天津地铁2号线正线联锁系统概述

摘要：天津地铁2号线正线联锁子系统采用CBTC集成联锁配置，联锁子系统的主要功能模块集成在CBTC地面ATP设备中。其遵循故障-安全原则，确保次级列车检测设备、转辙机、信号机之间正确的联锁关系，保证列车运行的安全。

关键词：天津地铁，联锁，目标控制器

中图分类号：U231+.2 文献标识码：A 文章编号：

一、正线联锁子系统设备的构成

正线联锁子系统设备由以下几部分组成：

1．联锁模块。设在区域控制设备集中站，该模块与RATP设备集成在一起，是正线联锁子系统的主要功能模块。

2．目标控制器系统。设在区域控制站及设备集中站，用于监控现场信号设备(信号机、转辙机、计轴、安全继电器等)。

3．现地控制工作站。设在区域控制设备集中站及联锁设备集中站，与ATS子系统设备合用。

4．维护工作站。设在区域控制设备集中站及联锁设备集中站，与ATS子系统设备合用。

5．紧急停车按钮设备。设在车站站台及行车控制室的IBP上。

二、正线联锁子系统设备的功能

1．进路控制功能。联锁子系统与ATS子系统结合实现对列车进路的自动控制。在这一过程中联锁子系统向ATS设备提供列车运行的表示信息和轨旁设备状态信息，接收ATS子系统的进路控制命令，并根据ATS子系统的列车进路控制命令控制转辙机和信号机，办理列车的运行进路，从而确保进路的安全。

当ATP功能丧失时，联锁设备具有自动进路功能，并能配合站间运行方式提供列车进路的安全保证。且联锁设备支持后备运营模式下折返站列车进路的自动设置。

2．道岔控制功能 。联锁子系统能对道岔实现解锁、转换、锁闭和监督功能。联锁系统将控制和监视道岔，按照当前进路的需要，将道岔转换到正确的位置。并根据需要执行进路锁闭及解锁、区段锁闭以及解锁、人工锁闭及解锁功能，确保道岔可以安全动作。同时，联锁系统将向RATP发送道岔位置和锁闭状态信息。

当道岔在转换过程中因故在规定时间（13秒）内不能转换到位时，将切断道岔启动电路，同时给出挤岔报警，道岔经人工操纵后可转回原位。

3．信号控制功能。信号机由联锁系统控制，联锁系统向RATP发送信号机的状态。RATP根据信号机的状态来确定列车的移动授权点，从而向列车提供是否通过信号机的移动授权。另外，联锁子系统能检查信号机的红灯点灯状态，并保证在红灯机构中发光二级管损坏数量达到报警临界值时，联锁子系统将不允许点亮此架信号机。信号关闭后，未经再次办理，信号机不得自动重复开放，不允许出现信号机乱显示。

4．站台紧急控制。紧急停车按钮与联锁目标控制器进行接口，RATP/联锁通过目标控制器采集紧急关闭按钮的状态，从而触发相应的紧急停车动作。在列车进站过程中，如果紧急停车按钮被按下，联锁系统将关闭相关信号机，同时ATP将实施紧急制动。列车停靠在站台时，如果紧急停车按钮被按下，联锁系统将关闭相应出站信号机，ATP系统将禁止列车离站。在列车出站过程中，如果紧急停车按钮被按下，联锁系统也将关闭相关信号机，ATP系统将实施紧急制动，确保列车停止运行。

5．现地控制功能。联锁子系统与ATS子系统相结合实现车站和中心的两级控制功能。正线车站的联锁平时由中心ATS子系统控制，当中心ATS系统故障后，可转为车站现地控制，根据车站ATS系统预存的进路自动排列列车进路，也可以由车站值班员办理列车进路。在现地控制工作站上，联锁子系统设置操作权限及相应的安全操作手段，确保对设备的正确控制。

6．列车运行方向控制及转换。列车通过行车区域的运行方向分为正向（即：与预定的系统正常方向相同）和反向两种。联锁子系统可根据列车运行方向办理相应的进路。

7．检测报警。联锁子系统具有自检和自诊断功能，并能检测信号机、转辙机等基础信号设备的状态，在车站的维护工作站上显示及报警。联锁子系统可以向维修中心发送相关主要信息，包括：进路状态、轨道的占用/空闲、信号机显示、道岔位置、信号机中发光二极管损坏数量监测及故障报警、转辙机动作状态、联锁设备状态及联锁卡板间的通信状况等。

8．后备模式。后备模式即自动站间闭塞模式，主要应用在如下情形：线路开通初期，信号系统不具备ATP/ATO开通条件的临时过渡期间列车运行时；未配备车载设备的车（如工程车或其他线路上不兼容本线信号系统的列车，包括车载ATC设备故障列车）运行时；正线的轨旁通信设备故障（如轨旁通信网络故障），而联锁完好时。

9．与停车场/车辆段/联络线接口。正线联锁子系统与停车场/车辆段及其它线路的联锁系统采用继电器电路接口，确保正线与停车场/车辆段以及与其它联络线间的信息安全传递，保证作业安全。

10．设置跳停。当办理跳停时，则立即设置好车站的出发进路。同时ATO子系统通过TWC子系统向列车发送相应的列车控制命令信息。

三、正线联锁子系统设备的原理

1．联锁模块。联锁模块集成在RATP设备中，在每个ＶＭＥ机架内是冗余的ＣＰＵ板，分别指定为ＡＴＰ通道１和通道２。联锁子系统内采用故障-安全的信号原理，确保列车进路和道岔被锁闭，而且传给ATP的报文的也是安全、准确的。联锁子系统的设计主要包含以下原理：

（1）对道岔、信号机以及列车检测信息作联锁处理，以确保列车进路正确、运行安全；

（2）在联锁子系统内进行进路办理和锁闭；

（3）自动排列进路，或在终端站进行折返；

（4）支持单独操纵道岔；

（5）保证列车运行方向的安全；

（6）联锁模块与RATP集成在一起，RATP直接与联锁模块通信，控制目标控制器相应模块驱动道岔、信号机，保证控制命令执行的安全性。联锁设备将信号机、道岔的状态，列车进路设置的状态，保护区的建立，区段上列车的运行方向以报文形式发送给RATP，在失去ATP功能的情况下，联锁设备可以使列车按自动站间闭塞模式运行。在ATS车站设备（现地控制工作站、ATS-RTU）故障的情况下，可以建立自动进路和自动折返进路。

2．目标控制器系统。目标控制器系统由通信控制器单元（简称：CCU）和目标控制器（简称：OC）组成。提供与轨旁各种设备的接口，根据联锁计算机的命令，对轨旁设备进行监控。

（1）通信控制器CCU。通信控制器接收区域控制设备集中站的联锁计算机的命令，并将这些命令发送给目标控制器OC。同时，接收目标控制器的状态信息，并通过站间通信通道发送给联锁计算机。一个CCU最多能与8个OC进行通信。

（2）目标控制器OC。目标控制器接收来自CCU的指令，控制轨旁信号设备。同时，将轨旁设备的状态通过CCU实时转发给区域控制站的联锁计算机。

四、结论

为了保证系统的高可靠性和高安全性，正线联锁系统采用2乘2取2的冗余结构，且联锁主、备设备之间的切换不会对运营造成干扰，从而大大提高了地铁运营的可靠性和安全性。

参考文献：

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[2]杨元明；地铁CBTC系统中的联锁技术探析[J]，科技风，2012，（3）：22-25

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