微机联锁站方向电路设计

-PAGE30-第1章绪论铁路是我国国民经济的大动脉。铁路信号设备是组织指挥车列运行，保证列车行车安全，提高运输效率，传递信息，改善行车人员劳动条件的关键设施。回顾铁道信号的发展历程，由电锁器联锁到小站电气集中，再到6502大站电器集中，现在时代要求铁路运输向高速度、高密度、重载发展。同时计算机技术、网络技术、数字化技术，现代通信技术等现代化技术的发展为铁路信号构筑了实现现代化的平台。计算机联锁的产生和广泛应用，必将带来一场新的技术革命。过去，在每一条线路上只允许一个方向列车运行。为了方便维修、提高通过能力，特别是提高客货流方向单一且集中区段的通过能力，在一条线路上应允许两个方向列车运行。双线自动闭塞区段使用双线双向自动闭塞是在一条线路上开行对向列车的一项重要的技术措施。1989年，在津浦线德州—沧州区间开通了我国最早的双线双向移频自动闭塞。他提高了区间通过能力，改善了运营状况，取得了十分明显的经济效益，也为双线双向闭塞积累了丰富的经验。近几年，特别是开行动车组以来，在有动车组经过的区段均装备了双线双向自动闭塞。目的就是在一条线路故障或客货流方向单一的情况下，使列车经反向线路继续运行，保证重点列车的正点和提高了运输能力。由上所述就存在着改变运行方向电路和车站联锁相结合的问题，也就是在设计车站联锁时必须设计方向电路。车站联锁设备型号众多，有6502电器集中、TYJL-Ⅱ微机联锁、JD-1A微机联锁、EI32-JD型微机联锁等。方向电路在发展过程中出现过二线制、三线制和四线制方向电路，由于二线制、三线制方向电路方向、监督区间回路存在电缆共用现象，故障率高、抗干扰能力差，影响正常使用和运输效率。而四线制方向电路将其分开，不存在相互干扰的问题，克服了上述缺点，提高了安全性、可靠性和效率。现在二线制、三线制方向电路基本上被四线制方向电路所取代。本次设计选取的是目前较先进的EI32-JD型微机联锁与四线制方向电路[电号0041]相结合，完成车站联锁和改变运行方向的任务。设计中没有针对具体站场进行设计，而是针对接车方向和发车方向，有设计模版的功能。具体的站场只要拿接、发车方向电路拼贴即可。第2章改变运行方向系统的组成及特点由于设计选取的是EI32-JD型微机联锁与四线制方向电路相结合，完成车站联锁和改变运行方向的任务，所以系统有两部分组成，EI32-JD型微机联锁驱动部分和四线制方向电路[电号0041]部分。为了更详细的阐述各功能模块的作用，我们先叙述EI32-JD型微机联锁和四线制方向电路[电号0041]的特点。EI32-JD型微机联锁系统是由日本信号株式会社和北京交通大学微联科技公司联合开发研制的计算机联锁系统。硬件采用日本信号株式会社开发的EI32电子联锁系统硬件，软件采用北京交通大学微联科技公司研制的软件。具有安全可靠、功能完善、操作简单、维修方便的特点。它属于分布式计算机控制系统，分散控制、集中信息管理。具体特点如下：2.1安全的保证总线控制的双系统，采用2*2取2；每个计算机由双CPU分别运算，比较一致后，才作为计算机的输出。采用FSOS（Fail-SaftOperationsystem），FSOS是故障-安全的实时操作系统，在系统运行期间，每一个周期都进行硬件单元的诊断以及ROM/RAM诊断、内存保护诊断、运行周期监视等。确保系统的安全性、实时性。采用故障-安全的输入输出系统。2.2系统可靠性的保证联锁机、驱采机间的通讯采用局域网光接口，光缆通道双倍冗余，具有高速、高可靠性。驱动电路、采集电路具备强大的自诊断功能，在电路工作时实时进行检测，出现故障立即报警或系统停止运行。驱动电路、采集电路双倍冗余，单路故障不影响系统的工作。与之配套的操作表示机双倍冗余、故障时自动切换。2.3高速的处理能力系统经日本地铁、新干线等线路的检验，具有高速、高密度的控制能力2.4维护方便计算机联锁系统直接驱动组合架中的继电器，无需在组合架增加动态驱动电路。联锁系统具备强大的故障诊断能力，精确的故障定位。维修机提供并记录丰富的信息，供电务人员参考。EI32-JD型微机联锁在改变运行方向中的作用是：根据方向电路、区间闭塞给出的条件，按照预设的联锁关系，控制方向电路、区间设备动作，完成站间联锁，防止两站同时向区间对向发车，确保安全。四线制方向电路就是用四条线将两站间电路设备连接起来，通过自动或辅助办理的方式，来建立自动闭塞区间，改变列车运行方向。其主要特点为：☆电路应能监督区间空闲及占用和相邻站接发车状态。当确认整条区间空闲及对方站未建立发车进路时，方能改变运行方向；☆改变运行方向应由原接车站办理，在排列发车进路后即可自动完成；（原接车站办理发车）☆电路应防止当区间轨道电路瞬间分路不良时，错误改变运行方向；（电路接有区间GJ条件）☆电路应符合故障—安全原则，保证不出现敌对发车的可能；☆电路应适应于各种制式的自动闭塞；（可以和多种电路结合）☆因故不能改变运行方向时，可使用辅助办理方式。按辅助方式改变运行方向后，出站信号机的开放必须检查该相邻站区间空闲；☆使用该电路的车站，应有相应的表示。在控制台上分别设置接、发车方向表示灯，接、发车区间占用表示灯，以及辅助办理表示灯，并设置相应的接发车辅助按钮。☆双线双向自动闭塞区段，反向不设信号机，正向通过信号机灭灯，凭机车信号的显示运行，通过改方电路转换区间的发送、接受设备。方向电路的作用是：确定列车的运行方向（确定接车站和发车站）；转换区间的发送和接受设备；控制区间通过信号机的点灯电路。第3章改变运行方向的办理3．1正常办理：设甲站为接车站，乙站为发车站，区间空闲，双方均未办理发车，此时若甲站要求向乙站发车，则由甲站值班员按压列车始终端按钮，办理发车进路，即可自动改变运行方向。3．2辅助办理：设甲站为接车站，乙站为发车站，当JQJ因故落下，控制台上的JQD亮红灯，此时若甲站要求向乙站发车，需两站值班员确认区间空闲后，共同进行辅助办理来改变运行方向，具体操作如下：甲站：破封按压ZFA（鼠标操作为单击ZFA，输入口令【123】，此时按钮闪烁），破封按压FFZA（鼠标操作为单击FFZA，输入口令【123】，此时按钮闪烁），FZD亮白灯；等乙站辅助办理完毕，甲站发车表示灯亮绿灯后，FFZA、ZFA自动复原，表示甲站辅助办理完毕。值班员办理发车进路，当列车压入出站信号机内方时，FZD灭灯。乙站：破封按压ZFA（鼠标操作为单击ZFA，输入口令【123】，此时按钮闪烁），破封按压JFZA（鼠标操作为单击JFZA，输入口令【123】，此时按钮闪烁），FZD亮白灯后，JFZA、ZFA自动复原；当接车表示灯亮黄灯，FZD灭灯时，表示本站辅助办理完毕。注：在JFZA、FFZA按下期间，值班员也可再次单击按钮（相当于按钮松开），使按钮复原。3．3屏幕设置及点灯条件：发车表示灯―――绿色，向外方向箭头，表示本站处于发车方向。接车表示灯―――黄色，向内方向箭头，表示本站处于接车方向。ZFA―――总辅助按钮，自复式，带口令。按下时，按钮闪烁；再次按压（相当于按钮松开），按钮停止闪烁。FFZA――－发车辅助按钮，自复式，带口令。按下时，按钮闪烁；再次按压（相当于按钮松开）或发车表示灯亮绿灯时，按钮停止闪烁。JFZA――－接车辅助按钮，自复式，带口令。按下时，按钮闪烁；再次按压（相当于按钮松开）或FZD亮白灯时，按钮停止闪烁。FZD―――辅助办理表示灯，平时灭灯，当辅助办理改变运行方向时点白灯。JQD―――监督区间占用表示灯，平时灭灯，表示区间空闲；当区间有车占用，或已办理发车进路（含相邻站），或监督回路发生故障，或已开始辅助办理时亮红灯；当亮闪红灯时，不能进行辅助办理，需待电务人员处理故障（使两站的FSJ均保持吸起）后再进行辅助办理。第4章改变运行方向电路工作原理4．1电路组成改变运行方向的电路由微机采集、驱动和四线制方向电路组成。对于EI32-JD型微机联锁，每个车站按咽喉设一个驱动组合，双线双线改方电路共需2个组合即可。组合中共设8台继电器，可为接车方向线路和发车方向线路的四线制方向电路提供驱动条件。驱动的继电器分别为FSJ、JKJ、FAJ、FFAJ、JFAJ、NFSJ、NJKJ、NFAJ、NFFAJ、NJFAJ。因EI32-JD型微机联锁系统直接驱动组合架中的继电器，所用的继电器均为JWXC-1700型无极继电器，而不是偏极继电器。另外每块驱动板最多可驱动16个继电器，只用一块驱动板就可把全站的方向QD组合的继电器全部驱动。方向驱动组合的组成如下表（1）所示：表(1)方向驱动组合组成12345678910QDJKJFFAJJKFAJFAJNJKJNFAJNKFAJNFAJJWXC-1700JWXC-1700JWXC-1700JWXC-1700JWXC-1700JWXC-1700JWXC-1700JWXC-1700注：FSJ在FF组合中在微机联锁采集部分，每个接、发车方向需采集7组接点共9种接点状态。需采集的接点条件有FJ-Q、FJ-H、JQJ、JFJ、FFJ、DJ、FSJ、KFJ-Q、KFJ-H。通过采集这些接点条件计算机做出判断，控制各部分完成各种联锁关系。因微机联锁机柜采集为双套采集，即每个采集点都通过两路进行采集，采集结果一致才作为联锁运算的依据。每块采集板可采集64路接点状态，双线双线改方电路共需36路采集接点，因此未单独设置方向电路采集板，而是与车站其他联锁条件共用两块采集板。驱动线、采集的接点条件线由组合架引至接口柜，在经过接口柜用34芯通信电缆引至微机联锁接口柜。组合架继电器与采集、驱动电路间一一对应，接口信息表规定好了某采集电路采集哪个继电器接点，某驱动电路驱动哪个继电器。因EI32-JD型微机联锁驱动继电器后要采集该继电器的状态，能快速、准确的判断断线和混线的故障，并且定位准确，具备强大的故障诊断能力。EI32-JD型微机联锁的驱动、采集电路如下图4-1所示，图中计算机联锁采集板逆向采集接点未画出。其采集条件和所用接点组均与正方向相同。采集的共用电源为DY24，它是动态电源24V，由微机联锁内部供出，有别于其他24V电源，在有其他的交直流电源混入时，微机联锁系统能对干扰进行识别，给出报警。\图4-1下面简单叙述各继电器吸起、落下的时机，也就是微机联锁的供电时机：FSJ（发车锁闭继电器，相当于6502ZCJ与ZJ的并联，平时吸起）： 落下条件排列了列车进路后 吸起条件进路最后区段（包含无岔轨）解锁JKJ（进路开通继电器，相当于6502ZCJ与GJJ前接点的并联，平时吸起）： 落下条件列车出发驶入进路内方第一区段 吸起条件进路解锁FAJ（发车按钮继电器，平时落下）： 吸起条件正向发车口，排列了发车进路。逆向发车口，YFA按下，并排列了发车进路。 落下条件吸起持续4S后FFAJ（发车辅助办理按钮继电器，平时落下）： 吸起条件ZFA按下、FFA按下 落下条件FJ↓或再次按压ZFA或FFA12345678810FZFJJQJGFJGFFJJQJFJQJ2DJJFJFFJFGFJJYXC-270JWXC-H600JWXC-1700JWXC-1700JSBXC-850JWXC-1700JWXC-H340JWXC-1700JWXC-1700JPXC-1000FFCFJKFJFSJKJZG3JYXC-270JWXC-1700JWXC-1700JWXC-H340JFAJ（接车辅助办理按钮继电器，平时落下）： 吸起条件ZFA按下、JFA按下 落下条件DJ↑或再次按压ZFA或JFA对于四线制方向电路，车站的每个接车方向设一套改变运行方向电路，双线双向区间就需要4套改变运行方向电路，相邻两站该方向的改变运行方向电路由4根外线电缆联系组成完整的改变运行方向电路。每一套改变运行方向电路由14个继电器和一个ZG3变压器组成，ZG3变压器提供组合中使用的方向电源和监督区间电源。这些继电器分为两个组合，称为改变运行方向主组合FZ和辅助组合FF。组合内继电器的排列及类型如下表2所示：表2改变运行方向组合组成FJ—方向继电器JQJ—监督区间继电器GFJ—改变运行方向继电器GFFJ—改变运行方向辅助继电器JQJF—监督区间复示继电器JQJ2F—监督区间第二复示继电器DJ—短路继电器JFJ—接车辅助继电器FFJ—发车辅助继电器FGFJ—辅助改变运行方向继电器CFJ—串联方向继电器KFJ—控制发车继电器FSJ—发车锁闭继电器KJ—控制继电器。以上是方向电路里边使用的继电器。我们知道了它的叫法和名称，对我们理解电路是有帮助的。我们先讲解ZG3变压器的原理和作用。四线制方向电路是由方向控制和监督区间两个电路组成。改变方向控制电路；监督区间电路是两个独立的电路，需要两套独立的电源。ZG3变压器的作用就是提供方向电源和监督区间电源。它有两套独立的线圈，分别提供60V、90V、130V、160V和220V可调电压，输出电压经整流堆整流滤波后分别提供控制电路、区间监督两套独立电源。它们的书写名称是“FZ、FF；JQZ、JQF”。其结构如图4-2所示：图4-2对回路电源的要求：控制回路电流不小于32毫安；监督回路不小于22毫安。计算公式：运行方向控制回路UFmin≥1.2IFJ×RF式中UFmin运行方向控制电路最低供电电压（V）IFJ方向继电器转极电流值（32mA）RF运行方向电路电阻总值（包括传输线路、继电器线圈、调整电阻等）监督区间控制回路UJmin≥1.2IJJ×RJ式中UJmin监督区间回路最低供电电压（V）IJJ监督区间回路继电器工作电流值（22mA）RJ监督区间回路电阻总值（包括传输线路、继电器线圈、调整电阻等）在实际工作中应掌握两者基本一致，监督区间回路、改变方向回路根据站间距离确定，一般为90V—150V左右，可使FJ、JQJ的电压在18V以上，保证FJ、JQJ可靠工作。4．2电路原理四线制改变运行方向电路由14个继电器组成，按功能又可以分为方向继电器电路、监督区间继电器电路、局部电路、辅助办理电路和表示灯电路等几部分。4．2．1局部电路局部电路的作用是：当方向电路改变运行方向时控制方向继电器的电流极性，以及控制辅助办理电路以实现运行方向的改变。它由GFJ、GFFJ、JQJF、JQJ2F1、改变运行方向继电器GFJ的作用是记录FAJ的动作，给方向继电器电路供电，从而改变运行方向。平时发车站的GFJ吸起，接车站的GFJ落下。其电路如图4-3所示：图4-3改变运行方向时，原接车站的FAJ吸起后，接通GFJ的1-2线圈励磁吸起，并经第5组前接点自闭。在FJ转极后接通3-4励磁电路。辅助办理时，FGFJ吸起后接通GFJ的1-2线圈励磁，完成改变运行方向的任务。对于原发车站，GFJ平时吸起，改变运行方向时FJ转极后GFJ落下。GFJ的1-2线圈上并接有阻容原件构成缓放电路，作用是在原发车站改为接车站时，利用GFJ的缓放使原发车站的方向继电器可靠转极。2、改变运行方向辅助继电器电路GFFJ的作用是改变运行方向时，使两站的方向电源短时间正向串联，使FJ可靠转极。GFFJ励磁电路由GFJ的后接点接通。原发车站GFJ吸起GFFJ落下，原接车站GFJ落下GFFJ吸起。辅助改变运行方向时，在FGFJ吸起后，也使GFFJ吸起，参与改变运行方向。它的线圈上并接有阻容原件构成缓放电路的作用是使两站的方向电源短时间正向串联，使FJ可靠转极。其电路如图4-4所示：图4-43、监督区间复示继电器电路JQJF的作用是复示JQJ的动作。其电路如图4-5所示：图4-5接车站的JQJ吸起使JQJF吸起，发车站JQJ是落下的，JQJF也落下。JQJF采用的是缓吸13秒的时间继电器。作用是当列车在区间行驶时，如果小车分路不良，瞬间失去分路，区间GJ的吸起使JQJ瞬间吸起，此刻接车站如果办理发车进路，将导致错误的改变运行方向。采用缓吸13秒的时间继电器可防止上述情况的发生，由于JQJF的缓吸使JQJ2F4、监督区间第二复示继电器电路JQJ2F是复示JQJF的动作，另外在辅助改变运行方向时，作为JQJ的反复示继电器。在辅助改变运行方向时，FGFJ吸起，JQJ落下使JQJ2图4-6在JQJ2F的1-2线圈、3-4线圈均并接有阻容原件构成缓放电路，作用是在JQJ2F落下之前，FJ的线圈有瞬间被JQJ4．2．2方向继电器电路方向继电器电路的作用是改变列车的运行方向。它由FJ、CFJ、FGFJ组成。1、FJ、CFJ电路FJ、CFJ的作用是确定列车的运行方向，转换区间发送和接收设备及决定通过信号机是否点灯。在发车站FJ、CFJ常态是落下的，接车站FJ、CFJ常态是吸起的。发车站和接车站的方向继电器电路FQ、FH是通过站联电缆连接在一起的。正常办理改变运行方向时，原接车站的GFJ吸起，GFFJ缓放尚未落下时，接通方向电源FZ、FF，向方向电路向方向电路发送反极性电流，使FJ、CFJ转极。其供电电路如下：原接车站FZ-GFFJ22-21-JQJ2F12-11-JFJ43-41-GFJ22-21-FFJ23-21-RF-外线(FH)--原发车站RF-FFJ21-23-GFJ21-22-JFJ41-43-JQJ2F11-13-FJ1-4-GFFJ13-11-GFJ12-11-FFJ13-11-CFJ1-4外线(FQ)-原接车站CFJ4-1-FFJ11-13-GFJ11-12-JFJ31-33-GFFJ11-12-FF原发车站的FJ转极后使GFJ落下，利用原接车站GFFJ的缓放，使两站的方向电源短时间正向串联，形成两倍的线路供电电压，使方向电路的所有FJ可靠转极，供电电路如下：原发车站FZ-JFJ13-11-FJ112-111-GFJ13-11-FFJ13-11-CFJ1-4-外线（FQ）--原接车站CFJ4-1-FFJ11-13-GFJ11-13-JFJ31-33-GFFJ11-12-FF以及FZ-GFFJ22-21-JQJ2F12-11-JFJ43-41-GFJ22-21-FFJ23-21-RF-外线(FH)—原发车站-RF-FFJ21-23-GFJ21-23-JFJ21-23图4-7图4-8当原接车站GFFJ缓放落下，切断了本站的方向电源，由原发车站供电。原接车站GFFJ落下使JQJF落下，JQJ2F经缓放落下，在JQJ2F缓放时间内，由原发车站送给原接车站的转极电源被GFFJ23-21短路，以防止由外线混线或其它原因使FJ错误转极。当JQJ2F落下后才接通原接车站FJ的线圈使FJ转极。其动作电路是：原发车站FZ-JFJ13-11-FJ112-111-GFJ13-11-FFJ13-11-CFJ1-4-FQ-FQ-CFJ4-1-FFJ11-13-GFJ11-13-JFJ31-33-GFFJ11-13-FJ4-1-JQJ2F13-11-JFJ43-41-GFJ22-21-FFJ23-21-RF-外线(FH)-原发车站-RF-FFJ21-23-GFJ当FJ转极后，原发车站改为接车站，原接车站改为发车站，两站的电路已经完成了改变运行方向的任务，分别达到了稳定2、FGFJ电路FGFJ的作用是当监督电路故障而方向电路正常或发生其它的意外故障时，采用辅助办理的方法，用FGFJ的吸起来改变运行方向，提高了整个改变运行方向电路的效率。辅助办理改变运行方向时，原接车站的FFJ吸起，切断了原接车站向原发车站的供电电路，并使DJ经0.3～0.35S的缓吸时间吸起。在FFJ吸起、DJ缓吸的时间内，利用DJ的第一组后接点短路方向外线，使外线所储存的电能通过短路而消失。当原发车站JFJ吸起利用其3、4组前接点接通方向电源，向原接车站送电，使原接车站的FGFJ吸起。其电路为：原发车站FZ-FSJ41-42-JFJ42-41-GFJ23-21-RF-外线-原接车站-RF-FFJ21-22-FGFJ线圈-DJ12-11-FFJ12-11-CFJ1-4-外线-原发车站CFJ4-1-FFJ11-13-GFJ11-12-JFJ31-32-FSJ32-31-FF原接车站的FGFJ吸起后使JQJ2F、GFJ相继吸起。在原发车站，JFJ电容放电完后使JFJ落下，JFJ落下切断原发车站向原接车站FGFJ的供电电路。原接车站的FGFJ落下使FFJ落下。此时由原接车站向原发车站送转极性的电流，使原发车站的FJ转极，其电路为：原接车站FZ-GFFJ22-21-JQJ2F12-11-JFJ43-41-FFJ23-21-RF-外线（FH）-原发车站-RF-FFJ21-23-GFJ21-23-JFJ41-43-JQJ2F11-13-FJ1-4-GFFJ13-11-JFJ33-31GFJ12-11-FFJ13-11-CFJ1-4-外线（FQ）-原接车站-CFJ4-1-FFJ11-13-GFJ11-13-JFJ31-33-GFFJ11-12-FF在原发车站，由于FJ的转极使GFJ落下，构成两站方向电源的串接，确保FJ可靠转极，其电路如下：原发车站FZ-JFJ13-11-FJ112-111-GFJ13-11-FFJ13-11-CFJ1-4-外线（FQ）--原接车站CFJ4-1-FFJ11-13-GFJ11-13-JFJ31-33-GFFJ11-12-FF以及FZ-GFFJ22-21-JQJ2F12-11-JFJ43-41-GFJ22-21-FFJ23-21-RF-外线(FH)—原发车站-RF-FFJ21-23-GFJ21-23-JFJ21-23在原接车站，当GFJ吸起后，FGFJ已落下时，GFFJ、JQJF、JQJ2F先后断电缓放。GFFJ缓放落下后，JQJ2F仍在吸起时，转极电源被GFFJ的第二组后接点短路，防止外线混线或其它原因使FJ错误转极。当JQJ原发车站FZ-JFJ13-11-FJ112-111-GFJ13-11-FFJ13-11-CFJ1-4-FQ-FQ-CFJ4-1-FFJ11-13-GFJ11-13-JFJ31-33-GFFJ11-13-FJ4-1-JQJ2F13-11-JFJ43-41-GFJ22-21-FFJ23-21-RF-外线(FH)-原发车站-RF-FFJ21-23-GFJ21-23-JFJ21-23方向继电器电路平时由接车站方向电源向发车站送电，这样当方向电路外线短路时可以导向安全。接车站的方向继电器平时在线路上断开，是为了防止雷击或其它的干扰使FJ错误转极。为了保证行车的安全，在电路动作上先取消发车站的发车权，在建立原接车站的发车权。4．2．3监督区间继电器电路监督区间继电器电路的作用是监督区间是否空闲，保证只有区间空闲时才能改变运行方向。它由JQJ和区间各信号点的轨道继电器GJ的接点串接而成，其电路结构如图4-9示：图4-9发车站GFJ的第三、四组接点向JQJ供电。当发车进路未锁闭FSJ吸起，各闭塞分区空闲QGJ吸起构成JQJ电路，两站的JQJ均吸起。办理发车进路时FSJ落下，或区间占用QGJ落下，断开JQJ的供电电路，使两站的JQJ落下。由于JQJ采用无极缓放继电器，故通何种极性的电流均可吸起。换极性时，由于其缓放而不至于落下，只有断开线路的电源时才落下。区间空闲的检查是在改变运行方向前进行的，方向电路无故障，电路就动作到运行方向改变完毕。然后不间断的监督区间空闲，为发车站开放信号准备条件。4．2．4辅助办理电路辅助办理电路的作用是：当监督电路发生故障或改变运行方向电路瞬间突然停电或方向电路瞬间故障，不能正常改变运行方向时，借助辅助办理电路，实现运行方向的改变。它由FFJ、JFJ、DJ电路组成发车辅助继电器电路FFJ的作用是用以辅助办理改变运行方向。当JQJ因故落下时,JQJF、JQJ2F均落下，如果区间空闲要办理改变运行方向，只能用辅助办理的方式。原接车站破封按压ZFA（鼠标操作为单击ZFA，输入口令【123】，此时按钮闪烁），破封按压FFZA（鼠标操作为单击FFZA，输入口令【123】，此时按钮闪烁），FZD亮白灯；驱动板输出驱动FFAJ使其吸起。FFJ经JQJ2图4-接车辅助继电电路JFJ用以辅助办理改变方向，其电路结构如图4-11所示：图4-11平时，DJ落下，接通向电容的充电电路，辅助改变运行方向时，原发车站破封按压ZFA（鼠标操作为单击ZFA，输入口令【123】，此时按钮闪烁），破封按压JFZA（鼠标操作为单击JFZA，输入口令【123】，此时按钮闪烁），驱动板输出驱动JFAJ使其吸起，JFAJ吸起使DJ吸起，电容对JFJ放电，JFJ吸起。JFJ吸起接通方向电源向对方站送电，使原接车站FGFJ吸起。电容放电结束，JFJ落下，切断向对方站FGFJ的供电。短路继电器电路DJ的作用是正常办理改变运行方向时，用以短路FGFJ，使其不能吸起。其结构如图4-12所示：图4-12平时两站的DJ落下，将FGFJ短路，即在正常办理时FGFJ不动作。辅助办理改变运行方向时，原接车站的FFJ吸起，DJ经FSJ第七组前接点、FFJ第七组前接点、JQJ第七组后接点励磁吸起。DJ吸起后其第一组前接点将方向电路接至FGFJ电路。FJ转极后使GFJ吸起，无论JQJ2F在什么状态，均沟通DJ的自闭电路。只有在本站办理发车进路、列车出发驶入进路内方第一区段对于原发车站，JFAJ吸起使DJ吸起。DJ吸起后使JFJ靠电容放电而吸起。JFJ吸起后接通DJ的自闭电路。电容放电结束JFJ落下，DJ依靠JQJ2F4．2．5表示灯电路表示灯电路用来表示区间闭塞的状态，以及改变运行方向电路的动作情况。它包括发车表示灯FD（绿色）、接车表示灯JD（黄色）、监督区间占用灯（红色）和辅助办理灯（白色）。其结构如图4-13所示：图4-13表示灯电路FD和JD由FJ的接点控制，FJ在定位点亮JD，表示本站为接车站。FJ在反位点亮FD，表示本站为发车站。JQJ平时灭灯表示区间空闲，列车占用区间，JQJ落下JQD亮红灯。在辅助改变运行方向时，JFJ或FFJ吸起后，经FSJ的前接点点亮JQD,如果该站的FSJ落下，JQD闪红灯。相邻的两站有一个FSJ落下，即发车进路锁闭，均不能办理辅助改变运行方向。FZD由DJ前接点接通，DJ吸起，FZD点亮，表示正在辅助改变运行方向。DJ落下FZD灭灯，表示辅助办理完毕。每进行一次辅助办理改变运行方向，FFJ或JFJ均吸起一次，计数器JSQ就动作一次记录辅助办理改变运行方向的次数。表示灯电路由微机联锁提供，微机经采集接点条件由联锁软件完成计数和点灯的任务，上图给的是其工作原理，并没有实际的电路。微机屏幕设置及点灯条件如下：发车表示灯―――绿色，向外方向箭头，点灯条件：FJ↓。接车表示灯―――黄色，向内方向箭头，点灯条件：FJ↑。ZFA―――总辅助按钮，非自复式，带口令。按下时，按钮闪烁；再次按压（相当于按钮拔出），按钮停止闪烁。FFZA――－发车辅助按钮，自复式，带口令。按下时，按钮闪烁；再次按压（相当于按钮松开）或FJ↓时，按钮停止闪烁。JFZA――－接车辅助按钮，自复式，带口令。按下时，按钮闪烁；再次按压（相当于按钮松开）或DJ↑时，按钮停止闪烁。YFA（仅逆向发车口设）――允许反方向按钮，自复式，带口令。按下时，按钮闪烁；再次按压（相当于按钮松开）或FAJ↑时，按钮停止闪烁。FZD―――辅助办理表示灯，平时灭灯，当DJ↑时点白灯。JQD―――监督区间占用表示灯，平时灭灯，表示区间空闲；点灯条件FFJ↓、JFJ↓、JQJ↓――红灯FSJ↑、JFJ↑、JQJ↓――红灯FSJ↑、FFJ↑、JQJ↓――红灯FSJ↓、JFJ↑、JQJ↓――红闪FSJ↓、FFJ↑、JQJ↓――红闪4．2．6与区间结合电路区间每一个信号点设区间正方向继电器QZJ和区间反方向继电器QFJ，它们由CFJ接点控制，CFJ在定位，各信号点的QZJ吸起，CFJ在反位，各信号点的QFJ吸起，其电路结构如图4-14所示：图4-14通过QZJ、QFJ的接点改变区间轨道电路的发送端和接收端，改变低频编码条件以及决定通过信号机是否点灯。4．2．7发车控制电路发车控制电路的作用是检查发车的条件，即发车口的一离去条件，控制出站信号机的点灯。在区间一离去故障或被占用时，不能开放出站信号。它包括控制发车继电器KFJ电路和控制继电器KJ电路。其结构见图4-15～4-17：图4-15图4-16图4-17发车站的KFJ常态吸起，接车站的KFJ常态落下。KJ在区间空闲，辅助办理改变运行方向手续后吸起并自闭，DJ落下后KJ落下。KJ的第八组接点、DJ第八组接点接通KFJ的励磁电路。为微机联锁提供开放出站信号的条件。第5章改变运行方向电路动作程序5．1正常办理改变运行方向程序设甲站为接车站，乙站为发车站，区间空闲，双方均未办理发车。此时甲站吸起的继电器有FSJ、JQJ、JQJF、JQJ2F、GFFJ、FJ、CFJ、JBD亮黄灯；乙站吸起的继电器有FSJ、JQJ、GFJ、FD亮绿灯。若甲站要求向乙站发车，则由甲站值班员按压列车始终端按钮，办理发车进路，即可自动改变运行方向。电路动作是甲站微机驱动FAJ使其吸起，继而使GFJ吸起，接通甲站的方向电源由甲站向乙站送电；乙站得电源后FJ、CFJ转极，FJ转极接通方向电源向甲站送电并且使GFJ落下，GFJ落下使GFFJ、JQJF、JQJ2F甲站的GFFJ落下切断本站的方向电源，由乙站供电，GFFJ落下使JQJF、JQJ2F相继落下。在JQJ2F缓放期间，乙站的转接电源被短路，消除外线混电等原因产生的感应电势。JQJ5．2辅助办理改变运行方向电路动作程序设甲站为接车站，乙站为发车站，其监督电路故障，JQJ的落下使JQJF、JQJ2F两站的值班员确认区间空闲和区间故障后开始辅助办理。甲站破封按压ZFA（鼠标操作为单击ZFA，输入口令【123】，此时按钮闪烁），破封按压FFZA（鼠标操作为单击FFZA，输入口令【123】，此时按钮闪烁），微机驱动板驱动FFAJ使其吸起，FFAJ吸起带动FFJ吸起并自闭。FFJ吸起后使DJ经0.3～0.35秒后吸起，在FFJ吸起，DJ缓吸的期间，用DJ的后接点短路方向电路外线，消耗外线所储存的电能。这时通知乙站开始辅助办理改变运行方向，乙站破封按压ZFA（鼠标操作为单击ZFA，输入口令【123】，此时按钮闪烁），破封按压JFZA（鼠标操作为单击JFZA，输入口令【123】，此时按钮闪烁），微机驱动板驱动JFAJ使其吸起，JFAJ吸起使DJ吸起，DJ吸起使电容对JFJ放电使其吸起。JFJ的前接点接通方向电源向甲站送电使甲站的FGFJ吸起。在甲站，FGFJ的吸起使JQJ2F的3-4线圈供电使之吸起。GFJ经FGFJ前接点和JQJ2F在乙站，电容放电的结束使JFJ落下，切断向甲站的供电。甲站的FGFJ随后落下，FGFJ落下使FFJ落下。这样就接通了甲站向乙站的供电电路使乙站的FJ、CFJ转极，FJ的转极断开了GFJ的励磁电路使其落下，GFJ的落下有切断了DJ的自闭电路使其落下，因GFJ落下、FJ转极两站的方向电源串接使各方向继电器可靠转极。在甲站，GFJ吸起后FGFJ已落下，GFFJ、JQJF、JQJ2F先后断电缓放。GFFJ落下JQJ2F缓放期间，乙站的转接电源被短路，消除外线混电等原因产生的感应电势，防止FJ错误转极。JQJ有上述正常办理和辅助办理可知，改变运行方向时一般有三个步骤：=1\*GB3①原发车站方向继电器先转极，转为接车站，取消发车权。=2\*GB3②两站电源串接使各方向继电器可靠转极。=3\*GB3③最后接车站的方向继电器转极，改为发车站，取得发车权。第6章结束语通过以上的讲述，我们对EI32-JD型微机联锁的特点、四线制改变运行方向电路的特点及两者结合完成改变运行方向的任务有一定的认识。两者结合符合故障-安全原则、办理程序较为简单、符合模块化的设计，有一定的实用性。但这只是一个微机控制和继电器控制相结合的产物，在自动控制领域还算是较低级的控制方式。相信随着铁路的跨越式发展和微机控制功能的增强，微机联锁设备必然取代电器集中成为铁道信号的主要控制设备。如何使现有成熟的设备与计算机联锁结合好，发挥各自的作用是我们的研究方向。用更先进的技术、设备完成自动改变运行方向的任务，是我们的目标。参考文献黄克勇.计算机联锁的设计与实现.电子工程师.2006年第32卷第6期.谢保锋.车站计算机联锁系统的现状与发展.交通运输系统工程与信息.3张敏慧，黄荣.计算机联锁工程设计CAD软件.现代铁路.4杨立民，胡庆新.铁路信号计算机联锁系统的研究与设计.微计算机信息.徐洪泽,岳强.车站信号计算机联锁控制系统—原理及应用.赵志熙.车站信号控制系统.北京.中国铁道出版社.王秉文.6502电气集中工程设计.北京.中国铁道出版社.高继祥.铁路信号运营基础.北京.中国铁道出版社.张福祥,徐建国.车站计算机联锁.北京.中国铁道出版社.崔晓利/王新平.中文版AutoCAD工程制图2007版.北京.清华大学出版社.赵志熙.计算机联锁系统技术.北京.中国铁道出版社.王永信.车站信号自动控制.北京.中国铁道出版社.林瑜筠.区间信号自动控制.北京.中国铁道出版社.吴汶麒.轨道交通运行控制与管理.同济大学出版社./show/download/shtml/037555.shtml仪器信息网.铁路专业英语词汇/special-topic/cn/word/railroad.htm消费指南.铁路专业英语词汇/view/914394.htm百度百科.计算机联锁致谢经过进一个月的查资料、整理材料、写作论文，今天终于可以顺利的完成论文的最后的谢辞了，想了很久，要写下这一段谢词，表示可以进行毕业答辩了，自己想想求学期间的点点滴滴历历涌上心头，时光匆匆飞逝，两年多的努力与付出，随着论文的完成，终于让我的大学的生活，得以划下了完美的句点。同时，论文的顺利完成，离不开各位老师、同学和朋友的关心和帮助。在整个的论文写作中，各位老师、同学和朋友积极的帮助我查资料和提供有利于论文写作的建议和意见，在他们的帮助下，论文得以不断的完善，最终帮助我完整的写完了整个论文。另外，要感谢在大学期间所有传授我知识的老师，是你们的悉心教导使我有了良好的专业课知识，这也是论文得以完成的基础。

再次感谢我的大学和所有帮助过我并给我鼓励的老师，同学和朋友，谢谢你们！

附录A英文翻译PerformanceEvaluationofRailwayComputerInterlockingSystemBasedonQueuingTheoryJinGuo,ChangqianZhu,YangYangSchoolofComputer&CommunicationsSouthwestJiaotongUniversity,Chengdu,Abstract：Micro-computersystemisalargescalecomputercontrollingsystemwiththehighdemandingofreal-timeperformance.Thereweresomepaperstodiscussitssafetyanditsstructurebutveryfewpaperstodiscusstheevaluationofitsreal-timeperformanceanditsdispatchmethod.Inthispaperwepresenttwomodelsbasedonthetheoryofrandomservicetoanalyzethereal-timeperformanceofcomputerinterlockingsystem.Fromanalysisandcomparisonofthetwomodels,weproposedthemethodtoevaluatethereal-timeperformanceofcomputerinterlockingsystemandabetterdispatchprincipletodesignthesoftware.Themodelsweretestedinformssoftwareandgotthesatisfiedresultinpractice.Keywords:interlocking,real-time,queuingIIntroductionMicro-computerInterlockingSystemisacomputercontrollingsysteminmodernrailwaysignalingtechnologywiththeadvantageofmoresafety,morereliability,easertomaintain,easiertocommunicatewithotherrailwaytransportcomputermanageandcontrollingsystemandsooncomparedwithrelaybasedinterlockingsystem.Becauseofthebetterperformance,themicro-computerinterlockingsystemhasbeenconsideredasthefuturesubstituteforrelaybasedinterlockingsystem.Itissimilartotheotherlargescalecomputercontrollingsystemwiththehighdemandingofreal-timeperformancethattheinterlockingprocessorwhichisthecentralpartandvitalpartneedstoprocessmoreandmoretasksinverylimitedinterval.Thoughtheprocessingpowerandspeedofthemodernmicroprocessorareremarkablyincreasing,areasonablereal-timedispatchdisciplineandthemathematicmodelarealsonecessaryforgettingthesatisfiedperformancewiththesafeandreal-timeworkingbehaviorininterlockingsystem.Inthispaper,weproposedFCFSmodelandNPPRmodeltoevaluatethesoftwarereal-timeperformanceoftheinterlockingprocessor.Fromtheevaluationandanalysis,wefoundthattheNPPRmodelisabetterwaythantheFCFSmodel,sowetestedpracticesoftwarewithNPPRmodelandgotthesatisfiedresult.IISoftwareAnalysisofInterlockingprocessorTheinterlockingprocessoristhekernelininterlockingsystem.Ithastoperformthecomplextaskssuchasinterlocking,redundancymanagementself-checking,communicatingwiththeuppercomputers,exchanginginformationwiththeotheraccompanyprocessors,controllingtracksideequipments,receivingandprocessinginputsandsoon.Theprocessormustbeabletohandletheconcurrenteventsveryquickly,otherwisetheefficiencyofthetrafficinstationwillbedecreasedandevensomedangerousdamagemaybecaused,sothereal-timeperformanceisveryimportantfortheinterlockingprocessor,especiallywiththeincreasingoffunctionsandextendingofthecontrollingscope.IntableI,welistsometaskswhichhavetobehandleandthetimelimitswithwhichthecorrespondedtasksshouldbeexecuted.FortheCPUininterlockingprocessor,allthetaskslistedwillarriveatrandom,andwillproducequeuingbehaviors,soweprovidetherandomservicesystemtorepresentthisqueuingbehaviors.TheCPUissubstitutedbyawaiterandthetaskswaitingforservice.Inthisway,wecanusethetheoryofqueuingtoanalyzetheReal-timetasksandTimeLimitsList.ⅢHypotheticalConditionInordertoestablishthemathematicmodelofqueuing,thefollowHypotheticalConditionsaremade1.Thetasksinputtingprocessoccursinaccordancewiththe3arrivingconditionsforPoissonProcess.2.TheserviceunitisasingleCPU,iethenumberofwaiteris1.3.Theservingtimedistributionoccursaccordingtotheexponentialdistributionforthereisnosequenceeffectinservingprocess.IVFCFSModelThoughtherearelotsoftasks,theyarelimited.AssumethetotalnumberoftasksinsystemisN,i.e.thesourcenumberofthecustomseequalsN,capacitynumberofthesystemforthecustomsdisN.Iftheservingprocessfollowstheprincipleoffirstcomeandfirstservice,i.e.thefirstarrivingtaskwillbeservedfirst,thesecondwillbeservednextandsoon,thequeuingmodelofthesystemis(M/M/I):(N/N/FCFS).Ithasthecharacterofexponentialdistributioninarrivingintervalandserviceintervaloftasks,Inthesystemthewaiternumberis1,thesourcenumberofthecustomseisN;thecapacitynumberofthesystemtothecustomsdisN,theservicingdisciplineisthefirstcoming&firstservicing.BecausethesystemstateN(t)whichdescribesthepossibilityofthetransformfromstateitostatejisindependentwiththepreviousstates,thisprocesscanbedescribedbyMalcoverandomprocess.ThestatetransformsasFig.1Among:S0:N(t)=O,meansthatthereis0taskswaitingforserving.S1:N(t)=l,meansthatthereis1taskswaitingforserving.Sn:N(t)=n,meansthatthereisntaskswaitingforserving.Thearrivingintensityofirktaskisλi;Theservingintensityofithtaskisμi。...Iftheservingintervalsforalltasksobeythesameexponentialdistribution,thenui=u,1<I<N.Ifthemeanintervalinwhichthetasktakesfromleavingafterservicetonextcomingisl/r,themeanarrivingintensityofthetaskisI:Ifonetaskoutsideservicingsystemiswaitingfortriggeringtogetin,thearrivingintensityisI;likewiseiftwotasksoutside,intensityis2r;thenumberoftasksoutsideisequaltothetotalnumberoftasksNminusthetasksinside,thatisthearrivingintensityinnstate。Discussion:Assuming:1.Themeanintervalinwhichthetasktakefromleavingafterservicetonextcomingis1/r=8h，themeanarrivingintensityofthetaskisr=12.5/s.2.Themeanservicetime1/u=5ms;thenu=2OO/s.Whenthenumberofthetasksinthissystemhighlightedintable1N=40，wecangetthefollowingresults:ThelengthofqueuingL=N-u(1-P0)/r=40—700(1-0)/12=24ThemeanlengthofqueuingLq=L—λ/μ=23.ThemeantimeforwaitingWq==Lq/λ=0.1198s.Fromtheresultsabove,ataskaskingforservinghastowaitmeantime119.8ms,whichisinsufficientforsometasks.butovershootingforothertasks,sotheFCFSmodelisnotabletomeetthereal-timeperformanceunderthesomeamountofthespeedofprocessor.VNPPRModelComparingthemeantimeforwaitingWq=119.8mswiththeFiguresinTable1,wegettheresultthattheservingwiththeruleofFCFSisnotsatisfiedintermofreal-timeperformanceinthissystem.Sotheprioritypowerqueuingmodelisproposedanditsdesignprinciplecanbedescribedasbelow:1.Define1st,2nd,3rd……mthgradesfortasksaccordingtotheirurgency,taskswith1stgradeshavethehighestprioritytoexecution,themththelowest.2.ThehighestprioritytaskinthequeueisservedfirstbyCPU.3.ThetaskswithsameprioritywillbeservedwithFCFSrule.4.Nonpullingawayisallowed,consideredtheserviceofthelowerprioritytasks.Themathematicsmodelsymbol(M/M/I):(N/N/NPRR).Therearemdifferentarrivingdistributionsformgradesoftasks,i.e.therearemqueuesinthesystemeachforagradeofthetasks.Suppose:1.AllarrivingdistributionsfollowthePoissondistributionwiththedifferentarrivingintensityλi.2.Allservingdistributionsfollowtheexponentialdistributionwiththesameservingintensity,i.e.u=ui.Then,wecandefineparametersasbelow:“Wi”-Meanwaitingtimefortheithqueueofcustoms;“Li”-Meanlengthfortheithqueueofcustoms.FromLittleWoodequation,wecangettheparametersabove.FirstthewaitingtimeWiforthecustomerfromithgradequeueissumoftimesinwhichtheothercustomersareservedwithinthetimeofitsarrivingtothestartingtimeofitsbeingserved.Forexample,ataskofkgrade(l<k<m)arrives,itswaitingtimeincludes3parts.(1)theintervalsinwhichthewaiterisservingothercustoms.(2)theintervalsforthecustomsinthequeuesofl,2...,kgradeswhoarrivedbefore(3)theintervalforthecustomsinthequeuesof1.2,...,k-lgradeswhoarrivedwithinthetimeofitsarrivingtothestartingtimeofitsbeingserved.VI.ConclusionComparingWqin(M/M/I)：(N/N/FCFS)modelwithWqin(M/M/I):(N/N/NPPR)model,wecangettheconclusionthatthemodel(M/M/I):(N/N/NPPR)isprevailovermodel(M/M/I):(N/N/FCFS)inreal-timeperformanceandtheprioritiesofthetasksshouldbegivenaccordingtotheirtimelimit,sowiththeprincipleof(M/M/I):(N/N/NPPR),ifthepriorityisgiventothetasksproperly,thesatisfiedreal-timeperformanceWillbegottenintheinterlockingprocessor.Reference:[1]S.FararooyandJ.Allan.Condition-basedmaintenanceofrailwaysignalingequipment.ElectricRailwaysinaUnitedEurope,1995,InternationalConferenceon.[2]D.F.Bailey.Onceintenthousandyears[railwaysignalingsystems],ElectricRailwaysinaUnitedEurope,1995,InternationalConferenceon[3]GS.Krut.Softwaredesigncriteriaforthesafety-criticalprotectionofautomatedtransitsystem.RailroadConference,1990,TechnicalPapersPresentedatthe1990ASME/IEEEJoint[4]V.ChandraandM.R.Verma.Afail-safeinterlockingsystemforrailways.IEEEDesign&TestofComputers8(1),March1991.[5IChangCarlK,ChangYongFu,YangLin.ModelingaReal-timeMuti-taskingSysteminaTimedPQNet.IEEESoftware.1989.47-51[6]E.Gelenbe&GPujolle.IntroductiontoQueuingNetworks.[7]A.SaeedandR.deLemosandT.Anderson.Anapproachfortheriskanalysisofsafetyspecifications.ComputerAssurance,1994.COMPASS'94'Safety,Reliability,FaultTolerance,ConcurrencyandRealTime,Security':ProceedingsoftheNinthAnnualConferenceon,1994[8]A.L.Veiga,M.A.Mayosky,N.Martinez.Ahardware/softwareenvironmentforrealtimedataacquisitionandcontrol.RealTimeConference,1999.SantaFe1999.11thIEEENPSS,1999[9]K.DShereandR.ACarlson.Amethodologyfordesign,test,andevaluationofreal-rimsystems.IEEE-Computer,Volume:27Issue:2,Feb1994[10]B.HamidzadebandY.Atif.Dynamicschedulingofreal-timetasks,byassignment.Concurrency,IEEE,Volume:6Issue:4,Oct-Dec1998.外文翻译基于排队理论的铁路计算机联锁系统的性能评估郭进朱长乾杨扬计算机与通信技术学院西南交通大学，成都市，四川省，中国，邮编610031摘要:微型计算机系统是一种对于实时性能有很高要求的高级别计算机控制系统。有大量的论文讨论了它的安全性和它的结构，但是对于它的实时性表现和它的分配方法的评估则讨论的很少。在这篇论文中，我们呈现了两种基于随机服务理论的模型去分析计算机联锁系统的实时性能。通过分析和比较这两种模型，我们设计了一种方法去评估计算机联锁系统的实时性能，和一种更好的设计软件的分配原则。这两种模型在表格软件中进行了测试并且在实践中得到了一个较满意的结果。关键字：联锁，实时性，排队1说明微机联锁系统是一种现代铁路信号计算机控制系统，与继电联锁系统相比，它具有更高的安全性，更好的可靠性，容易控制，容易与其他铁路运输系统的计算机相联系等等的优点。由于其较好的性能，微机联锁系统已经被认为是未来继电联锁系统的替代者。它与另外一种大型计算机控制系统相类似，其对于实时性能有很高的要求，中心部分和最重要的部分—联锁处理器需要在非常有限的时间间隔内处理越来越多的任务。虽然现代微处理器的处理的强度和速度显著增加，但是为了得到一种可靠的，