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摘要：介绍了区域计算机联锁系统的适用范围及技术特点，通过对大丽线基于双机热备的区域计算机联锁系统的介绍，阐述了该系统的构成、功能和接口方式。系统对于降低工程造价、充分发挥计算机性能、提高运输效率有重要的作用。
关键词：大丽线；区域计算机联锁系统; 新型信号控制模式; 集中控制; 安全计算机; 安全信息传输
区域计算机联锁系统是基于计算机联锁系统，结合了网络安全传输等技术，具有网络化、智能化、集成化的新型信号控制系统。在整个区域控制系统中建立一个主控站，一个或多个被控站。主控站采用一套主联锁设备，完成对两个或两个以上车站的联锁逻辑运算和集中控制，能够实现区域内车站联锁、区间闭塞和调度指挥一体化控制。
目前，区域计算机联锁信号控制系统在国内外都有广泛运用。如德国新的高速铁路上采用了EIS型区域计算机联锁系统，每个EIS系统都能保证长约50km区段内的地面设备的可靠控制；日本井原线区域计算机联锁系统，全长41.7km，控制15个车站；国内集二线集贲段采用DS6-K5B型区域计算机联锁系统，全长35km，控制5个站；大丽线施工设计中采用双机热备型区域计算机联锁系统，全线有4个站采用该种联锁系统集中控制。
1.区域计算机联锁系统的结构和功能
区域计算机联锁系统在实际运用中有很强的灵活性，能以多种计算机联锁结构做为基础，根据不同的联锁系统，子系统的组成方式可能不一定相同，但系统基本原理相同。下面结合大丽线采用的基于双机热备计算机联锁的区域计算机联锁系统介绍区域计算机联锁的结构及功能。
大丽线中上关站（主控站）采用区域计算机联锁设备，控制诸葛城站和预留缓开的青花坪、双廊和芹河3个车站（被控站），如图1所示。
区域计算机联锁系统（ZIXL）由六个子系统组成，分别为联锁处理子系统、人机界面子系统、值班员台子系统、诊断维护子系统、冗余网络子系统、电源子系统。如图2所示：
1.1 联锁处理子系统（ZLC-IPS和CLC-IPS）
联锁处理子系统（IPS）是整个区域计算机联锁系统（ZIXL）的核心，它由两套“双系热冗余组合故障安全”加“NISAL反应故障安全”专用联锁机（IPSA和IPSB）组成，根据需要可以分中央逻辑控制（CLC）和区域逻辑控制（ZLC）的分层逻辑结构。在区域联锁主控站上关站设置CLC进行辖区内所有车站的逻辑运算，分别在被控站诸葛城站、青花坪、双廊和芹河站（后3个站为预留车站）设置ZLC，接受来自上关站CLC的控制命令，实施采集和驱动的控制。同时，也可以在上关站CLC与诸葛城站ZLC之间通信中断时，在诸葛城站ZLC实施基本联锁（如基本列车进路、引导进路）的自律控制。
1.2 人机界面子系统（HMI）
人机界面子系统提供了区域联锁系统与用户之间的人机接口，可采用高分辨率液晶显示器或者控制台等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等操作工具办理各种作业。大丽线区域计算机联锁系统施工设计中在上关站与诸葛城等站均按系统要求分别设置该子系统，主要用于操作员发送控制命令和接受现场表示信息，HMI之间、HMI与SDM子系统和仿真测试系统之间通过高速网络交换信息，支持跨站办理通过进路和跨屏办理进路，中心车站HMI提供TDCS等系统界面显示的串行接口。
1.3 值班员台子系统（GPC）
在大型车站控制中心可考虑设置值班员台GPC，给值班员提供站场、操作显示。GPC显示的站场界面与HMI一致，但是不能进行进路办理等操作。大丽线中没有设置该子系统。
1.4 冗余网络子系统（PNET）
大丽线区域联锁系统采用高速交换机的以太网冗余网络结构，通过4芯光纤组建区域联锁主干网络，各子系统均安装有两块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子系统中给出故障诊断信息，便于及时维护。当区域内车站超过三个，可考虑通过8芯光纤双冗余环行网络结构。如图3所示：
1.5 诊断维护子系统（SDM）
大丽线区域计算机联锁系统在上关站及诸葛城站分别设置了诊断维护子系统，该系统主要用于联锁处理子系统的诊断、接受来自人机界面子系统和联锁机的操作和表示信息及记录关键操作和表示、通过串口接收计轴器的诊断信息和轴显信息并转发给人机界面子系统、站场显示及历史回放、网络管理、实现远程诊断接入。
1.6 电源子系统（PWR）
为保障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。大丽线区域联锁系统采用双冗余供电方式。来自电源屏的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各子系统。
2.区域计算机联锁系统与其他系统的接口
2.1 与信号设备的接口
区域计算机联锁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，上关站及诸葛城站联锁机通过驱动普通安全型继电器和采集安全型继电器与继电电路接口，实现计算机联锁设备与现场设备的电路衔接和安全隔离。
2.2 与计轴系统的接口
大丽线区域计算机联锁系统通过安全型继电器采集计轴轨道信息，诊断维护子系统通过串口采集计轴系统诊断信息，可以预留远程计轴器故障复位接口。
2.3 与TDCS的接口
通过人机界面子系统，上关站及诸葛城站区域联锁系统实现与TDCS系统交换信息的接口。
2.4 与微机监测的接口
大丽线区域计算机联锁系统中各站经本站诊断维护子系统，将联锁系统的诊断维护信息发送给微机监测设备。
2.5 与相邻联锁控制区域的接口
上关站及诸葛城站两个区域联锁系统之间接口采用安全型数字接口，通过4芯光缆连接两个区域的联锁设备。
3.区域计算机联锁系统在大丽线施工设计中的具体运用
大丽线区域计算机联锁系统中，上关站为主控站，诸葛城站和预留缓开的青花坪、双廊和芹河站为被控站，在上关站设置中央逻辑控制器（CLC）、区域逻辑控制器（ZLC）、冗余网络子系统（ZNET）、人机界面子系统（HMI）、诊断维护子系统（SDM），在诸葛城站及3个预留站设置区域逻辑控制器（ZLC）、冗余网络子系统（ZNET）、人机界面子系统（HMI）、诊断维护子系统（SDM）。5个站的信号设备状态信息均由各站采集，通过网络传至上关站的联锁机进行逻辑运算，运算完成后上关站向相关各站发送控制命令，完成区域内车站信号的集中控制。
该系统联锁机通过安全型继电器采集信号机、道岔、轨道区段、计轴及半自动闭塞的信息，其中有：信号机的灯丝继电器（DJ）；道岔的定位表示继电器（DBJ）、反位表示继电器（FBJ）；半自动闭塞的正线路继电器（ZXJ）、负线路继电器（FXJ）、正电继电器（ZDJ）、负电继电器（FDJ）、区间轨道继电器（QGJ）、计轴复零继电器（JFLJ）。驱动的继电器有：信号机的列车信号继电器（LXJ）、正线继电器（ZXJ）、引导信号继电器（YXJ）、通过信号继电器（TXJ）、调车信号继电器（DXJ）；道岔的定位操作继电器（DCJ）、反位操作继电器（FCJ）、锁闭继电器（SJ）；计轴及半自动闭塞的正电继电器（ZDJ）、负电继电器（FDJ）、计轴复零继电器（JFLJ）。通过驱动上述继电器操作现场设备，完成进路的选排及信号的开放。
由于上关站及诸葛城站均在同一个区域计算机联锁系统中，该两站相邻的计轴及半自动闭塞信息只用采集区间轨道继电器（QGJ）、计轴复零继电器（JFLJ）和驱动计轴复零继电器（JFLJ），其他正线路继电器（ZXJ）、负线路继电器（FXJ）、正电继电器（ZDJ）、负电继电器（FDJ）的采集或驱动均可通过区域逻辑控制器（ZLC）自己提供及运算，实现半自动闭塞及计轴的功能，采用这样的控制方式既节省了信号器材，又减少了故障点，提高了系统的可靠性，充分体现了区域计算机系统的优越性。
4. 区域计算机联锁系统的适用范围
4.1 高速度、高密度运行的区段
如客运专线，线路的特点以集中控制为主、车站调车作业少；列车按计划运行，一般情况下无须调度员干预。
4.2 条件恶劣及地理环境受限的区段
如专用线、偏远支线、隧道内车站等，线路特点是车站规模小、作业少；车站自然条件艰苦、生活不便，维护力量不足。
4.3 繁忙的枢纽车站及大型客站
如编组站、枢纽站，线路特点是站间业务繁忙、联系紧密，须依靠各车站之间的协调配合才能有效地控制运营能力。
5.区域计算机联锁系统的技术特点
区域计算机联锁与传统的调度集中不完全相同，它实现了车站联锁、区间闭塞和调度集中一体化控制，能够实现区域内各站信号、道岔、进路的远程控制，功能相对集中，控制范围广，安全性和可靠性高。
6.结语
区域联锁控制系统（ZIXL）作为一种新型的信号控制模式，充分发挥了计算机联锁系统高效、简捷及可靠性高等特点，在大丽线施工设计中采用了基于双机热备的区域计算机联锁控制系统，减少了个车站的硬件配置，在一定程度上降低了工程造价及运营成本。通过对区域内车站的集中控制，可以更好的实现站内联锁和调度集中一体化，提高运输效率。区域计算机联锁控制系统不仅在国有铁路上采用，在国产城市轨道交通信号控制系统中也广泛采用。随着技术的不断发展，该系统的技术特点和优势，将得到更有力的体现。
参考文献
[1]黄卫中.区域计算机联锁系统的设计和实现. 中国铁道出版社. 2005.
[2]赵志熙.微机联锁系统技术{M}.北京中国铁道出版社.1995.
[3]谢利民等.基于全电子设计方案的区域计算机联锁系统.铁道通信信号.2008.
论文作者:张燕
论文发表刊物:《基层建设》2016年35期
论文发表时间:2017/3/27
标签：联锁论文; 子系统论文; 区域论文; 系统论文; 继电器论文; 计算机论文; 进路论文; 《基层建设》2016年35期论文;