计算机联锁工程设计分析.docx

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计算机联锁工程设计分析

摘要

计算机联锁系统是继6502电气集中系统的又一种联锁系统，它保证了工作的可靠，是保证行车安全的信号基础设备，符合“故障—安全”的原则。

计算机联锁目前是最先进的车站联锁设备，我国的计算机联锁都是从继电电气集中过渡发展起来的。

本次设计为电化区段兰成线34号站下行咽喉计算机联锁工程设计，设计的主要内容包括：

34号站下行咽喉的车站信号平面布置图、下行咽喉联锁表、双线轨道电路布置图、电缆网络图、电缆径路图、计算机联锁系统结构图、组合排列表、组合类型表、室内设备布置图、工程数量统计表。

其中车站信号平面布置图可以直观的反映室外设备的布置情况，主要有信号机、道岔、警冲标的布置、编号与位置的计算。

联锁表包括方向、进路、按钮、信号机、道岔、敌对信号和轨道区段的选择与确定等。

双线轨道电路图主要完成的是送受电端的设置、扼流变压器的布置、轨道电路极性交叉的配置。

电缆网络图和径路图中主要是电缆的合理敷设、电缆长度的计算、芯数的计算等，是施工挖沟的主要依据。

计算机联锁系统结构图可以反映出所采用的双机热备系统的硬件构成以及它的工作原理。

组合排列表中反映了信号柜、轨道柜、道岔柜的排列情况与组成。

组合类型表包含了各种组合所包含的继电器名称和类型。

室内设备平面布置图包括信号电源室、防雷分线室、机械室、控制台室，计算机房内各种设备的布置。

工程数量统计表统计的是34号站下行咽喉所需要的所有电缆线、信号机、盒子、柜子、道岔、轨道、继电器等的数量。

关键词：

计算机联锁；工程设计；联锁表；极性交叉；继电器

Abstract

Computerinterlockingsystemisfollowingthe6502Electricsystemyetanotherinterlockingsystem,whichguaranteesreliableworkistoensuretrafficsafetysignalinfrastructure,inlinewith"fail-safe"principle.Interlockingiscurrentlythemostadvancedcomputerstationinterlockingequipment,China'stransitionfromacentralizedcomputerinterlockingrelaysareelectricallydeveloped.

Thedesignofelectro-chemicalsectorintolineNo.34Portlandstationdownstreamofthethroatcomputerinterlockingengineeringdesign,designofthemaincontentsinclude:

No.34stationdownstreamofthethroatofthestationsignalfloorplan,downstreamofthethroatinterlockingtable,doubletrackcircuitlayout,cablenetworkdiagrams,cableroutemaps,computerinterlockingsystemstructurediagram,alistrowcombination,thecombinationofthetypeoftable,interiorequipmentlayout,engineeringandquantitystatistics.Stationsignalfloorplanwhichcanreflecttheintuitivearrangementofoutdoorequipment,themainsignal,turnout,policerushedtheunderlyinglayout,calculatingnumbersandlocations.Interlockingtableincludesdirection,intotheroad,buttons,signal,switch,hostilesignalsandtracksectionstodeterminetheselectionandsoon.Doubletrackcircuitdiagramismainlydonebysendingelectricalterminalsettings,layoutchoketransformer,polaritycrosstrackcircuitconfiguration.FIGFIGcablenetworkandthemainpathwayisreasonablelayingcablelengthcalculation,calculationofthenumberofcablecores,ismainlybasedontheconstructionoftrench.Computerinterlockingsystemstructurereflectsthehardwareconfigurationhotstandbysystemusedandhowitworks.Listreflectsacombinationofrowarrangementofthesignalcabinet,trackcabinets,countersandcompositionoftheturnout.CombinationTypetablecontainsthenamesandtypesofvariouscombinationsofrelaysincluded.Indoorequipmentlayoutplanincludingroomlayoutsignalpower,lightning-pointlineroom,mechanicalroom,theconsoleroom,computerroomvariousdevices.Quantityisthenumberofstatisticaltablesworksall34cablestationsdownstreamofthethroatneeded,signalboxes,cabinets,switches,track,relays,etc.

KeyWords:

ComputerInterlocking,EngineeringDesign,InterlockingTable,Polarcross,Relay

目录

摘要I

AbstractII

1绪论1

1.1设计的主要技术标准1

1.2设计的研究现状1

1.3设计的主要内容1

2车站信号平面布置图2

2.1信号机的设置2

2.1.1进站信号机2

2.1.2出站信号机2

2.1.3调车信号机3

2.2转辙机的设置3

2.3绝缘节的设置3

2.4坐标计算4

2.4.1道岔的坐标4

2.4.2警冲标的坐标4

2.4.3信号机的坐标4

2.4.4绝缘节的坐标4

2.4.5股道有效长度的计算4

3联锁表的编制5

3.1方向栏与进路号码栏5

3.2进路栏和按钮栏5

3.2.1列车进路5

3.3.2调车进路5

3.3.3按钮栏5

3.3道岔栏5

3.4敌对信号栏6

3.5轨道区段栏6

3.9迎面进路和其他联锁栏6

4双线轨道电路图7

4.1轨道电路极性交叉7

4.2轨道电路送受电端的布置7

4.3跳线与区间连接线的布置8

4.4扼流变压器的布置9

5电缆径路图和电缆网络图10

5.1电缆径路的选择10

5.2电缆网络连接设备与构成10

5.2.1电缆网络连接设备10

5.2.2信号电缆网络10

5.2.3道岔电缆网络11

5.2.4送受电端电缆网络11

5.3电缆网络计算11

5.3.1电缆类型的选择11

5.3.2电缆长度的计算11

5.4电缆芯数的计算12

5.4.1基本芯12

5.4.2附加芯12

5.4.3备用芯12

6组合排列及类型表13

6.1组合排列表13

6.1.1信号组合13

6.1.2道岔组合13

6.1.3轨道组合13

6.2组合类型表14

7系统结构图和室内设备布置图15

7.1计算机联锁系统结构图15

7.1.1控制台15

7.1.2电务维护台15

7.1.3联锁机15

7.1.4ET机架15

7.1.5微机检测机15

7.1.5电源16

7.2室内设备布置图16

7.2.1信号计算机房设备16

7.2.2信号机械室设备16

7.2.3信号电源室设备16

7.2.4防雷分线室设备16

7.2.5控制台室设备16

8工程数量统计表17

8.1建筑工程17

8.1安装工程17

8.1计算机联锁工程17

结论19

致谢20

参考文献21

1绪论

1.1设计的主要技术标准

本设计为电化区段兰成线34号站下行咽喉计算机联锁工程设计。

有4股道，道岔6组，正线12#60kg道岔，侧线分为12#50kg道岔、9#50kg道岔两种，站内电码化设计，区间为复线双向运行，正向为自动闭塞，反向为站间自动闭塞。

同时设有一条专用线和一条货物线，其中I、II股道有超限货物列车通过。

该站区段按电气化区段要求设计，车站联锁按照计算机联锁工程设计标准设计。

1.2设计的研究现状

1987年瑞典首先在歌德堡车站使用了计算机联锁系统，后来一些发达的国家也陆续的使用了计算机联锁系统。

在我国，1984年铁道部通信信号总公司研究设计院研制的计算机联锁系统投入厂矿铁路使用。

我国当前的计算机联锁系统已经处于可用阶段，但是在可靠性和功能方面都有待以提高[1]。

2000年，我国成功研制了适合我国铁路运输的K5B型计算机联锁系统。

计算机联锁技术在我国铁路迅速推广，新建铁路、既有线改造均已采用计算机联锁，而且主要干线、客运专线、高速铁路还必须采用二乘二取二或三取二型计算机联锁[2]。

1.3设计的主要内容

（1）设计34号站下行咽喉车站信号平面布置图；

（2）编制34号站下行咽喉联锁表；

（3）设计34好站下行咽喉双线轨道电路布置图；

（4）设计34号站下行咽喉电缆网络图；

（5）设计34号站下行咽喉电缆径路图；

（6）设计K5BMC型计算机联锁系统结构图；

（7）编制34号站下行咽喉组合排列表；

（8）编制34号站下行咽喉组合类型表；

（9）设计34号站室内信号设备平面布置图；

（10）编制34号站下行咽喉工程数量统计表。

2车站信号平面布置图

本设计所选用站场为兰成线34号站下行咽喉，本站区段为电化区段，根据计算机联锁工程设计的基本原理和设计原则对本站进行初步设计，包括信号机、道岔、轨道电路、股道等的设计。

本设计34号站为双线四股道车站。

下行咽喉共有10组道岔，其中12号道岔均采用S700K型三相交流转辙机，9号道岔采用ZD-6型直流转辙机；共设置15架信号机，其中2架进站信号机，4架出站信号机，9架调车信号机。

2.1信号机的设置

2.1.1进站信号机

为了对接车进路进行防护，需在每一方向的进站口道岔外方，列车运行前进方向设置进站信号机X。

进站信号机应设在距进站道岔尖轨尖端（顺向为警冲标）不少于50m的地点[3]。

本设计设置进站信号机距警冲标距离100m左右。

本区间为双向复线，所以该咽喉共设两架进站信号机为X和XF，X设置在线路左侧，XF设置在线路右侧，设置在同一坐标。

该信号机灯位采用四显示，如图2.1所示。

图2.1进站信号机灯位及显示

2.1.2出站信号机

为了禁止或准许列车由车站开往区间，在车站的正线和到发线上，应安装出战信号机S。

出站信号机设在到发站的两端头部距离道岔岔尖（或警冲标）3-4m处[3]。

本设计区间为自动闭塞，股道全是双向。

有两个发车方向，应在信号机上装设一个表示器。

正线上有通过进路，线间距大于5m，因此正线上设置高柱一表示器的出站信号机为SI和SII；侧线的速度较慢，显示距离较短，因此侧线上设置矮型一表示器的出站信号机为S3和S4。

出站信号机的高柱和矮型灯位显示均采用三灯四显示，如图2.2所示。

a高柱显示b矮型显示

图2.2出站信号机灯位及显示

2.1.3调车信号机

调车信号机D是为集中区内进行调车作业而设置的，可以最大限度地满足调车平行作业的需要，提高作业效率，缩短机车车辆走行距离[3]。

在牵出线、专用线、机走线上布置高柱信号机，其余均为矮型信号机。

本设计只有一条专用线，因此需布置一架高柱信号机。

调车信号机灯位显示如图2.3所示。

a高柱显示b矮型显示

图2.3调车信号机灯位及显示

调车起始信号机，设置于一个完整的调车作业的起点，如本设计的SID、D15等。

调车折返信号机，用来指挥调车车辆折返用的，如本设计的D1、D3等。

调车阻拦信号机，用来增加平行作业、提高车站通过能力，如本设计的D7、D13。

2.2转辙机的设置

本设计中道岔有60kg、12号道岔，50kg、12号道岔，50kg、9号道岔三种。

本站为提速区段，正线上全部用60kg、12号道岔，采用S700K交流转辙机，如本设计的3、7等道岔；侧线上均为50kg道岔，采用ZD-6直流转辙机，如本设计的1、5、17道岔。

2.3绝缘节的设置

在信号机处、度线上、尽头接近线、侵限处等都需要设置绝缘节，如图2.4所示。

图2.3绝缘节设置示意图

2.4坐标计算

2.4.1道岔的坐标

本设计给定的道岔坐标是指岔尖距车站中心的距离，查表可以算出岔心的距离。

2.4.2警冲标的坐标

在道岔岔后处有绝缘节、信号机等需在岔后设警冲标，否则不设。

查表可以得知警冲标至岔心的距离和岔心至岔尖的距离，从而求出警冲标的坐标。

2.4.3信号机的坐标

（1）设在撤叉后的矮型信号机坐标，查表可以查出信号机至岔心的距离和岔心至岔尖的距离，则由道岔岔尖的距离可以算出这种信号机的坐标[2]。

如本设计的D7、D13、D17、S4等。

（2）设在辙叉后的高柱信号机坐标，本车站正线是超限货物列车，查相应的表可以知道高柱信号机至岔心的距离和岔心至岔尖的距离，从而可以得出信号机的坐标[2]。

如本设计的SI、SII。

（3）设在岔尖前的信号机坐标，此信号机一般设在道岔前的基本轨逢处，查表可以查的岔尖至基本轨逢的距离，由岔尖坐标就可以得出信号机坐标[2]。

如本设计的D1、D3、D15、S3等。

2.4.4绝缘节的坐标

在尽头处的绝缘节需表明坐标，该处的无岔区段长度一般为25m，由此可以得出绝缘节的坐标。

2.4.5股道有效长度的计算

股道有效长度是股道内可以停留列车，而不至于妨碍邻线行车的部分线路长度。

它的长度是从股道一端出站信号机起到另一端警冲标（对向道岔为绝缘节）为止[2]。

本设计上下行均可接发车，因此股道有效长度上下行需分别计算。

3联锁表的编制

联锁表是表达整个车站内的道岔、进路和信号机之间全部联锁关系的表格。

在编制联锁表时，应以进路为主体，从下行咽喉到上行咽喉，列车进路到调车进路逐条编写。

本设计只编写34号站下行咽喉的联锁表。

3.1方向栏与进路号码栏

方向栏用来填写进路性质及运行方向，如设计中的正向接车、通过进路、调车进路等。

进路号码栏按列车进路和调车进路顺序编号，34号车站下行咽喉共有35条进路。

通过进路不编号。

3.2进路栏和按钮栏

顺序列出联锁范围内全部列车和调车的基本进路及其变通进路，该咽喉没有变通进路，只有基本进路。

3.2.1列车进路

如本设计的图纸所示，I股道接车时写成“至I股道”；II股道发车时写为“由II股道”。

3.3.2调车进路

如本设计图纸所示，由D1至同向调车信号机D13调车时写作“由D1至D13”；由D1向反向调车信号机D17调车时写作“由D1向D17”。

3.3.3按钮栏

由于本设计没有变通进路，所以对于本设计的全部基本进路，在按钮栏处顺序写出始端按钮和终端按钮。

3.3道岔栏

顺序填写进路中的所有道岔以及有关防护和带动道岔的编号及位置。

联锁表中“（）”表示道岔处于反位，否则为定位，如本设计的第1进路的道岔“（1/3）”就表示1/3道岔处于反位。

为了保证行车安全，需要把一些不包括在进路中的道岔防护在规定位置，这种道岔为防护道岔，如本设计的第3进路的道岔“[11/13]”就是防护道岔。

为了满足平行作业，还需要把一些不包括在进路中的道岔带动到规定的位置，这种道岔为带动道岔，本设计中没有带动道岔。

3.4敌对信号栏

把与该进路的具有敌对关系的信号机称为敌对信号，具有敌对关系的进路称为敌对进路。

敌对进路用道岔不能间接控制，进路重叠，不能同时排列出来进路，分为条件敌对和无条件敌对。

条件敌对就是有关道岔处于某一位置才构成敌对关系。

如本设计中第17条进路敌对信号D7就是无条件敌对，敌对信号<15/17>S3D就是在15/17道岔处于定位的条件下S3D才是敌对信号。

3.5轨道区段栏

该栏顺序填写排列进路时需要检查的轨道区段，在调车进路时，不检查无岔区段。

3.9迎面进路和其他联锁栏

迎面进路栏中，列车的迎面进路列调都需检查，调车的迎面进路只需检查列车。

其他联锁栏中，正向发车的出站信号机开放需要检查离去区段的条件，用闭塞BS表示；反向发车的信号机灭灯，用允许改方GF表示。

4双线轨道电路图

本设计是以34号站下行咽喉车站信号平面布置图为基础，轨道电路的极性交叉为原则设计出此图。

4.1轨道电路极性交叉

极性交叉是为了实现对钢轨绝缘破损的防护，使绝缘节两侧的轨面电压具有不同的极性或相反的相位。

用闭合回路来进行极性交叉的检测，绝缘节为偶数可以实现极性交叉，反之不能。

由于本设计正线均电码化，所以正线上的道岔绝缘必须切割在弯股，站线可切割在直股。

当不满足极性交叉时，可以通过移设站线的道岔绝缘来实现极性交叉；还不满足极性交叉时，正线也可以切割直股。

当在特殊情况下，移设道岔绝缘节还不能做到极性交叉时，可以在线路上加设一对绝缘节，做到人工极性交叉。

本设计中没有正线切割直股和人工极性交叉的情况。

如图4.1所示，为本设计的八字回路极性交叉的配置情况。

图4.1下行咽喉八字回路极性交叉配置图

4.2轨道电路送受电端的布置

轨道电路送受电应尽量放置在一个箱盒内，并且尽量使箱盒内的电端相同，箱盒放置在开阔易维修处，送电端尽量设置在岔前，两条正线之间不要布置，避免出现多送一受。

如图4.2所示，为送受电端的配置图。

图4.2送受电端配置图

4.3跳线与区间连接线的布置

本设计的区段为电化区段，所以全部用双跳线，如图4.3.1为跳线配置图。

图a站线跳线图b正线跳线

图4.3.1跳线配置图

为了使全咽喉线路间牵引电流沟通，需在相关连接中心点设置区间连接线，如图4.3.2所示。

图4.3.2双线区段正线间区域连接线

4.4扼流变压器的布置

扼流变压器的作用是沟通回流，达到钢轨电流平衡。

在渡线处不能设置扼流变压器，在进站信号机处一端要设置空扼流，在侵限绝缘节设置的时候要移位设置。

本设计中没有侵限绝缘节，所以不需要移位。

扼流变压器的设置如4.4所示。

图a一般情况图b尽头处图c进站信号机处

图4.4扼流变压器配置图

5电缆径路图和电缆网络图

电缆径路图是进行室外信号设备安装的重要图纸。

根据车站信号平面布置图，在径路图上需布置信号电缆、道岔电缆和轨道电路送、受电端电缆。

根据电缆径路图绘制出电缆网络图。

5.1电缆径路的选择

电缆径路的选择应考虑电缆的建设费用和便于施工与维修的情况。

电缆径路应尽量选择在线路的外侧或线间距不少于4.5m的线路间，本设计线间距最少为5.0m，符合该条件。

电缆径路应选择在两设备间距最短、通过股道及障碍物最少和不妨碍线路等其他建筑物扩建的地方。

电缆径路穿越股道应避免道岔的岔尖、辙叉心和钢轨接头处。

电缆径路避免通过酸碱盐等有化学腐蚀物质、土壤松软可能发生塌陷的地带。

电缆径路尽量减少平行沟的数量，尽量与其他电缆合沟。

本设计的电缆径路均符合上述条件。

5.2电缆网络连接设备与构成

5.2.1电缆网络连接设备

电缆网络连接设备有电缆终端盒、方向电缆盒、变压器箱。

终端电缆盒用于轨道电路、转辙机和矮型信号机处，本设计中使用HZ-12和HZ-24两种。

方向电缆盒设于电缆分歧处，本设计使用HF-4和HF-7两种，变压器箱用于轨道电路送受电端以及高柱色灯信号机处，本设计只使用XB2。

5.2.2信号电缆网络

由各信号机电灯电路可以得出，本设计进站信号机的导线数需要13芯，其中有5芯去线、3芯回线、3芯灯丝报警线（DS1、DS2、DS3）、2芯电话线（DH、DHH），电话线可合用；出站信号机的导线数需要14芯，其中有4芯去线、2芯回线、4芯灯芯报警线（DS1、DS2、DS3、DS4）、2芯电话线（DH、DHH）以及表示器的2芯线（1芯去线和1芯回线），其中DS1、DS2、DH、DHH可合用；调车信号机的导线数需要3芯，其中有1芯去线、2芯回线。

高柱信号机用的箱盒可用信号变压器箱XB1和XB2，其中XB1放置一组电灯单元和信号变压器，XB2放置两组电灯单元和信号变压器，本设计高柱信号机均采用XB2型变压器箱。

矮型信号机的箱盒可用盒子HZ-24和HZ-12，本设计中矮型信号机电缆径路连接末端均用HZ-12，其他的用HZ-24。

5.2.3道岔电缆网络

由道岔控制电路可以知道，交流转辙机S700K的导线数需要7芯，其中有5芯控制导线、2芯电话线（DH、DHH），电话线可合用；直流转辙机ZD-6的导线数需要6芯，其中有4芯控制导线、2芯电话线（DH、DHH），电话线可合用。

本设计中1、5道岔由直流转辙机ZD-6控制，其余均由S700K控制。

交流转辙机S770K的箱盒用HZ-24，直流转辙机ZD-6的箱盒用HZ-12.

5.2.4送受电端电缆网络

由25HZ轨道控制电路可得出，送受电端的导线数均需要2芯控制线。

送受电端的箱盒可用HZ-24和HZ-12，本设计中送受电端电缆径路连接末端均用HZ-12，其他的用HZ-24。

5.3电缆网络计算

5.3.1电缆类型的选择

铁路所有信号电缆分为铁路普通信号电缆和铁路数字信号电缆。

普通信号电缆从芯线扭绞方式分为普通型和综合扭绞型。

本设计的信号、道岔以及送受电端电缆均采用综合扭绞电缆。

5.3.2电缆长度的计算

电缆敷设的长度是指两设备电缆径路实际的长度与中间附加长度之和，电缆长度按