卡斯柯VPI系统手册V

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1、安全型计算机联锁（VPI）系统系统手册 卡斯柯信号有限公司 CASCO SIGNAL LTD.卡斯柯信号有限公司 公司网址：http:/ 总部 中国 上海市天目中路428号凯旋门大厦27层C/D座 邮编：200070 电话：86 21 63543654 传真：86 21 63542837 上海分部 中国 上海市西藏北路489号 邮编：200071 电话：86 21 56637080 路电：041 35775、35785 传真：86 21 56639223 卡斯柯售后服务中心（晏子峰） 中国 上海市西藏北路489号 邮编：200071 电话：86 21 56637080 路电：041 35765

2、、35775传真：86 21 56639223电子邮件：目 录第一章 概 述2第二章 安全型计算机联锁（VPI）系统结构4第三章 联锁处理子系统9第四章 人机界面子系统18第五章 系统维护子系统22第六章 环境、接地、电源和机柜结构25第一章 概 述安全型计算机联锁（VPI）系统是一种“故障-安全”的、以微处理器为基础的车站联锁信号控制系统。该系统是中法合资卡斯柯信号有限公司从阿尔斯通信号（美国）公司引进，结合中国铁路运营技术条件，经过二次开发而成的一种安全型计算机联锁产品。系统早在1991年11月19日就使用于中国广州铁路局广深线红海站，使得红海站成为中国铁路干线上第一个计算机联锁站。199

3、1年12月27日，中国铁道部为红海站计算机联锁开通使用发布了“嘉奖令”。“嘉奖令”指出：“广深线红海站计算机联锁开通投入使用，开创了微机控制技术在干线车站上运用的先例。”“对保障铁路运输安全，提高铁路运输指挥自动化水平，对推动全路科技进步具有十分重要的意义。” 安全型计算机联锁系统的逻辑电路是由安全型逻辑组成的。能把传统的由继电器实现的联锁逻辑和控制逻辑“写”成一系列逻辑表达式（即布尔表达式），这些逻辑表达式的正确实施是通过一个设计过程和原则来得到保证的。这个设计过程和原则被称之为“数字集成安全保证逻辑(NISALNumerically Integrated Safety Assurance

4、Logic)”，这个“数字集成安全保证逻辑”确保联锁逻辑按要求实现，并使系统具有“故障-安全”特性。因此，安全型计算机联锁是从“有接点”到“无接点”的飞跃。1993年4月10日安全型计算机联锁（VPI）系统通过了中国铁路通信信号总公司的技术鉴定，被授于“科学技术成果鉴定证书（93铁通技鉴字01号）”。1998年12月，卡斯柯公司的安全型计算机联锁软件通过了铁道部计算机联锁软件测试中心的测试。铁道部对卡斯柯公司引进、消化、吸收国外先进的信号技术一直非常重视，提出了严格的要求，并给予大力的支持。1999年8月，安全型计算机联锁（VPI）系统通过了铁道部评审，成为铁道部指定的四家计算机联锁研制生产单

5、位之一。2000年5月，安全型计算机联锁（VPI）通过了铁道部产品质量监督检测中心关于防雷和电磁兼容的检测。其中，雷电防护性能达到A级，电磁兼容的各项检测指标全部合格。2000年8月3日，安全型计算机联锁（VPI）系统在上海通过了铁道部技术鉴定，并颁发了“科学技术成果鉴定证书”（铁道部技鉴字2000第033号）。鉴定意见见附录。2002年6月, 安全型计算机联锁（VPI）系统标准站联锁软件通过了“铁道部铁路车站计算机联锁检测站”的制式测试。2002年8月12日，安全型计算机联锁（VPI）系统获得铁道部颁布的“铁路车站计算机联锁设备制造特许证”。安全型计算机联锁（VPI）是阿尔斯通信号（美国）公

6、司的定型产品。从1986年起首先将VPI系统安装在美国芝加哥等车站，至今已安装的VPI分布于美国、英国（伦敦地铁）、荷兰、中国（含台湾省）、印度尼西亚、澳大利亚、韩国和西班牙等12个国家和地区。至1997年底，在世界各地共设计、安装了954个VPI系统（最大的VPI工程计有32个车站），总运行时间达16933080,000,000小时。安全型计算机联锁（VPI）的市场占有率达到50%左右。经过二次开发和硬件国产化，安全型计算机联锁（VPI）系统，实现了集联锁控制、微机监测、调度监督接口、DMIS入网接口、网络管理等模块为一体的目标。在这基础上，卡斯柯公司继续全力做好VPI系统的工程实施和售后服

7、务工作，为推进我国铁路信号设备网络化、数字化、综合化而努力。VPI系统在国内的业绩见附录。第二章 安全型计算机联锁（VPI）系统结构2.1 概述随着信号技术向数字化、综合化和网络化方向发展，卡斯柯信号有限公司提供的计算机联锁系统，采用从ALSTOM引进的通过国际认证的核心安全技术，在网络结构上作了重大改进，在功能上进行了全面的适合中国铁路运输要求的国产化开发，将系统功能合理分配到基于“安全通信和非安全通信”网络的人机接口(MMI)、联锁处理、系统维护等节点上，由每个功能节点来完成一种或多种功能，而每个功能节点就是一个完整的计算机系统，彼此通过冗余网络交换信息并协调运行。由于系统按模块化方案设计

8、, 通用的硬件就能实现任何一种类型的联锁车站的配置。这种模块化的设计给系统扩展和升级带来了极大的方便。计算机联锁系统通常采用大屏幕彩色显示器作为计算机联锁系统的人机界面的显示屏，操作员通过鼠标（或轨迹球）办理各种作业。彩色显示器显示站场图形，给出信号机、道岔及轨道电路等设备的状态。在操作中，系统还会给出明确的语音提示，方便车站值班员有关作业情况和操作命令发布状态，减小误操作发生的概率。VPI系统实现了软件标准化，硬件模块化，采用开放的系统结构，能与调度集中系统（CTC）、超速防护系统(ATP)、数字轨道电路等信号系统接口，并能与其它信息管理系统交换数据。VPI系统联锁逻辑满足铁道部部颁标准TB

9、1774-86继电式电气集中联锁技术条件和TB/T3027-2002计算机联锁技术条件的技术要求。为了保证系统在各种恶劣的环境下能够长时间稳定可靠地工作，公司对系统设计、生产、测试、出厂等各个环节都有严格的要求，并且实施全程质量控制以确保系统的质量。同时卡斯柯公司有着良好的售后服务，让您在选择本公司的产品时无后顾之忧。VPI系统具有很高的可靠性，从人机界面（MMI）、网络系统、电源系统到联锁机等设备均按冗余设计，在主机发生故障的情况下，将自动无缝切换到备机工作。VPI联锁机具有全面的自诊断功能。电务维修人员可以通过系统维护台查询错误信息，更换发生故障的模块或插件，在短时间内修复故障。同时，联锁

10、机柜中的各种印制电路板上都设有表示灯，以便及时了解各印制板工作状态。VPI的系统维护台用户界面友好，在线诊断直观，故障回放便捷，查询联锁运算参数方便，操作简单易学，以便具有中等文化水平的人员经短期培训后胜任VPI系统的日常维护工作。2.2 系统结构VPI系统分成五个部分：1. 联锁处理子系统； 2. 人机界面子系统；3. 网络及电源子系统； 4. 系统维护子系统；5. 室内接口电路子系统。 VPI系统结构框图如下： 2.2.1 联锁处理子系统联锁处理子系统是整个系统的核心部分，它由两套“反应故障安全”专用联锁机组成。联锁机采用双系热备的配置，包括双套VPI系统及其切换电路。每套VPI系统包括负

11、责安全联锁运算的VLE板、负责系统安全校验的VPS板、负责联锁机与输入/输出板接口的I/OBUS1板和I/OBE板、以及安全型输入/输出板。主系统和备用系统间的切换电路可在不中断VPI工作的情况下进行自动或手动切换。另外，在系统正常工作的情况下，建议系统每周切换一次，这样，有利于备系印制板带载工作，延长印制板的使用寿命。双系切换不影响系统正常工作。2.2.2 人机界面子系统人机界面子系统是VPI与用户之间的人机接口模块。通常情况下，MMI采用彩色显示器作为计算机联锁系统的人机交互界面，用来供信号员通过鼠标（轨迹球）办理各种作业，显示站场信号设备，给予明了的语音提示。运输人员的行车指挥命令通过V

12、LE板的网口传递到VPI系统；现场轨道电路和道岔等信号设备的状态，通过安全型输入/输出板与VPI的VLE板接口，VPI系统接收到命令并采集到全站的信号设备状态信息后，进行联锁运算处理，处理后的相应结果，如信号机的开放或关闭、轨道电路的占用或出清、道岔区段的解锁或锁闭等均在MMI上显示出来。MMI工作于WIN 2000或更高版本的WINDOWS多任务操作系统，对每个车场，采用N+1热备工作方式，使用高可靠的工业控制计算机，通过高速网口与其它子系统交换信息。2.2.3 网络及电源子系统VPI系统采用基于高速交换机的以太网冗余网络结构，进一步加强了网络系统的可靠性。各通过网络通信的子系统均安装有两块

13、以太网接口卡，将其接入冗余网络，一条网络故障，各子系统可以自动通过另一条网络通信，并在SDM子系统中提出故障诊断信息，便于及时维护。为了保证联锁系统安全稳定工作，各子系统的电源均由不间断电源UPS供电。VPI系统采用双UPS热备的冗余供电方式。来自电源屏的单相交流电经过二级单元防雷输入在线式UPS，UPS输出净化220V交流电，经过电源柜配电端子排供给VPI各子系统。正常情况下，整个系统由UPSA供电，当UPSA不能正常工作时，电源切换电路自动切换至UPSB供电，当2个UPS均不能正常工作时，电源切换电路自动切换至由电源屏直接供电。当一个或两个UPS发生故障时，将同时在MMI和SDM上给出报警

14、提示，并且UPS的工作状态，如电池供电还是外电源供电、电池工作是否正常等，能在SDM上方便查看。电源切换不影响系统正常工作。2.2.4系统维护子系统系统维护（SDM）模块作为计算机联锁的子系统，主要为计算机联锁完成系统维护及接口设备监测的功能。本模块包括一台工业控制计算机、一台彩色显示器、一台激光打印机、鼠标、键盘。作为联锁计算机系统的模块，它实现对VPI设备和接口设备的在线监视和记录，同时也可打印设备操作信息、日期和时间记录。根据顾客的要求，电务维护终端可以与信号维护支持网络联网，具有远程诊断功能。2.2.5 室内接口电路子系统本系统可与室外信号设备、区间闭塞设备、场间联系电路等设备接口。联锁机通过驱动普通安全型继电器和采集安全型继电器接点与继电电路接口，实现计算机联锁设备与现场设备的电路衔接和安全隔离。采集的信息为道岔位置、轨道电路状态、信号机灯丝状态、场间联系条件等。由于VPI系统采用NISAL专利技术，计算机输出控制只需采用普通安全型继电器，不需要采用昂贵的动态继电器或动态组合电路，大大降低了室内接口电路的工程造价，也简化了接口电路结构，确保了输出驱动电路的安全性和可靠性，也降低了用户的维修成本。2.3 与其它系统的接口2.3.1 与买方设备的结合计算机联锁系统能与买方提供的室外信号设备结合。这些室外设备包括：色灯信号机、电动转辙机、轨道电路、电缆等。