一、聯(lián)鎖系統(tǒng)概述

    地鐵作為人們出行交通的首選，也是由一個龐大的系統(tǒng)所組成，在地鐵系統(tǒng)中分為很多子系統(tǒng)，如：可應用于軌道交通行業(yè)中，實現(xiàn)環(huán)境和設備監(jiān)控系統(tǒng)（EMCS）、火災報警系統(tǒng)（FAS）、氣體滅火系統(tǒng)（FES）、電力監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA）、自動售檢票系統(tǒng)（AFC）、調(diào)度監(jiān)督（DSS）系統(tǒng)等。其中DSS系統(tǒng)是最為重要的系統(tǒng)，DSS 是一個分布式系統(tǒng)，包括調(diào)度中心子系統(tǒng)、電務維護子系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡子系統(tǒng)和車站子系統(tǒng)。DSS的核心系統(tǒng)就是鐵路信號聯(lián)鎖系統(tǒng)。該系統(tǒng)的可靠性、安全性，穩(wěn)定性、和實時性決定了列車運行的安全性。

    在車站上，鋪設有許多條線路，線路之間用道岔聯(lián)結。列車在車站內(nèi)運行的路徑，叫做進路。進路由道岔位置決定。進路要有信號機防護，道岔位置不對，或者進路上有車，防護此條進路的信號機就不能開放，從而保證列車的運行安全。道岔、進路和信號三者之間相互制約、相互依存的關系稱為聯(lián)鎖。實現(xiàn)聯(lián)鎖的設備叫做聯(lián)鎖設備。

下圖為聯(lián)鎖設備原理圖：

微機聯(lián)鎖遠程故障診斷系統(tǒng)的研究 
 

    列車自動防護和電氣集中聯(lián)鎖系統(tǒng)是防止列車碰撞和脫軌，保證列車運行的安全重要運營設備。該系統(tǒng)包括以下主要功能： 

1、控制列車進路設置和聯(lián)鎖；列車占用檢測；按照閉塞法控制原則，實現(xiàn)列車安全間隔控制，避免出現(xiàn)列車追尾、迎面或側面沖撞等惡性事故發(fā)生； 
2、向列車發(fā)送行車指令,實現(xiàn)超速防護

二、微機聯(lián)鎖的分級

    系統(tǒng)第一級為控制監(jiān)視級，也稱為人機對話級(在車站值班員室)，實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制過程的信息顯示和系統(tǒng)控制命令的輸入；第二級為聯(lián)鎖邏輯處理級，實現(xiàn)信號聯(lián)鎖關系運算處理；第三級為執(zhí)行表示級，實現(xiàn)現(xiàn)場設備運行狀態(tài)采集和實時控制。值班員使用的控制臺由計算機實現(xiàn)按鈕命令的采集，具有語音提示和報警功能。第三級是計算機采用串行數(shù)據(jù)通訊聯(lián)接，協(xié)調(diào)控制，實現(xiàn)對鐵路車站信號、道岔、進路等方面實時控制。系統(tǒng)運行時每個分機均獨立工作，一旦發(fā)生故障即運行分機自動退出系統(tǒng)，或立即在線進行維修，系統(tǒng)仍能照常運行。

 

（1）人機對話層
將來自鍵盤、鼠標等操作輸入，經(jīng)串口送達聯(lián)鎖計算機，同時在圖形顯示器上顯示站場表示信息。在站場規(guī)模較大致使聯(lián)鎖計算機負擔較重或需要多終端操作的情況下，可設置操作命令采集機進行操作命令輸入的有效性判別并轉換成約定格式傳送給聯(lián)鎖計算機。

（2）聯(lián)鎖運算層
聯(lián)鎖微機是系統(tǒng)的核心部分，承擔著操作輸入的判別、聯(lián)鎖信號的調(diào)理及分析、邏輯運算、控制命令生成、故障診斷等任務，其可靠性、安全性對系統(tǒng)的總體故障—安全性能有較大影響，系統(tǒng)中設置了兩臺聯(lián)鎖微機，其中一臺為冷備機，可進行人工切換。

（3）復核驅(qū)動層
復核驅(qū)動層承擔著采集表示信息并將聯(lián)鎖微機下達的操作命令轉化為故障—安全的控制信號的任務，對聯(lián)鎖微機形成的操作命令進行復核檢查的屏障作用。

（4）結合電路層
結合電路的任務之一是實現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)控設備表示信息與PLC輸出的驅(qū)動信號的安全邏輯轉換，使PLC的輸入、輸出信息均具有故障—安全性能。任務之二是用專用電路規(guī)范監(jiān)控設備 的測控過程， 即包括表示信息采集機制與設備驅(qū)動流程。

（5）監(jiān)控對象層 
監(jiān)控設備是指聯(lián)鎖系統(tǒng)的現(xiàn)場設備，即道岔、信號機與軌道電路。

三、聯(lián)鎖主機的選擇

    聯(lián)鎖主機采用的是冗余雙備份的模式，通訊的方式采用RS-485方式，要求軟硬件高可靠性，故障—安全的設計，是保障行車安全、提高運輸效率和運營管理水平的重要設施。選用研祥新型加固型主機IPC-810B滿足整體設計的需要， 無風扇結的FSC-1623CVDNA主板，板載低功耗CPU減少故障點，同時內(nèi)部安裝采集信號板卡PCL-733（32路帶隔離數(shù)字輸入卡）及控制模擬輸出板卡PCL-726，分別對道岔位置、道岔電壓、軌道電壓、電流、機車位置等。
                                          
聯(lián)鎖主機（備機）硬件配置：
機箱：IPC-810B/6113LP4/7271AT
主板：FSC-1623CVDNA（無風扇、低功耗、VIA全長CPU主板）
采集卡：PCL-733（32路隔離數(shù)字輸入卡）
PCL-726（6通道電壓/電流輸出卡）

四、系統(tǒng)的評價

    微機聯(lián)鎖系統(tǒng)取代了舊式的繼電電氣集中聯(lián)鎖系統(tǒng)，可靠性與安全性得到保證，提高車站行車作業(yè)的安全和效率，研祥在國內(nèi)工控及嵌入式智能平臺領域的領導性地位，硬件的可靠性解決了聯(lián)鎖中的核心技術問題。