浅谈信号联锁系统

[摘 要]本文简单介绍了地铁线路核心系统--信号联锁系统的功能和原理及各接口功能和各层级的传输控制、维护终端功能等。

[关键词]联锁；控制；地铁；

中图分类号：U231.7 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）42-0170-02

深圳地铁三号线运用的信号联锁系统与国内的很多地铁线路的系统都不一样，是由庞巴迪公司究发的EBI Lock950 R4计算机联锁系统，下面我就简单介绍一下这个系统。

庞巴迪 EBI Lock950 R4计算机联锁是建立在一个安全计算机平台上。它有如下特征：1.从硬件到应用层的双通道多样性

2.使用通用（COTS）的硬件和操作系统

一、系统的分类

计算机联锁接收来自于轨旁行车控制中心发出的命令，根据行车安全（联锁）规则和当前实际行车情况进行安全评估，只有那些能安全执行的指令才能得到执行。联锁持续地监控轨旁

信号目标，并将行车状态和信号设备状态反馈给控制中心。以下是系统各结构介绍：

1.EBILock950 R4，央联锁系统（CIS）检查在信号系统网络中列车移动授权和其它的运行的所有条件是否已经满足。CIS 一般被放置在车站设备室内。道岔、信号机和计轴设备通过目标控制器接入CIS。目标控制器可以和CIS 放在同一个设备室，当然也能够分散放置在同一个或其它车站的设备室，甚至是沿线设备机柜里。联锁处理单元是一个冗余运行的IPU。

2.Maintenance Terminal（MT）是个功能强大的基于Web服务器的测试工具。它方便维护工程师对EBILock950 R4联锁计算机的内部运行有一个进一步的了解。

3.OCS950目标控制系统控制并监督轨旁设备。

4.CTC提供中央级交通控制。LOCAL提供一个车站级接口给联锁处理单元。调度员可以使用这个接口。

5.RATP提供联锁和RATP系统间的接口。

二、各系统介绍

（一）中央联锁系统（CIS）

EBILock950 R4，中央联锁系统由2套用来处理安全计算的双服务器和2 台用来专门处理非安全计算的服务器组成。EBILock950 R4的设计通过热备冗余配置来实现高可用性。如果在线中央联锁系统故障，备用系统立即被激活。备用系统通过在线计算机持续更新，这样保证当主备切换发生时没有数据的丢失。

故障安全处理单元A和B（A和B计算机）并行实施联锁功能，接收从中央控制中心发来的指令并从交通安全（联锁）规则和实际的交通情况出发来评价这些指令，之后命令目标控制系统只执行安全的指令。轨旁设备状态信息由目标控制系统接收并发送回控制中心。安全和非安全的通讯都能够支持，安全通讯受系统安全层的保护。服务处理单元（C计算机）执行服务功能，比如往来于控制中心和目标控制系统（通过传输系统）的输入输出。它和故障-安全处理单元A和B也有接口，将从控制中心和目标控制系统接收的信息发送给A和B，同时也将接收的信息发送给控制中心和目标控制系统。

EBILock950 R4联锁系统的主要功能包括：

1.排列和解锁列车进路

2.控制道岔和其它轨旁设备

3.监控紧急停车按钮和紧急控制面板

4.监控屏蔽门

5.通过RATP plug-in 将生成的关于目标控制器的状态信息发送给RATP

6.处理从COS发出的指令，发送反馈信息

7.在设备故障情况下保障列车安全

基于计算机电子联锁的EBILock950 R4的主要优势在于：

1.高可用性 庞巴迪交通拥有使用冗余热备配置技术的联锁计算机超过20 年的成功经验。

2.完善的设计所有的设备已经实现模块化同时拥有极低的空间占用率。

3.标准硬件 通用服务器和操作系统的使用保证高度的物理独立性，备件可获得性和持续的性能改进。

4.容易识别的故障 任何的故障都可以简单识别。故障状态下会产生报警。 报警会指出故障的对象或单元。

5.安装复杂度降低 因为联锁系统是基于模块化设计，所有的设备都安装在机柜中，在出厂前都经过全面的测试。

6.简化现场测试应用软件在设备出厂前就可以被提前测试。几乎所有的测试都可以在安装前进行，这样就减少了联锁故障发生的时间。

7.现场数据被简化EBI Tool会生成一些数据类型，用在安装，测试和试车过程中。这个格式化后的数据将为合同方和客户节省大量的时间。因为是自动化系统，所以为生成这些数据并不需要太多的人力介入。当战场图发生变化要更改现场数据时，EBI Tool同样也能处理。

8.提前性能测试本系统全部在工厂环境中安装，同样也可以全面测试，从而可以减少或移除潜在运行问题。否则，就要到现场去测试，这样会产生巨大的成本，时间和人力投入。

9.诊断设施系统中的所有模块都带有诊断功能，该功能可以自动执行或通过技术人员调用。

（二）各外部接口

1.传输系统是负责中央联锁系统和目标控制系统间通讯的网络层。

2.目标控制器系统

目标控制器系统控制轨旁设备，比如信号机和道岔，接收从计轴传来的状态信息，执行从中央联锁系统发来的指令，监控轨旁设备的状态以及将状态信息发送回中央联锁系统。通讯控制单元（CCU）接收来自中央联锁系统的指令（通过传输系统），发送指令给目标控制器。它从目标控制器接收状态信息将其发回给中央联锁系统（通过传输系统）。目标控制器接收从中央联锁系统（通过传输系统和通讯控制单元）来的指令并执行。它同时监控轨旁设备并将设备的状态信息及时反馈给中央联锁系统（通过通讯控制单元和传输系统）。

3.联锁到联锁的通讯

对于大型集中站来说一个VPC的能力不足以控制整个现场。在此情况下，在整个现场将布置多个VPC。装在这些VPC里的软件要能够彼此通讯以便控制整个现场。这就是所谓的联锁到联锁（ITI）通讯。在闭环网络上的数据传输使用标准TCP/IP格式。STSAP作为安全层协议被用于联锁间的通讯。一个STSAP 对象用1到2个TSAP（s）（传输服务接入点）对象来和底层的传输层通讯。 如果有这样的情况，2个TSAPs对象用于同一个sSTSAP对象，那这个sSTSAP 是冗余存在。这种冗余被定义为网络冗余。

4.控制和监控系统

控制和监控系统（COS）是和列车调度员的人机界面（HMI）。运营人员用它来监督和控制轨旁设备以及设置和控制列车进路。一个COS可以放在VPC旁边，像车站级控制，也可以遥控（CTC）（例如在一个区域运营中心）。一个IPU 可以同时接入多个COS，但最多不超过5个。现场可以分成多个控制区域。每个COS可以控制一个或多个授控区域。

5.维护终端（MT）

维护终端（MT）是一个基于Web服务器的功能强大的测试工具。用它可以使维护人员进一步了解EBILock950 R4联锁计算机的内部工作情况。它在一台标准PC平台上提供基于web应用的服务。对于工程师来说，其用户界面非常友好，通过鼠标，按钮和下拉菜单的使用，使测试变得容易。维护终端通过互联网连接到中央联锁单元上。

维护终端有以下特征：

（1）报警 这使得维护技工能查看从和它连接的中央联锁计算机和目标控制器发来的报警信息。

（2）日志 允许技术人员查看并存储，以便将来打印记录在联锁日志上的事件。

（3）转储处理. 该功能允许技术人员在系统崩溃后将内存中的内容转移到其它计算机进行分析。

（4）联锁逻辑 此项允许技术人员可以追溯被选逻辑对象的几个循环前的状态，也可以获得所选逻辑对象的一个短时信息截取。

（5）计算机状态 此项允许技术人员查看中央联锁中的教学计算机，了解冗余模式，冗余状态，日志状态，TMS信息和全部和可用的磁盘空间。

（6）网络状态 此项允许技术人员查看系统中不同交换接口的装载和历史信息。

（7）现场状态 此项允许技术人员查看组成控制区域不同机柜的状态。

（8）归档 此项允许技术人员进入庞巴迪标准文档系统和客户需求文档系统。

（9）现场数据 此项允许技术人员进入涉及系统逻辑对象的所有现场数据。

作者简介

曾祥勇（1982-），男，壮族，广西壮族自治区柳州市，专科，深圳市地铁集团运营总部客运三分公司，信号助理工程师，研究方向：轨道信号。