袁野

摘 要：目前较多城市轨道交通联锁系统使用的是英国西屋公司的联锁系统，它主要是由联锁机和目标控制器组成，文章重点介绍WESTRACE联锁系统的系统结构、功能、特点。

关键词：计算机联锁；防护；安全；故障

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.124

1 概述

安全型计算机联锁（WESTRACE）系统是以微处理器为基础、符合“故障-安全”设计原则的车站联锁信号控制系统。安全型计算机联锁系统的逻辑电路是由安全型逻辑组成的是把传统的由继电器实现的联锁逻辑和控制逻辑通过一系列逻辑表达式来实现，这些逻辑表达式的设计及实现是以“数字集成安全保证逻辑”为原则并满足“故障-安全”设计要求。安全型计算机联锁实现了从“有接点”到“无接点”的飞跃。

ATS通常作为计算机联锁系统的人机界面，操作员通过鼠标（或轨迹球）办理各种作业。彩色显示器显示站场图形，给出信号机、道岔及轨道电路等设备的状态。在操作中，系统还会给出明确的语音提示，方便车站值班员了解有关作业情况和操作命令的实施状态，减小误操作发生的概率。WESTRACE系统实现了软件标准化，硬件模块化，采用开放的系统结构，自动列车监控系统（ATS）、自动列车防护系统（ATP）、数字轨道电路等信号系统接口，并能与其它信息管理系统交换数据。

为了保证系统在各种恶劣的环境下能够长时间稳定可靠地工作，对系统设计、生产、测试、出厂等各个环节都有严格的要求，并且实施全程质量控制以确保系统的质量。WESTRACE系统具有很高的可靠性，从网络系统、电源系统到联锁机等设备均按冗余设计，在主机发生故障的情况下，系统能自动无缝切换到备机工作。WESTRACE的系统维护台用户界面友好，在线诊断直观，故障回放便捷，查询联锁运算参数方便，操作简单易学，便于具有中等文化水平的人员经短期培训后就能胜任WESTRACE系统的日常维护工作。

2 联锁系统结构

计算机联锁（CBI）系统由一系列相兼容的模块组成，安装在机架式机笼内，并通过一条公共的并行总线通信，每个WESTRACE 硬件为单处理通道，向用户提供安全的电子联锁系统。WESTRACE联锁机安装在各个联锁控制区内，配置插入相应数量的输入输出模块，并装载上联锁数据，就能投入联锁区的控制应用。每套设备同时执行输入、输出功能和相关的联锁逻辑相邻装置间的通信依靠安全串行链路来实现。通过选择合适的插入模块和增加适当地联锁数据，WESTRACE装置可为其服务的每个城市轨道交通区域进行配置。WESTRACE主要由下列部分组成：

（1）安全逻辑控制器（VLE）模块-包括使用图形配置系统（GCS）设计联锁数据；

（2）图形配置系统（GCS）-信号应用工程师用来配置模块和设计联锁数据的软件工具；

（3）图形模拟器（GSIM）-信号测试工程师用来模拟和测试联锁数据的软件工具；

（4）应用手册-设备文件，定义和指导系统设计、构建、测试和投入试运行的操作。

CI 子系统由以下几个主要模块组成：计算机联锁系统（WESTRACE）、现地控制盘、维护终端（MCT）、应急控制盘、紧急关闭按钮、室外设备及驱动接口等设备组成。CI 接受中央或车站ATS的有关命令，办理进路，驱动道岔及进行其它联锁控制。安全型输入板采集轨道电路状态、信号机、道岔位置、车站紧急关闭按钮、站台安全门及其它所需的安全型输入信息；安全型输出板通过继电器来控制道岔转辙机，站台安全门和轨旁信号机等设备。

3 联锁处理系统组成及功能

联锁处理子系统是整个CI子系统的核心部分，它是由各个设备集中站相对独立的、从西屋公司引进的“故障-安全”专用联锁机组成。每个设备集中站的联锁机采用双系热备的配置，分别包括双套WESTRACE系统及其切换电路。每个WESTRACE系统包括负责安全联锁运算的VLM6板、负责接口通讯的NCDM板、负责联锁机与输入/输出板接口的VLOM板、WESTRACEM板和VROM板。主系统和备用系统间的切换电路可在不中断WESTRACE工作的情况下进行自动或手动切换。联锁处理子系统将根据信号机、列车进路的设置、防护进路（或区段）的建立、临时限速、站台紧急关闭以及区间运行方向等状况进行ATP编码，并把編码信息提供给ATP子系统。

（1）系统维护子系统（MCT）。系统维护子系统（MCT）由一台工业控制计算机，配以17寸彩色显示器、鼠标/键盘、通信卡等设备组成，作为电务维修人员进行系统维护的工具。

（2）网络子系统。WESTRACE系统采用基于高速交换机的以太网冗余网络结构，进一步加强了网络系统的可靠性。且WESTRACE系统网络独立，与ATS网络分开，以达到安全要求， 各通过网络通信的子系统均安装有两块以太网接口卡，将其接入冗余网络，一条网络故障，各子系统可以自动通过另一条网络通信，并在MCT子系统中提出故障诊断信息，便于及时维护。

（3）室内接口电路子系统。系统可与信号设备、区间闭塞设备、场间联系电路等设备接口。联锁机通过驱动普通安全型继电器和采集安全型继电器接点与继电电路接口，实现计算机联锁设备与现场设备的电路衔接和安全隔离。采集的信息为道岔位置、轨道电路状态、信号机灯丝状态、场间联系条件等。由于WESTRACE系统输出控制采用安全型继电器，简化了接口电路结构，确保了输出驱动电路的安全性和可靠性。安全逻辑控制器（VLE）构成WESTRACE系统设备。依据本地或远程输入的状态、内部存储状态和内部定时器，VLE对继电器和信号灯进行逻辑控制能力。VLE是一个模块化的系统，该系统模块插入卡槽机笼内。

4 结束语

安全型计算机联锁（WESTRACE）系统是以微处理器为基础、符合“故障-安全”设计原则的车站联锁信号控制系统，文章重点介绍WESTRACE联锁系统的系统结构、功能、特点。对城市轨道交通信号工作者具有一定的指导意义。

参考文献：

[1]齐亚娜，聂影.我国高速城市轨道交通联锁系统安全相关标准研究[J].中国城市轨道交通，2012（12）.

[2]陈启香.基于VC++的计算机联锁系统仿真软件的研究[J].自动化与仪器仪表，2016（03）.endprint