安春兰

（华东交通大学运输学院，330013，南昌∥助教）

计算机联锁是与轨道交通信号系统安全直接相关的设备，其主要功能是实现轨旁信号设备的状态信息采集与安全联锁控制。轨旁信号设备的状态信息采集是通过采集室内相应的继电器来实现的。为了确保室内所反应的状态与实际的状态相一致，必须保证继电器的采集是准确无误的，如果采集到的继电器状态与现场实际的状态不相符，就容易发生事故。例如，对轨道区段的状态采集，若此时轨道区段处于“占用”状态，联锁采集轨道继电器（GJ）应是后接点接通；如果错误采集（实际上GJ落下，但是错误采集的信息是吸起的），再加上值班员错误办理接车，就会因为一个继电器的错误采集导致接站列车撞上股道上的停留车列。同样，对于其他的继电器如果出现误采集，就会发生继电器状态误判故障，从而导致电务设备联锁关系失效，最终造成事故，影响行车安全和运输效率。因此，必须保证对继电器的采集是无误的，且必须保证其符合故障－安全原则。本文分析和比较计算机联锁采集接口电路的单接点采集和双接点采集这两种采集方法的安全性。

1 单接点采集方法分析

计算机联锁的采集接口电路普遍都采用单接点采集方法。单接点采集方法是指计算机联锁只采集一组继电器的前接点或者后接点。采集接口电路原理如图1所示。由于这种采集方法的采集线共用24V的正电源，这样就容易发生继电器采集线之间的混线（短路）故障，使处于落下状态的继电器错误采集信息为吸起状态，从而使联锁对继电器的实际状态产生误判。

图1 计算机联锁采集接口电路原理图

例如，图1中若道岔处于四开状态，反应道岔状态的定位表示继电器（DBJ）和反位表示继电器（FBJ）都应处于落下状态，而此时若发生采集线1与采集线n混线（短路），联锁就会误采集DBJ是处于吸起状态（实际上是DGJ吸起），判断道岔是处于定位，与道岔的实际状态（四开状态）不符，并且不满足故障－安全原则。因此，若计算机联锁采用单点采集，道岔在四开状态时，联锁不能发现混线故障。对于反应轨道区段“占用”或“空闲”状态的轨道继电器DGJ，若采用单点采集方法，联锁同样不能发现混线故障。

为防止混线故障引起联锁误判而导致事故发生，本文对涉及安全输入信息（轨道状态、道岔表示等）的采集，采用双接点采集方法（采集相关继电器的前后接点条件），并实现闭环逻辑安全运算检查。

2 双接点采集方法分析

本文只介绍涉及信息安全的道岔接口电路和轨道接口电路的双接点采集方法。其他需要增加防护混线保护的继电器采集电路与轨道继电器的采集方法一样，增加其后接点的采集即可。

2.1 道岔接口电路

为确保道岔的安全性，必须对DBJ和FBJ安全信息进行采集，而现阶段在部分联锁中对道岔只是采集DBJ、FBJ的前接点，其采集接口电路如图2所示。为防止联锁因混线故障产生误判，本文采用双接点采集法，增加DBJ与FBJ后接点的串接采集。串接方法是在采集DBJ、FBJ后接点的同时将DBJ后接点的接通条件作为FBJ吸起或落下的条件，其接口电路如图3所示。

图2 道岔单点采集接口电路原理图

2.2 轨道接口电路

反应轨道区段状态的DGJ采集也必须保证正确无误，当采集发生故障时必须使其导向安全侧。目前，对轨道继电器只采集DGJ的前接点，其信息采集接口电路如图4所示。在图4中，当DGJ吸起时，表示轨道区段“空闲”，反之表示轨道区段“占用”。若发生采集混线或断线故障时，联锁会产生错误判断，就不能保证采集到的继电器状态是安全无误的。例如图1中，当轨道占用时DGJ落下，而此时DGJ采集线与任何一路接通的采集线发生混线就会使联锁产生误判，导致危险事故发生。因此，DGJ的采集也必须增加其混线的防护措施。DGJ的双接点采集方法是将原电路修改为增加DGJ后接点的采集（如图5所示）。

图3 道岔双接点采集接口电路原理图

图4 轨道区段单点采集接口电路原理图

图5 轨道区段双接点采集接口电路原理图

3 单接点采集与双接点采集的安全性比较

3.1 道岔接口电路

联锁机读取信息的电路如图6所示，联锁读取到“1”信号，表示从采集接点接收到输入信号，证明采集的继电器接点闭合；联锁读取到“0”信号，表示没有接收到输入信号，证明采集的继电器接点断开或采集线断线。

图6 联锁信息读取图

表1是图2中道岔采集接口电路采用单点采集方法时联锁信息的读取结果。联锁读取到“10”信号表示道岔在“定位”；读取到“01”表示道岔在“反位”；读取到“00”表示道岔在“四开”；当读取到“11”信号，可以判断出采集线发生了“混线故障”。

表1 道岔单点采集方法联锁读取信息结果表

表2是图3中道岔采集接口电路采用双接点采集方法时联锁信息的读取结果，其中DFH表示DBJ和FBJ后接点的采集线。当联锁读取到的信息为“100”、“010”、“001”、“101”、“011”，分别表示道岔在“定位”、“反位”、“四开”、“四开且 DBJ前接点混电”、“四开且FBJ前接点混电”。这里只列举这5种信息，其他情况都视为故障态，即采集混线（道岔视为四开状态）。

表2 道岔双接点采集方法联锁读取信息结果表

从表1和表2可以看出，采用单点采集虽然联锁可以发现混线故障，但当道岔在四开状态时，又发生了混线故障，联锁是无法判断的。采用双接点采集方法，可以弥补单接点采集方法的这一不足。

3.2 轨道接口电路

表3是图4中轨道区段采集接口电路采用单点采集方法时，联锁软件读取轨道区段状态的结果。当联锁读取到“1”信号，表示轨道“空闲”；当联锁读取到“0”信号，表示轨道“占用”。

表3 轨道区段单点采集方法联锁读取信息结果表

表4是图5中轨道区段采集接口电路采用双接点采集方法时，联锁软件读取轨道区段状态的结果，其中DGJH表示轨道区段继电器的后接点采集线。当联锁软件读取到“10”、“01”、“11”等信号，分别表示轨道区段“空闲”、“占用”、“混线故障”。

表4 轨道区段双接点采集方法联锁读取信息结果表

从表3和表4中可以看出，采用单点采集可以判断轨道区段的“占用”或“空闲”状态，但当采集线发生混线故障时，联锁无法识别。双接点采集可以弥补这一不足。

4 结语

双接点采集方法与单点采集方法相比，在保证联锁原有功能的基础上可以发现混线故障，解决了因混线和继电器接点粘连引起的联锁误判，保证了行车安全。

［1］Choi C，Lee W.Design and evaluation of voltage measurement－based sectoral diagnosis method for inverter open switch faults of permanent magnet synchronous motor drives［J］.Electric Power Applications IET，2012，6：526.

［2］王祖华，刘晓娟.车站信号自动控制系统［M］.兰州：兰州大学出版社，2003.

［3］伍洋.广州地铁1号线联锁采集电路的技术改造［J］.铁路通信信号，2010（11）：48.

［4］秦兆爽.计算机联锁输入接口的安全性分析［J］.铁路通信信号工程，2005（1）：6.