天津地铁2号线正线联锁系统概述

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jack0418
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   摘要:天津地铁2号线正线联锁子系统采用CBTC集成联锁配置,联锁子系统的主要功能模块集成在CBTC地面ATP设备中。其遵循故障-安全原则,确保次级列车检测设备、转辙机、信号机之间正确的联锁关系,保证列车运行的安全。
  关键词:天津地铁,联锁,目标控制器
  
   中图分类号:U231+.2 文献标识码:A 文章编号:
  一、正线联锁子系统设备的构成
  正线联锁子系统设备由以下几部分组成:
  1.联锁模块。设在区域控制设备集中站,该模块与RATP设备集成在一起,是正线联锁子系统的主要功能模块。
  2.目标控制器系统。设在区域控制站及设备集中站,用于监控现场信号设备(信号机、转辙机、计轴、安全继电器等)。
  3.现地控制工作站。设在区域控制设备集中站及联锁设备集中站,与ATS子系统设备合用。
  4.维护工作站。设在区域控制设备集中站及联锁设备集中站,与ATS子系统设备合用。
  5.紧急停车按钮设备。设在车站站台及行车控制室的IBP上。
  二、正线联锁子系统设备的功能
  1.进路控制功能。联锁子系统与ATS子系统结合实现对列车进路的自动控制。在这一过程中联锁子系统向ATS设备提供列车运行的表示信息和轨旁设备状态信息,接收ATS子系统的进路控制命令,并根据ATS子系统的列车进路控制命令控制转辙机和信号机,办理列车的运行进路,从而确保进路的安全。
  当ATP功能丧失时,联锁设备具有自动进路功能,并能配合站间运行方式提供列车进路的安全保证。且联锁设备支持后备运营模式下折返站列车进路的自动设置。
  2.道岔控制功能 。联锁子系统能对道岔实现解锁、转换、锁闭和监督功能。联锁系统将控制和监视道岔,按照当前进路的需要,将道岔转换到正确的位置。并根据需要执行进路锁闭及解锁、区段锁闭以及解锁、人工锁闭及解锁功能,确保道岔可以安全动作。同时,联锁系统将向RATP发送道岔位置和锁闭状态信息。
  当道岔在转换过程中因故在规定时间(13秒)内不能转换到位时,将切断道岔启动电路,同时给出挤岔报警,道岔经人工操纵后可转回原位。
  3.信号控制功能。信号机由联锁系统控制,联锁系统向RATP发送信号机的状态。RATP根据信号机的状态来确定列车的移动授权点,从而向列车提供是否通过信号机的移动授权。另外,联锁子系统能检查信号机的红灯点灯状态,并保证在红灯机构中发光二级管损坏数量达到报警临界值时,联锁子系统将不允许点亮此架信号机。信号关闭后,未经再次办理,信号机不得自动重复开放,不允许出现信号机乱显示。
  4.站台紧急控制。紧急停车按钮与联锁目标控制器进行接口,RATP/联锁通过目标控制器采集紧急关闭按钮的状态,从而触发相应的紧急停车动作。在列车进站过程中,如果紧急停车按钮被按下,联锁系统将关闭相关信号机,同时ATP将实施紧急制动。列车停靠在站台时,如果紧急停车按钮被按下,联锁系统将关闭相应出站信号机,ATP系统将禁止列车离站。在列车出站过程中,如果紧急停车按钮被按下,联锁系统也將关闭相关信号机,ATP系统将实施紧急制动,确保列车停止运行。
  5.现地控制功能。联锁子系统与ATS子系统相结合实现车站和中心的两级控制功能。正线车站的联锁平时由中心ATS子系统控制,当中心ATS系统故障后,可转为车站现地控制,根据车站ATS系统预存的进路自动排列列车进路,也可以由车站值班员办理列车进路。在现地控制工作站上,联锁子系统设置操作权限及相应的安全操作手段,确保对设备的正确控制。
  6.列车运行方向控制及转换。列车通过行车区域的运行方向分为正向(即:与预定的系统正常方向相同)和反向两种。联锁子系统可根据列车运行方向办理相应的进路。
  7.检测报警。联锁子系统具有自检和自诊断功能,并能检测信号机、转辙机等基础信号设备的状态,在车站的维护工作站上显示及报警。联锁子系统可以向维修中心发送相关主要信息,包括:进路状态、轨道的占用/空闲、信号机显示、道岔位置、信号机中发光二极管损坏数量监测及故障报警、转辙机动作状态、联锁设备状态及联锁卡板间的通信状况等。
  8.后备模式。后备模式即自动站间闭塞模式,主要应用在如下情形:线路开通初期,信号系统不具备ATP/ATO开通条件的临时过渡期间列车运行时;未配备车载设备的车(如工程车或其他线路上不兼容本线信号系统的列车,包括车载ATC设备故障列车)运行时;正线的轨旁通信设备故障(如轨旁通信网络故障),而联锁完好时。
  9.与停车场/车辆段/联络线接口。正线联锁子系统与停车场/车辆段及其它线路的联锁系统采用继电器电路接口,确保正线与停车场/车辆段以及与其它联络线间的信息安全传递,保证作业安全。
  10.设置跳停。当办理跳停时,则立即设置好车站的出发进路。同时ATO子系统通过TWC子系统向列车发送相应的列车控制命令信息。
  三、正线联锁子系统设备的原理
  1.联锁模块。联锁模块集成在RATP设备中,在每个VME机架内是冗余的CPU板,分别指定为ATP通道1和通道2。联锁子系统内采用故障-安全的信号原理,确保列车进路和道岔被锁闭,而且传给ATP的报文的也是安全、准确的。联锁子系统的设计主要包含以下原理:
  (1)对道岔、信号机以及列车检测信息作联锁处理,以确保列车进路正确、运行安全;
  (2)在联锁子系统内进行进路办理和锁闭;
  (3)自动排列进路,或在终端站进行折返;
  (4)支持单独操纵道岔;
  (5)保证列车运行方向的安全;
  (6)联锁模块与RATP集成在一起,RATP直接与联锁模块通信,控制目标控制器相应模块驱动道岔、信号机,保证控制命令执行的安全性。联锁设备将信号机、道岔的状态,列车进路设置的状态,保护区的建立,区段上列车的运行方向以报文形式发送给RATP,在失去ATP功能的情况下,联锁设备可以使列车按自动站间闭塞模式运行。在ATS车站设备(现地控制工作站、ATS-RTU)故障的情况下,可以建立自动进路和自动折返进路。
  2.目标控制器系统。目标控制器系统由通信控制器单元(简称:CCU)和目标控制器(简称:OC)组成。提供与轨旁各种设备的接口,根据联锁计算机的命令,对轨旁设备进行监控。
  (1)通信控制器CCU。通信控制器接收区域控制设备集中站的联锁计算机的命令,并将这些命令发送给目标控制器OC。同时,接收目标控制器的状态信息,并通过站间通信通道发送给联锁计算机。一个CCU最多能与8个OC进行通信。
  (2)目标控制器OC。目标控制器接收来自CCU的指令,控制轨旁信号设备。同时,将轨旁设备的状态通过CCU实时转发给区域控制站的联锁计算机。
  四、结论
  为了保证系统的高可靠性和高安全性,正线联锁系统采用2乘2取2的冗余结构,且联锁主、备设备之间的切换不会对运营造成干扰,从而大大提高了地铁运营的可靠性和安全性。
  参考文献:
  [1]刘剑;城市轨道交通CBTC区域控制中心子系统的研究[J],现代城市轨道交通,2012,(2):12-14
  [2]杨元明;地铁CBTC系统中的联锁技术探析[J],科技风,2012,(3):22-25
  [3]张昌平;简析CBTC系统中联锁与区域控制器的关系[J],铁路通信信号工程技术,2012,(3):30-33
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