DS6-60全電子聯(lián)鎖模擬試驗(yàn)分析

侯禮舉，劉洪光

（通號(hào)城市軌道交通技術(shù)有限公司，北京 100070）

1 概述

1.1 全電子聯(lián)鎖簡介

目前，軌道交通信號(hào)系統(tǒng)正不斷更新?lián)Q代，朝著“更安全、更高效、更便于實(shí)施和維護(hù)”的方向發(fā)展，全電子聯(lián)鎖憑借自身的優(yōu)勢，正逐步得到廣泛的應(yīng)用。DS6-60全電子聯(lián)鎖系統(tǒng)主要以全電子的驅(qū)動(dòng)層執(zhí)行模塊為基礎(chǔ)，以上層安全聯(lián)鎖邏輯部為核心，所有關(guān)鍵部分采用二乘二取二冗余結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)中所有涉及到安全信息處理和傳輸?shù)牟考凑铡肮收?安全”原則采取了2重系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以滿足鐵路車站信號(hào)控制設(shè)備高可靠和高安全的使用要求。全電子聯(lián)鎖相對(duì)于傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖＋繼電器的模式，具有很大的優(yōu)勢，工程實(shí)施簡單，同時(shí)減小設(shè)備占用空間，對(duì)于后期運(yùn)營保障更快捷，檢修故障模塊化，減少故障處理時(shí)間，更利于軌道交通的高效運(yùn)營。DS6-60全電子聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。

圖1 DS6-60全電子聯(lián)鎖原理Fig.1 Schematic diagram of DS6-60 full electronic interlocking

1.2 工程實(shí)施

全電子聯(lián)鎖取消了執(zhí)行層的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)了控制電路的模塊化，室外設(shè)備（信號(hào)機(jī)、道岔、接口繼電器等）直接由電子模塊進(jìn)行控制，但電子模塊對(duì)電路中的電流、電壓精度要求高，超壓或超流會(huì)損壞電子模塊，因此在具體工程實(shí)施中，為了避免電路混電和短路引起的模塊損壞，應(yīng)在室外設(shè)備正式接入前，通過室內(nèi)聯(lián)鎖模擬試驗(yàn)的方式，檢查設(shè)備配線正確性，同時(shí)通過模擬試驗(yàn)驗(yàn)證聯(lián)鎖軟件邏輯關(guān)系的準(zhǔn)確性。

2 聯(lián)鎖模擬試驗(yàn)電路

2.1 信號(hào)機(jī)

信號(hào)機(jī)的模擬試驗(yàn)電路比較簡單，根據(jù)分線柜配線圖，通過線纜直接將模擬盤上的室外相對(duì)應(yīng)的顏色燈泡接在分線柜對(duì)應(yīng)的端子上，模擬室外信號(hào)機(jī)點(diǎn)燈。但值得注意的是，模擬燈泡的參數(shù)（電壓、電流、功率等）要與室外燈泡的參數(shù)相匹配，以保證聯(lián)鎖模塊的輸出電流在正常范圍內(nèi)。如果模擬燈泡電流過大，可能會(huì)燒壞模塊板卡，如果電流過小，板卡則不能正常工作。具體模擬電路如圖2所示。

圖2 信號(hào)機(jī)模擬電路Fig.2 Signal simulation circuit

2.2 軌道區(qū)段

2.2.1 計(jì)軸

目前，軌道交通信號(hào)系統(tǒng)軌道區(qū)段的占用/空閑檢測基本都是通過計(jì)軸來實(shí)現(xiàn)，在傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖中，每個(gè)軌道區(qū)段都設(shè)置一個(gè)軌道繼電器（GJ），GJ安裝在組合柜上，計(jì)軸柜通過內(nèi)部的繼電器節(jié)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)GJ，反映軌道區(qū)段占用和空閑。而DS6-60全電子聯(lián)鎖中，由于取消了組合柜，計(jì)軸機(jī)柜直接給聯(lián)鎖傳輸區(qū)段占用/空閑狀態(tài)。

在實(shí)際工程實(shí)施中，受現(xiàn)場條件環(huán)境的影響，通過室外磁頭的劃軸很難進(jìn)行區(qū)段占用/出清試驗(yàn)，因此可以在室內(nèi)做模擬條件來實(shí)現(xiàn)區(qū)段的占用和出清。以JZ.GD-1型計(jì)算機(jī)計(jì)軸設(shè)備為例，具體方法是：在試驗(yàn)前，計(jì)軸廠家應(yīng)當(dāng)先對(duì)計(jì)軸機(jī)柜進(jìn)行上電調(diào)試，確保計(jì)軸柜工作正常，分線柜甩開室外計(jì)軸磁頭電纜，在對(duì)應(yīng)計(jì)軸機(jī)柜的每個(gè)區(qū)段信號(hào)輸入線端子兩端加設(shè)5.6 kΩ電阻，通過操作機(jī)柜的占用/出清旋鈕來實(shí)現(xiàn)區(qū)段的占用/出清，如圖3所示。

圖3 計(jì)軸區(qū)段模擬電路Fig.3 Simulation circuit of axle counter section

2.2.2 軌道電路

國內(nèi)部分地鐵車輛段（或停車場）信號(hào)系統(tǒng)中，聯(lián)鎖普遍采用單軌條50 Hz相敏軌道電路，鑒于DS6-60全電子聯(lián)鎖與軌道電路接口還未實(shí)現(xiàn)全電子模塊化，軌道區(qū)段的占用/出清還是通過聯(lián)鎖采集GJ狀態(tài)，所以軌道電路的模擬還是采用傳統(tǒng)的鈕子開關(guān)來實(shí)現(xiàn)，如圖4所示。在模擬盤上，對(duì)應(yīng)每個(gè)區(qū)段設(shè)置一個(gè)鈕子開關(guān)，通過扳動(dòng)鈕子開關(guān)來控制GJ的吸起/落下，使聯(lián)鎖采集到GJ的狀態(tài)，達(dá)到區(qū)段出清/占用的目的。

圖4 軌道電路模擬電路Fig.4 Simulation circuit of track circuit

2.3 道岔

2.3.1 ZD6四線制直流道岔

國內(nèi)軌道交通既有車輛段（或停車場）大部分道岔使用7#道岔，轉(zhuǎn)轍機(jī)采用四線制ZD6型直流轉(zhuǎn)轍機(jī)，其模擬電路如圖5所示。值得注意的是，試驗(yàn)前將電源屏道岔動(dòng)作電源斷開，當(dāng)?shù)啦硗ㄟ^控顯機(jī)操到定位（或反位）時(shí)，模擬開關(guān)扳到相應(yīng)的位置，聯(lián)鎖則采集到相應(yīng)的道岔表示。

圖5 ZD6型道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)模擬電路Fig.5 Simulation circuit of ZD6 point machine

電路分析：由于全電子聯(lián)鎖道岔控制模塊直接控制道岔轉(zhuǎn)換并采集道岔狀態(tài)，所以全電子聯(lián)鎖與繼電器控制電路的道岔模擬電路不同，在模擬盤上增加了單開三位鈕子開關(guān)（如圖5所示）。而傳統(tǒng)聯(lián)鎖的繼電器控制電路中，通過2QDJ前后節(jié)點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)道岔表示電路的切換（可參見道岔控制電路），不需要鈕子開關(guān)，即開關(guān)處三線短接。對(duì)于全電子聯(lián)鎖，當(dāng)?shù)啦硖幱诙ㄎ粫r(shí)，X1和X3之間有表示電，X2需斷開；反之，當(dāng)?shù)啦硖幱诜次粫r(shí)，X2與X3之間有表示電，X1需斷開。另外，X4是道岔動(dòng)作電源共用回線，在模擬試驗(yàn)時(shí)不需要接線。

試驗(yàn)方法：模擬盤做好后，首先對(duì)每組道岔進(jìn)行單操試驗(yàn)，通過控顯機(jī)操動(dòng)道岔到定位，將鈕子開關(guān)扳到定位位置（控顯操作與鈕子開關(guān)保持位置一致，與操作順序無關(guān)），顯示屏上道岔顯示為定位，此時(shí)將鈕子開關(guān)扳到中節(jié)點(diǎn)時(shí)，道岔則無表示；反之，可進(jìn)行道岔反位試驗(yàn)操作。當(dāng)排列進(jìn)路時(shí)，可提前將進(jìn)路上道岔操到相應(yīng)位置，也可以在按壓始、終端按鈕后，分別將鈕子開關(guān)扳到道岔相應(yīng)位置，進(jìn)路中各種聯(lián)鎖關(guān)系正確后，進(jìn)路排出，信號(hào)開放。

2.3.2 ZDJ9及S700K五線制道岔

對(duì)于五線制的ZDJ9型和S700K交流轉(zhuǎn)轍機(jī)表示電路基本相同，聯(lián)鎖模擬試驗(yàn)電路如圖6所示。如果道岔采用兩機(jī)牽引，則對(duì)應(yīng)J1和J2分別做兩套模擬電路。試驗(yàn)前，將電源屏的道岔動(dòng)作電源開關(guān)斷開，當(dāng)?shù)啦硗ㄟ^控顯操到定位（或反位）時(shí)，分別將兩個(gè)模擬開關(guān)都扳到相應(yīng)的位置，聯(lián)鎖采集到相應(yīng)的道岔表示。

圖6 ZDJ9型及S700K型道岔轉(zhuǎn)轍機(jī)模擬電路Fig.6 Simulation circuit of ZDJ9 and S700K point machine

電路分析：ZDJ9型和S700K交流轉(zhuǎn)轍機(jī)直接由道岔模塊控制道岔并采集道岔狀態(tài)，根據(jù)全電子聯(lián)鎖的道岔控制電路（可參見ZDJ9和S700K道岔控制電路圖），道岔定位（或反位）的等效電路如圖7所示，依據(jù)等效電路原理而設(shè)計(jì)的 ZDJ9和S700K道岔的模擬電路，通過扳動(dòng)鈕子開關(guān)可實(shí)現(xiàn)道岔表示功能。例如，當(dāng)?shù)啦聿俚蕉ㄎ粫r(shí)，如圖7所示中的雙開雙擲開關(guān)應(yīng)打到上方接通位置，開關(guān)接點(diǎn)中1、中2和上1、上2接通（中1、中2要短接），此時(shí)模擬電路等效于圖7左側(cè)道岔定位狀態(tài)圖，聯(lián)鎖則采集到道岔定位狀態(tài)。反之，道岔反位操作相同。

圖7 ZDJ9型及S700K型轉(zhuǎn)轍機(jī)道岔表示等效電路Fig.7 Equivalent circuit of position indication of ZDJ9 and S700K point machine

試驗(yàn)方法：與ZD6四線制直流道岔試驗(yàn)方法基本相同，唯一區(qū)別在于兩機(jī)牽引的道岔需要同時(shí)將J1和J2的兩個(gè)模擬開關(guān)扳到道岔相應(yīng)位置。

2.4 聯(lián)鎖與其他接口電路

對(duì)于緊急停車按鈕、屏蔽門、IBP盤、場段聯(lián)系等聯(lián)鎖與其他設(shè)備的接口，聯(lián)鎖模塊直接采集相應(yīng)的繼電器狀態(tài)。模擬電路是通過控制鈕子開關(guān)來驅(qū)動(dòng)繼電器，使聯(lián)鎖采到相應(yīng)的繼電器狀態(tài)，如圖8所示。

圖8 聯(lián)鎖與其他接口模擬電路Fig.8 Simulation circuit ofinterface between interlocking and other equipment

3 聯(lián)鎖試驗(yàn)

3.1 室外單體調(diào)試

在工程實(shí)施中，聯(lián)鎖模塊可能會(huì)因線纜斷路、混電而被燒壞。為避免此情況發(fā)生，在室內(nèi)外一致性測試前，應(yīng)保證電纜絕緣測試合格。

3.1.1 信號(hào)機(jī)的單體調(diào)試

根據(jù)分線柜配線圖，對(duì)每架信號(hào)機(jī)的每個(gè)燈位分別送電，保證室內(nèi)分線柜送電燈位與室外實(shí)際燈位顯示一致，進(jìn)而驗(yàn)證線纜配線無誤、信號(hào)機(jī)顯示正確。

3.1.2 道岔單體試驗(yàn)

道岔單體試驗(yàn)通過使用室外道岔測試儀進(jìn)行，簡單快捷，道岔測試儀接在分線柜對(duì)應(yīng)每組道岔配線端子上（ZD6 X1～X4或ZDJ9/S700K X1～X5），通過操作測試儀來控制道岔轉(zhuǎn)換，道岔轉(zhuǎn)到位后，測試儀點(diǎn)亮相應(yīng)定反位表示燈。若沒有道岔測試儀，可以直接通過聯(lián)鎖控顯機(jī)進(jìn)行操作，但要保證室內(nèi)模擬試驗(yàn)已經(jīng)完成。

3.1.3 軌道區(qū)段單體調(diào)試

計(jì)軸的單體調(diào)試一般由供貨廠家完成，通過室外磁頭模擬劃軸，驗(yàn)證計(jì)軸機(jī)柜顯示狀態(tài)（磁頭通過軸數(shù)）與室外劃軸次數(shù)的一致性，以及軌道區(qū)段占用/出清顯示狀態(tài)的正確性。

軌道電路的單體調(diào)試，單軌條50 Hz相敏軌道電路一般采用分區(qū)域集中送電方式，調(diào)試時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際條件，對(duì)室外軌道區(qū)段送電，室外調(diào)試人員測量軌道區(qū)段送電端/受電端電壓，室內(nèi)調(diào)試人員測量每個(gè)區(qū)段對(duì)應(yīng)分線柜端子電壓。若室內(nèi)具備條件，可以通過軌測盤測量區(qū)段電壓，并核對(duì)軌道繼電器狀態(tài)。

3.2 室內(nèi)模擬試驗(yàn)

室內(nèi)聯(lián)鎖模擬試驗(yàn)前，應(yīng)完成配線導(dǎo)通、絕緣測試工作，連接好模擬盤，并確保設(shè)備已安全接地。在室內(nèi)聯(lián)鎖設(shè)備上電測試及軟件部署完成后，對(duì)應(yīng)聯(lián)鎖表，通過操作控顯機(jī)和模擬盤進(jìn)行聯(lián)鎖試驗(yàn)，測試各條進(jìn)路中的各種聯(lián)鎖關(guān)系，驗(yàn)證各種聯(lián)鎖關(guān)系正確性。

3.3 室內(nèi)外一致性調(diào)試

室內(nèi)聯(lián)鎖試驗(yàn)和室外單體調(diào)試完成后，拆除模擬盤，室外電纜正式連接至分線柜，通過聯(lián)鎖控顯機(jī)的實(shí)際操作進(jìn)行室內(nèi)外一致性測試。主要內(nèi)容有：信號(hào)機(jī)的燈光顯示、道岔動(dòng)作及表示、計(jì)軸區(qū)段（或軌道電路）占用/出清、站臺(tái)緊停按鈕及IBP盤的操作、與屏蔽門接口等。室內(nèi)外一致性調(diào)試完成后，為下一步信號(hào)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)創(chuàng)造了條件。

4 工程現(xiàn)場實(shí)施實(shí)例

4.1 長春市軌道交通3號(hào)線東延線工程

本工程信號(hào)系統(tǒng)為中國鐵路通信信號(hào)股份有限公司CBTC系統(tǒng)（簡稱通號(hào)CBTC系統(tǒng)，含車輛段改造工程），其中聯(lián)鎖子系統(tǒng)采用DS6-60全電子聯(lián)鎖，正線和車輛段道岔均為ZD6四線制直流道岔。在室內(nèi)模擬試驗(yàn)中，信號(hào)機(jī)、軌道區(qū)段（計(jì)軸）、道岔、緊停按鈕、接口電路等均按照上述的相關(guān)模擬電路進(jìn)行模擬試驗(yàn)，依據(jù)聯(lián)鎖表對(duì)各條進(jìn)路的聯(lián)鎖關(guān)系進(jìn)行檢查驗(yàn)證，聯(lián)鎖試驗(yàn)快捷有效。

尤其是在車輛段改造工程實(shí)施中，聯(lián)鎖模擬試驗(yàn)凸顯了更大的優(yōu)勢，為工程順利開通起到至關(guān)重要的作用。車輛段改造工程較為復(fù)雜，室內(nèi)設(shè)備采用全新的信號(hào)系統(tǒng)，南咽喉室外設(shè)備為新增設(shè)備，北咽喉室外所有的既有設(shè)備全部利舊，僅更換干線電纜。具體方案是，在不影響北咽喉既有設(shè)備正常運(yùn)營的情況下，首先將新設(shè)的室內(nèi)設(shè)備安裝調(diào)試好，待條件具備時(shí)，將室外既有設(shè)備正式接入到新聯(lián)鎖中并投入運(yùn)營。因此，在室外既有設(shè)備正式接入前，要確保室內(nèi)設(shè)備工作正常，聯(lián)鎖關(guān)系正確。通過室內(nèi)模擬試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)聯(lián)鎖軟件數(shù)據(jù)配置存在的問題，并及時(shí)進(jìn)行修改，保證車輛段順利開通。

4.2 長沙地鐵6號(hào)線

本工程信號(hào)系統(tǒng)為通號(hào)CBTC系統(tǒng)，其中聯(lián)鎖子系統(tǒng)采用DS6-60全電子聯(lián)鎖，正線道岔使用ZDJ9型轉(zhuǎn)轍機(jī)雙機(jī)牽引，車輛段使用ZDJ9型轉(zhuǎn)轍機(jī)單機(jī)牽引。室內(nèi)模擬試驗(yàn)的重點(diǎn)是道岔試驗(yàn)，道岔模擬試驗(yàn)是按照如圖6所示的模擬電路完成的，使聯(lián)鎖試驗(yàn)順利達(dá)到預(yù)期的效果，為全系統(tǒng)系統(tǒng)調(diào)試創(chuàng)造條件。

5 結(jié)束語

隨著鐵路信號(hào)系統(tǒng)的更新?lián)Q代，信號(hào)工程實(shí)施流程、施工技術(shù)、工藝已逐漸標(biāo)準(zhǔn)化。聯(lián)鎖是涉及行車安全關(guān)鍵子系統(tǒng)，在實(shí)際工程實(shí)施中，聯(lián)鎖試驗(yàn)應(yīng)做到標(biāo)準(zhǔn)化、流程化，調(diào)試及驗(yàn)證工作要做到嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致，全面徹底，不疏漏任何細(xì)節(jié)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖關(guān)系的正確率達(dá)100%，為行車安全提供有力保障。