全电子计算机联锁系统的通信协议设计及安全性分析

全电子计算机联锁系统主要由联锁主机和全电子执行单元组成,全电子执行单元由转辙机模块、信号机模块、轨道模块等共计11种控制模块组成.在分析联锁主机与转辙机模块、信号机模块、轨道模块需要交换信息的基础上,根据系统通信的安全性、实时性和封闭性特点,设计联锁主机和全电子执行单元之间的通信协议.通信协议通过设置源地址、目标地址、报文类型码、帧序列号,采用延时无效和32位CRC校验码等措施有效地消除了联锁主机与全电子执行单元通信中存在的重复、删除、插入、错序、延时等危害.对通信协议分析计算表明:该协议的每小时危险失效率小于1.9×10-11,其安全性远远高于欧洲安全标准SIL4的要求.目前,采用该协议的全电子计算机联锁系统已经在多个车站开通使用,运行安全、可靠.     

全电子自动复原道岔模块的研究

介绍一种全电子计算机联锁四线制道岔自动复原模块,来取代原来安全型继电器组成的道岔执行电路。全电子计算机联锁模块主要有微控制器MCU、可编程逻辑器件CPLD、道岔驱动电路、道岔表示电路、道岔检测电路和自动复原电路等组成。自动恢复电路包括驱动电路和继电器等组成。计算机联锁系统通过定位和反位检测单元检测电路中是否有表示电压,来决定微控制器MCU计时与否。道岔由定位转向反位或由反位转向定位时,若在规定的时间不能密贴,微控制器MCU发出继电器Js驱动指令,驱动继电器Js动作,通过继电器Js的接点,控制系统发出相反的转换指令,使道岔自动恢复到原来的位置。最后,提出了软件设计方案,用流程图对软件工作原理进行了说明。     

计算机联锁全电子三相交流转辙机控制模块

全电子计算机联锁系统已开始试点推广。本文介绍了全电子计算机联锁系统中的一个关键核心控制模块,采用模块化电子电路取代由安全型继电器构成的三相交流转辙机控制表示电路,用于驱动S700K系列、ZDJ9系列和ZYJ系列等三相交流电动或电液转辙机。详细论述全电子三相交流转辙机控制模块的"二取二"模块化硬件架构,对模块的微控制器电路、转辙机动作驱动电路、表示信号采集电路等关键的单元电路进行深入剖析。本文采用流程图对嵌入式软件的原理进行说明和描述,并按照EN50129标准,利用故障树分析法对该控制模块进行可靠性和安全性的计算和评估,结果表明模块完全满足信号系统对高安全性的要求。最后分析影响模块安全性指标的主要因素,为进一步提高模块的安全性提供参考。     

全电子执行单元与多种轨道电路结合方案探讨

全电子执行单元由道岔模块、轨道模块、继电器驱动和采集模块、零散模块和电码化模块等构成。在实际应用中根据站场技术要求选择不同全电子执行单元模块与之配合,以达到控制和采集室外设备状态的目的,最终实现联锁控制。     

铁路车站分布式计算机联锁系统

分布式计算机联锁系统将控制转辙机、信号机、轨道电路、机车信号等室外设备的轨旁执行单元前移至被控设备的旁边,通过安全通信系统实现分布式控制。该系统由监控机、维修机、联锁主机、轨旁执行单元、安全通信系统、电源及供电网络等组成。轨旁执行单元由电源模块、轨旁通信分机、转辙机模块、信号机模块、轨道模块、机车信号模块等组成。安全通信系统由通信主机、轨旁通信分机和通信网络组成。联锁主机与通信主机之间采用冗余RS-422总线方式进行通信;通信主机与轨旁通信分机之间采用点对点冗余光纤进行通信;轨旁通信分机与各控制模块之间采用双CAN总线进行通信。由电源屏通过独立的上、下行咽喉区冗余供电网络向轨旁执行单元提供电源。该系统具有节省电缆、降低工程造价、减少断线故障等优点;该系统于2010年10月在兰州市西固电厂站试用,已安全稳定运行至今。     

ZYJ7型转辙机道岔启动电路改进研究

对铁路提速区段ZYJ7型转辙机道岔的启动电路进行改进,设计带有延时切断功能一体断相保护器(DBQ),在规定时间切断电机启动电路,防止道岔动作故障没有到位、到位后无表示、卡阻现象。在满足故障导向安全原则下节省一个时间继电器,简化启动电路。     

ZDJ9型道岔总保护继电器电路问题分析及改进

针对ZDJ9道岔双机启动电路中,当1DQJ (道岔启动继电器)自闭电路故障时,会切断自身的启动电路,但另一台转辙机会继续动作,导致只有一台转辙机牵引钢轨,易使钢轨变形、转辙机功率过高烧毁电机的问题,提出了改进ZBHJ (总保护继电器)电路的方法,并进行了现场试验,改进电路消除了安全隐患,保证了信号系统的安全运行。     

全电子计算机联锁道岔控制电路模拟试验

全电子计算机联锁是用电子执行单元代替执行继电器的联锁系统，可使车站控制系统更趋于简单化、集成化。全电子计算机联锁由联锁机、电子执行单元、监测机和电源系统组成。下面结合全电子计算机联锁的特点，介绍其道岔控制电路的模拟试验方法。[第一段]     

交流转辙机道岔控制电路重点解析

对交流转辙机道岔控制电路中启动电路、切断电路及故障按钮继电器电路等重点电路进行系统梳理和总结,并对相关的设计要点进行分析,对今后交流转辙机道岔控制电路的设计具有一定的指导意义。     

调度集中车站对直流电动转辙机保护电路的探讨

根据直流转辙机控制电路的工作原理和在CTC集中控制下联锁道岔的动作状态分析,通过信息采集、电源切断控制、报警输出等环节,对直流道岔限时保护器的工作过程进行了阐述,提出技术方案,实现对不能正常转换到位的转辙机以实时保护,确保行车安全和运输效率。     

城市轨道交通分布式智能道岔转辙机研究

为适应城市轨道交通分布式联锁系统、数字化信号设备的发展方向,提出了一种基于分布式计算机联锁系统的智能转辙机。该转辙机结合智能控制模块、无刷直流电机和高精度位移传感器等技术,实现了转辙机工作状态和道岔尖轨位置数据的实时采集与处理。试验表明,该转辙机具有启动电流小、动作过程中可变速等优点,不仅提高了转辙机的性能和维修效率,还为室外设备的故障分析与预测提供了依据。     

适用于分布式计算机联锁系统的智能转辙机研究

为适应铁路系统分布式控制以及铁路设备数字化、智能化的发展方向,提出一种适用于分布式全电子计算机联锁系统的智能转辙机及其自适应控制算法。该转辙机具备网络接口,使用光纤环网代替原有的转辙机控制电路,结合智能控制模块、无刷直流电机和高精度位移传感器等技术,实现转辙机应具有的动作、表示和锁闭的功能,并且具备电机电流、电压和道岔位移等模拟量的实时采集和上传功能;同时针对转辙机在不同使用环境下,道岔摩擦系数和负载不确定的情形,设计自适应控制算法。实验证明,智能转辙机可实现上述功能,且自适应算法能有效确保转辙机转动位移的精度。     

电液转辙机油缸反弹故障的分析与处理

由ZYJ7型电液转辙机牵引动作的转换设备,在运用中有时会出现这种现象:道岔转换时,当道岔密贴到位刚刚锁闭时,主机或副机动作油缸向回动作一点距离,其幅度有大有小,这种现象称为油缸反弹.     

六线制双动转辙机道岔控制电路探讨

直流双电动转辙机作为重型道岔的转换设备时,一般采用部颁图号为通号6533的六线制控制电路。在实际运用中发现该电路存在一个问题,即道岔定位时,若反位启动熔断器因故断开,此时将道岔向反位操动,则继电器2DQJ转极,转辙机电机不动作,道岔失去表示;如果再将道岔向定位操动,电路会产生瞬间启动电流,使转辙机向反位转至四开位置。     

基于二乘二取二的全电子计算机联锁系统

基于二乘二取二的铁路车站全电子计算机联锁系统由人机接口、二乘二取二联锁计算机、全电子执行系统3部分组成。人机接口由监控机、维修监测机组成。二乘二取二联锁计算机由2套联锁主机、冗余光纤网络和冗余热备的实时通信单元3部分组成。CPU主板由2路独立的CPU处理器、总线硬件比较控制器、硬件自检控制器、硬件同步控制器、I/F控制部件、全局冗余时钟和光纤通信接口组成。通过采取硬件同步控制器、总线硬件比较控制器和软件时间点同步相结合的方式实现1种新的同步机制。全电子执行系统由道岔模块、信号模块、轨道模块和其他接口模块等全电子执行单元构成。全电子执行单元均采用"二取二"与逻辑控制结构,具有过流保护功能,实现了信号的控制、监测、监督一体化。该系统已在铁路车站投入应用,运行稳定、可靠。     

对提高低压电器接点可靠性的看法

机车控制电路用各种主令电器、继电器、各种联锁的接点(统称低压电器接点)是执行司机发布的控制命令,保证各种电气设备按一定逻辑顺序动作的执行元件。因此这些接点的可靠性就直接影响到机车运行的可靠性。据“继电器的接触可靠性”一文介绍,继电器总故障的20～30％是由接点接触不良引起的。据济南、广州机务段1979年统计,内燃机生的接点故障率在引起碎修、临修和机破的总故障中占2.38～15％。     

转辙机控制电路通用校验仪的研究

介绍了一种在电务设备更新改造施工过程中对转辙机电缆配线进行正确性核对以及对道岔启动和表示电路的导通进行测试的智能化校验仪。它适用于各种转辙机控制电路。校验仪由控制板、四、六线制道岔控制模块、五线制道岔控制模块组成,已通过郑州铁路局的成果鉴定,并成功地应用于生产实践。     

利用继电器模拟交流转辙机的电路分析

根据三相交流转辙机结构特点,通过各类继电器的组合和模拟转辙机转换过程电路分析,探讨如何实现对道岔转换、交流电源相序的检查,模拟转辙机的接点闭合位置来验证室内道岔控制电路的正确性,提高信号系统联锁试验的可靠性和试验效率。     

一种新型计算机联锁道岔控制模块方案研究

介绍了一种基于Arduino的新型铁路信号计算机联锁核心控制模块,用电子电路取代了由安全继电器构成的道岔控制电路。内容包括联锁系统道岔控制总体架构、硬件及软件技术方案3个部分,旨在为铁路信号计算机联锁电子接口领域的研究提供新的思路。     

全电子道岔模块的设计

在铁路信号控制领域，目前应用最广的是6502电气集中和以继电器为执行机构的计算机联锁系统。应用全电子模块设计的计算机联锁系统虽起步较晚，但一定是未来计算机联锁系统的发展方向。本文介绍的全电子道岔控制单元，采用了四线制道岔控制电路，其结构框图如图1所示。