項目5任務4復習思考題及答案27.簡述通號集團公司研究設計院研發的CBTC系統組成。答：通號集團公司研發CBTC系統包含ATS、ATP、ATO、CBI、DCS和MSS子系統。ATS子系統是一個分布式的計算機監控系統，其主要設備設置在控制中心，關鍵設備采用熱備冗余的方式，在一級設備集中站、二級設備集中站各設置一套冗余的車站ATS設備，通過冗余以太網與中心ATS設備相連。ATP/ATO子系統在一級設備集中站設置一套區域控制器設備（ZC），用以實現管轄區域的控制，進行列車移動授權的計算；在每列車首尾各安裝一套車載設備，包括ATP計算機、ATO計算機等，用以自動控制列車運行以及對速度實現安全監控。CBI子系統在正線上每個一級設備集中站設置一套計算機區域聯鎖設備，在二級設備集中站設置一套聯鎖目標控制器設備，用以實現管轄區內的聯鎖控制。DCS子系統由有線網絡和無線網絡兩部分構成，兩個網絡間通過接入交換設備互相連接，共同構成DCS子系統。DCS子系統同ATS子系統、聯鎖子系統、ZC子系統、ATP子系統等通過專用接口進行互聯，實現數據在各個子系統間透明傳輸的功能。MSS維護子系統為非安全子系統，用于CBTC系統設備狀態的監測和系統維護，主要負責CBTC各子系統設備狀態、通信接口狀態、操作日志、故障報警、交互數據等信息的采集、處理和本地顯示以及遠程集中監視，提供設備亞健康預警，幫助維修人員對故障設備進行分析、定位，指導維修作業管理。28.DS6-60計算機聯鎖系統的體系結構是什么？簡述每一層結構的作用。答：DS6-60計算機聯鎖系統體系結構分為三個層次，分別為人機會話層、聯鎖邏輯運算層和執行表示層。人機對話層通過可視化的人機界面，提供操作及維護人員向系統輸入控制命令并獲得行車作業及設備工作狀態信息，完成操作界面的顯示、系統狀態顯示、系統運行狀態和故障記錄。人機對話層由控顯機、監測機組成。聯鎖安全運算層是聯鎖系統的核心，它接收來自人機對話層的操作信息和執行表示層的信號、道岔、軌道等設備狀態信息。根據以上信息通過安全計算機進行安全邏輯運算，產生相應的控制輸出，通過執行表示層對信號設備進行實際控制。執行表示層直接或通過現場設備的繼電器結合電路，按聯鎖安全運算得出的結果以安全的方式轉變成可使現場信號設備動作的電壓（或電流），并以安全的方式獲得現場信號設備的狀態。29.簡述DS6-60計算機聯鎖系統冗余設計采取了哪些措施？答：DS6-60計算機聯鎖系統冗余設計采取如下措施：（1）雙系冗余DS6-60系統采用雙系設計，即兩套聯鎖系統同時在線運行，并保持同步，保證系統在任何一個系出現故障的情況下另一系可繼續完成所需功能，系統功能不受任何影響，以提高系統的可靠性。（2）雙系數據交換為實現雙系輸入、輸出的同步，達到互為熱備的目的，必須實現雙系的數據交換，為此提供雙系之間的數據交叉通信通道。這種數據交換存在于雙系中央邏輯控制單元之間以及一個系的中央邏輯控制單元與另一個系的I/O控制單元之間。（3）系統網絡雙網冗余為保證上位的MMI與聯鎖CIL層之間的網絡通信的可靠性，系統網絡采用雙網結構，互為冗余備份，保證當一個網絡失效時，另一個網絡能夠繼續承擔上位系統之間的通信任務。（4）系統數據冗余根據具體的可靠性設計的要求，在一些重要的系統數據進行冗余設計。30.簡述在地鐵一級設備集中站和二級設備集中站，DS6-60計算機聯鎖系統硬件設備標準配置是什么？答：在一級設備集中站（又稱主站）DS6-60計算機聯鎖系統硬件設備標準配置為三個19英寸標準機柜，分別為電源柜、聯鎖柜、輸入輸出柜。在二級設備集中站（又稱目標控制站）DS6-60計算機聯鎖系統硬件設備配置一個19英寸機柜，機柜內主要配置OC機籠、I/O防雷單元、遠程通信單元、24VDC電源、LEU接口適配器等。另外在一級設備集中站設置聯鎖維護工作站。31.簡述聯鎖柜、輸入輸出柜、電源柜的配置。答：（1）聯鎖柜由聯鎖子系統和控顯子系統組成，機柜由上而下分別為聯鎖I系機籠、聯鎖II系機籠、兩臺控顯機、兩個ARCNET集線器、兩個LEU接口適配器。（2）輸入輸出柜由輸出子系統和輸入子系統組成，機柜由上而下分別為I系輸出1機籠、II系輸出1機籠、輸出防雷1機籠、I系輸入1機籠、II系輸入1機籠和輸入防雷1機籠。（3）電源機柜由上而下分別是邏輯24V電源、電務維護子系統、接口24V電源和遠程通信單元。32.每一系的聯鎖機籠有哪些通信板？答：每一系的聯鎖機籠包括3塊邏輯部以太網通信接口板、邏輯部雙系通信接口板、邏輯部ARCNET通信接口板、邏輯部CAN通信接口板和邏輯部IO通信接口板組成。聯鎖邏輯部以太網通信板功能是完成聯鎖邏輯部與ZC和LEU的通信。聯鎖邏輯部雙系通信板完成聯鎖雙系間數據通信的功能，它將一個系CPU模塊通信數據轉發給另一系CPU模塊。聯鎖邏輯部ARCNET通信接口板完成聯鎖子系統與控顯子系統、監測系統的通信。邏輯部CAN通信板是聯鎖系統對外的一個接口，使系統能夠和其他具有CAN接口的智能設備進行數據交換。聯鎖邏輯部I/O通信接口板實現聯鎖邏輯部與本系I/O機籠的通信和他系I/O數據的交叉傳輸，完成應用數據包的發送和接收。33.聯鎖邏輯部如何與I/O子系統系統通信？答：聯鎖邏輯部與本系I/O機籠的通信和他系I/O數據的交叉傳輸是由聯鎖邏輯部I/O通信接口板完成。該模板與I/O子系統通過光纖連接，通過DPRAM與CPU運算單元接口。為提高系統的可靠性，在聯鎖雙系本地I/O通信板間增加光通信通道，實現雙系輸入和輸出數據的交叉傳輸，聯鎖單系可以實現接收到兩系的輸入機籠的采集數據和向雙系的輸出機籠發送輸出數據。前插板是I/O通信接口板，完成VME總線接口、本板核心邏輯功能和狀態指示燈；后插板I/O通信端子板，完成光纖通信收發驅動電路及端子引線功能。由于邏輯部I/O通信板供電是由聯鎖邏輯部后插電源板供電，因此在聯鎖前插電源板電源關閉時，只要后插電源板在正常工作狀態，邏輯部I/O通信板可以正常工作。34.聯鎖邏輯部的雙系之間采用哪塊電路板通信？答：聯鎖雙系間數據通信由聯鎖邏輯部雙系通信板完成，它將一個系CPU模塊通信數據轉發給另一系CPU模塊。該板采用前、后插板設計，前插板完成VME總線接口及邏輯功能，后插板完成光纖收發驅動電路及光纖連接功能。35.遠程控制單元的高速通道用在哪里？低速通道用在哪里？答：一級設備集中站的遠程通信單元安裝在電源柜內，二級設備集中站的遠程通信單元安裝在目標控制柜內，遠程通信單元用于實現遠程通信網上各通信節點如聯鎖邏輯部、遠程I/O機籠、區域控顯機之間遠距離的數據通信。遠程通信單元具有8路UART低速光通道和2路高速光通道，在遠程通信網上每一個通信節點都配有一個遠程通信單元，各個節點的遠程通信單元相互連接組成一個環形遠程通信網絡。目標控制器系統當中遠程通信單元完成通信環網上數據中繼，為聯鎖邏輯部和目標控制器單元提供數據通路，高速光通道接入遠程通信網，實現站間通信，低速光通道與目標控制器遠程通信接口板連接。36.聯鎖邏輯部什么時候與LEU通信？一般傳送什么數據？答：當CBTC系統降級為點式ATC系統時，聯鎖邏輯部與LEU通信，將信號顯示信息傳送給應答器，由應答器將信號顯示信息傳送到車載ATP，以替代連續ATC下軌旁ATP移動授權的數據傳送。37.ARCNET集線器的作用是什么？答：ARCNET集線器用于系統內ARCNET網絡通信連接。聯鎖雙系、控顯雙機和監測機通信光纖都直接與ARCNET集線器連接,通過ARCNET集線器實現各個子系統間通信信息的交互。38.能說說聯鎖邏輯部的冗余結構嗎？答：聯鎖邏輯部為二乘二取二結構，聯鎖邏輯部由兩系構成，分為I系和II系。每系中有兩個相同的、獨立的處理器，各自通過不同的通信控制板與其他子系統通信，運行聯鎖邏輯運算生成的的控制命令。主從系之間通過系間串行高速總線實現雙系的數據信息交換和系同步切換，處理器與各功能電路之間采用VME總線通信。聯鎖單系內的兩個處理器是“取二”安全性冗余結構，采用相同的輸入數據進行獨立運算，運算結果交換后進行比較，當比較一致時各自給出有效的輸出，比較不一致時系統退出控制，使輸出導向安全側，以保證系統的高安全性。雙系采用并行主從運行方式，即“二乘二”可靠性冗余結構。根據開機順序，首先投入運行的為主系，后投入的為從系。在每個運行周期雙系進行同步數據交換和比較，當主系發生故障時，完成主從系轉換。即當主系故障時，主系主動降級，從系升為主系；當從系故障時，從系主動降級，不影響主系控制。從系在取得主系同步數據后與主系同步數據進行比較，比較不一致時，從系主動降級，重新與主系取得同步。從系每個運算周期接收主系發送的周期開始同步信號作為自系周期開始信號，達到從系與主系周期同步。這就構成保證可靠地二乘二冗余。39.簡述聯鎖邏輯部主板、電源板面板指示燈含義。答：（1）聯鎖邏輯部主板正面面板上為每個聯鎖CPU單元設置了電源指示燈、運行指示燈和狀態指示燈。電源指示燈亮表示給UPCPU和DOWNCPU供電的5V電源正常；如果電源指示燈滅，則表示對應電源掉電或者LED失效。uRUN和dRUN兩個指示燈分別用來表示上下兩個CPU是否在正常運行。如果uRUN和dRUN正常閃爍，則表示CPU程序運行正常；如果處于長滅狀態，則表示對應的CPU程序運行異常；如果處于長亮，表示對應CPU處于初始化狀態（此時uS1、ds1-uS5、ds5處于熄滅狀態）或者CPU處于初始化故障狀態（此時uS1、ds1-uS5、ds5處于對應故障類型指示燈點亮狀態）。uS1、ds1兩個指示燈為主從系指示燈，指示燈常亮為主系，燈滅為從系或待機。uS2、ds2兩個指示燈為控制態與待機態指示燈，指示燈常亮為控制態，燈滅為待機態。uS3、ds3兩個指示燈用來表示主從系是否同步，如果主從系同步則燈常亮。uS4、ds4兩個指示燈用來表示CPU處于脫機或運行狀態，指示燈常亮為脫機檢測狀態，燈滅為正常運行狀態。uS5、ds5兩個指示燈用來表示主從系是否故障，燈亮存在故障，燈滅無故障。（2）聯鎖邏輯部前插電源面板上對應電源的LED指示燈亮，說明其邏輯電源工作正常，否則為對應電源掉電。前插電源面板上有4個測試柱，分別是+24V邏輯電源輸入，+5V邏輯電源輸出，以及24GND和5GND，這兩種邏輯電源的地端。面板上設置“工作模式”鑰匙開關，系統正常工作時，鑰匙開關應置于中間位“N”位，系統為聯鎖軟件脫機測試模式時，鑰匙開關置于“T1”位，對應LED指示燈亮，否則燈滅。聯鎖邏輯部后插電源面板共有5個測試柱，分別是+24V邏輯＋24V輸入；+5VB背板上產生的+5V輸出，+5VA是前插板上的+5V輸出。24GND、5GND是+24V和+5V的地。對應電源的LED指示燈亮，說明其邏輯電源工作正常，否則為對應邏輯電源掉電。40.簡述輸出機籠電路板組成，輸出子系統I系、II系機籠之間如何接線？答：輸出機籠正面由CPU主板、數字量輸出接口板和電源板組成，背面由輸出底板、輸出端子板和I/O通信接口板組成。輸出子系統I系、II系機籠之間采用并線輸出模式，即I系和II系輸出接口在柜內完成并線，后插輸出端子板上的T1端子對應接口架輸出信號，T2端子對應輸出防雷機籠的防雷板或另一系對應輸出端子板的T1端子。系統輸出信號線（正線和負線）加載在繼電器的1/4線圈，任何一系有輸出信號，繼電器都會吸起。41.簡述輸入機籠電路板組成，輸入子系統I系、II系機籠之間如何接線？答：輸入機籠正面由CPU主板、數字量輸入接口板和電源板組成，背面由輸入底板、輸入端子板和I/O通信接口板組成。輸入子系統I系、II系機籠之間采用并線采集模式，即I系和II系輸入接口在柜內完成并線，后插輸入端子板上對應其相應位置的輸入板，其中：U1、U2插座對應01-32路采集，D1、D2插座對應33-64路采集。當端子板作為I系輸入機籠端子板時，U1、D1插座對應接口架采集信號，U2、D2對應II系輸入機籠端子板U1、D1。當端子板作為II系輸入機籠端子板時，U1、D1插座對應I系輸入機籠端子板U2、D2，U2、D2插座對應防雷輸入機籠的防雷板。42.簡述DS6-60計算機聯鎖系統供電配置，并畫出系統供電配置圖。信號電源屏經隔離變壓器單獨提供2路單相交流220V電源，每路220V電源經由防雷單元和UPS后送到DS6-60的電源柜，向系統設備供電。AC220V電源按照其承擔負載性質的不同經由邏輯電源電路和接口電源電路處理為24V直流穩壓電源，兩類電源分別由兩臺直流穩壓電源并聯供電,保證每一類電源在有一臺發生故障時不影響該類電源所帶負載的供電。邏輯24V電源（L24）電源為聯鎖機籠和輸入輸出機籠使用，經DS6-60內部電源板的DC-DC變換，產生邏輯電路工作所需的5V電源；同時ARCNET集線器等設備也使用邏輯24V電源。接口24V電源（I24）供輸出接口驅動繼電器和輸入接口采集繼電器狀態使用。每一路電源均設兩臺并聯工作。控顯機、監測機使用AC220V電源，DS6-60計算機聯鎖系統供電配置見教材P？？？圖5-84所示。43.目標控制器的作用是什么？一般配置在哪里？與主站的聯鎖邏輯部怎樣通信？DS6-60目標控制器系統設置在二級設備集中站。它通過遠程通信接口與高速環網其它節點上的聯鎖邏輯部進行通信；根據聯鎖邏輯部通信數據和目標控制器應用軟件運算，完成邏輯運算、I/O接口采集、現場設備驅動（全部為繼電器接口）等功能；通過外部通信接口（如CAN、RS-422/485、以太網等）與其它外部設備進行通信；通過模擬輸入接口測量OC電源、轉轍機供電電源屏等，并可將這些信息上傳至聯鎖系統供遠程監測。如教材P339如圖5-86所示，OC通過高速環網與位于此環網另一個節點上的聯鎖邏輯部OC進行通信并受其監控。I系OC的遠程通信接口接入I號高速環網并只與I系聯鎖邏輯部進行通信，II系OC的遠程通信接口則接入II號高速環網并只與II系聯鎖邏輯部進行通信。OC二取二故障安全處理器通過系間通信接口完成二乘二邏輯。44.簡述目標控制器機柜的配置。答：DS6-60OC機柜高2250mm，寬600mm，深800mm，機柜從上到下包括如下功能單元：OC機籠I系、OC機籠II系、I/O防雷單元、遠程通信單元I系、遠程通信單元II系、24VDC電源、LEU接口適配器1、LEU接口適配器2。45.說說OC機柜內各單元是如何連接的？答：如教材P345圖5-92所示，OC機柜內各單元連接關系如下所述。數字量輸入端子板采用信號電纜從繼電器接口架采集數據接入I系U1/D1端子，I系U2/D2端子信號電纜與II系機籠連接端子U1/D1相連完成雙系輸入并線，II系端子U2/D2通過信號電纜連接防雷單元。數字量輸出端子板I系輸出板卡T1為輸出端子，通過信號電纜連接接口架插座，I系T2端子與II系T1端子通過信號電纜相連，完成雙系輸出并線，II系T2端子通過信號電纜連接防雷單元。模擬量輸入端子板連接同數字量輸出端子板。目標控制器系統后插遠程通信板的通道1、2為系間通信通道，采用光纖連接另一系對應通道；通道3、4為站間通信通道，通道5為I/O通信通道，與遠程通信單元的連接方式要根據一級設備集中站聯鎖邏輯部的具體配置而定。遠程通信單元低速光通道與目標控制器遠程通信接口板連接，高速光通道接入遠程通信網，實現站間通信。46.CBTC系統中DS6-60計算機聯鎖系統外部接口有哪些？答：DS6-60計算機聯鎖系統外部接口包括類型包括串行接口、以太網通信接口、CAN總線通信接口等。（1）RS-422串口完成DS6-60系統與ATS分機交叉連接，可以將進路鎖閉信息、道岔、信號機、計軸區段等的狀態信息發送給ATS。（2）以太網通信接口實現DS6-60計算機聯鎖系統與外部設備間的連接，通常設計為雙網冗余，可應用于聯鎖系統與ATP系統的通信、聯鎖系統與LEU的通信、聯鎖系統的站聯通信。（3）DS6-60聯鎖系統通過CAN接口與本地TWC通信單元交換應用數據，通過站間光通道接口與OC站TWC通信單元交換應用數據。47.控顯子系統有哪些接口？答：控顯機通過串口卡，與ATS系統的通信，接收ATS系統下發的按鈕操作命令，向ATS系統發送信號設備狀態及系統的報警和提示信息。與聯鎖子系統通過ARCNET通信接口板實現通信，同時還具備音頻接口、VGA視頻接口，鼠標USB接口等。48.你能說出CBTC系統中DS6-60計算機聯鎖系統的繼電器接口有哪些？答：DS6-60計算機聯鎖繼電接口電路主要包括信號點燈電路，道岔控制電路，軌道電路、緊停按鈕電路、屏蔽門控制電路、防淹門控制電路、自動折返按鈕電路及其他結合電路。49.DS6-60計算機聯鎖系統如何采集繼電器信息？以屏蔽門采集接口電路為例說明。答：DS6-60系統通過采集下行開門繼電器XKML和下行關門繼電器XGMJ的前接點來判斷對XKML或XGMJ的操作是否成功；而通過采集XMGJ的接點判斷屏蔽門的狀態，為ATC對列車控制提供屏蔽門狀態條件。有時因運營需求需將聯鎖系統與屏蔽門的互鎖關系切除（例如屏蔽門故障，無法關門時，列車還需繼續進行），這時聯鎖系統在采集到XHSJCJ的前接點信息才可操作，而在通常情況下采集XHSJCJ的后接點信息。50.DS6-60計算機聯鎖系統如何驅動繼電器？以屏蔽門驅動接口電路為例說明。屏蔽門驅動接口電路中通過計算機輸出板輸出KZ24V和負極電壓時，驅動XGMJ、XKMJ的線圈，繼電器吸起后，通過其前接點接通屏蔽