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1、*1项目六 正线联锁设备 知识要点1了解城市轨道交通正线联锁设备的特点。2正线车站联锁的有关概念。3掌握SICAS联锁设备组成及各部分作用。4掌握LOW的基本操作。*2理论内容正线联锁设备与传统的车站联锁在原理上相似，即在信号机、道岔和进路之间建立一定的相互制约关系，以保证列车在 进路上的运行安全，不同之处在于正线的联锁是ATC(列车自动 控制)系统的基础，联锁功能设计的优劣直接影响ATC系统的行 车安全、折返功能和行车间隔。大连*3目前我国城市轨道交通正线联锁设备存在多种类型，如大连快速轨道交通3号线应用的是由通号总公司研究设计院研制的 DS61l型计算机联锁，上海地铁2号线采用美国US&S
2、公司的MicroLok型计算机联锁系统，北京西直门至东直门快速轨道 交通采用铁道科学研究院通号所研制的TYJL一型计算机联锁 系统等，其中应用较为广泛的是SICAS型计算机联锁。SICAS是西门子计算机辅助信号系统(Siemens Computer Aided Signalling)的英文缩写，是一个模块化的、灵活的联锁 系统，可以通过单独操作、进路设置等方式实现对道岔、轨道 区段、信号机等室外设备的监督和控制。SICAS型计算机联锁被 广泛地应用在干线铁路、城市铁路。本节以SICAS型计算机联锁为例介绍正线联锁设备的构成、功能及操作等 *4一、SICAS联锁系统 联锁设备是城市轨道交通的重要
3、信号设备，用于控制车辆段内的建立进路、转换道岔、开放信号以及解锁进路，实现道 岔、信号、进路之间的联锁关系，以保证行车安全，提高作业 效率。车辆段的联锁设备早期采用继电集中联锁，目前多采用 计算机联锁。上海*51设备组成及功能计算机联锁设备普遍分为五层，即操作显示层、联锁逻 辑层、执行表示层、设备驱动 层以及现场设备层。SICAS型计 算机联锁分别对应为：LOW( 举 例：locale现场 operator操 作员 workstation工作站 )（现场操作员工作站)、SICAS(联 锁计算机)、STEKOP(现场接口 计算机)、DSTT(接口控制模块) 以及现场的道岔、轨道电路和 信号机，如
4、图61所示。图61 SICAS型计算机联锁总体结构*6系统中联锁计算机对现场设备的控制有三种基本配置。一是带DSTT(测试器，接口控制模块）的系统，由SICAS（西门子 计算机辅助信号系统）直接经DSTT控制现场设备；二是带DSTT 和STEKOP (现场接口计算机)的系统，SICAS经STEKOP和DSTT控 制现场设备；三是带ESTT(电子元件接口模块系统)的系统， SICAS直接经ESTT控制现场设备。除上述外，SICAS联锁系统还有与ATC（交通管制的意思）系统、其他联锁(车辆段联锁设备、相邻SICAS)的接口。*71)LOW(现场操作工作站)是人机操作界面，将设备和列车运行情况图形化
5、显示，接受操作人员的操作指令并传递给联 锁计算机进行处理。2)SICAS的联锁计算机根据需要可采用2取2结构或3取2结构，主要功能 是接收来自LOW的操作指令和来自现场 的设备状态信息，联锁逻辑运算，排 列、监督和解锁进路，动作和监督道 岔，控制和监督信号机，防止同时排 列敌对进路，向ATC发出进入进路的许 可，并将产生的结果状态和故障信息 传送至LOW。*83)根据配置不同，SICAS对现场设备控制部分包括ESTT、STEKOP、DSTT几 部分：ESTT可直接连接SICAS和现场设备，ESTT到联锁计算机的距离可达 100km。每个轨旁元件，如转辙机、信 号机、速度监督元件等，都有一个电子
6、 元件接口模块。每个元件接口模块都有 完整的硬件和所需控制轨旁元件的软件 ，大部分元件接口模块包含一个现场总 线接口板FEMES，用于保证SICAS、ESTT 、监控对象之间数据的传输。*9DSTT是分散式元件接口模块，经由并行线与SICAS相连，根据SICAS的命令控制现场设备，如道岔、信号机或轨道空闲检 测系统。从联锁计算机到DSTT的最大距离是30m，DSTT与轨旁元 件间最大距离1 km。DSTT系统的模块包括：道岔元件接口模块DEWEMO、信号机元件接口模块DESIMO、闪光元件接口模块DEBLIMO。 接口模块*10STEKOP是一个采用二取二结构的故障安全型计算机，实现联锁计算机
7、与DSTT间的连接，可控制100km的范围。 STEKOP(链接，接点的含义）的主要功能是：读入轨道空闲表 示信息和开关量信息，根据SICAS发出的命令和DSTT的结构， 分解命令，输出并控制DSTT，实现对转换设备、显示单元的 控制，并将开关量信息回传给SICAS。*112联锁主机的结构为保证设备安全和提高设备可靠性，目前联锁主机主要采用两种冗余方式：二取二系统和三取二系统。二取二系统由两个各自独立的、相同的、对命令同步工作的计算机通道组成，过程数据由两个通道输入、比较并进 行处理。只有两个通道处理结果相同时才能输出。独立于数 据流的在线计算机监测功能在一定的周期内完成一次，一旦 检测到故障
8、此系统将停止工作，避免连续出现故障引起的危 害。*12三取二系统由三个各自独立的、相同的、对命令同步工作的计算机通道组成。过程数据由三个通道输入、比较并进行处 理，只有当三个或两个通道处理结果相同时结果才能输出。如 果其中一个通道故障，在该检测周期内相关通道会被切除，联 锁计算机按二取二系统方式继续工作，只有当又一个通道故障 时，系统才停止工作。采用这种三取二的方式，提高了系统的 可靠性和安全性。 *133与有关设备接口(1)与车辆段联锁接口 正线车站与车辆段的信号接口设 有相互进路照查电路，操作人员 只有确认设置于控制台或计算机 屏幕的照查表示灯显示后才能开 放信号。主要联锁关系包括：1)不
9、能同时向对方联锁区排列进路。2)当进路中包含有对方轨道电路时，必须根据对方相关轨道电路空闲信息进行进路检查，进路排出后须将排列信息传送 至对方并要求对方排出进路的另一部分。3)列车入段时，车辆段必须先排接车进路，正线车站才能排列入段进路，以减少对咽喉区的影响。*14(2)与洗车机接口 只有得到洗车机给出的同 意洗车信号时，才能排列 进入洗车线的进路，否则 ，不能排列进路。*15(3)与防淹门接口 在特别情况发生时，SICAS联锁通过与防淹门的接 口保证列车运行安全。联锁设备与防 淹门间传递的信息包括：防淹门“开门 状态”信息、“非开状态”信息“请求关 门”信号以及信号设备给出的“关门允 许”信
10、号。“防淹门”的作用主要是，当过江隧道破裂、珠江水涌进地铁站等意外事故发生时，闸门能根据信号在短时间内自动紧急 关闭，防止事态扩大。据介绍，这四扇“防淹门”每扇能抵御的最大水压冲力是419吨，相当于1平方厘米大的指甲承受23公斤 的压力。另外，门槽四周采用 P型橡胶水封，与机车轨道接触 的部分则采用特殊结构，使得闸门关闭时，闸门与轨道之间滴 水不漏。 *16其基本联锁关系主要表现为：1)只有检测到防淹门的“开门状 态”信息而且未收到“请求关门”信号时才能排列进路。2)信号机开放后，收到防淹门“ 非开状态”信息时，立即关闭并封锁信号机。 3)信号机开放后，收到防淹门“请求关门”信号时，关闭并封锁
11、始端信号机并取消进路(接近区段有车时延时30s取消进路 )，通过轨道电路确认隧道内没有列车后立即发出“关门允许”信号，否则需要防淹门操作人员人工确认列车运行情况并根据 有关规定人工关门。*17(4)与ATC接口 SICAS联锁与ATC的连接通过逻辑的连接来实现，响应来自ATS的命令，进行联锁逻辑运算，在满足安 全的前提下，控制进路、道岔和信号机，并将进路、轨道电路 、道岔、信号机的状态信息提供给ATS(列车自动监视)、ATP( 列车自动防护)、ATO(列车自动运行)，主要设备状态信息包括 ：进路状态进路的锁闭、占用、空闲；信号机的状态信号机的开放、关闭；道岔位置道岔的定位、反位、四开、挤岔；轨
12、道电路状态占用、锁闭、空闲。*18(5)与相邻联锁系统接口 城市轨道交通正线车站被划分为数个联锁区，各联锁区的相互连接经由联锁总线通过连接中 央逻辑层实现，联锁边界处的每个设备均以其进路特征反映至 相邻联锁系统。当一条进路的始端信号机和终端信号机位于不同联锁区时，进路由始端信号机所在的联锁区来设定，进路包括带有自身 联锁区内进路部分和相邻联锁区内进路部分的连接点，两部 分相互作用实现SICAS联锁的链接。*19地铁正线信号系统组成*20二、进路控制 1进路设置为确保城市轨道交通高密度行车下的安全，SICAS联锁系统与ATP相结合，进路由防护信号机防护，但列车在进路中的运行 安全由ATP负责(列
13、车自动防护) 。SICAS联锁系统共有四种进路设置方式。(1)ATS (列车自动监视)的自动列车进路 ATS按照运行图，根据列车的车次号，结合列车的运行位置，发送排列进路的 命令给SICAS联锁，自动排列进路。(2)RTU（远程终端设备）的自动列车进路 当中央ATS系统故障或与OCC(控制中心)中央设备的传输通道故障时，驾驶员 在列车人工输入目的地码，车站ATS的远程终端单元(RTU)能根 据从轨旁PTI环线(即车地通信轨旁接收设备)接收到的目的地码 ，向SICAS联锁发布排列进路命令，自动排列进路。*21*22(3)追踪进路 这是SICAS联锁自有的功能，在列车占用触发轨时，SICAS可向带
14、有追踪功能的信号机发布排列进路命 令，自动排列出一条固定的进路，开放追踪进路的信号。(4)人工排列进路 可由操作员在获得操作权的LOW(现场操作工作站)或中央ATS的MMI(人机接口，人机界面)上，通过 鼠标和键盘输入排列进路命令，人工排列进路。人工排列进路始终优先，自动列车进路与追踪进路功能是对立的，对于单个信号机而言，选择了自动排列进路，就不能 选择追踪进路。操作员可在LOW或MMI输入命令，开放、关闭信 号机的自动排列进路或追踪进路功能。*232进路排列的条件1)进路中的道岔没有被征用在相反的位置上。2)进路中的道岔没有被人工锁定在相反的位置上。3)进路中的道岔区段、轨道区段没有被封锁。
15、4)进路中的信号机没有被反方向进路征用。5)进路中的监控区段没有被进路征用。(如：列车正在通过进路的监控区段或列车通过进路后，监控区段不能正常解 锁，出现绿光带现象，则进路不能排列。)*246)进路的非监控区段没有被其他方向进路征用。(如：要排列进路的轨道区段(含保护区段)被其他方向的进路征用或其他 方向进路的轨道区段在解锁时出现非正常解锁且这些区段刚好 属于要排列的进路的某些区段，则进路不能排列。注：如果进 路的非监控区段是被同方向的进路征用，则可以再次征用。)7)从洗车厂接收到一个允许洗车的信号(只适用于排列进洗车线的进路)。8)与相邻联锁通信正常(只适用于排列跨联锁区的进路)。9)防淹门
16、打开且未请求关闭(只适用于排列通过防淹门的进路)。10)与车厂的照查功能正常(只适用于排列进车厂的进路)。 符合以上条件，进路能排列。进路在排列过程中，进路的道岔(含侧防道岔)能自动转换至进路的正确位置。*253有关概念(1)进路的组成 进路一般由三部分组成，分别为主进路、保护区段及侧面防护。主进路是指进路上从始端信号机至终 端信号机的路径，分为监控区段(含道岔区段)、非监控区段。 保护区段是指终端信号机后方的一至两个区段。侧面防护由道 岔、信号机及轨道区段的单个元素或组合元素组成。(2)多列车进路 SICAS联锁中一般不设通过信号机，只设置防护信号机，有些进路包含了若干个轨道区段(多至十几 个轨道区段以上)。由于城市轨道交通运行间隔小、车流密度 大，列车运行安全由ATP系统保护，因此一条进路中允许多个 列车运行。如图6-2所示，S1 S2为多列车进路，只要监控 区空闲即可排出以S1为始端的进路，开放S1。*26对于多列车进路，当列车1出清监
