侯礼举，刘洪光
（通号城市轨道交通技术有限公司，北京 100070）
1.1 全电子联锁简介
目前，轨道交通信号系统正不断更新换代，朝着“更安全、更高效、更便于实施和维护”的方向发展，全电子联锁凭借自身的优势，正逐步得到广泛的应用。DS6-60全电子联锁系统主要以全电子的驱动层执行模块为基础，以上层安全联锁逻辑部为核心，所有关键部分采用二乘二取二冗余结构设计，系统中所有涉及到安全信息处理和传输的部件均按照“故障-安全”原则采取了2重系结构设计，以满足铁路车站信号控制设备高可靠和高安全的使用要求。全电子联锁相对于传统的计算机联锁＋继电器的模式，具有很大的优势，工程实施简单，同时减小设备占用空间，对于后期运营保障更快捷，检修故障模块化，减少故障处理时间，更利于轨道交通的高效运营。DS6-60全电子联锁结构原理如图1所示。
图1 DS6-60全电子联锁原理Fig.1 Schematic diagram of DS6-60 full electronic interlocking
1.2 工程实施
全电子联锁取消了执行层的继电器电路，实现了控制电路的模块化，室外设备（信号机、道岔、接口继电器等）直接由电子模块进行控制，但电子模块对电路中的电流、电压精度要求高，超压或超流会损坏电子模块，因此在具体工程实施中，为了避免电路混电和短路引起的模块损坏，应在室外设备正式接入前，通过室内联锁模拟试验的方式，检查设备配线正确性，同时通过模拟试验验证联锁软件逻辑关系的准确性。
2.1 信号机
信号机的模拟试验电路比较简单，根据分线柜配线图，通过线缆直接将模拟盘上的室外相对应的颜色灯泡接在分线柜对应的端子上，模拟室外信号机点灯。但值得注意的是，模拟灯泡的参数（电压、电流、功率等）要与室外灯泡的参数相匹配，以保证联锁模块的输出电流在正常范围内。如果模拟灯泡电流过大，可能会烧坏模块板卡，如果电流过小，板卡则不能正常工作。具体模拟电路如图2所示。
图2 信号机模拟电路Fig.2 Signal simulation circuit
2.2 轨道区段
2.2.1 计轴
目前，轨道交通信号系统轨道区段的占用/空闲检测基本都是通过计轴来实现，在传统的计算机联锁中，每个轨道区段都设置一个轨道继电器（GJ），GJ安装在组合柜上，计轴柜通过内部的继电器节点驱动GJ，反映轨道区段占用和空闲。而DS6-60全电子联锁中，由于取消了组合柜，计轴机柜直接给联锁传输区段占用/空闲状态。
在实际工程实施中，受现场条件环境的影响，通过室外磁头的划轴很难进行区段占用/出清试验，因此可以在室内做模拟条件来实现区段的占用和出清。以JZ.GD-1型计算机计轴设备为例，具体方法是：在试验前，计轴厂家应当先对计轴机柜进行上电调试，确保计轴柜工作正常，分线柜甩开室外计轴磁头电缆，在对应计轴机柜的每个区段信号输入线端子两端加设5.6 kΩ电阻，通过操作机柜的占用/出清旋钮来实现区段的占用/出清，如图3所示。
图3 计轴区段模拟电路Fig.3 Simulation circuit of axle counter section
2.2.2 轨道电路
国内部分地铁车辆段（或停车场）信号系统中，联锁普遍采用单轨条50 Hz相敏轨道电路，鉴于DS6-60全电子联锁与轨道电路接口还未实现全电子模块化，轨道区段的占用/出清还是通过联锁采集GJ状态，所以轨道电路的模拟还是采用传统的钮子开关来实现，如图4所示。在模拟盘上，对应每个区段设置一个钮子开关，通过扳动钮子开关来控制GJ的吸起/落下，使联锁采集到GJ的状态，达到区段出清/占用的目的。
图4 轨道电路模拟电路Fig.4 Simulation circuit of track circuit
2.3 道岔
2.3.1 ZD6四线制直流道岔
国内轨道交通既有车辆段（或停车场）大部分道岔使用7#道岔，转辙机采用四线制ZD6型直流转辙机，其模拟电路如图5所示。值得注意的是，试验前将电源屏道岔动作电源断开，当道岔通过控显机操到定位（或反位）时，模拟开关扳到相应的位置，联锁则采集到相应的道岔表示。
图5 ZD6型道岔转辙机模拟电路Fig.5 Simulation circuit of ZD6 point machine
电路分析：由于全电子联锁道岔控制模块直接控制道岔转换并采集道岔状态，所以全电子联锁与继电器控制电路的道岔模拟电路不同，在模拟盘上增加了单开三位钮子开关（如图5所示）。而传统联锁的继电器控制电路中，通过2QDJ前后节点可实现道岔表示电路的切换（可参见道岔控制电路），不需要钮子开关，即开关处三线短接。对于全电子联锁，当道岔处于定位时，X1和X3之间有表示电，X2需断开；
反之，当道岔处于反位时，X2与X3之间有表示电，X1需断开。另外，X4是道岔动作电源共用回线，在模拟试验时不需要接线。
试验方法：模拟盘做好后，首先对每组道岔进行单操试验，通过控显机操动道岔到定位，将钮子开关扳到定位位置（控显操作与钮子开关保持位置一致，与操作顺序无关），显示屏上道岔显示为定位，此时将钮子开关扳到中节点时，道岔则无表示；
反之，可进行道岔反位试验操作。当排列进路时，可提前将进路上道岔操到相应位置，也可以在按压始、终端按钮后，分别将钮子开关扳到道岔相应位置，进路中各种联锁关系正确后，进路排出，信号开放。
2.3.2 ZDJ9及S700K五线制道岔
对于五线制的ZDJ9型和S700K交流转辙机表示电路基本相同，联锁模拟试验电路如图6所示。如果道岔采用两机牵引，则对应J1和J2分别做两套模拟电路。试验前，将电源屏的道岔动作电源开关断开，当道岔通过控显操到定位（或反位）时，分别将两个模拟开关都扳到相应的位置，联锁采集到相应的道岔表示。
图6 ZDJ9型及S700K型道岔转辙机模拟电路Fig.6 Simulation circuit of ZDJ9 and S700K point machine
电路分析：ZDJ9型和S700K交流转辙机直接由道岔模块控制道岔并采集道岔状态，根据全电子联锁的道岔控制电路（可参见ZDJ9和S700K道岔控制电路图），道岔定位（或反位）的等效电路如图7所示，依据等效电路原理而设计的 ZDJ9和S700K道岔的模拟电路，通过扳动钮子开关可实现道岔表示功能。例如，当道岔操到定位时，如图7所示中的双开双掷开关应打到上方接通位置，开关接点中1、中2和上1、上2接通（中1、中2要短接），此时模拟电路等效于图7左侧道岔定位状态图，联锁则采集到道岔定位状态。反之，道岔反位操作相同。
图7 ZDJ9型及S700K型转辙机道岔表示等效电路Fig.7 Equivalent circuit of position indication of ZDJ9 and S700K point machine
试验方法：与ZD6四线制直流道岔试验方法基本相同，唯一区别在于两机牵引的道岔需要同时将J1和J2的两个模拟开关扳到道岔相应位置。
2.4 联锁与其他接口电路
对于紧急停车按钮、屏蔽门、IBP盘、场段联系等联锁与其他设备的接口，联锁模块直接采集相应的继电器状态。模拟电路是通过控制钮子开关来驱动继电器，使联锁采到相应的继电器状态，如图8所示。
图8 联锁与其他接口模拟电路Fig.8 Simulation circuit ofinterface between interlocking and other equipment
3.1 室外单体调试
在工程实施中，联锁模块可能会因线缆断路、混电而被烧坏。为避免此情况发生，在室内外一致性测试前，应保证电缆绝缘测试合格。
3.1.1 信号机的单体调试
根据分线柜配线图，对每架信号机的每个灯位分别送电，保证室内分线柜送电灯位与室外实际灯位显示一致，进而验证线缆配线无误、信号机显示正确。
3.1.2 道岔单体试验
道岔单体试验通过使用室外道岔测试仪进行，简单快捷，道岔测试仪接在分线柜对应每组道岔配线端子上（ZD6 X1～X4或ZDJ9/S700K X1～X5），通过操作测试仪来控制道岔转换，道岔转到位后，测试仪点亮相应定反位表示灯。若没有道岔测试仪，可以直接通过联锁控显机进行操作，但要保证室内模拟试验已经完成。
3.1.3 轨道区段单体调试
计轴的单体调试一般由供货厂家完成，通过室外磁头模拟划轴，验证计轴机柜显示状态（磁头通过轴数）与室外划轴次数的一致性，以及轨道区段占用/出清显示状态的正确性。
轨道电路的单体调试，单轨条50 Hz相敏轨道电路一般采用分区域集中送电方式，调试时，根据现场实际条件，对室外轨道区段送电，室外调试人员测量轨道区段送电端/受电端电压，室内调试人员测量每个区段对应分线柜端子电压。若室内具备条件，可以通过轨测盘测量区段电压，并核对轨道继电器状态。
3.2 室内模拟试验
室内联锁模拟试验前，应完成配线导通、绝缘测试工作，连接好模拟盘，并确保设备已安全接地。在室内联锁设备上电测试及软件部署完成后，对应联锁表，通过操作控显机和模拟盘进行联锁试验，测试各条进路中的各种联锁关系，验证各种联锁关系正确性。
3.3 室内外一致性调试
室内联锁试验和室外单体调试完成后，拆除模拟盘，室外电缆正式连接至分线柜，通过联锁控显机的实际操作进行室内外一致性测试。主要内容有：信号机的灯光显示、道岔动作及表示、计轴区段（或轨道电路）占用/出清、站台紧停按钮及IBP盘的操作、与屏蔽门接口等。室内外一致性调试完成后，为下一步信号系统联调创造了条件。
4.1 长春市轨道交通3号线东延线工程
本工程信号系统为中国铁路通信信号股份有限公司CBTC系统（简称通号CBTC系统，含车辆段改造工程），其中联锁子系统采用DS6-60全电子联锁，正线和车辆段道岔均为ZD6四线制直流道岔。在室内模拟试验中，信号机、轨道区段（计轴）、道岔、紧停按钮、接口电路等均按照上述的相关模拟电路进行模拟试验，依据联锁表对各条进路的联锁关系进行检查验证，联锁试验快捷有效。
尤其是在车辆段改造工程实施中，联锁模拟试验凸显了更大的优势，为工程顺利开通起到至关重要的作用。车辆段改造工程较为复杂，室内设备采用全新的信号系统，南咽喉室外设备为新增设备，北咽喉室外所有的既有设备全部利旧，仅更换干线电缆。具体方案是，在不影响北咽喉既有设备正常运营的情况下，首先将新设的室内设备安装调试好，待条件具备时，将室外既有设备正式接入到新联锁中并投入运营。因此，在室外既有设备正式接入前，要确保室内设备工作正常，联锁关系正确。通过室内模拟试验，发现联锁软件数据配置存在的问题，并及时进行修改，保证车辆段顺利开通。
4.2 长沙地铁6号线
本工程信号系统为通号CBTC系统，其中联锁子系统采用DS6-60全电子联锁，正线道岔使用ZDJ9型转辙机双机牵引，车辆段使用ZDJ9型转辙机单机牵引。室内模拟试验的重点是道岔试验，道岔模拟试验是按照如图6所示的模拟电路完成的，使联锁试验顺利达到预期的效果，为全系统系统调试创造条件。
随着铁路信号系统的更新换代，信号工程实施流程、施工技术、工艺已逐渐标准化。联锁是涉及行车安全关键子系统，在实际工程实施中，联锁试验应做到标准化、流程化，调试及验证工作要做到严谨细致，全面彻底，不疏漏任何细节，实现联锁关系的正确率达100%，为行车安全提供有力保障。
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