基于6502電路的有軌電車道岔控制系統(tǒng)邏輯實現(xiàn)

聶 超 周 苗 李晶晶 王喜軍 鄭劍鋒

(通號萬全信號設(shè)備有限公司，杭州 310000)

1 概述

現(xiàn)代有軌電車信號系統(tǒng)是實現(xiàn)有軌電車行車指揮、列車運(yùn)行監(jiān)控和管理所需技術(shù)措施及配套裝備的集合體，為確保列車在正線線路上的運(yùn)行安全,道岔控制系統(tǒng)需在正線道岔區(qū)域內(nèi)規(guī)定的聯(lián)鎖條件和時序下，實現(xiàn)進(jìn)路上信號機(jī)、軌道區(qū)段和道岔之間的安全聯(lián)鎖。

目前，在我國大部分還是使用6502繼電式電氣集中聯(lián)鎖的方式，具有很高普遍性。6502繼電式電氣集中實現(xiàn)簡便靈活，具有很強(qiáng)的邏輯性、可靠性和安全性，不易出錯，符合故障-安全原則。本文研究繼電式電氣集中聯(lián)鎖的技術(shù)條件和功能在有軌電車道岔控制系統(tǒng)的計算機(jī)編程實現(xiàn)方法。

2 基本邏輯

在6502電氣集中電路中各個繼電器動作是按照一定的時序進(jìn)行的，因此在計算機(jī)程序中也以同樣的電路方式實現(xiàn)進(jìn)路建立，按照計算機(jī)程序執(zhí)行的周期順序執(zhí)行各個參數(shù)，用來保證聯(lián)鎖邏輯的有效性和安全性。下面如圖1所示站場為例排列S1→S2進(jìn)路，說明如何以6502電氣集中電路為基礎(chǔ)實現(xiàn)道岔控制系統(tǒng)排路邏輯，如表1所示為站場聯(lián)鎖表。

圖1 站場示意圖Fig.1 Schematic diagram of the station

表1 站場聯(lián)鎖表Tab.1 Interlocking table

有軌電車道岔控制系統(tǒng)邏輯大多采集bool表達(dá)式，其中 “*”表示“與”、 “～”表示“非”、“+”表示“或”，邏輯中參數(shù)都是bool類型。

2.1 一到六線選岔網(wǎng)絡(luò)

2.1.1 6502電氣集中電路

按壓進(jìn)路始終端按鈕，始終端AJ繼電器勵磁自閉。同時接通相應(yīng)的方向繼電器并勵磁自閉，由此接通1～6線選岔電路，從左到右順序選出道岔的定位或反位。

2.1.2 道岔控制系統(tǒng)邏輯

1）辦理操作，在HMI按下進(jìn)路始端S1和進(jìn)路終端S2。

2）HMI預(yù)檢查排路命令有效后，下發(fā)進(jìn)路始終端。

3）道岔控制系統(tǒng)根據(jù)HMI下發(fā)的排路命令，查找聯(lián)鎖表中的道岔位置，如與實際位置不對，則發(fā)送相應(yīng)道岔的操作命令。

2.2 七線網(wǎng)絡(luò)

2.2.1 6502電氣集中電路

在6502電氣集中電路中，F(xiàn)KJ電路分為列車和調(diào)車共用的FKJ電路、調(diào)車專用的FKJ電路。FKJ起區(qū)分電路和防止自動重復(fù)開放信號的作用。

每條列調(diào)車進(jìn)路的始端，都設(shè)一個開始繼電器KJ。要檢查進(jìn)路的選排一致性；不一致時，禁止開始繼電器勵磁吸起；檢查進(jìn)路必須在解鎖狀態(tài)，否則，禁止開始繼電器勵磁吸起；

開始繼電器一旦勵磁吸起，必須保持到這條進(jìn)路解鎖為止。

2.2.2 道岔控制系統(tǒng)邏輯

HMI下發(fā)進(jìn)路始終端按鈕，道岔控制系統(tǒng)根據(jù)HMI進(jìn)路命令記錄進(jìn)路始端按鈕，代替始端JXJ和方向電源，使FKJ為1。道岔控制系統(tǒng)參照列車進(jìn)路辦理，故不需要ZJ。

1）每架信號機(jī)設(shè)置參數(shù)FKJ

a.進(jìn)路選排一致(道岔到位)后，始端按鈕參數(shù)S1SA為1，檢查進(jìn)路始端信號機(jī)S1未辦理進(jìn)路（KJ為0）、未辦理進(jìn)路取消（QJ為0），當(dāng)條件滿足時，參數(shù)S1FKJ為1。

b.HMI辦理信號重開，下發(fā)始端命令，始端按鈕參數(shù)S1SA為1，檢查進(jìn)路完整（XJJ8L、XJ11L為1），進(jìn)路始端信號機(jī)S1未開放（XJ為0）、未辦理進(jìn)路取消（QJ為0），當(dāng)條件滿足時參數(shù)S1FKJ為1。

c.參數(shù)S1FKJ在信號開放（XJ為1）或辦理進(jìn)路取消（QJ為1）后為0。

2）每架信號機(jī)設(shè)置參數(shù)KJ

a.參數(shù)S1FKJ為1后，檢查進(jìn)路區(qū)段1-4DG未鎖閉，進(jìn)路道岔1/2定位、3/4定位，進(jìn)路道岔1/2、3/4無反向操作，條件滿足后S1KJ為1；

b.參數(shù)S1KJ為1后，直至進(jìn)路區(qū)段1-4DG解鎖為0。

2.3 八線網(wǎng)絡(luò)

2.3.1 6502電氣集中電路

八線檢查進(jìn)路區(qū)段空閑、進(jìn)路道岔位置正確、敵對進(jìn)路未建立，來控制信號檢查繼電器XJJ勵磁，從而判斷信號有無開放的可能性。

2.3.2 道岔控制系統(tǒng)邏輯

1）每架信號機(jī)設(shè)置參數(shù)XJJ8L，代替6502電路8線

參數(shù)S1KJ為1后，檢查進(jìn)路區(qū)段1-4DG空閑，進(jìn)路道岔1/2定位、3/4定位，同時敵對信號參數(shù)S2KJ為0。

2）每架信號機(jī)設(shè)置參數(shù)XJJ

a.S1FKJ為1后，檢查進(jìn)路完整（XJJ8L為1）、未辦理進(jìn)路取消（QJ為0），當(dāng)條件滿足時，參數(shù)S1XJJ為1；

b.S1XJJ為1后，檢查S1信號開放（XJ為1）、進(jìn)路完整（XJJ8L為1）、未辦理進(jìn)路取消（QJ為0），用于S1XJJ自保為1。

2.4 九、十線網(wǎng)絡(luò)

2.4.1 6502電氣集中電路

九線控制區(qū)段檢查繼電器QJJ勵磁，從而1LJ、2LJ落下，使進(jìn)路鎖閉，點(diǎn)亮控制臺白光帶。

2.4.2 道岔控制系統(tǒng)邏輯

1）每個軌道區(qū)段設(shè)置參數(shù)QJJ9L，代替6502電路9線

2）每個軌道區(qū)段設(shè)置參數(shù)QJJ

1-4DGQJJ為1后，檢查1-4DGQJJ10L等參數(shù)條件，為解鎖準(zhǔn)備。

3）每個軌道區(qū)段設(shè)置參數(shù)LJ1和LJ2

1-4DGLJ1和1-4DGLJ2平時為1，當(dāng)1-4DGQJJ為1后，1-4DGLJ1和1-4DGLJ2為0，進(jìn)路鎖閉顯示白光帶。

4）每個軌道區(qū)段設(shè)置參數(shù)SJ

1-4DGSJ=（1-4DGDGJ）*（1-4DGLJ1）*（1-4DGLJ2）

2.5 十一線網(wǎng)絡(luò)

2.5.1 6502電氣集中電路

十一線檢查進(jìn)路區(qū)段鎖閉、進(jìn)路道岔位置正確，控制信號繼電器勵磁。

2.5.2 道岔控制系統(tǒng)邏輯

1）每架信號機(jī)設(shè)置參數(shù)XJJ11L，代替6502電路11線

S1KJ為1后，檢查進(jìn)路區(qū)段1-4鎖閉，進(jìn)路道岔1/2、道岔3/4定位。

2）每架信號機(jī)設(shè)置參數(shù)XJ2

S1FKJ為1后，檢查開放信號的條件，并且在信號開放過程（XJ為1）中實時檢查燈絲斷絲（1DJ）、道岔位置正確、進(jìn)路鎖閉、區(qū)段占用、敵對條件未建立、進(jìn)路取消。

3）每架信號機(jī)設(shè)置參數(shù)XJ

S1XJ為1后，開放信號。

3 工程數(shù)據(jù)實現(xiàn)

道岔控制系統(tǒng)軟件可分為業(yè)務(wù)程序和工程數(shù)據(jù)兩部分。其中工程數(shù)據(jù)有兩種實現(xiàn)方式：站場形網(wǎng)絡(luò)和聯(lián)鎖進(jìn)路表。

3.1 站場形網(wǎng)絡(luò)

在6502電氣集中電路中，電路是按照實際站場繪制的，由許多分立的控制電路組成，電路的圖形結(jié)構(gòu)與站場的形狀相同，稱為站場形網(wǎng)絡(luò)。車站信號平面布置圖，由道岔點(diǎn)、信號點(diǎn)和軌道電路區(qū)段組成，6502電氣集中電路由道岔標(biāo)準(zhǔn)電路、信號標(biāo)準(zhǔn)電路和軌道電路區(qū)段標(biāo)準(zhǔn)電路組成，其圖形結(jié)構(gòu)與車站信號平面布置的圖形結(jié)構(gòu)相對應(yīng)。

道岔控制系統(tǒng)工程數(shù)據(jù)也可采用6502電氣集中電路方式，由道岔標(biāo)準(zhǔn)邏輯數(shù)據(jù)、信號標(biāo)準(zhǔn)邏輯數(shù)據(jù)和軌道電路區(qū)段標(biāo)準(zhǔn)邏輯數(shù)據(jù)組成，其邏輯數(shù)據(jù)關(guān)系結(jié)構(gòu)與車站信號布置平面的圖形結(jié)構(gòu)完全相同，整個邏輯數(shù)據(jù)用的網(wǎng)絡(luò)，主要是根據(jù)信號平面布置圖，選用相應(yīng)的組合邏輯而成，不僅簡化邏輯數(shù)據(jù)設(shè)計，還可減少設(shè)計中產(chǎn)生的錯誤，而且所有的聯(lián)鎖邏輯都在邏輯數(shù)據(jù)中，業(yè)務(wù)程序不含邏輯運(yùn)算，因而可減少程序中產(chǎn)生的錯誤。

3.2 聯(lián)鎖進(jìn)路表

在6502電氣集中電路中，為在排列進(jìn)路時，不使它們相互干擾，在每條進(jìn)路的始端和終端，都接有電路區(qū)分條件。道岔控制系統(tǒng)工程數(shù)據(jù)也可采用聯(lián)鎖進(jìn)路表方式，其數(shù)據(jù)由一條條基本進(jìn)路組成，構(gòu)成進(jìn)路表。進(jìn)路表中每條進(jìn)路數(shù)據(jù)包含進(jìn)路始終端、進(jìn)路中道岔、軌道電路區(qū)段、敵對信號等基本信號設(shè)備數(shù)據(jù)信息，6502電氣集中電路中一到十一條網(wǎng)絡(luò)聯(lián)鎖邏輯在道岔控制系統(tǒng)業(yè)務(wù)程序中實現(xiàn)，排列進(jìn)路時所需的信號設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)從工程數(shù)據(jù)進(jìn)路表中取出，這樣工程數(shù)據(jù)內(nèi)容簡單，不包含復(fù)雜的邏輯。

3.3 兩種實現(xiàn)方式對比

基于站場形網(wǎng)絡(luò)的道岔控制系統(tǒng)工程數(shù)據(jù)，每個站場獨(dú)立，專業(yè)性強(qiáng)，工作量大，對數(shù)據(jù)編寫、審核人員要求高；基于聯(lián)鎖進(jìn)路表實現(xiàn)方式，聯(lián)鎖數(shù)據(jù)簡單，工作量小。有軌電車正線道岔控制區(qū)域站場簡單，極少存在復(fù)雜聯(lián)鎖關(guān)系，因此采用聯(lián)鎖進(jìn)路表方式的工程數(shù)據(jù)更適用于有軌電車正線道岔控制系統(tǒng)。

4 結(jié)論

有軌電車正線道岔控制系統(tǒng)主要是通過使用計算機(jī)控制、通信技術(shù)對正線道岔區(qū)域地面信號設(shè)備進(jìn)行聯(lián)鎖控制，來保證列車安全高效的通過道岔區(qū)域，因此以6502電氣集中電路為依據(jù)實現(xiàn)道岔控制系統(tǒng)聯(lián)鎖邏輯具有邏輯性強(qiáng)、簡便靈活和不易出錯等優(yōu)點(diǎn)。同時對兩種道岔控制系統(tǒng)的工程數(shù)據(jù)實現(xiàn)方式進(jìn)行說明和對比，并闡述了哪種方式更適合有軌電車正線道岔控制系統(tǒng)。隨著我國現(xiàn)代有軌電車的快速發(fā)展，道岔控制系統(tǒng)將得到越來越多的應(yīng)用。