联锁机,2.3、联锁机,2.3、联锁机,联锁机逻辑部,联锁逻辑部由2重系组成，以主从方式并行运行。每一系采用故障安全的双CPU处理器，两系之间通过并行接口（FIFO）建立的高速通道交换信息，实现2重系的同步和切换。 联锁机每一系通过FSIO各用一对光缆经过光分路器与控显双机相连，使联锁的每一系都能够分别与两台控显机通信。联锁机每一系用一对光缆分别与监测机的两个光通信接口相连，联锁机每一系的维护信息分别送到电务维护机中。 联锁机每一系有5个连接电子终端的通信接口（FSIO），每个通信接口最多可连接三个电子终端机架，每
11、个车站可根据站场规模配置通信接口数量。 联锁机主、从系各自执行全部处理功能。 联锁机主系在每个处理周期的启始时刻向从系发出同步信号，令从系与主系保持周期同步。 联锁机主、从系交换处理结果。从系取与主系一致的结果输出。,联锁机的安全保障机制,处理器以一定的周期执行所有的处理，必要的硬件资源在规定的周期内会全部被访问到，对外部的输入和输出在规定的周期内全部进行更新。软件在执行过程中将输出交变的定时监视信号WDT和检查信号CHK，标志所有处理是按照规定周期正确执行。WDT信号接受故障-安全驱动电路（FSD）的监视。 故障-安全驱动电路对总线比较器输出的交变信号和WDT交变信号进行监视，当有一方停止变
12、化时，将从物理上（切断输出电路的电源）屏蔽对外输出。 设计了软件诊断程序。对总线比较器检查不到的部分（如未使用到的内存等），实现故障-安全功能，并对冗余系统管理用到的特定的硬件资源进行诊断监视。 系统的两重系之间，通过专门设计的信息交换通道，进行同步信息交换，实现两重系同步运行。当一系发生故障时停止工作，输出倒向安全侧，另一系自动接替工作，保证系统连续不间断地运行。,联锁逻辑部前视图,联锁逻辑部后视图,注：开关电源板时用手握住开关柄轻轻向外拉出，然后再上下扳动，不可直接用力扳动。,IPU6 板实现外部输入的直流 24V 至直流 5V 的转变，为本系逻辑电路提供稳定的 5V 电源，,电源板（IP
13、U6）,CPU板（F486-4）,注： 表示亮灯， 表示灭灯， 表示无关。,FSIO板指示灯说明,前置通信机,前置通信机由2重系组成，以主从方式并行运行。每一系采用故障-安全的双CPU处理器，两系之间通过并行接口（FIFO）建立的高速通道交换信息，实现2重系的同步和切换；硬件结构与联锁机主机类似，采用的设备板卡有一些差异。 前置通信机主、从系各自执行全部处理功能。 前置通信机主系在每个处理周期的启始时刻向从系发出同步信号，令从系与主系保持周期同步。 前置通信机主、从系交换处理结果。从系取与主系一致的结果输出。 前置通信机通过光缆与通信监测机连接，将与外部通信的数据发送至通信监测机。,前置通信机
14、前视图,125M LAN前面板指示灯说明,125M LAN后面板连接说明,HSC,-,SUB,6,KY,OS,AN,注：,为,SC,光纤接口,LAN,接收端,LAN,回线,LAN,发送端,输入输出接口称为电子终端（Electronic Terminal）。 电子终端是采用故障-安全型双CPU（FSCPU）构成的智能控制器。电子终端的输出电路按故障倒向安全的原则设计，输入采集电路通过有效的自检测功能，能够检测出输入电路的故障，保证输入信息的安全性。因此输出驱动和输入采集均采用静态方式，直接驱动安全型继电器。简化接口电路设计，方便系统维护。 电子终端也是2重系结构，安装在ET机笼内。每个ET机笼内
15、安装一对ET LINE通信模块，并用二根两芯光缆与联锁2系的TLIO(或F107P)接口的一个ET NET线路连接。每个ET机笼内可安装五对电子终端(ET-PIO)，每个电子终端带有32路输入和32路输出。联锁机IF486(或FSIO)接口最多可连接五个ET NET线路，每个ET NET线路最多可以连接三个ET机笼。,2.4、电子终端,LINE板正视图,ET-LINE板背视图,（J）电源接线,T：发送端 R：接收端,预留,输入输出板（ET-PIO）,电子终端前视图,U系,V系,U系,V系,SYSTEM,NORMAL,TXD,SYSTEM,NORMAL,TXD,PIO2-LOG,PIO2-LOG,1系,2系,SYSTEM,表示内容.正常,表示状态.正常时点灯，故障时灭灯,NORMAL,表示内容.正常,表示状态.正常时点灯，故障时灭灯,TXD,表示内容.送信,表示状态.送信时点灯,8,4,2,1,8,4,2,1,D7,D6,D5,D4,D3,D2,D1,D0,D7,D6,D5,D4,D3,D2,D1,D0,8,4,2,1,8,4,2,1,U系高位,U系低位,V系高位,V系低位,电子终端安全逻辑,电子终端的每块电路板都是智能的,控制是分散独立的。 每一系的每个电路板上都设有双CPU的故障安全处理器，完成对本板的输入输出数据的安全处理和对本板电路
