軌道交通信號系統計算機聯鎖采集接口電路安全性分析

安春蘭

（華東交通大學運輸學院，330013，南昌∥助教）

計算機聯鎖是與軌道交通信號系統安全直接相關的設備，其主要功能是實現軌旁信號設備的狀態信息采集與安全聯鎖控制。軌旁信號設備的狀態信息采集是通過采集室內相應的繼電器來實現的。為了確保室內所反應的狀態與實際的狀態相一致，必須保證繼電器的采集是準確無誤的，如果采集到的繼電器狀態與現場實際的狀態不相符，就容易發生事故。例如，對軌道區段的狀態采集，若此時軌道區段處于“占用”狀態，聯鎖采集軌道繼電器（GJ）應是后接點接通；如果錯誤采集（實際上GJ落下，但是錯誤采集的信息是吸起的），再加上值班員錯誤辦理接車，就會因為一個繼電器的錯誤采集導致接站列車撞上股道上的停留車列。同樣，對于其他的繼電器如果出現誤采集，就會發生繼電器狀態誤判故障，從而導致電務設備聯鎖關系失效，最終造成事故，影響行車安全和運輸效率。因此，必須保證對繼電器的采集是無誤的，且必須保證其符合故障－安全原則。本文分析和比較計算機聯鎖采集接口電路的單接點采集和雙接點采集這兩種采集方法的安全性。

1 單接點采集方法分析

計算機聯鎖的采集接口電路普遍都采用單接點采集方法。單接點采集方法是指計算機聯鎖只采集一組繼電器的前接點或者后接點。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，這樣就容易發生繼電器采集線之間的混線（短路）故障，使處于落下狀態的繼電器錯誤采集信息為吸起狀態，從而使聯鎖對繼電器的實際狀態產生誤判。

圖1 計算機聯鎖采集接口電路原理圖

例如，圖1中若道岔處于四開狀態，反應道岔狀態的定位表示繼電器（DBJ）和反位表示繼電器（FBJ）都應處于落下狀態，而此時若發生采集線1與采集線n混線（短路），聯鎖就會誤采集DBJ是處于吸起狀態（實際上是DGJ吸起），判斷道岔是處于定位，與道岔的實際狀態（四開狀態）不符，并且不滿足故障－安全原則。因此，若計算機聯鎖采用單點采集，道岔在四開狀態時，聯鎖不能發現混線故障。對于反應軌道區段“占用”或“空閑”狀態的軌道繼電器DGJ，若采用單點采集方法，聯鎖同樣不能發現混線故障。

為防止混線故障引起聯鎖誤判而導致事故發生，本文對涉及安全輸入信息（軌道狀態、道岔表示等）的采集，采用雙接點采集方法（采集相關繼電器的前后接點條件），并實現閉環邏輯安全運算檢查。

2 雙接點采集方法分析

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采集方法。其他需要增加防護混線保護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DBJ和FBJ安全信息進行采集，而現階段在部分聯鎖中對道岔只是采集DBJ、FBJ的前接點，其采集接口電路如圖2所示。為防止聯鎖因混線故障產生誤判，本文采用雙接點采集法，增加DBJ與FBJ后接點的串接采集。串接方法是在采集DBJ、FBJ后接點的同時將DBJ后接點的接通條件作為FBJ吸起或落下的條件，其接口電路如圖3所示。

圖2 道岔單點采集接口電路原理圖

2.2 軌道接口電路

反應軌道區段狀態的DGJ采集也必須保證正確無誤，當采集發生故障時必須使其導向安全側。目前，對軌道繼電器只采集DGJ的前接點，其信息采集接口電路如圖4所示。在圖4中，當DGJ吸起時，表示軌道區段“空閑”，反之表示軌道區段“占用”。若發生采集混線或斷線故障時，聯鎖會產生錯誤判斷，就不能保證采集到的繼電器狀態是安全無誤的。例如圖1中，當軌道占用時DGJ落下，而此時DGJ采集線與任何一路接通的采集線發生混線就會使聯鎖產生誤判，導致危險事故發生。因此，DGJ的采集也必須增加其混線的防護措施。DGJ的雙接點采集方法是將原電路修改為增加DGJ后接點的采集（如圖5所示）。

圖3 道岔雙接點采集接口電路原理圖

圖4 軌道區段單點采集接口電路原理圖

圖5 軌道區段雙接點采集接口電路原理圖

3 單接點采集與雙接點采集的安全性比較

3.1 道岔接口電路

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

圖6 聯鎖信息讀取圖

表1是圖2中道岔采集接口電路采用單點采集方法時聯鎖信息的讀取結果。聯鎖讀取到“10”信號表示道岔在“定位”；讀取到“01”表示道岔在“反位”；讀取到“00”表示道岔在“四開”；當讀取到“11”信號，可以判斷出采集線發生了“混線故障”。

表1 道岔單點采集方法聯鎖讀取信息結果表

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

表2 道岔雙接點采集方法聯鎖讀取信息結果表

從表1和表2可以看出，采用單點采集雖然聯鎖可以發現混線故障，但當道岔在四開狀態時，又發生了混線故障，聯鎖是無法判斷的。采用雙接點采集方法，可以彌補單接點采集方法的這一不足。

3.2 軌道接口電路

表3是圖4中軌道區段采集接口電路采用單點采集方法時，聯鎖軟件讀取軌道區段狀態的結果。當聯鎖讀取到“1”信號，表示軌道“空閑”；當聯鎖讀取到“0”信號，表示軌道“占用”。

表3 軌道區段單點采集方法聯鎖讀取信息結果表

表4是圖5中軌道區段采集接口電路采用雙接點采集方法時，聯鎖軟件讀取軌道區段狀態的結果，其中DGJH表示軌道區段繼電器的后接點采集線。當聯鎖軟件讀取到“10”、“01”、“11”等信號，分別表示軌道區段“空閑”、“占用”、“混線故障”。

表4 軌道區段雙接點采集方法聯鎖讀取信息結果表

從表3和表4中可以看出，采用單點采集可以判斷軌道區段的“占用”或“空閑”狀態，但當采集線發生混線故障時，聯鎖無法識別。雙接點采集可以彌補這一不足。

4 結語

雙接點采集方法與單點采集方法相比，在保證聯鎖原有功能的基礎上可以發現混線故障，解決了因混線和繼電器接點粘連引起的聯鎖誤判，保證了行車安全。

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