计算机联锁软件

计算机联锁软件（精选八篇）

计算机联锁软件 篇1

进路搜索是计算机微机联锁的核心部分。在计算机控制的联锁系统中, 道岔、进路和信号三者之间相互制约、相互依存的关系称为联锁关系。联锁进路反映了办理进路时涉及到的对象, 即车站进路、信号、道岔和轨道间的联锁关系, 是电路设计、设备开通前进行联锁实验、联锁检查的主要依据。如何更高效地完成进路的搜索过程也是研究的重点之一。根据对实际的站场结构平面图的分析, 发现这种站场结构非常类似于图的结构。根据图的特性, 把图的数据结构应用到联锁系统中的进路搜索, 就可以把站场设备有序地组织起来, 可以使搜索过程变得简单明了。使用图的存储结构并运用图的路径搜索的算法, 使进路搜素的过程完全可以看作是站场图中两点之间的路径问题。

2 进路搜索应完成的任务

1) 根据进路操作命令只能选出一条符合操作要求的进路 (基本进路、变通进路, 或是由多条基本进路相衔接的复合进路) 。

2) 判明进路操作命令的合法性。操作命令是否合法本应在形成“进路操作命令”之前进行检查, 其检查的方法是将实际操作与标准的操作相比较, 一致时是合法操作, 否则是非法操作。

3) 判明已搜索出的进路是否有建立的可能性。即检查所选出的进路的敌对进路没有建立。若敌对进路已经建立, 则所选的进路应无效, 于是应形成“进路操作命令无效”的信息。

4) 如果能够建立进路, 则在与该进路有关的所有变量模块中设置一个占用标志, 以防其他进路再有占用这些模块的可能。这实际上是锁闭了敌对进路。

5) 指明与进路有关的道岔应在定位还是反位。

在进路搜索中, 根据操作命令必须仅能选出一条符合操作意图的进路, 即在仅指明进路的始端和终端时只能选出一条基本进路而不应选出绕弯的或平行的迂回进路。如果需要选出迂回进路, 则操作人员必须增加附加操作, 指明变更点。

3 进路搜索策略

进路搜索策略是由按“节点对”分段依次搜索、直股优先搜索、弯股优先搜索和沿同类型渡线搜索4个策略所组成。

1) 按“节点对”分段依次搜索

根据进路操作命令, 确定相邻的指定节点对, 按“节点对”分段依次搜索。进路操作命令应能指明站场形数据结构中与进路的始端、终端以及变更点相对应的节点, 每两个相邻的指定节点构成一个“节点对”。

2) 为避免八字迂回进路的直股优先搜索策略

在进路搜索过程中, 当遇到每个对向道岔 (以搜索方向为准) 节点时, 先沿着直股进行搜索下去, 当搜索不到目标节点 (节点对中的第二个节点) 时, 再返回到该道岔节点再沿弯股搜索。这样就避免了搜索出绕弯的迂回进路 (常称做八字迂回进路) 的可能。以后称这种搜索为直股优先搜索策略。

3) 为避免平行迂回进路的弯股优先搜索策略

当节点对之间存在平行的进路时, 必须事先确定其中哪一条是基本进路段, 在引向基本进路段的对向道岔节点上, 设置导向标志。在搜索过程中每遇到对向道岔节点时, 首先检查其中是否具有导向标志, 若没有, 则按直股优先搜索的策略搜索。若有, 则按弯股优先搜索的策略搜索, 即每遇到含有导向标志的道岔节点时先沿弯股搜索, 搜索不到目标节点时再返回来沿直股搜索。采用弯股优先搜索策略可以避免选出平行的迂回进路。

4) 为避免绕弯迂回进路的沿同类型渡线搜索策略

将渡线按其铺设方式分为两类:一类的铺设方式类似于正斜线 (/) , 称为撇形渡线, 以符号“/”表示。另一类的铺设方式类似于反斜线 () , 称为捺形渡线, 以符号“”表示。在节点对之间的搜索过程中, 只允许沿着问类渡线进行搜索。这样就不致搜出绕弯的迂回进路来了。

4 术语及符号定义

1) 对向道岔:沿搜索方向使一个轨道分为两个轨道的道岔。

2) 渡线:指连接两个平行轨道之间的轨道。

3) 起始节点N0:按发车方向进行搜索的指定起始节点。

4) 中间节点N1:与变更按钮相对应的指定节点。

5) 目标节点Ng:按发车方向进行搜索时所要找到的最终指定节点。

6) 后继节点Ns:在站场图的数据结构中非道岔节点的后继节点。

7) 后继直节点Nz:在站场图的数据结构中道岔节点直股方向的后继节点。

8) 后继弯节点Nw:在站场图的数据结构中道岔节点弯股方向的后继节点。

9) 死节点Nd:在站场图的数据结构中没有后继节点的节点。

10) 渡线类型Crossing Line:用于存放渡线的类型, 其值有撇型“/”和捺型“”。

11) 弯股优先标志Siding Priority:在搜索中遇到道岔时是否需要沿道岔弯股优先搜索。

12) 堆栈Si:用来存放起始、中间、目标节点。

13) 堆栈Sc:用来存放搜索过程中需要考察的节点。

14) 堆栈Sr:用来存放搜索过程中需要保存的路径上的节点。

5 算法流程图

1) 在程序界面上布置各元件

首先按照站场平面布置图来放置各类元件, 并确定其各个属性。然后是在界面的上半部分和下半部分布置一些界面上所需的按钮, 这些按钮在这个设计中不起任何作用, 只是为了让整个界面看起来完整而已。然后确定每个元件跟其他元件之间的关系。最终的界面图如图2所示。

2) 主程序设计

首先建立模块, 用于存放主程序函数。

(1) 定义全局变量

A、i、j、k、m、n:变量, 为整数类型

So:用于存放所按压按钮的动作

Si:用于存放起始、中间、目标节点

Sc:用于存放需要考察的节点

Sr:用于存放需要保存的路径上的节点

Crossing Line:用于存放全局渡线类型变量

PFst SPNode:用于存放搜索进路过程中有弯股标志时的对向道岔

Temp:用于确认进路搜索是否成功

(2) 建立函数Search

该函数根据给XZJL函数给出的路起始、 (中间) 、目标节点来实现进路搜索。当进路搜索成功时, 返回值为True, 当进路搜索失败时, 返回值为Flase。

然后根据进路算法流程图编写搜索程序。

其中重要语句解释:

数组Si (n) :用来存放起始、中间、目标节点。

数组Sc (j) :用来存放搜索过程中需要考察的节点。

数组Sr (i) :用来存放搜索过程中需要保存的路径上的节点。

数组DOF (k) 用来存放反位道岔的节点。

v New Object.Used:表示该节点是否占用。

v New Object.Nd:表示该节点是不是死节点。

v New Object.Ns:表示该节点的后继节点。

v New Object.Nz:表示该节点的后继直节点。

v New Object.Nw:表示该节点的后继弯节点。

Type Of v New Object Is DC:表示该节点是不是道岔。

v New Object.DXDC:表示该节点是不是对向道岔。

v New Object.Siding Priority:表示该节点是否有弯股优先表示。

v New Object.Crossing Line:表示该节点的渡线类型。

6 结论

软件首先建立了各个元件, 包括信号机、道岔、轨道电路等等。然后将进路的信息存放在这些元件上面。通过按压相应的按钮来完成进路搜索。按压按钮之后就从起始节点开始一步步的搜索, 只到终端节点位置。其搜索方向是单方向的, 对于本设计而言, 是从左到右搜索, 也就是沿着发车方向搜索的, 这样可以有效避免对向道岔, 提高搜索效率。搜索的进路主要有列车进路、调车进路和变通进路等。

摘要：本文通过研究计算机联锁软件的功能和性能, 根据一个具体的站场咽喉布置图, 应用VB6.0可编程软件, 设计了一个站场界面, 并将站场中各个模块的信息存于跟其有关系的模块当中, 编写了一套能够实现联锁关系的进路搜索软件。

关键词：铁路信号,计算机联锁,进路搜索

参考文献

[1]林瑜筠, 吕永昌.计算机联锁.2版[M].中国铁道出版社, 2010.

[2]朱明, 王晓明.一种铁路微机联锁进路搜索的实现方法[J].铁路计算机应用, 2007, 16 (11) :45-48.

[3]陈志颖, 董昱, 杨柳, 李亮.计算机联锁进路搜索算法的分析与研究[J].铁道通信信号, 2007, 43 (4) :4-6.

[4]文武臣, 王晓明.计算机联锁的数据结构及进路搜索算法[J].重庆工学院学报, 2008, 22 (6) .

[5]高利民, 李文慧, 孙慧.双向广度搜索算法在联锁进路自动生成中的应用[J].铁路计算机应用, 2007, 16 (5) :43-44.

[6]祝庚.联锁进路生成的k步扩散搜索算法实现[J].软件时空, 2008, 24 (21) .

[7]彭建伟, 殷人昆.基于邻接表结构的进路搜索算法研究[J].计算机工程与设计, 2006, 27 (18) .

[8]占自才, 徐雪松.进路搜索的数据结构与算法及其仿真[J].铁道运输与经济, 2005, 27 (9) .

[9]宋保卫.新型铁路车站计算机联锁系统的设计与实现[D].黑龙江大学, 2009:1-5, 31-34.

针对铁路信号计算机联锁的相关研究 篇2

【关键词】铁路信号；计算机联锁控制系统；探究

在现代控制理论、计算机科学及微电子技术的快速更新条件下，铁路信号联锁控制正逐步向当前的现代控制技术方向发展。计算机联锁是一种利用电子、电磁元器件和计算机构成的具备故障-安全性能的实时控制系统，该系统在铁路运输中具有道岔控制、电路信息处理、信号机控制、联锁逻辑运算、进路控制等功能，可有效提高铁路运输得靠性。因此，加强有关铁路信号计算机联锁控制系统的相关研究，对于提高计算机联锁控制系统的应用水平具有重要的现实意义。

一、计算机联锁控制系统关键技术

为确保系统的可靠性，在计算机联锁控制中主要采用两类可靠性技术，一种是在系统某部位出现故障时，系统仍可保证继续工作的技术，将其称为容错技术；另一种是避错技术，即避免和降低故障出现的技术。避错技术又可分为软件避错和硬件避错，软件避错的基本功能是降低软件缺陷，保证软件无差错；硬件避错是指选用性能可靠地元器件构造成计算机的联锁控制系统，并综合考虑环境因素影响，以提升系统的整体可靠性水平。当前应用相对广泛的软件避错技术有程序设计优化、软件可靠性管理、基本程序验证、软件工程开发等。计算机联锁控制中的容错技术，其主要利用系统各部分间的冗余过程完成，主要层次有：

（1）网络通信保障技术：利用节点、链路及通信协议的冗余过程来改善局域网整体的可靠性；[1]

（2）设备级保障技术：包含软件、硬件及数据可靠性保障等，数据可靠性容错，其本质上是数据的容错，也就是对纠错码及检验码的使用，通过编码技术开展纠错与检错，是一类以信息冗余为基础的、使用冗余校验位的容错技术；软件可靠性容错，其包含降低程序失控的编程技术、容错算法及容错设计等基本技术，为确保软件设计的可靠性，在程序设计时还可采用程序失控的捕捉技术，其主要将容错设计与接口软件设计相结合，包含模拟量接口设计及I/O接口设计等；硬件可靠性保障技术主要为故障屏蔽技术与故障检测技术等。

（3）系统级保障技术：为确保系统的可靠性，在控制系统综合设计过程中可使用冗余可靠性结构配置，当前主要采用两种结构方式：双机热备动态冗余结构及三取二静态冗余结构。

二、铁路信号计算机联锁控制系统的结构组成及功能

1、系统组成与功能

铁路信号计算机联锁控制系统主要由驱动层、接口层、电源层、执行层及联锁处理层构成。驱动层主要利用安全型继电器将接口驱动与电气隔离；接口层则主要包含键盘鼠标、显示器及操作计算机等部分，其通常用于监视站场状态、实施进路办理等操作；电源层则主要包含UPS及电源屏两部分；执行层则主要由信号机及转辙机构成；联锁处理层主要选用工控机与PLC相结合的结构方式，其是信号微机联锁的关键层，主要用于联锁运算及重点控制。[2]

（1）驱动层：该层设备主要选用满足铁道运输标准的安全性继电器，来完成对室内外电气设备及接口驱动的分隔，该层电路与行车安全电路均具备高效的逻辑处理功能，以加强系统的安全性；

（2）接口层：其主要由显示器、工业计算机、键盘鼠标、工业交换机等关键设备及操作软件构成，主要用于实时监控站场设备状态、进行道岔操作及进路管理等；接口层与联锁层通过TCP/IP网络进行通信，其可依据现场实际情况安置远程或本地等多个操作终端；

（3）电源层：该系统主要提供计算机电源及各类信号电源灯，电源屏主要使用两路AC380V三相电源实施供电；

（4）执行层：该层主要在室外运行工作，轨道电路主要用于对列车实际运行位置进行判断；转辙机主要用于转换行车路线，信号机则主要用于关闭和开启行车信号。

①信号机是向行车人员及司机提供正常通车条件及行车命令的设备，当前站内通车则主要使用色灯信号机，信号标准则使用黄灯、蓝灯、白灯、绿灯及红灯5种颜色灯信号作为通车信号，其中红灯与蓝灯主要表达禁止通车指令，其他三种则表达允许通车指令。

②转辙机主要有齿轮减速驱动机构、点击及位置表示机构构成，具备反位表示、定位表示、四开等位置信息和反位操作与定位操作两个动作指令；在转辙机定操到位时位置状态为定表，反操到位时为反表，未到位时为四开。

③将铁路划分为各个铁道区段，在各铁路区段两端安装绝缘节，使相互接近的两区段相互绝缘；在区段的一端将降压后的交流电接入到区段的钢轨上，在另一端使用变压器进行升压后与室内继电器相连接；若钢轨上无车辆车辆则室内继电器收起，若钢轨上有车流量则钢轨短路室内轨道继电器落下；通过继电器、变压器及钢轨对铁轨上是否存在车辆进行诊断的电路称为轨道电路，当前国内在铁路上通常选用480标准轨道电路。

（5）联锁处理层：该层主要用于处理用户动作命令、收集站场设备状态、切换热备、控制信号与进路、调整道岔等。联锁处理层主要选用modbus总线结构，其可方便增设或清除远程站点及本站站点等，具有良好的灵活性。

2、软件组成

（1）PLC选型与配置

主站可选用Modicon Qutum 43412ACPU，其主要由modbus+通讯口及modbus通讯口组成，可与高性能应用系统具有良好的融合性；输出选用140DD035300模板，此模板采用32位DC24V的隔离输出端口，可与驱动继电器直接连接；输入板选用同种型号模板，但选用光电隔离输入接口；主站的IO板进行冗余配置，由PLC系统构造形成热备系统，主站CPU可利用Perr Cop技术将高线区域的IO模块映射到本地，将远程IO应用到本地系统中。

上位机选用RS-232与主站的PLC连接，形成主上位机-主PLC、备上位机-主PLC、主上位机-备PLC、备上位机-备PLC的交叉冗余网络；高线区域利用modubs+与主站CPU直接连接，在主站CPU发生瘫痪时则需要进行人工切换。[3]

（2）上位机软件框架

系统上位机软件开发与现代软件工程技术相结合，选用通用的标准模块化开发技术实施开发；软件依据数据结构及功能划分为相应模块，程序结构简单清晰，软件可靠性与稳定性较高，可有效满足不同用户的各类独特需求。

结束语

计算机联锁控制系统的应用质量将直接关系着铁路运输控制的整体质量及经济效益，因此，相关技术与设计人员应加强有关铁路信号计算机联锁控制系统的研究，总结系统技术应用要点及关键技术应用措施，以逐步改善铁路信号计算机联锁控制系统应用水平。

参考文献

[1]李卢强.铁路信号计算机联锁系统自动测试系统的构造研究[D].合肥工业大学，2010，05（35）：57-58

[2]陈晓伟.新型分布式计算机联锁系统的研究与设计[D].兰州交通大学，2010，06（10）：61-62

[3]宋保卫.新型铁路车站计算机联锁系统的设计与实现[D].黑龙江大学，2011，13（14）：74-75

作者简介

计算机联锁系统软件可靠性设计方法 篇3

由于软件规模不断增大,软件的复杂性也在急剧提高。软件在运行过程中会出现一些错误,而这些错误给人们造成的危害也越来越突出。计算机联锁系统已经广泛应用到铁路运输系统中。为了保障铁路运输正常运行,提高联锁系统可靠性成为计算机联锁软件系统的一项重大课题。

1 计算机连锁系统

计算机连锁系统的安全性与可靠性是对计算机连锁性能进行验证的主要依据[1]。计算机联锁设备是可以进行连续工作的系统,为满足铁路运输和轨道交通高效与安全运营要求,必须具备非常高的安全性与可靠性。

计算机联锁系统可靠性定义指计算机能否在规定时间与条件下完成规定功能的能力。计算机连锁系统安全性定义指系统运行中,任何一个部分发生故障时,不会产生人员受伤、死亡、遭受巨大财产损失等后果。

计算机联锁系统安全性指:计算机联锁系统中的连锁设备无论在什么情况下运行,运行过程中无论发生什么样的故障,都不能有任何危险因素危及列车运行。因此,一般在不正常情况下才会使用系统导向安全,防止任何危险后果发生。联锁设备的可靠性指:联锁设备在规定的时间或规定的条件下完成规定功能的能力,是为了防止故障或减少故障发生的可能。安全性以可靠性为基础,提高安全性以可靠性为前提。

2 软件需求工程

计算机发展初期,软件开发只注重编写代码,软件需求并未引起人们的关注。随着软件系统规模的不断扩展,软件的需求分析与定义在软件开发与维护中占据了重要地位。

一般情况下,软件工程分为软件定义、软件开发、软件维护3方面[2]。软件需求分析是对将要研发的系统要求作出清晰准确的定位,这个步骤是软件设计的基础,也是软件定义阶段的一部分。只有对软件需求作出准确且清楚的评估,才能开发出满足客户需求且实用的软件。

软件需求指用户要解决的问题或达到的目标需要具备的条件、权限与能力。做好需求分析与管理,不仅可以最大限度地减少软件开发中出现的错误,还能节约修复错误的费用,节省软件开发时间,降低软件开发成本。

软件需求工程由系统需求工程与软件需求工程两部分组成。软件工程是用来分析并对软件需求进行记录的学科,系统需求作为一个整体无法直接分配给软件,而软件需求系统则可将其分解成子系统与任务分配给软件。软件通过对这些任务进行分析、设计、研究、比较、原型开发等,将软件任务转换成软件需求描述及性能参数[3]。

3 结构与功能

3.1 基本结构

我国工业控制机构研发了一套专业软件系统,用于实现铁路中的连锁关系,实现车站信号、进路与道岔之间的相互连锁。计算机连锁系统根据读入的操作命令和输入的各种信息,经过逻辑运算,把结果传输给执行结构。

3.2 性能要求

连锁系统大多应用在铁路运输领域,系统是否可靠直接决定了人的生命安全,系统设计要满足实时性与安全性两大要求。

计算机连锁系统要实时对输入的情况进行采集,各站点信息随时刷新,保持最新状态;要对每个模块调度合理分配,及时控制命令的输出与信息的更新[4]。

铁路运行中如果发生故障会导致很严重的后果,所以要求计算机连锁系统能够对故障及时作出反应。计算机本身并不具备安全性能,因此只能构建一个具有安全性能的连锁系统。

在信息传输过程中可能会因各种因素的干扰而引起信息发生畸变,所以要使用一定的手段来保障信息传递过程的安全。计算机连锁系统设计必须是模块化结构,每个模块性能都能与车站的需要相适应,以组件化或模块化的思想设计软件,方便软件系统集成。

计算机控制系统中的铁路信号连锁系统包括硬件设备与控制软件两部分,铁硬件包括铁路设备与计算机设备,软件包括数据库、管理、连锁软件等。

4 HJ04A系统结构

4.1 联锁软件

4.1.1 功能要求

在铁路运行中,需要对区段占用、区段空闲、道岔定位、道岔反位、信号灯等状态进行采集,在界面上对站场图形及现场设备所处状态进行显示。连锁系统在运行过程中要时刻接受信号员传达的命令,对现场设备状态进行转换,提供各种报警信息,对系统进行维护。

4.1.2 数据要求

联锁软件运行数据来自于文本数据文件,这些文件对联锁软件及其它软件需要的数据进行了存储。道岔信息用道岔表表示,道岔表包括了所有与道岔有关的数据,并且将系统中所有与道岔相关的数据组成一份文件。某方面的数据则分别由各个文件记录,系统需要具备的主要文件有区段表、道岔表、路段表、基本进路表、系统数据表、信号基表等文件[5]。

4.2 管理软件

铁路部门需要对轨道线路、联锁计算机、人机接口信息进行管理,而管理软件是信息管理中的一个子系统。管理软件可以对连锁计算机中所有的操作进行记录、将连锁计算机上的设备状态显示出来,提供操作记录与报警信息查询,并标明操作的时间,将站场数据在大屏显示,将3日内站场所有的变化情况进行重演,作为故障分析与事故处理的基础。

4.3 通讯软件

通讯软件实现系统中各部门之间的通讯功能,包括通讯协议与接口的设计。HJ04A系统中的通讯包括连锁计算机与PLC之间的通信、联锁计算机与电务管理之间的通信、电务管理机与联锁计算机之间的通信、管理机与轨道交通大屏的通信及电路综合继电器的通信。

5 联锁软件规格说明书设计

5.1 联锁软件说明书要求

系统硬件的可靠性与安全性决定了计算机连锁系统的可靠性与安全性;计算机连锁系统也同样由软件的可靠性与安全性决定。软件系统设计中,无论设计人员多么聪明、技术多么专业,都很难保证软件的可靠性。因此,在设计过程中要实施严格的管理措施,保证技术的科学性、验证手段的有效性,从而保证软件设计的可靠性。

联锁软件设计是整个计算机联锁系统软件设计的核心,我国现阶段的联锁软件规格说明书基本上都是以非形式化的描述语言进行书写的,整个过程通过自然语言对其进行描述,存在一些难以读懂的图形标识,使整个连锁软件说明书难以理解,这些都需要改进。

5.2 联锁软件设计

联锁软件要在模块化条件下实现程序与数据分离,使站场变化通过数据的修改来完成,提供多种测试手段随时对内部数据的变化进行查看。

联锁软件界面提供给信号员,并且可以显示站场图形。信号员获得信息后将指令传达给操作界面。在操作系统,信号员可以对轨道下达选择路线、转岔、单锁道岔、铁路的重复开放、关闭信号等指令[6]。

6 联锁软件中Switch JC的范式转换

在SwitchJC道岔转换阶段,检查已选出的道岔实际位置是否符合要求,不相符时应该将其转换到预期的位置,Z模式描述语言如图1所示。图1模块Z模式的谓词部分SwitchJC(JLarrange)∩JLarrange=JL1∪(dc≠DC2∩SwitchDC=DC1全部由合区和析取组成,不含有其它联接词,已经为标准范式形式,不需要进行格式的转化。

7 结语

随着铁路事业的发展,计算机联锁系统在功能与技术方面都有了很大的改变。计算机联锁系统的运用不仅能让计算机很好地控制铁路信号的传递与各个环节之间的联结,还给铁路运行提供了安全保障。如何提高计算机联锁系统的安全性与可靠性是未来必须关注与研究的重要课题。

参考文献

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[3] 李进.计算机联锁系统安全可靠性设计分析[D].南京:南京理工大学,2012.

[4] 韦启盟.计算机联锁软件仿真测试系统的研究与实现[D].成都:西南交通大学,2014.

[5] 姜莹.计算机联锁系统安全可靠性设计分析[J].电子制作,2015(6):118-119.

计算机联锁软件 篇4

随着高速列车和城市轻轨线路的飞速发展, 车辆段的检修工作日益复杂、繁忙。为防止工伤事件或设备严重损失, 基于铁路行业联锁控制的概念的安全联锁系统应运而生。通常情况下, 安全联锁系统由保证平台登顶作业人员人身安全的门禁子系统、车辆出入库信号和警示子系统、保护设备安全的电气联锁控制子系统、PLC网络控制子系统、计算机控制子系统和视频监控子系统组成。

2 系统体系架构

随着工业控制自动化的不断提高和计算机在工业领域的广泛应用, 用户更多地利用计算机的人机界面更直观、更快捷地来了解信息和进行操作。力控监控组态软件具有整体的开放性, 工程师可基于产品进行系统扩展, 通过开放式接口, 开发其自己的应用系统, 它可方便地与标准程序和用户程序组合在一起使用, 建立人机界面, 精确地满足实际需要。

动车段的安全联锁系统利用调度室的PLC主站和每股道的PLC子站通过CC-LINK线组成的网络来进行通讯, 从而控制系统中的信号灯、显示屏、闪烁灯等各项设备, 并将这些信息通过PLC主站的I/O Driver传输到计算机的力控监控组态软件上, 使操作人员可以直观地在计算机界面上进行操作。

门禁子系统设有专门的门禁控制器, 安装在各个检查库, 数据通过专线传输到门禁总控器, 所有门禁数据可在专设的门禁计算机中显示。同时PLC主站可调取门禁总控器的数据, 上传到力控监控组态软件实时显示各个门禁的状态。

视频监控系统独立设置, 通过硬盘录像机将摄像头的实时图像传输到调度室的视频服务器, 实现各个检修段的实时图像监控。图1所示为系统架构图。

2.1 车辆出入库系统应用

动车段的调度控制分为段调度中心和库内调度室两部分。力控监控组态软件通过其方便友好的开发环境、面向对象的设计, 使组态工作量大大降低。画面中根据车辆出入库系统要求, 可按不同检查库和不同股道分别动态显示库内外进、出车位状态, 隔离开关状态, 各个信号灯状态, 以及各项报警状态。画面色彩生动, 动画效果真实流畅, 使得现场工程师直观地了解车辆出入库的实时状态。

2.2 门禁系统应用

动车段安全监控系统中, 门禁控制子系统中的电磁锁由调度室内的门禁计算机控制。门禁控制系统的数据可同时通过PLC总站汇总到力控监控组态软件平台, 可实时显示出入库车辆人员的门禁卡号, 生成各类工作日志报表, 为日后的数据汇总分析提供了强大的数据支持。

2.3 计算机和PLC网络控制子系统的应用

利用PLC网络控制系统和力控组态软件相结合的这种控制模式具有以下几种特点:

(1) 便捷性:由PLC组成的网络控制系统对工业现场数据进行采集、逻辑运算和输出, 以灵活多样的“组态方式”来进行系统集成, 将其预设置的各种软件模块进行简单的“组态”, 便可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能, 缩短了自动化工程师的系统集成的时间, 大大地提高了集成效率。

(2) 直观性:安全联锁系统的列车进入库状态、信号灯、接触网有无电、大门信号和爆闪灯等功能都以图片或动画的形式综合体现在力控组态软件的控制界面上。同时, 各种工位的状态显示栏和操作按钮都有序地排列在控制界面的下方。系统的状态提示和控制操作可以在同一界面进行。图2所示为安全联锁系统控制界面。

(3) 可扩充性:当现场 (包括硬件设备或系统结构) 或用户需求发生改变时, 不需作很多修改即可方便地完成软件的更新和升级。同时力控监控组态软件支持远程部署, 可以在线修改参数, 适合多人协作开发, 构建典型的分布式应用, 可以同步构建历史站、事件服务器、报警服务器等多种应用模式。

(4) 易维护性:整套系统易于维护便于升级, 力控监控组态软件预留数据交互接口, 可以为更高一级调度中心的数据平台提供实时数据, 从而轻松搭建全省乃至全国的动车段安全系统数据中心。

3 结语

我国车站计算机联锁系统 篇5

上世纪70年代, 随着计算机技术的发展, 一些发达国家开始着手研制计算机联锁系统, 这一举动随着1978年瑞典哥德堡车站成功开通的世界上第一个计算机联锁系统而成为事实。随后德国、日本、英国、美国等国家相继进入了计算机联锁系统研发的行列。我国对计算机联锁的研制起步较晚。1984年由中国铁路通信信号集团公司研制成功我国第一套计算机联锁系统在南京梅山铁矿井下200m深处的车站上投入使用, 从此揭开了我国计算机联锁系统发展的崭新的篇章。二十几年来, 随着技术的发展, 性能的不断提高, 计算机联锁系统的应用逐渐从路外向路内, 从小站到大站, 从支线向干线, 从中间站到编组站过渡。迄今为止, 我国已有上千个车站安装了计算机联锁系统。

在计算机联锁系统的研发上, 既有符合我国国情的、具有自主知识产权的产品, 如铁道部科学研究院通号所研制开发的TYJL-II型双机热备系统, 北京全路通信信号总公司研究设计院研制的DS6-11型双机热备系统, 北京交大微联科技有限公司研制的JD—lA型计算机联锁系统以及卡斯柯信号有限公司研制的CIS-1型计算机联锁系统;又有引进国外先进技术, 与之合作开发的高可靠性、高安全性的计算机联锁系统。如2000年北京全路通信信号研究设计院引进日本京三制作所的K5B型故障-安全硬件, 加之我国自主研发的软件系统, 合作开发的DS6-K5B型二乘二取二冗余计算机联锁系统。2001年北京交大微联科技有限公司引进日本信号株式会的二乘二取二故障-安全硬件和故障-安全的操作系统, 加之我们自主研发的人机会话微机硬件和软件系统构成的EI32一JD型二乘二取二冗余计算机联锁系统等。可以看出我国计算机联锁系统的发展是一派欣欣向荣的局面。

2 计算机联锁的优点

2.1 控制能力大大提高

相比6502继电集中联锁, 计算机联锁系统采用较少的硬件和相应的软件, 可以很容易地实现继电联锁的控制功能, 并克服其缺陷, 因此系统的控制能力大大提高。

2.2 可靠性高, 安全性好

计算机联锁系统采用了基于某种总线标准的工业控制计算机, 其可靠性, 抗干扰能力及环境适应性大大增强。此外系统设计时在硬件和软件上还采用了可靠性技术, 如硬件的二重冗余或三重冗余, 采用动态驱动电路以及光电隔离技术等达到故障-安全要求。软件方面采用信息编码技术、软件冗余技术和软件检测技术等, 使得计算机联锁系统的可靠性和安全性大大提高, 完全满足了可靠性指标MTBF (平均故障间隔时间) ≥106h, 安全性指标MTBFAS (平均危险侧故障间隔时间) ≥ 10-11h, 远远超过继电联锁的安全性和可靠性。

2.3 丰富的信息量

计算机联锁系统能提供丰富的信息量, 有声音, 文字, 图形, 图像, 使人机交互更加形象, 直观, 值班员和维护人员操作起来更为方便, 效率更高。

2.4 减少了维护工作量

采用计算机联锁后, 继电器的用量大大减少, 减轻了继电器的维护工作量。此外, 采用计算机后, 系统可以对现场设备进行监测, 发现故障即时记录并报警, 维护人员根据提示, 即可进行相应的操作。

2.5 联网功能

给计算机联锁系统装上网卡, 可以很方便地实现和其他系统的信息交换。例如, 联锁系统和调度集中 (CTC) 、铁路运输管理信息系统 (TMIS) , 行车调度指挥信息系统 (TDCS) , 列车运行控制系统 (CTCS) 等的信息交换, 为铁路的信息化、网络化、综合化发展提供必要的条件。

3 目前存在的问题及解决建议

十几年来, 我国的计算机联锁系统得到了快速发展, 到目前为止, 已有上千个车站安装了计算机联锁设备, 极大地推动了铁路现代化、信息化的建设。然而在使用中, 还存在着一些问题期待解决。

3.1 硬件质量有待进一步提高

在实际运营中, 4家计算机联锁研制单位的产品, 即通号总公司研究设计院 (DS6型) 、铁科通号所 (TYJL型) 、北方交大 (JD型) 、卡斯柯 (VPI型) 都曾发生过设备故障的情况。故障的表现形式不尽相同, 有联锁机故障, 上位机故障, 通信网卡故障, 室内外的混线, 接口松动等, 但其中硬件故障的比例相当高, 很多故障更换完新的板、卡即可消除。我国的计算机联锁硬件设备有很大部分是国产化的, 制造工艺和水平还不能和国外的大公司相比。在引进国外的高质量的硬件设施的同时, 学习国外的先进技术, 改进我们的制造工艺, 既节约了资金, 又提高了我们的技术水平, 争取双赢。

3.2 加强软件的检测, 提高软件制造水平

计算机联锁的系统的软件担负着联锁关系运算, 完成进路确选、锁闭, 发出动作道岔和开放信号的控制命令, 实现进路锁闭、解锁等功能, 是整个系统中至关重要的部分。一旦软件系统出现差错, 输出错误的控制命令, 将直接危及行车安全。因此软件的安全性至关重要。由于软件的不透明性和对错误隐蔽性、滞后性, 一时之间难以发现。因此软件的安全性变得至关重要, 直接关乎到行车的安全与否。除了采用正确的程序设计方法, 还要加大软件的检测力度, 力争在检测中发现软件所存在的缺陷。为此铁道部制定了《计算机联锁技术条件》和《计算机联锁软件安全性测试细则》。同济大学软件测试评估研究室和铁道部铁路车站计算机联锁检验站合作, 成功开发了计算机联锁软件便携式测试仪, 可以很方便地对联锁软件进行功能测试。再有加大软件安全性认证机构的建设也是联锁软件发展道路上的重要的一环。到目前为止, 我国还没有日本那样具有专门的对软件的安全性进行认证的权威机构, 因此在计算机联锁软件安全性的发展道路上我们还有许多工作要做。

3.3 加大专家系统的开发建设

随着计算机联锁系统的不断上马和现场人员对其认识不断加深, 计算机联锁系统越来越受到行车指挥人员的喜爱。因此计算机联锁系统工作的可靠性, 能否连续24h不停地工作显得尤为重要。目前在现场运营的计算机联锁系统, 总体来讲, 效果良好, 方便了行车指挥, 降低了劳动强度。只是故障以后如何快速地消除故障并恢复运营对电务维护人员来说却是一个不小的挑战。很多电务人员对计算机了解不是很深, 出了问题一时半会难以判断故障到底出在什么地方, 因此就延长了故障的处理时间, 耽误了行车。虽然也有培训机构对电务人员进行过培训, 但都不系统, 再者故障的产生是随机的, 不是一成不变的, 因此故障的表现形式也不尽相同。基于此, 大多数的电务人员能处理的故障不是很复杂。查看维修机的记录, 更换新的器件, 如此处理后如果故障还没有消失, 恐怕就要打电话求助厂家了。有的站交通比较便利, 有的恐怕要好长时间厂家人员才能赶到, 如此扩大了故障的影响范围, 进而影响行车。建议在现在维修机的基础上, 加大对专家系统的开发。应用知识和人工智能技术, 通过推理和判断来解决复杂问题。根据对故障的观察和分析, 推断故障所在, 并给出排除故障的方法。帮助现场维护人员在最短的时间内排除故障, 恢复运营。

4 展望

二十几年来, 车站计算机联锁系统技术得到了空前的发展, 而以计算机联锁设备为基础的综合信号系统也已成为当前铁路信号发展的主流。随着人工智能技术、可靠性技术、微电子技术及通信技术和网络技术的应用, 计算机联锁系统必将朝着智能化、高可靠性、全电子化、信息化的方向发展。而且伴随着TDCS、CTC、CTCS 及微机监测系统的实施, 计算机联锁系统已经不再是一个孤立的车站信号联锁设备, 而是综合行车指挥控制系统的一个重要组成部分, 是保证安全行车的必备设备之一。新的机遇必将给计算机联锁系统的发展带来一片崭新的天空。

参考文献

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[7]当代中国铁路信号 (1996-2000) 编辑委员会.当代中国铁路信号 (1996-2000) [M].北京:中国铁道出版社, 2002.

浅析铁路信号计算机联锁技术 篇6

计算机联锁是一种由计算机及其他电子、电磁器件组成的具有故障-安全性能的实时控制系统。计算机联锁系统由相关硬件和软件设备构成。随着微电子技术、计算机科学和现代控制理论的发展, 特别是可靠性和容错技术的提高, 使铁路信号联锁控制系统在经历了以机械、机电、继电等传统技术手段组成的系统后, 正向今天的以微电子、计算机和现代控制技术为基础组成的系统发展。计算机联锁首先于1978年在瑞典哥德堡投入运用, 后在世界各国推广使用。1991年11月19日, 中国铁路干线上第一个计算机联锁系统在广深线红海站开通, 从此我国铁路信号进入了计算机联锁时代。

1、计算机联锁控制系统的优点

(1) 体积小、占地小, 易于车站扩大规模;安装费、运输费及维护费用大幅降低;当系统进行升级或改造时, 其施工工作量比继电器系统小的多;

(2) 随着电子与计算机技术的发展, 计算机联锁的性价比更高;采用分布式系统结构时计算机控制系统可以省去干线电缆, 大幅降低工程造价;

(3) 计算机联锁控制系统的维修工作量小, 具有自诊断、故障定位功能, 日常维护可在机房进行远程维护, 通过软件开发方式方便地添加新功能, 完善工作性能。降低了维护难度, 并且通过网络可以远程诊断。

2、计算机联锁控制系统的不足

(1) 安全性。计算机联锁控制系统应用大量的电子元件, 需要在抗电磁干扰及防止雷害等方面采取防护措施;同时计算机联锁控制系统对温度、湿度、空气清洁度等工作环境的要求比继电器系统高。

(2) 稳定性。计算机联锁控制系统中实现联锁逻辑的联锁计算机一旦出现硬件故障, 其影响面会很大, 甚至使系统不能正常工作。

二、计算机联锁技术的原理结构

下面阐述计算机联锁技术的原理结构, 详细说明当前我国铁路信号施工技术中广泛应用的几种计算机联锁主流技术。

1、计算机联锁系统的功能

(1) 联锁逻辑运算:接收ATS或车站值班员的进路命令, 进行联锁逻辑运算, 实现对道岔和信号机的控制。 (2) 轨道电路信息处理:处理列车检测功能的输出信息, 以提高列车监测信息的完整性。 (3) 进路控制:设定、锁闭和解锁进路。 (4) 道岔控制:解锁、转换和锁闭道岔。 (5) 信号机控制:确定信号机的显示。

2、计算机联锁系统结构组成

计算机联锁控制技术是实现以进路控制为主要内容的联锁控制系统。联锁控制系统是以色灯信号机、动力转辙机和轨道电路作为室外三大基础设备, 以电气设备或电子设备实现联锁功能对轨道区段状态、信号状态和道岔状态进行检测, 并对信号机和道岔实施控制的系统。

3、计算机联锁系统通信方式

计算机联锁系统不仅要具有高度的安全性、可靠性、可用性, 还要有快速、强大的数据处理能力, 计算机联锁系统内部各模块之间以及计算机联锁和其他系统之间要相互传输大量数据, 协同工作, 因此, 各种通信方式在计算机联锁及相关系统中得到了大量的运用。其中最主要的有以太网通信、串口通信、现场总线通信等。

4、可靠性技术

为了提高系统可靠性指标, 在长期的研究中发展了两类可靠性技术。一类是防止和减少故障发生的技术, 叫做避错技术;另一类是当系统的某部分发生故障时, 系统仍能保持正常工作的技术, 称之为容错技术。其中避错技术分为硬件避错和软件避错, 对于计算机联锁控制系统的容错技术, 是通过系统各部分之间冗余来实现的。主要通过以下三个层次来实现, 即系统级保障技术、设备级保障技术、网络通信保障技术。

三、计算机联锁过渡施工的简要介绍

计算机联锁是铁路信号最重要的新技术之一, 是计算机应用于铁路信号的重要突破口。计算机联锁的研究成功和推广使用, 使铁路信号进入了一个新阶段。计算机联锁在安全性、可靠性、经济性等方面是继电集中无法比拟的, 更能满足现代化铁路对车站联锁设备的要求。新建和改建计算机联锁具有广阔的发展前景, 是车站联锁设备的发展方向, 改建过程中施工过渡能否顺利实施, 是车站技术改造成功与否的重要环节。

在运输繁忙的干线铁路提速改造时, 通常需对整个站场平面进行较大规模的改造, 为了确保行车安全, 减少工程建设对运输的影响, 站场改造一般采取分期分批逐步拆铺拨接, 并要求对临时过渡的道岔及时纳入联锁。如何利用新建的计算机联锁系统配合站场改造过渡, 在确保行车安全, 减少工程建设对运输的影响, 提高施工组织水平的前提下, 探索一种施工组织方案和相关施工工艺及方法具有重要意义。主要分为以下几个步骤:电缆工程施工、信号设备安装、计算机联锁试验、信号设备调试试验。

同时, 也应注意一些过渡施工的安全和质量保证措施, 具体如下:一、施工前, 根据封锁施工方案, 结合各站的特点和详细工作量, 制定周密具体的施工方案和各项组织措施, 并向全体人员进行交底, 使之对整个施工过程有一个全面了解, 做到内容具体有针对性。二、在既有信号楼内施工时, 不得随意动正在使用中的一切设备、配件, 更不能碰撞, 以免造成既有设备故障, 影响正常行车。三、给点慢行以前, 对防护员到位情况、站位、防护器具等进行逐一检查, 并及时与工地负责人取得联系, 确保通讯联络系统畅通。给点施工前, 严禁触动任何既有行车设备。四、精心组织, 合理安排施工计划, 抓好文明施工, 对工程施工所产生的废弃物进行回收、处理, 对于容易污染道床或影响行车安全的沟坑开挖或电缆施工, 要采取防污染措施, 保证现场安全整洁。五、严格执行施工过程“三检制” (自检、互检、专检) , 各级安质员应认真履行自己的职责, 严格按照《验标》、《施工规范》和定测纪要、设计文件、施工技术标准检查施工质量, 发现问题及时处理。

四、计算机联锁控制系统的现状及前景

目前, 计算机联锁控制系统已处于试用阶段, 随着实践经验的积累, 系统的性能也在不断提高。随着计算机技术的发展, 微机联锁设备在应用中断提高和完善, 到90年代, 已经在发达国家的铁路车站中应用了几百套。我国的计算机联锁系统主要采用由通用的工业控制计算机组成的双机热备系统, 有不少部分采用了由国外专用机组成的双机及多级系统。目前, 计算机联锁已装备了近千个车站。由于采用了先进的计算机和通信技术, 计算机联锁控制系统将成为综合行车指挥系统的基础和重要部分。系统通过各种制式的通信网络可实现多层次控制, 使控制范围扩大, 即可由一个枢纽站控制周边的若干站及区间的道岔控制点, 既优化了控制, 又减少了投资和运营成本。计算机联锁控制系统通过与运营图管理系统、旅客向导服务系统、车次号跟踪系统联网, 可构成全方位的计算机综合控制、管理系统。

五、小结

综上所述, 通过对比继电器联锁系统、计算机联锁系统的特点和目前国内铁路信号计算机联锁现状的研究, 可以了解目前铁路信号计算机联锁系统的发展方向, 加强以新型的计算机联锁系统替代原有继电器系统的观念, 促进我国冶金行业铁路信号系统技术的发展, 更好的为冶金行业服务。

建设现代化的中国铁路, 尤其是新时期的中国高速铁路, 不仅是我们肩上义不容辞的责任, 也是我们引以为豪的使命。我们要以与时俱进的使命感, 以勇挑重担的责任感, 善观大势早运筹, 善谋大事主动干, 用实际行动描绘铁路发展的美好蓝图。

摘要：计算机联锁在安全性、可靠性、经济性等方面是继电集中无法比拟的, 更能满足现代化铁路对车站联锁设备的要求。新建和改建计算机联锁具有广阔的发展前景, 是车站联锁设备的发展方向, 改建过程中施工过渡能否顺利实施, 是车站技术改造成功与否的重要环节。

浅谈VPI型计算机联锁系统 篇7

一、VPI型联锁系统

VPI型计算机联锁系统也就是安全型计算机联锁系统, 是一种“故障—安全”的、以微机处理器为基础的车站联锁信号控制系统。它的逻辑电路是由安全型逻辑组成的。能把传统的由继电器实现的联锁逻辑和控制逻辑“写”成一系列逻辑表达式即布尔表达式, 这些逻辑表达式的正确实施是通过一个设计过程和原则来得到保证的。这个设计过程和原则被称为“数字集成安全保证逻辑”, 这个“数字集成安全保证逻辑”确保联锁逻辑按要求实现, 并使系统有故障—安全的特性。由此可见, 安全型计算机联锁是从“有接点”到“无接点”的跨越。系统功能合理分配到基于“安全通信和非安全通信”网络的人机接口、联锁处理、系统维护等节点上, 有每个功能节点来完成一种或多种功能, 而每个节点就是一个完整的计算机系统, 彼此通过网络交换信息并协调运行。

VPI系统被设计成满足用户要求的、保证基础安全的、并使用安全型各端口独立校核的输入数据的布尔方程式, 从而产生于该方程式解直接相关的一组输出。安全型输出量的状态不断地被检测以确保:如果和相应方程式的解不符合, 该输出就不在允许的状态中。输入数据的读入和输出状态的检测都通过安全型硬件来实行。表达式求解和输出检测都依靠一个安全型继电器, 它必须在精确的时间间隔内收到有效的校核字, 然后才能将电源经由安全型继电器的前接点送到所需的输出端。系统的各个子系统设有安全防护功能, 能阻止非法登陆, 其中包括合法人员的以外登陆、错误登陆和不合法人员的登陆。VPI系统实现了软件标准话, 硬件模块话, 采用开放的系统结构, 能方便可靠的和调度集中系统、数字轨道电路、微机检测系统、自动站间记轴系统、闭塞系统、列控系统等信号系统接口并交换数据。系统的显示采用LCD液晶显示器作为计算机联锁系统人机界面的显示屏, 操作员通过鼠标办理各种作业。液晶显示器显示站场图形, 给出信号机、道岔、轨道电路等信号设备的状态。在操作中, 系统还会给出明确的语音提示, 方便车站值班人员了解有关作业情况和操作命令的执行状态, 减少误操作发生的概率。采用N+1热备人机界面子系统、双系热冗余的联锁处理子系统、双网通信, 采用逻辑上环网连接。同时, 采用模块隔离技术, 各子系统内部切换不影响其他子系统正常工作, 即任何一个人机界面子系统、联锁处理子系统、网络设备不能正常工作, 不会导致其他子系统无故切换。VPI系统的自诊断功能十分完善, 故障定位到板级, 输入/输出板故障定位到具体位。

二、VPI系统体系结构

VPI系统是在一般双系热备结构的基础上, 增加独立的“故障—安全”校验模块、采用NISAL专利技术, 实现双系统并行的热冗余计算机联锁系统。双系热冗余的“组合故障安全”结构, 再加上“反应故障安全”技术, 构成高安全性能的综合安全系统。系统由六个子系统组成, 分别是联系处理子系统、人机界面子系统、值班员台子系统、诊断维护子系统、冗余网络子系统、电源子系统。现对主要的子系统进行介绍。

联锁处理子系统由一个或多个机柜组成的双系热备冗余系统, A系和B系无论是否同时启动, 双系开机并通过安全校验后既能很快进行自动同步。A系和B系采集共享, 并行输出, 当一个系某一路采集或输出发生错误时, 只要另一个系统对应的码位不发生错误, 既不会影响系统的运行。

人机界面子系统是VPI系统与操作人员的交互接口, 通常情况下, VPI系统采用彩色显示器作为计算机联锁系统的人机交互界面, 用来供操作人员通过鼠标办理各种作业, 显示站场信号设备, 并给予明确的语音提示。对于特殊要求的车站, 还可以采用数字化仪、控制台等作为人机交互界面。在大型站场设有值班员子系统, 供值班人员监视站场内列车运行情况以及站场状态。它的界面与人机界面子系统完全一致。

三、系统的切换

VPI系统是完整的双机系统, 它的最大特点是单系统故障或维修时不会影响整个系统的正常使用, 极大的提高了系统的可用性, 双系统热备功能的应用可有效的使整个系统正常工作的持续能力得到明显的改善, 因为其在备用系统转换为工作系统的切换过程中, 系统的工作不会受到影响。所以可以看出, 双机系统尤其是双机热备系统的切换是至关重要的, 并且对计算机联锁而言, 切换的安全性更为重要, 系统切换的缺陷可能会导致危险事故的发生。一个完整的双机热备系统, 其各个部分显然都应该是双重的。但对于通常的控制系统而言, 至少在两个界面上必须具有唯一性和一致性, 一个是显示控制界面, 一个是最终执行命令界面。唯一性是指只能一方有效, 一致性是指同时在这两个界面的有效必须是同一个系统。否则很可能造成系统混乱, 特别是两个系统由于故障或其他原因而状态不一致时。完整的双机备用系统至少在这两个界面上会有切换控制, 可能会有不同的形式比如硬件控制或软件控制。VPI是分布式多微机系统, 其切换控制基本上是依据系统的结构划分的, 采用以子系统为单元可各自独立切换的方式。将切换单元适当化小, 可使整个系统具有更高的可靠性, 因为只要不是在互为备用的、相同的两个子系统内同时发生故障, 就可以重新构成一个可以正常工作的完整系统。切换只是在同步的状态下进行的, 以故障自检和诊断为基础的切换控制程序是其核心, 切换条件的确定原则如下: (1) 主备间的同步通信中段。双机间的通信是由备机主站向主机子站进行呼叫, 当无接收应答时可能有两种情况, 一是主机死机;二是通信故障, 无法继续同步运行。此时认为主机故障, 进行切换。 (2) 主机通过自检测程序, 发现严重故障, 向备机申请切换倒机。 (3) 当备机间的同步信息出现持续性的差异时, 同步处理程序确认主机出现某种影响系统控制的故障时进行切换。

四、结语

本文通过对VPI型计算机联锁系统的基本实现方法、能达到怎么的实际效果、系统的体系结构、双机热备的切换及切换的必要条件、系统的安全性可靠性等都做了简要的阐述。希望对于铁路运输的安全健康的发展能够有所贡献。

参考文献

[1]吕永昌, 林瑜筠.《计算机联锁》.北京:中国铁道出版社.2007

车站计算机联锁系统施工方法研究 篇8

1车站计算机联锁在现场的调试

1) 前提条件和准备工作:①计算机联锁设备供应商现场技术人员必须使用专用的笔记本电脑安装软件, 必须保证没有病毒和不用与联锁无关的其他用途。计算机联锁设备供应商必须保证计算机联锁软件、控表机 (控显机、上位机) 软件、维护机软件的完整, 在安装前严格检查确认没有病毒。②在进行联锁试验前测试电源屏电源输出端对地绝缘电阻、各电源相互间绝缘阻值、直流电源对地电压和交流两极对地电压之比;测试电缆全程对地绝缘, 对所有电缆芯线进行一次全过程对地绝缘测试。③根据设计图纸对配线进行全面核对, 做到图实相符。④核对计算机联锁控制台显示界面、设计图纸信号设备平面布置示意图与实际站场一致。主要有信号机安装位置, 高矮柱类型是否正确;道岔定反位置是否正确;无岔区段设置是否正确;侵线绝缘是否正确。⑤根据联锁表编制联锁试验方案, 联锁试验方案应包括:联锁试验人员分工、联锁试验内容、联锁试验程序、联锁试验方法、联锁试验注意事项以及应急安全措施等。⑥采用模拟盘联锁试验的方式, 即在机械室内制作模拟盘代替室外实际设备。

2) 计算机联锁设备功能试验:①地线测试。②按信息表单独做主机的驱动板与组合架上的驱动继电器及主机的采集板与采集对象的对位检查。③按信息表单独做备机的驱动板与组合架上的驱动继电器及备机的采集板与采集对象的对位检查。④按信息表做联锁主机、备机的驱动板与组合架上驱动继电器及联锁机的采集板与采集对象的同步、对位试验。⑤联锁主机、备机同步故障倒机及人工切换试验。

3) 按照联锁试验方案, 根据规定的联锁图表进行联锁试验。对不能在仿真试验检验的项目内容, 在模拟试验环节 (或开通联锁试验环节) 进行试验。重点试验项目包括半自动闭塞、改变方向电路、驼峰结合、场间联系、站间联系、计轴自动站间闭塞、道口通知、长大区段有分割轨道电路、以及带动道岔、防护道岔、长大下坡道延续进路、中间出岔、非进路调车、侵限绝缘、结合电路等特殊电路。

4) 进行站内电码化试验, 在分线盘测量每个区段发出的电码化低频、载频、电压, 检查其正确性;进行区间联锁关系检查, 测量每个区段的载频、低频, 检查其与设计的一致性。现在区间大部分采用“ZPW—2000A型轨道电路”, 还要重视发送器+1的正确性, 接收器主备关系及小轨的选型等相关试验。

5) 因为采用模拟盘进行联锁试验, 在设备开通使用前必须进行室内、室外设备状态及表示一致性的检查 (对位检查) , 要确保设备图纸与实物相符, 室内、室外设备状态及表示一致。

2车站计算机联锁试验中的故障及处理方式

车站计算机联锁以信号机械室分线盘为界, 分为两大部分:室内部分和室外部分。室外部分的故障按照电气集中电路故障处理办法处理;室内部分又以接口柜为界, 分为两部分:继电电路部分和计算机系统故障。计算机系统故障常见的有:①电源系统故障;②联锁机表示灯相关故障;③采集及驱动类故障;④显示故障;⑤鼠标、数字化仪故障等。下面主要对采集及驱动类故障进行阐述。

2.1 采集故障

查看相应的继电器状态是否与意图一致。如一致, 则故障点在继电器电路或室外;如不一致, 则故障点在室内。若故障点在室内, 对照联锁机采集码位表, 查看相应的印刷版灯位。如灯位显示与继电器状态一致, 则说明是联锁处理子系统故障;若灯位与继电器状态不一致, 则说明故障发生在采集板与接口继电器电路之间。这时, 在接口柜相应的位置测量采集电压。若有电压, 则检查接口柜到联锁机柜间软缆配线;若没有电压, 则在组合柜侧面、内部继续查找, 直至找出错误连接的配线。譬如操作机上出现道岔挤岔报警, 首先看道岔表示继电器是否有吸起。如无吸起, 则为继电器电路故障或室外故障;如吸起, 则为采集故障。

2.2 驱动故障

查看相应的继电器位置是否与要求的一致。如一致, 则故障点在继电器电路或室外部分;如不一致, 则为驱动故障。对照联锁机驱动码位表, 查看相应的印刷版灯位。如灯已点亮, 而继电器未动作, 说明驱动电源没有送到继电器线包。首先在接口柜相应端子位置测量是否有驱动电压, 若无电压, 则说明故障在接口柜与联锁机柜之间, 检查软缆配线是否正确, 软缆两端是否插接牢固。若有驱动电压, 则继续查找组合侧面、内部, 直到继电器线包, 直至找出错误连接的配线。如果灯没有点亮, 则判断为联锁子系统故障或联锁系统没有采集到应该采集到的信息而不发出驱动命令。

通过列举以上几种常见设备故障的原因分析及故障处理办法, 有助于现场维护人员对设备总体了解, 有助于提高现场维护人员业务素质, 提高他们处理故障的能力, 从而缩短信号设备故障延时, 大大提高了信号设备维护管理水平。对保证设备安全运行、提高铁路运输能力, 适应铁路快速高效发展, 促进经济增长有着非常重要的意义。

综上所述, 自计算机联锁系统现场使用以来, 使信号设备的维护管理水平上了一个新台阶, 以前需要人工采集的各种信号设备的电气特性、机械特性等技术数据, 可直接由计算机联锁系统通过数据线传给微机监测系统, 各种数据信息通过显示器直接反映出来, 非常便于查询和记录分析, 使这项工作变得轻而易举, 大大减轻了现场维护人员的劳动强度, 提高了工作效率。本文结合个人现场工作实际, 通过列举计算机联锁系统常见故障的分析与处理, 提高了故障处理效率, 确保了行车安全。

参考文献

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