计算机联锁简介 (1)-十一五继续教育(段武)

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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

2、段组成，有信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： 集中联锁 非集中联锁,车站联锁的基本概念和发展过程,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，道岔握柄与信号握柄

3、间以机械锁床实现联锁。 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。 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。 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床和电气接点电路或全部采用电气接点

4、电路实现联锁。 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年南满铁路连长线周水子线路所装设约翰逊式机械集中联锁。

5、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

6、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

7、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-III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

8、,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

9、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

10、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

11、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

12、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

13、,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-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、TY

14、JL-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

15、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,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 车载设备-技术引进外国公司进行集成和适应性改进 轨道电路-ZPW-2000既有设备原型为UM71 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 报文定义-ERTMS/ETCS的报文结构；CTCS-2报文定义和编制原则 欧标FFFS编码策略（Fo

16、rm Function Specification Coding Strategy） 与LEU的安全通信协议：Alstom的FSFB/2(Fail Safe Field Bus）CSEE的SACEM 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,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，通过有源应答器传送给列车。 主要实现对有源应答器报文的存储与控制 客运专线列控中心-根据轨道电路、进路状态、线路参数、限速命令等信息产生行车许可，通过轨道电路及有源应答器将行车许可传送给列车。 有源应答器报文的存储与控制 轨道电路编码 区间信号机点灯控制 站间安全信息传输等,