微机联锁VPI系统.docx

1、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。可自动排列通过进路及自动折返进路。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。 具有进路式开放引导信号的功能。 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。 列车停稳判定功能。与ATS接口功能。向ATP子系统

2、的WESTRACE TCOM设备提供ATP轨道编码信息。 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。 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、大体联锁功能进路的成立及锁闭（大体进路、防护进路、爱惜进路、折返进路）；进路解锁（正常解锁、取消进路、总人解、区故解、引导进路解锁）；信号机操纵（信号开放、信号关闭、灯丝检查、引导信号）；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

3、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。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。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。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。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

4、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。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 。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 。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

5、 。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 。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 。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 。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

6、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。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 。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。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、接口功能与信号机接口。与道岔转辙机接口。与电源屏及灯丝报警接口。与其它地铁线路接口。与停车场、车辆段接口。与ATP

7、子系统接口。与ATS子系统接口。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

8、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

9、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L1AL4A只4绿22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

10、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CPU CAN口1指示灯CAN1A对1红绿指示数据收发，纵行排列CPU CAN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

11、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1DB9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

12、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VITAL RELAYRELAY只1红指示VITAL RELAY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

13、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

14、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

15、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

16、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

17、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

18、/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

19、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

20、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

21、】；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

22、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

23、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：单独锁闭道岔及解锁；站台紧急

24、关闭及恢复；显示或隐藏信号名，道岔名，轨道区段名，码序，车次窗；进行MMI主备机之间的转换；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：进路始、终端按钮方式排列进路及取消；自动进路方式排列进路及取消；自动折返、全自动折返方式排列进路及取消；重复开放信号及关闭；特殊开放信号、特殊关闭及取消特殊关闭信号；站间自动闭塞办理及解除；扣车及取消扣车、提早发车；引导信号及引导总锁闭成立及取消；单独操纵道岔及单独锁闭道岔和解锁；区段人工解锁；岔区轨道故障时单操道岔；站台紧急关闭及恢复；上电解锁；显示或隐藏信号名，道岔名

25、，轨道区段名，码序，车次窗；进行MMI主备机之间的转换；全站点灯及灭灯；取消错误按压的按钮；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A

26、TS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

27、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

28、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