軌道交通信號(hào)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖采集接口電路安全性分析

安春蘭

（華東交通大學(xué)運(yùn)輸學(xué)院，330013，南昌∥助教）

計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖是與軌道交通信號(hào)系統(tǒng)安全直接相關(guān)的設(shè)備，其主要功能是實(shí)現(xiàn)軌旁信號(hào)設(shè)備的狀態(tài)信息采集與安全聯(lián)鎖控制。軌旁信號(hào)設(shè)備的狀態(tài)信息采集是通過采集室內(nèi)相應(yīng)的繼電器來實(shí)現(xiàn)的。為了確保室內(nèi)所反應(yīng)的狀態(tài)與實(shí)際的狀態(tài)相一致，必須保證繼電器的采集是準(zhǔn)確無誤的，如果采集到的繼電器狀態(tài)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的狀態(tài)不相符，就容易發(fā)生事故。例如，對(duì)軌道區(qū)段的狀態(tài)采集，若此時(shí)軌道區(qū)段處于“占用”狀態(tài)，聯(lián)鎖采集軌道繼電器（GJ）應(yīng)是后接點(diǎn)接通；如果錯(cuò)誤采集（實(shí)際上GJ落下，但是錯(cuò)誤采集的信息是吸起的），再加上值班員錯(cuò)誤辦理接車，就會(huì)因?yàn)橐粋€(gè)繼電器的錯(cuò)誤采集導(dǎo)致接站列車撞上股道上的停留車列。同樣，對(duì)于其他的繼電器如果出現(xiàn)誤采集，就會(huì)發(fā)生繼電器狀態(tài)誤判故障，從而導(dǎo)致電務(wù)設(shè)備聯(lián)鎖關(guān)系失效，最終造成事故，影響行車安全和運(yùn)輸效率。因此，必須保證對(duì)繼電器的采集是無誤的，且必須保證其符合故障－安全原則。本文分析和比較計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖采集接口電路的單接點(diǎn)采集和雙接點(diǎn)采集這兩種采集方法的安全性。

1 單接點(diǎn)采集方法分析

計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的采集接口電路普遍都采用單接點(diǎn)采集方法。單接點(diǎn)采集方法是指計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖只采集一組繼電器的前接點(diǎn)或者后接點(diǎn)。采集接口電路原理如圖1所示。由于這種采集方法的采集線共用24V的正電源，這樣就容易發(fā)生繼電器采集線之間的混線（短路）故障，使處于落下狀態(tài)的繼電器錯(cuò)誤采集信息為吸起狀態(tài)，從而使聯(lián)鎖對(duì)繼電器的實(shí)際狀態(tài)產(chǎn)生誤判。

圖1 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖采集接口電路原理圖

例如，圖1中若道岔處于四開狀態(tài)，反應(yīng)道岔狀態(tài)的定位表示繼電器（DBJ）和反位表示繼電器（FBJ）都應(yīng)處于落下狀態(tài)，而此時(shí)若發(fā)生采集線1與采集線n混線（短路），聯(lián)鎖就會(huì)誤采集DBJ是處于吸起狀態(tài)（實(shí)際上是DGJ吸起），判斷道岔是處于定位，與道岔的實(shí)際狀態(tài)（四開狀態(tài)）不符，并且不滿足故障－安全原則。因此，若計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖采用單點(diǎn)采集，道岔在四開狀態(tài)時(shí)，聯(lián)鎖不能發(fā)現(xiàn)混線故障。對(duì)于反應(yīng)軌道區(qū)段“占用”或“空閑”狀態(tài)的軌道繼電器DGJ，若采用單點(diǎn)采集方法，聯(lián)鎖同樣不能發(fā)現(xiàn)混線故障。

為防止混線故障引起聯(lián)鎖誤判而導(dǎo)致事故發(fā)生，本文對(duì)涉及安全輸入信息（軌道狀態(tài)、道岔表示等）的采集，采用雙接點(diǎn)采集方法（采集相關(guān)繼電器的前后接點(diǎn)條件），并實(shí)現(xiàn)閉環(huán)邏輯安全運(yùn)算檢查。

2 雙接點(diǎn)采集方法分析

本文只介紹涉及信息安全的道岔接口電路和軌道接口電路的雙接點(diǎn)采集方法。其他需要增加防護(hù)混線保護(hù)的繼電器采集電路與軌道繼電器的采集方法一樣，增加其后接點(diǎn)的采集即可。

2.1 道岔接口電路

為確保道岔的安全性，必須對(duì)DBJ和FBJ安全信息進(jìn)行采集，而現(xiàn)階段在部分聯(lián)鎖中對(duì)道岔只是采集DBJ、FBJ的前接點(diǎn)，其采集接口電路如圖2所示。為防止聯(lián)鎖因混線故障產(chǎn)生誤判，本文采用雙接點(diǎn)采集法，增加DBJ與FBJ后接點(diǎn)的串接采集。串接方法是在采集DBJ、FBJ后接點(diǎn)的同時(shí)將DBJ后接點(diǎn)的接通條件作為FBJ吸起或落下的條件，其接口電路如圖3所示。

圖2 道岔單點(diǎn)采集接口電路原理圖

2.2 軌道接口電路

反應(yīng)軌道區(qū)段狀態(tài)的DGJ采集也必須保證正確無誤，當(dāng)采集發(fā)生故障時(shí)必須使其導(dǎo)向安全側(cè)。目前，對(duì)軌道繼電器只采集DGJ的前接點(diǎn)，其信息采集接口電路如圖4所示。在圖4中，當(dāng)DGJ吸起時(shí)，表示軌道區(qū)段“空閑”，反之表示軌道區(qū)段“占用”。若發(fā)生采集混線或斷線故障時(shí)，聯(lián)鎖會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤判斷，就不能保證采集到的繼電器狀態(tài)是安全無誤的。例如圖1中，當(dāng)軌道占用時(shí)DGJ落下，而此時(shí)DGJ采集線與任何一路接通的采集線發(fā)生混線就會(huì)使聯(lián)鎖產(chǎn)生誤判，導(dǎo)致危險(xiǎn)事故發(fā)生。因此，DGJ的采集也必須增加其混線的防護(hù)措施。DGJ的雙接點(diǎn)采集方法是將原電路修改為增加DGJ后接點(diǎn)的采集（如圖5所示）。

圖3 道岔雙接點(diǎn)采集接口電路原理圖

圖4 軌道區(qū)段單點(diǎn)采集接口電路原理圖

圖5 軌道區(qū)段雙接點(diǎn)采集接口電路原理圖

3 單接點(diǎn)采集與雙接點(diǎn)采集的安全性比較

3.1 道岔接口電路

聯(lián)鎖機(jī)讀取信息的電路如圖6所示，聯(lián)鎖讀取到“1”信號(hào)，表示從采集接點(diǎn)接收到輸入信號(hào)，證明采集的繼電器接點(diǎn)閉合；聯(lián)鎖讀取到“0”信號(hào)，表示沒有接收到輸入信號(hào)，證明采集的繼電器接點(diǎn)斷開或采集線斷線。

圖6 聯(lián)鎖信息讀取圖

表1是圖2中道岔采集接口電路采用單點(diǎn)采集方法時(shí)聯(lián)鎖信息的讀取結(jié)果。聯(lián)鎖讀取到“10”信號(hào)表示道岔在“定位”；讀取到“01”表示道岔在“反位”；讀取到“00”表示道岔在“四開”；當(dāng)讀取到“11”信號(hào)，可以判斷出采集線發(fā)生了“混線故障”。

表1 道岔單點(diǎn)采集方法聯(lián)鎖讀取信息結(jié)果表

表2是圖3中道岔采集接口電路采用雙接點(diǎn)采集方法時(shí)聯(lián)鎖信息的讀取結(jié)果，其中DFH表示DBJ和FBJ后接點(diǎn)的采集線。當(dāng)聯(lián)鎖讀取到的信息為“100”、“010”、“001”、“101”、“011”，分別表示道岔在“定位”、“反位”、“四開”、“四開且 DBJ前接點(diǎn)混電”、“四開且FBJ前接點(diǎn)混電”。這里只列舉這5種信息，其他情況都視為故障態(tài)，即采集混線（道岔視為四開狀態(tài)）。

表2 道岔雙接點(diǎn)采集方法聯(lián)鎖讀取信息結(jié)果表

從表1和表2可以看出，采用單點(diǎn)采集雖然聯(lián)鎖可以發(fā)現(xiàn)混線故障，但當(dāng)?shù)啦碓谒拈_狀態(tài)時(shí)，又發(fā)生了混線故障，聯(lián)鎖是無法判斷的。采用雙接點(diǎn)采集方法，可以彌補(bǔ)單接點(diǎn)采集方法的這一不足。

3.2 軌道接口電路

表3是圖4中軌道區(qū)段采集接口電路采用單點(diǎn)采集方法時(shí)，聯(lián)鎖軟件讀取軌道區(qū)段狀態(tài)的結(jié)果。當(dāng)聯(lián)鎖讀取到“1”信號(hào)，表示軌道“空閑”；當(dāng)聯(lián)鎖讀取到“0”信號(hào)，表示軌道“占用”。

表3 軌道區(qū)段單點(diǎn)采集方法聯(lián)鎖讀取信息結(jié)果表

表4是圖5中軌道區(qū)段采集接口電路采用雙接點(diǎn)采集方法時(shí)，聯(lián)鎖軟件讀取軌道區(qū)段狀態(tài)的結(jié)果，其中DGJH表示軌道區(qū)段繼電器的后接點(diǎn)采集線。當(dāng)聯(lián)鎖軟件讀取到“10”、“01”、“11”等信號(hào)，分別表示軌道區(qū)段“空閑”、“占用”、“混線故障”。

表4 軌道區(qū)段雙接點(diǎn)采集方法聯(lián)鎖讀取信息結(jié)果表

從表3和表4中可以看出，采用單點(diǎn)采集可以判斷軌道區(qū)段的“占用”或“空閑”狀態(tài)，但當(dāng)采集線發(fā)生混線故障時(shí)，聯(lián)鎖無法識(shí)別。雙接點(diǎn)采集可以彌補(bǔ)這一不足。

4 結(jié)語

雙接點(diǎn)采集方法與單點(diǎn)采集方法相比，在保證聯(lián)鎖原有功能的基礎(chǔ)上可以發(fā)現(xiàn)混線故障，解決了因混線和繼電器接點(diǎn)粘連引起的聯(lián)鎖誤判，保證了行車安全。

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