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1、计算机联锁系统简介段武 韩安平中国铁道科学研究院第2页 共 52 页计算机联锁系统简介 车站联锁简介 TYJL-II型、TR9型和ADX型联锁 系统简介第3页 共 52 页车站联锁简介一、车站联锁的基本概念和发展简介 二、国内计算机联锁的发展 三、计算机联锁系统的功能结构 四、计算机联锁系统的硬件结构 五、计算机联锁与继电联锁的主要区别 六、常见冗余结构的可靠性、安全性 七、计算机联锁系统的软件结构简介一、车站联锁的基本概念和发展过程 基本概念 分类简介 发展过程简介车站联锁的基本概念和发展过程 铁路车站基本是以建立进路的方式实现对列车和 车列运行的控制。 进路是由相关道岔和轨道区段组成，有信
2、号机指 示和防护的特定经路。进路的建立必须检查信号 、道岔、轨道区段的关系，并满足相应的条件， 且一旦建立后又必须加以“锁闭”，以免因误操作 或其他因素破坏进路而危及行车安全。 联锁就是通过技术方法确保信号、道岔、进路间 的相互关系正确。联锁设备是铁路车站保证列车 和车列正常和安全运行必不可少的核心基础设备 。车站联锁的基本概念和发展过程分类/构成要素： 考题 操纵方式 传输方式联 锁闭方式锁类型： 机械联锁 电机联锁 电气联锁 计算机联锁操作(道岔)方式：l 集中联锁 l 非集中联锁车站联锁的基本概念和发展过程n 机械集中联锁-以人力和机械传动方式集中操纵道岔 和臂板信号机，道岔握柄与信号握
3、柄间以机械锁床 实现联锁。 n 非集中机械联锁-人力就地分散操纵道岔，以机械传 动方式集中或分散操纵臂板信号机，以机械方式传 动及以机械机件实现联锁。 n 非集中电气联锁-人力就地分散操纵道岔，以机械传 动方式集中或分散操纵臂板信号机，或以电气传输 方式集中操纵色灯信号机。道岔与信号机间以电气 接点电路实现联锁。车站联锁的基本概念和发展过程 4. 电机集中联锁-以人力和机械传动方式集中操纵道 岔，以电气传输方式集中操纵色灯信号机，道岔的 机械握柄与信号机的电气握柄间以锁床和电气接点 电路实现联锁。 n 电气集中联锁-以电气传输方式集中操纵动力式道 岔及色灯信号机，道岔与信号机的电气握柄间以锁
4、床和电气接点电路或全部采用电气接点电路实现联 锁。 n 计算机联锁-以电气或电子传输方式集中操纵动力 式道岔及色灯信号机，以软件实现联锁关系。车站联锁的基本概念和发展过程 1856年英格兰的Bricklayer Arms车站装设了 世界上第一个由Saxby首创的车站联锁装置 -萨氏联锁机机械集中式联锁 1927年电气（继电）集中联锁始用于美国 Stanley-Berwick间的调度集中区段 1978年瑞典哥德堡车站-世界上第一个计算 机联锁系统投入使用。车站联锁的基本概念和发展过程 1910年前，我国最早的车站联锁-北宁路（ 即京奉铁路，今北京至沈阳间）装设的非 集中机械联锁。 1910年南满
5、铁路连长线周水子线路所装设 约翰逊式机械集中联锁。 1925年长大线周水子车站安装美国USS公 司生产的带有萨式锁簧床的电机集中联锁 。车站联锁的基本概念和发展过程 1939年，抚顺煤矿大官屯车站装设了我国 第一个单独操纵手柄式的继电式电气集中 联锁； 1942年济南中信号楼装设了我国第一个电 空进路操纵的继电式电气集中联锁。 1984年南京梅山矿井试验，1986年太钢配 料站开通，国内第一个计算机联锁系统。二、国内计算机联锁的发展简介 技术发展的阶段划分 第一阶段的回顾、概述 第二阶段的回顾、概述 第三阶段简介与展望国内计算机联锁的发展-回顾、概述与展望 第一阶段-自80年代初开始，自主研发
6、与全套引进并举 全套引进-完全由外商作为系统承包商，全套引进国外的软硬件系统 由我方配合外方实现应用程序的编制修改和系统的工程开通 第二阶段-自90年代末开始，引进核心硬件进行系统集成 购买国外的核心硬件和系统平台软件进行二次开发，移植自主开发 的应用软件并配套辅助系统，完全由我方作为系统承包商，外方 起供货商和技术支持的作用 第三阶段-约自2004年开始，以列控中心等技术为标志第14页 共 52 页国内计算机联锁的发展-自主研发回顾 通号公司研究设计院的DS6-30计算机联锁系统 _1984年南京梅山矿井试验，1986年太钢配料站 开通，国内第一个计算机联锁系统。 铁科院通号所的TYJL-I
7、计算机联锁系统_1989年 郑州北编尾开通，国铁上第一个计算机联锁系统 。 铁科院通号所的TYJL-II计算机联锁系统_1993年 哈尔滨平房站开通，我国第一个双机热备计算机 联锁系统。国内计算机联锁的发展-自主研发回顾 1995年南昌向塘客站应急_铁科院TYJL-II型计 算机联锁系统，国内第一个枢纽客站的计算机联 锁系统。 1997年阜阳枢纽四个场应急工程 _铁科院TYJL- II型计算机联锁系统，国内第一个全部采用计算 机联锁系统的铁路枢纽。 1999-2000年武广线_铁科院TYJL-II型计算机联锁 系统，国内第一条采用计算机联锁系统的干线铁 路。 2004年广州北站_ TYJL-I
8、II型计算机联锁系统，第 一个国产二乘二取二计算机联锁系统。第16页 共 52 页国内计算机联锁的发展-全套引进回顾 英国西屋公司的SSI计算机联锁系统-86年开始， 原定郑州局小李庄。因系统只允许有五条长调车 进路，若增加需扩展计算机容量，且所需甚巨。 搁置数年后移至长调车进路不足五条的丁营站。 美国GRS公司的VPI计算机联锁系统-91年广州局 红海站开通，我国铁路干线上的第一个计算机联 锁系统 。 日本京三制作所的K5型二乘二取二计算机联锁系 统-96年济南局周村站开通。国内计算机联锁的发展-全套引进回顾 意大利安萨尔多公司的ACC三重冗余计算机联锁 系统-96年京九线南北两段共开通13
9、个站。 德国西门子公司的SIMENS-W型三重冗余计算机 联锁系统-98年京九阜阳枢纽开通四个场。 瑞典ABB公司的EBILOCK850型计算机联锁系统- 96年开始引进，北京局百子湾，至今未能开通。国内计算机联锁的发展-第一阶段概述 自主研发了DS6-30、TYJL-I、TYJL-II、DS6-11、JD1A、 TYJL-2000、CIS-1、TYJL-III等计算机联锁系统产品管理上经历了无序发展-治理整顿-积极稳妥的发 展阶段，进入积极的良性发展阶段： 双机热备计算机联锁系统TYJL-II、DJS6-11、JD-1A和 CIS-1规模上道；计算机联锁研发单位逐步成熟，稳定发 展； 行政管
10、理制度特许/行政许可、铁道部和路局的管理制度 等逐步完善； 标准的制定与完善、检验检测机制和机构的建立与健全； 国内计算机联锁的发展-第一阶段概述特许制度4+4+1 认定研发单位-铁科院、通号公司设计院、卡斯柯和北方交 大 认定生产工厂-上海通信工厂、沈阳信号工厂、北京信号工 厂和成都信号工厂 建立检验站-铁路车站计算机联锁检验站上海铁道学院 产品特许证管理 制式测试-标准站联锁软件测试 电磁兼容及防雷测试 铁道部鉴定/审查国内计算机联锁的发展-第一阶段概述特许证颁发 2002年四月全路电务工作会议国产双机热备制式：北方交大JD-1A、铁科院 TYJL-II、通号公司DS6-11首批获证 卡斯
11、柯VPI/CIS-1获证 软件测试制度 出厂测试 年度抽检测试 完善标准站测试国内计算机联锁的发展-第一阶段概述 全套引进了国外SSI、VPI、K5、ACC、 SIMENS-W 、 EBILOCK850共六个型号的计算机联锁系统： ABB公司未能开通，西屋公司勉强开通后下道； 安萨尔多公司撤出国内市场，已开通的京九13个站 已被替换为国产联锁系统； 红海站改造， GRS公司的VPI联锁下道；阜阳枢纽改 造，西门子SIMENS-W联锁被替换为TYJL-II型联锁； 周村站改造京三K5被替换为DJS6-K5B型联锁国内计算机联锁的发展-第一阶段概述 全套引进未能取得进一步的发展，已开通系统几乎 已
12、全部下道。 我国铁路联锁逻辑复杂-站场复杂、运用情况复杂；-考虑防护人为错误因素多；-联锁技术条件文字简练，很多关键细节实际以电路为准 工程运作，特别是软件工程运作方式差异巨大-需求描述缺失，表述不清、不完整；ABB-工期计划性差，时间紧；改造频繁，过渡工程多； 国外公司改造费用昂贵，时间周期长第23页 共 52 页国内计算机联锁的发展-引进集成回顾 铁科院通号所的TYJL-TR9核心硬件采用 TRICON三重冗余容错控制器，1996年在哈尔滨 铁路局密山车站首次开通使用。 通号公司研究设计院的DS6-20采用美国GE公 司的三重冗余GENIUS系统构成 ，曾开通了6个站 场。 通号公司研究设
13、计院的DS6-K5B采用日本京三 K5的核心硬件，2001年在兰州局陇西站开通了第 一个车站。第24页 共 52 页国内计算机联锁的发展-引进集成回顾 北京交通大学的EI32-JD _采用日本信号二乘二取 二冗余结构的EI-32系统的核心硬件，2003年6月 在北京局张辛车站开通了第一个车站 。 铁科院通号所的TYJL-ECC _引进西门子最新的 ECC三重冗余联锁系统的核心硬件 ，2003年8月 在兰州交接站开通了第一个站场 。 铁科院通号所的TYJL-ADX_引进日立公司的 ADX二乘二取二计算机联锁系统的核心硬件， 2004年11月在哈尔滨局桦南站开通了第一个车站 。国内计算机联锁的发展
14、-第二阶段概述引进核心硬件集成开发了TYJL-TR9、DS6-20、DS6-K5B、 EI32-JD、TYJL-ECC、TYJL-ADX共六个型号的高端计算 机联锁系统参与了第一阶段全套引进的安萨尔多、西屋等公司选择退出；而西门 子和日本京三等公司改变了合作方式，参与了第二阶段的引进合作。 TYJL-TR9、 DS6-K5B和EI32-JD在国铁干线规模采用； DS6-K5B、EI32-JD 和TYJL-ADX三种二乘二取二冗余结 构的计算机联锁系统作为干线主推产品获得铁道部上道许 可国内计算机联锁的发展-第三阶段起始标志： 2004年在北京召开的国际铁路联盟UIC大会 ，正式宣布确立CTCS
15、体系 2007年4月大提速顺利实施标志既有线列控 系统集成创新成功 客运专线列控中心的研发国内计算机联锁发展方向-第三阶段既有线列控系统的集成创新、列控中心的自主 研发 CTCS-2级列控系统-基于轨道电路加点式应答器传输列车运行许可 信息并采用目标距离模式监控列车安全运行-系统主要由车站列控中心、轨道电路、应答器 、车载设备等构成国内计算机联锁的发展第三阶段- 既有线列控系统集成创新 n 应答器 -技术引进欧洲标准应答器L E U -技术引进外国公司进行了“透明化”改造 n 车载设备-技术引进外国公司进行集成和适应性改进 n 轨道电路-ZPW-2000既有设备原型为UM71 n 列控中心-自主研发关键结合部采用了欧洲标准和国外企 业标准 l 报文定义-ERTMS/ETCS的报文结构；CTCS-2报文定义和编制原则 l 欧标FFFS编码策略（Form Function Specification Coding Strategy） l 与LEU的安全通信协议：Alstom的FSFB/2(Fail Safe Field Bus）CSEE的SACEM l 二乘二取二硬件安全冗余结构的系统平台铁科、通号院、卡斯科、 和利时均采用了自主研发的平台国内计算机联锁的发展第三阶段- 客专列控中心的研发 n 既有线列控中心-根据进路状态、线路参数、限 速命令等产生进路及限速等相关控车信息，
