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1、 北京全路通信信号研究设计院研制DS6-K5BDS6-K5B型型计算机联锁系统介绍计算机联锁系统介绍年7月 北京全路通信信号研究设计院研制现场车站布置图 北京全路通信信号研究设计院研制 目录产品概述及特点系统组成结构介绍设备组成功能介绍 北京全路通信信号研究设计院研制概述概述 DS6-K5BDS6-K5B型计算机联锁是通号院与日本京三制作所联合型计算机联锁是通号院与日本京三制作所联合开发的一套用于车站信号联锁控制的系统。开发的一套用于车站信号联锁控制的系统。 该系统的核心硬件联锁机和输入输出电路采用京三公司该系统的核心硬件联锁机和输入输出电路采用京三公司的的K5BK5B型产品。该产品所有涉及到
2、安全信息处理和传输的部型产品。该产品所有涉及到安全信息处理和传输的部件均按照件均按照“故障故障- -安全安全”原则采取了原则采取了2 2重系结构设计。重系结构设计。 该系统联锁软件通过了铁道部计算机联锁检测中心检测。该系统联锁软件通过了铁道部计算机联锁检测中心检测。 DS6-K5BDS6-K5B系统的安全性能通过日本铁道综合技术所认证系统的安全性能通过日本铁道综合技术所认证和日本运输省认证，达到铁路信号控制系统的安全性要求。和日本运输省认证，达到铁路信号控制系统的安全性要求。 K5BK5B系统在日本铁路得到广泛的使用。在中国，京三公系统在日本铁路得到广泛的使用。在中国，京三公司最早在济南局周村
3、站开通司最早在济南局周村站开通K5BK5B系统以来已使用近十年，无系统以来已使用近十年，无任何故障，其优异表现受到用户的高度评价。任何故障，其优异表现受到用户的高度评价。 北京全路通信信号研究设计院研制主要特点主要特点 联锁处理部件采取双联锁处理部件采取双联锁处理部件采取双联锁处理部件采取双CPUCPUCPUCPU共用时钟，对数据母线信共用时钟，对数据母线信共用时钟，对数据母线信共用时钟，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。具备号执行同步比较，发生错误时使输出倒向安全。具备号执行同步比较，发生错误时使输出倒向安全。具备号执行同步比较，发生错误时使输出倒向安全。具备了了了了“故
4、障故障故障故障- - - -安全安全安全安全”性能。联锁性能。联锁性能。联锁性能。联锁2 2 2 2重系为主从式冗余工作重系为主从式冗余工作重系为主从式冗余工作重系为主从式冗余工作方式，通过高速通道进行数据交换，保证方式，通过高速通道进行数据交换，保证方式，通过高速通道进行数据交换，保证方式，通过高速通道进行数据交换，保证2 2 2 2重系同步运重系同步运重系同步运重系同步运行，可实现不间断切换。行，可实现不间断切换。行，可实现不间断切换。行，可实现不间断切换。 输入输出电路采用京三公司生产的电子终端，电输入输出电路采用京三公司生产的电子终端，电输入输出电路采用京三公司生产的电子终端，电输入输
5、出电路采用京三公司生产的电子终端，电路为路为路为路为2 2 2 2重系并行工作，具有重系并行工作，具有重系并行工作，具有重系并行工作，具有“故障故障故障故障- - - -安全安全安全安全”性能。输入性能。输入性能。输入性能。输入输出均采取静态方式，省去了输出均采取静态方式，省去了输出均采取静态方式，省去了输出均采取静态方式，省去了“静态静态静态静态- - - -动态动态动态动态”变换电路，变换电路，变换电路，变换电路，简化继电器接口电路设计。简化继电器接口电路设计。简化继电器接口电路设计。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，传系统内各微机之间的通信全部通过光缆连接
6、，传系统内各微机之间的通信全部通过光缆连接，传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，保证系统具有输距离远，抗干扰能力和防雷性能强，保证系统具有输距离远，抗干扰能力和防雷性能强，保证系统具有输距离远，抗干扰能力和防雷性能强，保证系统具有高的运行稳定性高的运行稳定性高的运行稳定性高的运行稳定性, , , ,并具有区域联锁功能。并具有区域联锁功能。并具有区域联锁功能。并具有区域联锁功能。 北京全路通信信号研究设计院研制DS6-K5B区域计算机联锁区域计算机联锁 北京全路通信信号研究设计院研制DS6-K5B区域计算机联锁的特点区域计算机联锁的特点 整个控制区域只要
7、在中心站设一套联锁主机，控制操作与联整个控制区域只要在中心站设一套联锁主机，控制操作与联锁逻辑运算集中在中心站完成，其它车站不设联锁机和控制台，锁逻辑运算集中在中心站完成，其它车站不设联锁机和控制台，只设电子终端。集中联锁逻辑部与各站电子终端间采用光纤构成只设电子终端。集中联锁逻辑部与各站电子终端间采用光纤构成的安全局域网连接，传输信息高速、安全、可靠，而且不需另设的安全局域网连接，传输信息高速、安全、可靠，而且不需另设专用传输设备。专用传输设备。 在区域联锁的控制范围内，不需要另设站间闭塞或场间联系在区域联锁的控制范围内，不需要另设站间闭塞或场间联系电路，实现车站区间一体化，进一步提高安全保
8、障性能。电路，实现车站区间一体化，进一步提高安全保障性能。 集中控制和调度，全面掌握全线列车运行和车站应用状态，集中控制和调度，全面掌握全线列车运行和车站应用状态，合理指挥行车，保证列车安全、正点运营，并能提高列车通过能合理指挥行车，保证列车安全、正点运营，并能提高列车通过能力。平时车站不需办理行车作业，从而能够节省人力。力。平时车站不需办理行车作业，从而能够节省人力。 配备设备监视装置，在中心站能自动监测、记录全线内设备配备设备监视装置，在中心站能自动监测、记录全线内设备的运用情况，能迅速完成故障定位和故障排除。的运用情况，能迅速完成故障定位和故障排除。 车站只设电子终端和接口设备，不需要整
9、套联锁装置，另外车站只设电子终端和接口设备，不需要整套联锁装置，另外可大量节省室外联系电缆，可以降低工程总投资。可大量节省室外联系电缆，可以降低工程总投资。 北京全路通信信号研究设计院研制系统组成系统组成DS6-K5BDS6-K5B计算机联锁系计算机联锁系统由五个部分组成：统由五个部分组成：联锁机联锁机电子终端电子终端控制台控制台电务维护台电务维护台电源系统电源系统 北京全路通信信号研究设计院研制系统结构图系统结构图 北京全路通信信号研究设计院研制联锁机 联锁机由联锁机由2 2重系组成，以主从方式并行运行。每一系采重系组成，以主从方式并行运行。每一系采用故障用故障- -安全的双安全的双CPUC
10、PU处理器，两系之间通过并行接口建立的处理器，两系之间通过并行接口建立的高速通道交换信息，实现高速通道交换信息，实现2 2重系的同步和切换。重系的同步和切换。 联锁机每一系通过联锁机每一系通过FSIOFSIO各用一对光缆经过光分路器与控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。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监测机。连，联锁机每一系的维护信息分别送到监测机。 联锁机每一系有联锁机每一系有5 5个连
11、接电子终端的通信接口，每个通个连接电子终端的通信接口，每个通信接口最多可连接三个电子终端机架。信接口最多可连接三个电子终端机架。 每一系的前面板包括每一系的前面板包括IPU6IPU6板、板、F486-4IF486-4I板、板、FSIOFSIO板，后板，后面板包括电源入口板、面板包括电源入口板、DIDDID板、板、FIO7PFIO7P板、板、EXT-FIO7PEXT-FIO7P板。板。 联锁机主、从系各自执行全部处理功能。联锁机主、从系各自执行全部处理功能。 北京全路通信信号研究设计院研制联锁机正面图 北京全路通信信号研究设计院研制联锁机背面图 北京全路通信信号研究设计院研制 电子终端 输入输出
12、接口称为电子终端（输入输出接口称为电子终端（输入输出接口称为电子终端（输入输出接口称为电子终端（Electronic TerminalElectronic TerminalElectronic TerminalElectronic Terminal）。）。）。）。 电子终端是采用故障电子终端是采用故障电子终端是采用故障电子终端是采用故障- - - -安全型双安全型双安全型双安全型双CPUCPUCPUCPU构成的智能控制器。电构成的智能控制器。电构成的智能控制器。电构成的智能控制器。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，输入采集电子终端的
13、输出电路按故障倒向安全的原则设计，输入采集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，保路通过有效的自检测功能，能够检测出输入电路的故障，保路通过有效的自检测功能，能够检测出输入电路的故障，保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，方便系方式，直接驱动安全型继电器。简化接口
14、电路设计，方便系方式，直接驱动安全型继电器。简化接口电路设计，方便系方式，直接驱动安全型继电器。简化接口电路设计，方便系统维护。统维护。统维护。统维护。 电子终端也是电子终端也是电子终端也是电子终端也是2 2 2 2重系结构，安装在重系结构，安装在重系结构，安装在重系结构，安装在ETETETET机笼内。每个机笼内。每个机笼内。每个机笼内。每个ETETETET机笼机笼机笼机笼内安装一对内安装一对内安装一对内安装一对ET LINEET LINEET LINEET LINE通信模块，并用二根两芯光缆与联锁通信模块，并用二根两芯光缆与联锁通信模块，并用二根两芯光缆与联锁通信模块，并用二根两芯光缆与联锁
15、2 2 2 2系系系系的的的的F107PF107PF107PF107P接口的一个接口的一个接口的一个接口的一个ET NETET NETET NETET NET线路连接。每个线路连接。每个线路连接。每个线路连接。每个ETETETET机笼内可安装机笼内可安装机笼内可安装机笼内可安装五对电子终端，每个电子终端带有五对电子终端，每个电子终端带有五对电子终端，每个电子终端带有五对电子终端，每个电子终端带有32323232路输入和路输入和路输入和路输入和32323232路输出。路输出。路输出。路输出。 北京全路通信信号研究设计院研制 电子终端正面图 北京全路通信信号研究设计院研制 电子终端背面图 北京全路
16、通信信号研究设计院研制控制台控制台 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。操作和显示设备设在运转室，操作设备选择显示设备组成。操作和显示设备设在运转室，操作设备选择鼠标操作方式，显示设备选用显示器。鼠标操作方式，显示设备选用显示器。 联锁机每一系各用一对光缆经过光分路器与控显双机相联锁机每一系各用一对光缆经过光分路器与控显双机相连，使联锁每一系都能够分别与两台控显通信。连，使联锁每一系都能够分别与两台控显通信。 控显机采用控显机采用PCPC总线工控机。机箱内安装总线工控机。机箱内安装2 2块带有光电转块带有光电转换的串行通
17、信接口卡换的串行通信接口卡INIO,INIO,用于与联锁通信。用于与联锁通信。 控显机采用双机互为热备。在热备方式下，控显双机同控显机采用双机互为热备。在热备方式下，控显双机同时加电运行，同时接收联锁机发送的信息，但只有工作机向时加电运行，同时接收联锁机发送的信息，但只有工作机向表示设备发送表示信息和接收控制台的按钮操作信息。为了表示设备发送表示信息和接收控制台的按钮操作信息。为了实现每一台控显机都能够与联锁机的每一系单独通信，构成实现每一台控显机都能够与联锁机的每一系单独通信，构成交叉互备的冗余关系。控显双机每一台内安装了两块交叉互备的冗余关系。控显双机每一台内安装了两块INIOINIO通通
18、信卡。分别用于同联锁机信卡。分别用于同联锁机1 1系和系和2 2系通信。系通信。 北京全路通信信号研究设计院研制电务维护台电务维护台 电务维护台设备包括：监测机、键盘、显示器、打印机。电务维护台设备包括：监测机、键盘、显示器、打印机。监测机内安装两个采用光缆连接串行通信接口板，用于与联监测机内安装两个采用光缆连接串行通信接口板，用于与联锁机锁机2 2重系通信，从联锁双机取得联锁系统维护信息。重系通信，从联锁双机取得联锁系统维护信息。 电务维护系统是计算机联锁系统的一个重要组成部分，电务维护系统是计算机联锁系统的一个重要组成部分，是为了帮助计算机联锁系统管理和维护人员分析事故原因及是为了帮助计算
19、机联锁系统管理和维护人员分析事故原因及查找设备故障而设计的查找设备故障而设计的, ,该系统具有以下功能：对现场所有该系统具有以下功能：对现场所有设备的变化情况进行实时的记录、显示；根据需要回放设备的变化情况进行实时的记录、显示；根据需要回放, ,再再现设备的连续变化情况；按规定要求进行查询、打印等，给现设备的连续变化情况；按规定要求进行查询、打印等，给电务维修人员查找故障提供了有利的帮助。该系统人机界面电务维修人员查找故障提供了有利的帮助。该系统人机界面友好，便于操作。该系统具有远程通信的功能。友好，便于操作。该系统具有远程通信的功能。 北京全路通信信号研究设计院研制电源系统电源系统 DS6-
20、K5BDS6-K5B计算机系统要求信号电源屏经隔离变压器单独计算机系统要求信号电源屏经隔离变压器单独提供一路单相交流提供一路单相交流220V220V电源。从电源屏来的电源。从电源屏来的220V220V电源送到电源送到DS6-K5BDS6-K5B的电源柜，经过的电源柜，经过UPSUPS后向计算机设备供电。后向计算机设备供电。 控显机、监测机及控制台显示器等设备使用控显机、监测机及控制台显示器等设备使用UPSUPS输出的输出的220V220V电源。系统电源采用两台电源。系统电源采用两台2000VA2000VA或或3000VA3000VA的的UPSUPS热备冗热备冗余供电，任意一台故障自动切换，系统
21、不受影响。余供电，任意一台故障自动切换，系统不受影响。 DS6-K5BDS6-K5B的联锁机和的联锁机和ET-PIOET-PIO采用两路直流采用两路直流24V24V电源供电。电源供电。第一路称为逻辑第一路称为逻辑24V24V电源（电源（L24L24），），此电源经此电源经DS6-K5BDS6-K5B内部的内部的DC-DCDC-DC变换，产生逻辑电路工作所需的变换，产生逻辑电路工作所需的5V5V电源。第二路称为电源。第二路称为接口接口24V24V电源（电源（I24I24）。）。供输出接口驱动继电器和输入接口采供输出接口驱动继电器和输入接口采集继电器状态使用。每一路电源均设两台并联热备工作，共集继
22、电器状态使用。每一路电源均设两台并联热备工作，共有四台有四台24V24V电源。电源。 北京全路通信信号研究设计院研制电源连接图电源连接图 北京全路通信信号研究设计院研制 设备组成DS6-K5BDS6-K5B计算机联锁设备由八个部分组成计算机联锁设备由八个部分组成：IPU6板板F486-4I板板FSIO板板DID板板FIO7P板板EXTFIO7P板板LINE2板板PIO2板板 北京全路通信信号研究设计院研制 IPU6板 IPU6IPU6板板是是一一块块电电源源转转换换板板。主主要要负负责责把把24V24V转转换换为为5V5V，供供F486-4IF486-4I板板、FSIOFSIO板使用。板使用。
23、 北京全路通信信号研究设计院研制 F486-4I板 F486-4IF486-4I板板是是联联锁锁机机主主CPUCPU板板。主主要要完完成成联联锁锁逻逻辑辑运运算算，两两重重系系间间通通信信及及切切换换控控制制，两两重重系系一一致致性性检检查查、系系统统的的故故障障检检测测及及报报警警，异异常常时时停止动作。停止动作。 北京全路通信信号研究设计院研制 FSIO板 FSIOFSIO板板是是联联锁锁机机与与电电子子终终端端、控控显显机机、监监测测机机的的通通信信接接口口板板。联联锁锁两两重重系系每每系系各各有有一一块块。面面板板上上方方的的指指示示灯灯D7D7D0D0：表表示示软软件件状状态态。下下
24、方方的的T T（1 1、2 2、3 3）、R R（1 1、2 2、3 3）指指示示灯灯表表示示联联锁锁1 1系系和和2 2系系与与ETET机机架的通信状态，闪亮正常。架的通信状态，闪亮正常。 北京全路通信信号研究设计院研制 DID板DIDDID板是一块集成通信板。板是一块集成通信板。 北京全路通信信号研究设计院研制 FIO7P板 FIO7-PFIO7-P板板是是联联锁锁机机与与ETET机机架架、控控显显机机、监监测测机机之之间间通通信信的的光光电电信信号号变变换换接接口口板板，如如图图9 9所所示示。FIO7-PFIO7-P板板上上有有3 3组组ETET线线路路的的光光缆缆接接口口，2 2组组
25、计算机的光缆接口。计算机的光缆接口。 北京全路通信信号研究设计院研制 EXTFIO7板 EXT-FIO7PEXT-FIO7P板是联锁机与板是联锁机与ETET机架之间通信的光电信机架之间通信的光电信号变换接口扩展板。号变换接口扩展板。EXT-EXT-FIO7PFIO7P板上有板上有3 3组组ETET线路的线路的光缆接口，当光缆接口，当ETET机架的数机架的数量大于量大于3 3时，使用此板。每时，使用此板。每组光缆接口可以接两个单组光缆接口可以接两个单芯光缆连接一个芯光缆连接一个ETET机架。机架。 北京全路通信信号研究设计院研制 LINE2板 LINE2LINE2板板是是一一块块电电源源转转换换
26、和和总总线线通通信信板板。利利用用内内部部的的电电源源模模块块把把输输入入的的逻逻辑辑24V24V转转换换为为5V5V供供自自己己的的光光电电转转换换电电路路和和PIO2-LOGPIO2-LOG的的总总线线传传输输使使用用。通通过过两两根根单单芯芯光光缆缆与与联联锁锁的的FIO7PFIO7P板板连连接接进进行行联联锁锁机机与与电电子子终端的通信终端的通信。 北京全路通信信号研究设计院研制 PIO2板 PIO2-LOGPIO2-LOG板是一块输入输板是一块输入输出接口板。同时集成出接口板。同时集成3232路输路输入和入和3232路输出，通过电子终路输出，通过电子终端底板与外部连接。端底板与外部连
27、接。 北京全路通信信号研究设计院研制 设备安装 DS6-K5BDS6-K5B计算机联锁设备分别安装在联锁机柜、电计算机联锁设备分别安装在联锁机柜、电子终端柜、监控机柜、计算机电源柜上，另设微机监子终端柜、监控机柜、计算机电源柜上，另设微机监测工作台一个。根据站场规模不同，系统中用的电子测工作台一个。根据站场规模不同，系统中用的电子终端架的个数不等。因此每个站的电子终端柜的数量终端架的个数不等。因此每个站的电子终端柜的数量不等。机柜的外形尺寸如下图：不等。机柜的外形尺寸如下图：6009209206008001200600监控柜联锁柜电子终端柜电源柜终端桌 北京全路通信信号研究设计院研制谢谢大家！谢谢大家！
