论铁路联锁设备.doc

09级本科交通运输设备论文 第4页 共 4 页

河 北 工 业 大 学 城 市 学 院

交通运输设备论文

论铁路联锁设备

姓 名： 李灵利 学号 097051
学 院：土 木 工 程 学 院
系(专业)：交 通 运 输 系
班 级：C091

2012 年 6 月 10 日

摘要:本文从联锁设备的国外和国内的历史谈起,涉及到联锁的定义和任务.并着重介绍了联锁设备的分类和动作原理,而后细谈到了计算机联锁系统的优点,最后说到了将来联锁设备的发展方向.
关键词: 联锁 联锁设备 基本原理 铁路 计算机 人工 继电器
一、联锁设备产生历史
英国是世界上最早有火车和铁路的国家。在1825年9月27日，世界上最早的铁路——英国斯托克顿和达林顿之间的铁路正式通车。同时在1843年也是英国首先采用的机械集中联锁。紧接着陆续有日本、美国开始使用联锁设备并对其进行了一定的发展。
在中国建国初期，铁路信号设备根本无技术性可谈。人工扳动道岔、人工开放臂板信号，甚至在刮风下雨的夜间铁路工人也要爬到高高的杆子上去挂煤油灯，有的时候晚上要上去挂好几次。可见那个时候铁路工人的工作强度是很高的，而且安全性也是没有保障的。随着电的广泛应用，才使铁路工人告别了挂煤油灯的历史。后来也出现了色灯信号机，使得需要由人工来操纵的臂板信号机被替代。1960年，我国铁路工作者自行研制了6036小站电气集中联锁电路，在实际应用中也得到了不断地改造和完善。于1965年正式在新中国的铁路上得到了运用。因此改名为6502电气集中联锁。目前，中国在铁路车站信号控制领域，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。
二、联锁的定义、任务以及实现联锁的条件
A 联锁的定义及任务
那到底什么是联锁呢？我们知道列车车辆的进站、出站和在站内的调车工作都需要根据信号灯的指示来进行的，同时列车在铁路上运行也要按照道岔的位置来运行。把信号灯和信号灯、信号灯和道岔两两形成一种相互制约的关系，就叫做联锁。联锁的任务是保证车站范围内行车和调车的安全,并提高车站通过能力,改善有关行车人员的劳动条件。
B道岔和信号机之间，以及信号机与信号机之间的联锁关系应满足以下条件：
1、当进路上的有关道岔开通位置不对或敌对信号机未关闭时，该信号机不能开放；信号机开放后，该进路上的有关道岔不能扳动，其敌对信号机不能开放。
2、正线上的出站信号机没有开放时，进站信号机不能开放通过信号；主体信号机未开放时，预告信号机不能开放。
3、装有转换锁闭器，电动、电空、电液转辙机的道岔，当第连接杆处的尖轨与基本轨间、心轨与翼轨间有4mm及其以上间隙时不能锁闭或开放信号机。
4、区间内正线上的道岔，未开通正线时，两端站不能开放有关信号机。
人通过室内控制台发出控制信号后控制室外现场设备动作，然后现场设备的动作状态有反馈到控制台的表示盘上，可供人进行确认和监视，从而完成联锁任务。以下是车站联锁设备关系框图：
道岔 进路 信号机

控制
表示
控制
表示
控制
表示

控 制 机 构

表示
控制

控 制 台

三、联锁设备的分类及各设备的工作原理
一般会把联锁设备分为非集中联锁和集中联锁。
A 非集中联锁设备分类及工作原理
所谓非集中联锁工作原理就比较简单了，道岔由人工扳动，信号灯则是在控制室来进行控制的。非集中联锁设备有臂板电锁器联锁和色灯电锁器联锁，它们的工作原理相似。
B 集中联锁设备分类及工作原理
集中联锁就是把道岔、进路和信号机用电气方式集中控制与监督，并实现它们之间连锁关系的技术方法和设备。集中联锁设备有继电联锁设备和计算机联锁。
1、继电联锁工作原理及优点
继电联锁由继电器、电动转辙机、轨道电路和控制台组成的。工作原理是：当需要办理进路的时候，车站值班员按压信号按钮，信号通过电路传到道岔的定位表示继电器和道岔的区段轨道表示继电器，其衔铁因电流的作用吸动和复原在相应位置上，使信号灯电路开通，电动转辙机因为信号灯电路的开通也动作使得道岔自动扳动到相应的位置上。
可见继电联锁实现了自动化，节省了人工成本，降低了劳动强度，同时也是比较安全、可靠、便于操作的联锁设备。
前面提到的目前在我国使用较广泛的继电式电气集中联锁设备——6502电气集中是以电源启动转换道岔，通过室内联锁电路给出操作人员正确一致的道岔表示，并且切断电源以达到锁闭道岔的目的，从而开放室外信号。6502电气集中的广泛应用对于保证行车安全和提高铁路运输效率.，减轻车务人员的劳动强度发挥着积极作用。
2、计算机联锁工作原理及优点
随着计算机技术的迅速发展，尤其是对于可靠性技术和和容错技术的深入研究，出现了计算机联锁，实现了从有接点到无接点的变革。
计算机联锁最早于1978年在瑞典哥德堡投入使用，进入20世纪80年代后，美、日、英 、法、德国、丹麦、荷兰等国进入试验阶段或开始使用，各国在系统上各有不同的方案。1984年中国铁路开发出第一台计算机联锁，此后取得迅速进展，1991年11月19日，中国铁路干线上第一个微机联锁系统在广深线红海站开通。
计算机联锁是一种运用微型计算机对车站值班人员的操作指令和现场表示信息进行逻辑运算，从而实现对信号机和道岔等进行集中控制的车站联锁设备。
计算机联锁系统包括硬件设备和软件设备。硬件设备包括控制盘、职能显示器、打印机、主机、现场信号设备、传输通道及电源等。软件设备一般应包括操作输入、状态输入、联锁处理、控制命令输出、表示输出、诊断与其他系统联系等模块。
计算机联锁设备办理进路时的工作原理：①道岔位置转换 车站值班人员在办理进路时先按压始端按钮和终端按钮，于是微机就执行操作输入程序和联锁处理程序。首先是根据输入的按钮代码，从进路矩阵中查找出相应的进路，然后检查是否符合选路条件，只有符合选路条件，程序才能转入选路部分。程序进入选路部分后，先检查对应道岔是否在规定位置，然后将需要变位的道岔转换位置，接着锁闭进路，并建立对应的运行表区。②信号机显示 在执行信号开放程序中，是根据运行表区内容，连续不断的检查各项联锁条件，每检查一遍，条件满足时输出一个脉冲。信号开放期间，由这些连续的脉冲信息，经过处理后，使信号电路动作，然后列车可以通过，当列车通过信号机后方，信号机关闭后，随着列车的运行，进路可顺序逐段解锁。
计算机联锁在办理进路时，在查找到进路后检查是否符合选路条件。符合条件后，才允许转入选路部分，进入选路部分后，仍要对道岔位置进行检查。信号机开放之前也是连续不断对个联锁条件进行检查。可见计算机联锁与继电联锁相比多了很多检查的步骤，执行起来更加安全、可靠和谨慎。利用计算机来进行逻辑运算，联锁设备动作速度会更快，而且由于联网技术的发展可以实现远程控制，扩大控制范围。通常计算机联锁设备的重量比较轻而且机件也小，所以对场站楼的建设要求不会太苛刻。有与运用积木式的软件和硬件，所以通用性比较强，在场站扩建等情况下可以继续使用。
四、先进计算机联锁设备系统的优点
我们知道，目前世界上最先进的计算机联锁控制系统是ADX（自动数据交换）微机联锁控制系统。该系统是由日本日立株式会社开发的。
TYJL-ADX型联锁系统是中国基于上述ADX系统开发出来的适应我国铁路的一套具有国际先进技术的系统，主要具有以下一些显著优点：
　 (1)系统采用二乘二取二安全冗余结构，时钟级同步的技术。两系并行工作，互为备用，可实现无缝切换，并具有定时切换功能。
(2)系统两系联锁机笼独立设置，可实现单系脱机，支持现场脱机测试功能，脱机测试简单方便，便于系统的升级和改造。
(3)采用CRT显示器、鼠标，操作简便、舒适、显示清晰；双套控制台使值班员选择性更灵活，实现系统全部为双套组成。
　 (4)监视器能显示6502所有的表示，还增加了时间、音响和汉字提示，用以提 供操作和错误提示显示功能等等，此外，还给出设备错误号，供维修人员诊断故障用。
(5)系统各部分层次分明，减少了系统内部配线数量，提高了系统的安全性。　
(6)由于联锁控制系统采用通用的高可靠的工业控制计算机进行联锁逻辑运算，安全性的提高，大大降低了系统成本。
(7)联锁机笼采用浮空地，与大地完全隔开，避免来自大地的耦合干扰。
(8)系统采用光纤环网连接方式，能实现区域联锁功能。
中国目前还没有自主设计完成过一套计算机联锁设备系统，都是通过与外国公司合作或直接引进外国的设备和系统。
五、未来中国计算机联锁系统的发展方向
将来计算机联锁设备的发展方向是：①更加系统化，按照系统工程理论设计，合理规划，调整铁路信号系统各组成部分的功能，实现“设备集中，结构合并，功能模块，信息共享”的一体化。②从运输需求、技术需求两个层面，开展计算机联锁系统功能的调研工作，形成满足运输要求、技术可行，符合发展的“计算机联锁系统技术条件”的标准，并强化标准的权威性和严肃性。③提高计算机联锁系统职能、自检、互联的能力。④制定安全标准，加强安全软件管理，适应开展安全评估认证的工作。参考国外发达国家的铁路信号设备安全标准，建立自己的安全标准体系，并设立评估监督机构来进行监督执行。