微机联锁VPI系统.docx
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微机联锁VPI系统
微机联锁（VPI）系统
一、概况
平安型运算机联锁系统—VPI，采纳“双机热冗余”、双通道软件、相异冗余编码、数字集成平安保证逻辑（NISAL）、设置独立的平安校验CPU、50毫秒动态平安检查等技术，确保了系统的高靠得住性。
二、VPI系统功能
一、功能概况
Ø实现进路上的道岔、信号机和轨道区段的联锁功能，保证联锁关系正确。
Ø可自动排列通过进路及自动折返进路。
Ø道岔具有进路操作及锁闭功能，也能单独操纵及锁闭；并具有“强扳道岔”功能。
Ø具有进路式开放引导信号的功能。
Ø具有扣车、取消扣车、提早发车、临时限速、自动站间闭塞和紧急关闭和恢复的功能。
Ø列车停稳判定功能。
Ø与ATS接口功能。
Ø向ATP子系统的WESTRACETCOM设备提供ATP轨道编码信息。
Ø具有自诊断功能，监督联锁设备工作状况并将相关信息传递到维修中心。
Ø依照运营要求完成与车辆段、停车场和其它线路的特殊接口功能。
二、大体联锁功能
Ø进路的成立及锁闭（大体进路、防护进路、爱惜进路、折返进路）；
Ø进路解锁（正常解锁、取消进路、总人解、区故解、引导进路解锁）；
Ø信号机操纵（信号开放、信号关闭、灯丝检查、引导信号）；
Ø道岔操纵（人工操纵及锁闭、进路操纵及锁闭、挤岔、启动电路断电爱惜）；
3、其它联锁功能
Ø扣车及取消扣车
●办理扣车作业，当即关闭出站信号，列车停稳后站台轨改发1/0N码。
●取消扣车，原开放的信号在检查联锁条件知足后自动开放。
●中心与车站都可办理扣车作业，通过按钮灯的颜色区分。
取消操作由办理方实施。
●在车站与中心通信故障的情形下，车站能够取消中心设置过的扣车命令。
Ø提早发车
●提早发车功能仅操纵发车计时器，与联锁无关。
●该命令一次有效，按钮灯有3秒钟的颜色显示。
●中心与车站都可办理该作业。
Ø临时限速
●区间临时限速，车站临时限速。
●不管站控或遥控状态下，只能由车站来办理和取消临时限速。
Ø紧急关闭及恢复
●对应车站每侧站台及车控室的综控盘上均设有紧急关闭按钮。
●车控室的综控盘上设有紧急关闭恢复按钮。
●办理了紧急关闭，进、出站信号机当即关闭，相应轨道区段改发0/0E码。
Ø平安门状态检查
●收到平安门旁路信息后，其状态转变与联锁无关。
●收到列车停稳信息后平安门打开，站台轨改发1/0N码。
●平常收到平安门打开信息，出站信号机关闭，相应轨道区段改发0/0E码。
Ø自动进路
●办理后，进路自动成立，列车出清后进路不解锁。
●自动进路设置前，假设进路已存在，那么进路维持不变。
●自动进路命令取消时，不改变进路状态。
Ø自动折返进路
●办理后，列车进入和出清折返线的进路随列车的运行自动成立，并开放信号。
●自动折返进路设置前，假设进路已存在，那么进路维持不变。
●自动折返进路命令取消时，不改变进路状态。
Ø反向调车
●检查至邻站出站信号机之间轨道电路空闲，同时在邻站出站信号机关闭前瞬时检查该出站信号机外方不小于610米轨道区段空闲（假设邻站已成功办理了扣车作业那么再也不检查该区段），那么反向进路成立。
●列车驶入折返轨道区段，成立折返进路，折返信号机开放，现在邻站出站信号机自动开放，相应轨道恢复正常码序。
Ø信号特殊开放
●正向阻挡信号机或兼有此功能的出站信号机设有特殊开放按钮。
●关于同一个轨道区段，同时只能许诺往一个方向开放信号。
Ø列车停稳判定
●第一以BIDI设备提供的平安门开门指令信息（列车已停准）作为列车停稳依据。
●第二当列车尾部出清站台接近区段后延时10秒
●或列车进入站台区段30秒计时仍未收到此信息，那么VPI自主判定列车停稳。
Ø自动站间闭塞
●闭塞分区为发车站出站信号机至接车站出站信号机之间。
●进路已存在能够在按压闭塞按钮后转为闭塞状态。
●在区间空闲和进路解锁的情形下才能够完全解除自动站间闭塞。
●成立自动站间闭塞后，闭塞分区灯光点亮，完全解除自动站间闭塞后，闭塞分区恢复灭灯状态。
Ø站控与遥控转换
●车站与操纵中心联系后，由车站值班员操作实现站控与遥控的转换。
●道岔单锁、单解等不受站/遥状态限制。
●站控转到遥控必需取消引导等设置。
Ø信号机点灯/灭灯
●设置“全站点灯”按钮操纵全站信号机点灯/灭灯。
●点灯状态下的灭灯视为禁止信号。
Ø强扳道岔
●同时按下“轨道事故”和“破铅封”按钮，办理故障区段单操。
●锁闭的故障区段在按下上述按钮后，先办“区故解”，再办理单操。
●行车平安完全由车站值班员保证。
4、接口功能
Ø与信号机接口。
Ø与道岔转辙机接口。
Ø与电源屏及灯丝报警接口。
Ø与其它地铁线路接口。
Ø与停车场、车辆段接口。
Ø与ATP子系统接口。
Ø与ATS子系统接口。
Ø与试车线ATO子系统接口。
三、系统结构
一、系统方框图
二、系统的组成
VPI系统是由：
联锁处置子系统（VPI）、人机界体面系统（MMI）、诊断保护子系统（SDM）、冗余网络子系统（RNET）4个子系统组成。
四、各子系统概况
一、联锁处置子系统（VPI）
、术语与缩写
中央处置单元（CPU/PD1）输入输出总线接口板（I/OBUS1）
平安校验板（VPS）输入输出总线接口缓冲板（I/OBE）
平安通信板（VCOM）母板（MB）
平安型输入板即搜集板（VIB）平安型输出板及驱动板（VOB）
平安监督继电器（VRD）
中央处置单元（CPU/PD1）
CPU/PD1板是整个联锁处置子系统的核心，包括通过I/O选址读取输入/输出信息、进行联锁运算等。
CPU/PD1板通过总线与VPS板、VCOM板通信。
每块CPU/PD1板上有两个网络口，其中的平安通信由VPI子系统通过这两个网络口接入冗余网络，实现与MMI子系统和SDM子系统的信息互换。
系统正常工作时，VPI子系统自动把这些信息发送至SDM，当与SDM通信中断或SDM故障时，VPI子系统能够记录至少一天的系统报警和错误信息。
每块CPU/PD1板上有四个串口，本站VPI子系统A、B机之间的平安型数据的通信由串口一和串口二完成，与双侧邻站的站间平安通信那么由串口三和串口四完成。
注意：
CPU/PD1板上的芯片分为系统芯片和应用芯片。
每一个车站的系统芯片中写入的系统软件是相同的。
而应用芯片中写入的应用软件是互不相同的！
！
！
但只要修改应用数据，就能够够达到每一个车站的联锁修改的目的。
此点在改换CPU/PD1板时应多加留意，不然改换后VPI子系统A或B机也无法正常工作！
CPU/PD1板表示灯显示含义
器件名称
标识符
单位
数量
颜色
说明
并行口
SECURITE
个
1
接模块1并行口，引出在面板上
电源开关
ON/OFF
个
1
开关选用免误碰型，引出在面板上
电源指示灯
PWR
只
1
红
有电源电压时常亮
CPU软件控制灯
L1A~L4A
只
4
绿
2×2排列
四个灯由CPU1软件控制
CPU高速串口1指示灯
VSL1A
对
1
红绿
指示数据收发，纵行排列
422电平
CPU高速串口2指示灯
VSL2A
对
1
红绿
指示数据收发，纵行排列
422电平
CPU高速串口3指示灯
VSL3A
对
1
红绿
指示数据收发，纵行排列
422电平
CPU高速串口4指示灯
VSL4A
对
1
红绿
指示数据收发，纵行排列
422电平
CPU网口1指示灯
NET1A
对
1
红绿
指示数据收发，纵行排列
CPU网口2指示灯
NET2A
对
1
红绿
指示数据收发，纵行排列
CPUCAN口1指示灯
CAN1A
对
1
红绿
指示数据收发，纵行排列
CPUCAN口2指示灯
CAN2A
对
1
红绿
指示数据收发，纵行排列
CPU普通串口1指示灯
COM1A
对
1
红绿
指示数据收发，纵行排列
232电平
CPU普通串口2指示灯
COM2A
对
1
红绿
指示数据收发，纵行排列
422电平
复位按钮
RESET
个
1
可复位CPU模块
VCC测试端子
VCC
孔
1
接5V，引出在面板上
GND测试端子
GND
孔
1
接GND，引出在面板上
串行口
MAC
个
1
DB9插座，引出在面板上，其中2、3、5脚接普通RS232串口
平安通信板（VCOM）
VCOM板是为减缓CPU/PD1板的通信压力，分担CPU/PD1板通信工作，它专门负责与ATP子系统的串口数据通信功能。
平安校验板（VPS）
VPS板是VPI系统的平安型监视机构，独立于CPU/PD1板面对系统进行全面的平安检查。
它以必然的距离接收到一组编码检查信息，如经检查这组信息正确，那么输出一个平安型数字信号，那个信号通过一个平安型滤波器滤波并用于励磁平安监督继电器（VRD），用以证明系统自检正常。
所有通向VPI系统的平安型输出的电源都通过该继电器VRD的前接点。
当发觉系统有错误时，在90毫秒内VRD继电器失磁，然后那个平安型继电器将会切断VPI所有的平安型输出的电源。
VRD继电器在VPS通过7个周期持续检查后，证明系统是正常时才能再度鼓励，以确保系统平安。
VPS板表示灯显示含义
器件名称
标识符
单位
数量
颜色
说明
电源指示灯
PWR
只
1
红
有电源电压时常亮
VPS读写指示灯
REQ/RDY
对
1
红绿
指示数据收发
VITALRELAY
RELAY
只
1
红
指示VITALRELAY状态
复位按钮
RESET
个
1
复位CPU模块
VCC测试端子
VCC
孔
1
接5V，引出在面板上
GND测试端子
GND
孔
1
接GND，引出在面板上
输入输出总线接口板（I/OBUS1）
I/OBUS1板是CPU/PD1板和输入输出板互换信息的通道，I/OBUS1板为输入板的测试数据和输出板的端口校验数据提供存储空间；同时它也包括逻辑和时序电路，以操纵输出端口的持续校验。
简单地说确实是具有搜集输入板的状态、操纵输出板的输出、传送输出口状态校验信息的功能。
每块I/OBUS1板上设置一块辨别芯片，供CPU/PD1板正确识别I/OBUS1板。
每块I/OBUS1板能够带2个扩展机箱，每一个VPI系统能配置6块I/OBUS1板。
I/OBUS1板表示灯显示含义
器件名称
标识符
单位
数量
颜色
说明
电源指示灯
PWR
只
1
红
有电源电压时常亮
第一路读写指示灯
RD/WR
对
1
红绿
指示第一路IOBUS数据收发
第二路读写指示灯
RD/WR
对
1
红绿
指示第二路IOBUS数据收发
VCC测试端子
VCC
孔
1
接5V，引出在面板上
GND测试端子
GND
孔
1
接GND，引出在面板上
输入输出总线接口缓冲板（I/OBE）
输入输出总线接口板（I/OBUS1）板采纳差分驱动的方式与输入输出总线接口缓冲板（I/OBE）配合工作。
I/OBE板要紧实现差分同意及缓冲的功能。
它与I/OBUS1板一起完成系统对输入输出的操纵。
每一个扩展机箱设置1块I/OBE板，每一个扩展机箱能够放置13块I/O板。
I/OBE板表示灯显示含义
器件名称
标识符
单位
数量
颜色
说明
电源指示灯
PWR
只
1
红
有电源电压时常亮
VCC测试端子
VCC
孔
1
接5V，引出在面板上
GND测试端子
GND
孔
1
接GND，引出在面板上
读写指示灯
RD/WR
对
1
红绿
指示I/OBE板数据的收发
平安型输入板即搜集板（VIB）
搜集板的电路使VPI系统能平安地检测每一个输入的状态。
每块搜集板有16个平安输入端口，通过搜集16组相应继电器状态，不时反映设备运行情形，供中央处置单元（CPU/PD1）进行逻辑运算。
16路输入的每一个输入端口对应一个LED指示灯，当某端口有输入信号时，相应的指示灯点亮。
VIB板表示灯显示含义
器件名称
标识符
单位
数量
颜色
说明
电源开关
ON/OFF
个
1
开关选用免误碰型，引出在面板上
电源指示灯
PWR
只
1
红
有电源电压时常亮
VCC测试端子
VCC
孔
1
接5V，引出在面板上
GND测试端子
GND
孔
1
接GND，引出在面板上
读写指示灯
RD/WR
对
1
红绿
指示VIB板数据读写
第1路采集
1
只
1
绿
平时熄灭，采集到数据后点亮
第N路采集
N
只
1
绿
平时熄灭，采集到数据后点亮
第16路采集
16
只
1
绿
平时熄灭，采集到数据后点亮
平安型输出板即驱动板（VOB）
在CPU/PD1板依照输入搜集板的信息，进行逻辑运算后，向VOB板产生输出信号，驱动接口设备，实现相应的联锁关系和操作命令。
而且系统能实时检测VOB板输出的正确性、输出与实际驱动的一致性。
作为单断输出板，VOB板提供正电操纵。
每块VOB板有16个输出，每一个输出端口设一个指示灯，当输出有效时，相应的指示灯点亮。
VOB板表示灯显示含义
器件名称
标识符
单位
数量
颜色
说明
电源指示灯
PWR
只
1
红
有电源电压时常亮
VCC测试端子
VCC
孔
1
接5V，引出在面板上
GND测试端子
GND
孔
1
接GND，引出在面板上
读写指示灯
RD/WR
对
1
红绿
指示VIB板数据读写
第1路输出
1
只
1
绿
平时熄灭，有输出时点亮
第N路输出
N
只
1
绿
平时熄灭，有输出时点亮
第16路输出
16
只
1
绿
平时熄灭，有输出时点亮
母板（MB）
母板是VPI联锁处置子系统中各印制电路板之间连接的桥梁，通过母板CPU/PD1板能够进行I/O选址，能够与VPS板互换信息，关于配置平安通信板的联锁车站还能够与VCOM板互换信息，通过母板I/OB板能够与搜集、驱动板互换数据，从而达到了整个联锁处置子系统之间的信息互通。
母板有浪涌爱惜设计。
二、人机界体面系统（MMI）
、人机界体面系统（以下简称MMI）通常由工控机、显示器、鼠标、键盘等设备组成。
MMI采纳“N+1”的系统结构，“N”套设备为主用设备，“1”套为备用设备。
它提供了VPI系统与操作者之间的人机接口。
通常，MMI显示器上显示站场，值班员用鼠标进行有关操作，系统给予简练明了的表示和语音提示。
系统采纳多窗口界面，在正常运行状态下主窗口显示站场图，下方是命令工具条，上方是设备状态栏，中间有能够移动的操作信息框。
除此之外，系统还提供方便的菜单式窗口提示。
主窗口站场图要紧包括站场显示、各类报警表示灯、状态表示灯及操作按钮等。
操作命令工具条是MMI操作的关键，要紧包括以下操作按钮：
进路成立、总取消、信号重开、总人解、引导按钮、引导总锁、道岔总反、道岔总定、道岔解锁、道岔单锁、区故解、功能按钮、操纵区域等。
（如图一所示）
图一（MMI显示）
MMI功能：
●操作员发送操纵命令和接收现场表示信息；
●MMI之间、MMI与SDM子系统及仿真测试系统之间通太高速网络互换信息；
●完成非平安联锁逻辑功能（如选路判定、表示等）；
●完成各类其它表示与报警功能。
开机操作步骤
当MMI开机启动后，MMI的界面上自动显示站场图形，但MMI不能进行任何操作。
当MMI与联锁机通信正常后，MMI上显示锁闭区段绿光带，“引导总锁闭”（道岔号显示红色）、“全站封锁”和“上电解锁”按钮亮红灯，现在应按以下顺序办理：
（一）取得操作权
观察鼠标台最上方灰色的设备状态栏中“IPS操作主机＝××”和“操作序号＝××”提示文字中的数字是不是一致。
（如图二）如提示文字中的数字不一致，那么用鼠标左键点击下部命令栏最右边的【操纵区域】；
图二（设备状态栏）
在弹出的对话框内“咽喉操纵区——分派给MMI”旁的下拉菜单当选择一个与“操作序号＝××”相同的号码；按下“确信”键，（使IPS操作主机号和操作序号数字一致）；
观看站场平面上方的设备状态栏内“当前操纵区域＝1”，如状态栏内“当前操纵区域＝0”，那么用鼠标左键点击下部命令栏最右边的【操纵区域】；
在弹出的对话框内点击“咽喉操纵区1”前的方框，使其打“√”，按下“确信”键；
观看站场平面上方的设备状态栏内“当前操纵区域＝1”。
说明：
设备状态栏内“当前操纵区域＝1”，代表MMI为工作机，可进行操作。
如状态栏内“当前操纵区域＝0”，代表为备机，可看不时显示，不可操作！
注意：
车站取得MMI操作权后，“全站点灯”按钮灯显示绿色、“站控”按钮灯显示黄色——默许在车站操纵下信号机全数点灯。
（二）解除“引导总锁闭”
按下破铅封按钮（说明：
在左侧抽屉内、
自复带铅封式按钮、
操作完毕前，不得松手）；
用鼠标左键单击下部命令栏中的【引导总锁】；
屏幕上弹出密码窗，输入相应密码；
按下“确信”键，现在【引导总锁】显示灰色；
用鼠标左键单击屏幕左下方的“引导总锁”按钮灯，“引导总锁”按钮灯显示灰色；
道岔名称由红色变成反映道岔当前状态的绿色（定位）或黄色（反位）；
松开破铅封按钮。
（三）解除“全站封锁”
全站处于封锁状态时，不能对室外设备进行任何操作。
用鼠标左键单击下部命令栏中的【功能按钮】；
用鼠标左键单击下方中部的“全站封锁”按钮灯；
“全站封锁”按钮灯消失。
（四）办理“上电解锁”
用鼠标左键单击下部命令栏中的【功能按钮】；
用鼠标左键单击下方中部的“上电解锁”按钮灯；
“上电解锁”按钮灯消失；
系统能够正常操作。
说明：
以上带【】符号的图标，为MMI命令工具条中的按钮；带“”的按钮为站场平面图中带有表示灯的按钮。
注意：
1）若是不利用按压“上电解锁”的方式，也可通过【区故解】来逐个解锁各个区段，达到解锁全站所有区段的目的；
2）“上电解锁”按钮灯必需在亮红灯后8分钟内办理，超时后该按钮将自动消失，这时必需通过【区故解】来逐个解锁各个区段，达到解锁全站所有区段的目的；
3）开机后取得操作权的操作必需按上述要求顺序进行，不然将操作无效。
中心操纵及车站操纵状态下的各类操纵操作
平常MMI操作权在车站，
1）中心操纵状态下的操纵
车站联锁系统处于中心操纵状态时，正常运营的各类进路均由ATS系统自动办理；车站值班员只是利用MMI监督列车运行和ATS系统办理进路的情形。
在中心操纵状态下，车站可办理下述几项作业：
Ø单独锁闭道岔及解锁；
Ø站台紧急关闭及恢复；
Ø显示或隐藏信号名，道岔名，轨道区段名，码序，车次窗；
Ø进行MMI主备机之间的转换；
Ø站控/遥控转换。
即车站的上述几项作业不受中心操纵及车站操纵条件的限制。
2）车站操纵状态下的操纵
在站控状态下，车站值班员可办理如下作业：
Ø进路始、终端按钮方式排列进路及取消；
Ø自动进路方式排列进路及取消；
Ø自动折返、全自动折返方式排列进路及取消；
Ø重复开放信号及关闭；
Ø特殊开放信号、特殊关闭及取消特殊关闭信号；
Ø站间自动闭塞办理及解除；
Ø扣车及取消扣车、提早发车；
Ø引导信号及引导总锁闭成立及取消；
Ø单独操纵道岔及单独锁闭道岔和解锁；
Ø区段人工解锁；
Ø岔区轨道故障时单操道岔；
Ø站台紧急关闭及恢复；
Ø上电解锁；
Ø显示或隐藏信号名，道岔名，轨道区段名，码序，车次窗；
Ø进行MMI主备机之间的转换；
Ø全站点灯及灭灯；
Ø取消错误按压的按钮；
Ø站控/遥控转换。
注意：
在站控状态下，中心调度员能够办理扣车及取消扣车、提早发车等作业。
3、诊断保护子系统（SDM）
SDM诊断保护子系统，要紧完成系统保护的功能。
它由一台运算机、彩色显示器及激光打印机组成。
SDM的功能如下：
1）“电子向导式”的系统诊断：
通太高速网络接收联锁处置子系统的诊断结果信息、输入/输出信息、全站简化参数信息、指定参数追踪信息；
2）通过网络接收来自MMI和VPI的操作和表示信息，记录关键操作和表示；
3）站场显示、历史回放；
4）网络治理；
5）通过串口连接LATS，利用ATS网络在维修中心实现全线系统诊断接入；
6）通过串口接收电源屏和LED灯丝的故障信息。
（如图三所示）
4、冗余网络子系统（RNET）
VPI系统采纳基于高速互换机的以太网冗余网络结构，进一步增强了网络系统的靠得住性。
通过网络通信的各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，各子系统能够自动通过另一条网络通信，并在SDM子系统中给出故障诊断信息，便于及时保护。
五、检修作业程序
一、设备保护周期
机柜电源电压测试
每月一次
联锁机检查清扫
每月一次
微机联锁插接件紧固、电缆检查清扫
半年一次
微机联锁远程监视终端线缆检查清扫
半年一次
联锁机、人机操作界面、控制台主备机切换及切换功能检查
每季一次
二、检修作业程序
请参考通号公司《5号线信号设备技术治理规章》（试行）
3、维修中注意事项
1）机柜电压的偏移直接阻碍到各板件的正常工作，故此测试中发觉指标转变必然要调整在规定范围之内；
2）对设备进行打扫后，需要检查确认插接件部份是不是牢固；
3）在进行切换实验时，切换时刻距离要长些。
不要快速反复进行切换。
当备机切换到主机工作后，必然要进行相应的联锁关系实验。
4）切换实验后必然要将切换钮达到自动档位置上。
六、故障
VPI具有“双机热冗余”功能。
当工作机发生故障会自动倒接到备机上工作，一样情形下可不能阻碍设备的正常利用。
但会在非集中站上的LATS显示终端、中心、SDM上有报警显示，同时VPI脱机，同步灯、联机灯灭。
在MMI进行切换后，操作员第一进行一次物理切换，然后单击【操纵区域】，通过从头分派操纵区域，使备机取得操作权。
故障案例：
1）某站MMI上显现热丝报警：
处置进程：
、假设相应驱动的继电器没有吸起，测量接口架上该码位驱动是不是有KZ电，假设有那么说明是接口架至继电器励磁电路之间的问题，假设没有查输出插头配线；
、相应继电器已吸起，那么说明是板子没回采到，改换该输出板；
、假设整块板子的所有码位输出都显现热丝报警，那么说明是整块该板的KZ条件电源没有，在接口架上测量这块板的条件电源是不是有，假设没有查接口架配线，假设有的话查这块板的输出插头配线。
2）、VPI不同步：
、通过SDM对联锁主备机诊断，看是不是有故障；
、通过SDM对联锁主备机比较输入码位，看是不是有搜集不一致；如搜集不一致，那么找搜集对象，别离对搜集对象的A、B机搜集点进行测量对照，一样情形下，搜集点有电压处为故障点；
、查看CPU/PD1板平安通信的收发灯位是不是正常，而且主备机对照着看，假设发觉某块板子灯位闪烁不正常，可改换相应CPU/PD1板实验，此方式须关闭VPI，假设改换后还不
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