MICROLOK型微機聯(lián)鎖在地鐵中的應(yīng)用

摘 要：列車自動防護（ATP）子系統(tǒng)是城市軌道交通列車運行時必不可少的安全保障。目前沈陽、成都、杭州、大連等地鐵線路所用的都是基于無線移動閉塞列車自動防護子系統(tǒng)，其軌旁設(shè)備引進了美國USSI公司的MICROLOK型微機聯(lián)鎖系統(tǒng)。文章就該系統(tǒng)的組成、主機工作原理和常見故障進行了闡述。

關(guān)鍵詞：ATP；MICROLOK；微機聯(lián)鎖；軌旁設(shè)備

1 概述

列車自動防護（ATP）系統(tǒng)是城市軌道交通列車安全運行的保證，是以數(shù)字編碼軌道電路為基礎(chǔ)的列車自動防護系統(tǒng)，是近階段城市軌道交通的主要制式。ATP子系統(tǒng)主要由軌旁設(shè)備和車載設(shè)備兩部分組成。軌旁設(shè)備由位于設(shè)備集中站的多個分布式區(qū)域控制器組成，文章重點介紹軌旁設(shè)備。

2 系統(tǒng)組成

軌旁設(shè)備包括MICROLOK主機、組合柜、ATS、DCS柜、本站及聯(lián)鎖區(qū)內(nèi)其它車站的信號機、轉(zhuǎn)轍機、計軸主機、綜合后備盤、緊急停車按鈕、自動折返按鈕、站臺安全門及防淹門等。每個MICROLOK系統(tǒng)包括一個主單元和一個備單元。一個用于正常運行，另一個備用。如果在線的系統(tǒng)出故障，那么備用系統(tǒng)將自動轉(zhuǎn)為在線系統(tǒng)。MICROLOK主機基本硬件元素是印刷電路扳，每套MICROLOK聯(lián)鎖設(shè)備由一塊CPU板、一塊電源板、一塊熱備板、一塊ECB通信板、幾塊16位輸人板和幾塊的16位輸出板（具體數(shù)量視所控制的道岔和信號機數(shù)量而定）以及一塊非安全32路輸人/輸出板構(gòu)成。

3 設(shè)備工作原理

MICROLOK是基于微處理器的邏輯控制器，每個MICROLOK都有一個唯一的IP地址，通過軌旁網(wǎng)絡(luò)與區(qū)域控制器保持通信。MICROLOK安全執(zhí)行傳統(tǒng)的聯(lián)鎖功能，與軌旁的轉(zhuǎn)轍機、信號機、屏蔽門等設(shè)備接口，并控制和表示這些設(shè)備。MICROLOK主機內(nèi)每種板都完成各自的功能：

（1）CPU板。CPU板通過機籠電源和外部安全切斷繼電器控制安全輸出的電源；發(fā)送給電源板250Hz檢驗信號；診斷校驗的故障；監(jiān)控來自安全輸入板和非安全輸入板的外部指示；處理安全外部指示并執(zhí)行應(yīng)用軟件中定義的邏輯；按照應(yīng)用邏輯要求驅(qū)動安全輸出板如圖1所示）。

（2）電源板。從系統(tǒng)電池獲得電壓，并產(chǎn)生可調(diào)的±12V和+5V的電壓；條件電源獲得250Hz的CPU信號，產(chǎn)生-9V到-14V的直流電壓，以勵磁系統(tǒng)安全型繼電器；通過母板將電源供給機籠板卡。

（3）16路安全輸出板。CPU對外部繼電器線圈或者類似負(fù)載的安全指令，是通過安全輸出板來接口的。

（4）16路輸入板。它給信號機顯示檢查、道岔一致性、軌道電路占用等輸入提供16位獨立絕緣的安全輸入。

（5）32路非安全輸入/輸出板。采用鎖存器緩沖輸入和場效應(yīng)晶體管來驅(qū)動輸出。輸入/輸出LED燈由軟件驅(qū)動，并反應(yīng)輸入/輸出的內(nèi)部邏輯狀態(tài)，而不是由輸入/輸出電壓直接硬件控制。

（6）熱備板。該板增加了一個新的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。該協(xié)議是為了讓互備的兩個MICROLOK單元實現(xiàn)冗余無縫操作，并提高整個系統(tǒng)的可用性。兩個單元輸出相同的同步物理輸出，如果其中一個單元由于系統(tǒng)重啟、斷電或其他錯誤條件而無法工作，則內(nèi)部邏輯和輸出狀態(tài)保持不變，但是控制卻切換到了另一個單元。

（7）ECB通信板。該板使MICROLOK系統(tǒng)通過以太網(wǎng)直接與外部設(shè)備相連。板卡上的兩個以太網(wǎng)端口RJ45可以分開形成兩條獨立的通信鏈路或者配對起來形成一條冗余的通信鏈路。ECB和熱備板包含相同的通信接口板（CIP）子板。

4 常見故障及處理措施

4.1 MICROLOK主機不能正常工作

原因分析：聯(lián)鎖柜輸入直流12V電壓過低或者過高；聯(lián)鎖柜內(nèi)T端子接線接觸不良；共模濾波器故障；熱備板故障；通信板故障；CPU板故障；電源板故障。處理步驟：測量聯(lián)鎖柜內(nèi)T1端子處輸入的直流12V電壓（正常為12V-14.5V）；緊固聯(lián)鎖柜內(nèi)T端子接線；測量聯(lián)鎖柜內(nèi)共模濾波器的輸入和輸出電壓（正常為12V-14.5V）；電源板上5V指示燈是否點亮；CPU板上“清CPS”；更換熱備板；更換通信板；更換CPU板；更換電源板。

4.2 當(dāng)輸出板有輸出時，MICROLOK宕機（VCOR繼電器可以勵磁但不能保持，電源板12V指示燈可以點亮但不能保持）

原因分析：輸出回路-12V接線接觸不良；聯(lián)鎖機柜內(nèi)給輸出板的+12V接線接觸不良；輸出板故障；輸出繼電器PN-150B故障。處理步驟：依據(jù)組合柜配線電路圖，檢查PN-150B繼電器1C/2C線圈處-12V電壓；依據(jù)聯(lián)鎖柜內(nèi)配線圖，檢查聯(lián)鎖柜內(nèi)給輸出板的+12V電壓；更換輸出板；更換輸出繼電器PN-150B。

4.3 主備機單機都可以正常啟動，但是不能同步工作

原因分析：主備機熱備板后相互連接的網(wǎng)線故障或者接觸不良；系統(tǒng)配置不正確或者配置完未保存激活。處理步驟：檢查主備機熱備板后連接網(wǎng)線是否故障或者接觸不良；利用開發(fā)工具檢查系統(tǒng)配置是否正?；蛘咧匦屡渲貌⒈４婕せ?。

5 結(jié)束語

浙大網(wǎng)新公司引進美國USSI公司的聯(lián)鎖技術(shù)，為地鐵信號軌旁聯(lián)鎖功能而設(shè)計的MICROLOK型微機聯(lián)鎖系統(tǒng)，由沈陽鐵路信號有限責(zé)任公司進行國產(chǎn)化，已應(yīng)用于沈陽地鐵、成都地鐵、杭州地鐵和大連地鐵等多條地鐵線路的信號控制系統(tǒng)。隨著城市軌道交通的快速發(fā)展，聯(lián)鎖系統(tǒng)也必將隨著通信、網(wǎng)絡(luò)、計算機技術(shù)的進步而繼續(xù)發(fā)展。

參考文獻

[1]吳汶麒.城市軌道交通信號與通信系統(tǒng)[M].北京：中國鐵道出版社，2003.

[2]林瑜筠.城市軌道交通信號[M].北京：中國鐵道出版社，2008.

[3]美國聯(lián)合道岔與信號國際公司.西安地鐵2號線信號系統(tǒng)初步方案[S].2007.

作者簡介：謝婷婷（1983-），女，甘肅省天水市，沈陽鐵路信號有限責(zé)任公司，學(xué)士，研究方向：地鐵軌旁聯(lián)鎖。