鐵路信號計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)

1、目 錄1 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)基礎(chǔ).11.1 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖概述 .11.2 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的功能.11.3 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖主要技術(shù)條件.21.4 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的應(yīng)用現(xiàn)狀.32 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖工作原理.52.1 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)硬件組成 .52.2 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)基本原理.62.3 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)可靠性及安全設(shè)計(jì).73 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)故障維護(hù)及探討.113.1 聯(lián)鎖設(shè)備常見故障分析處理 .113.2 故障種類 .114 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的發(fā)展前景.134.1 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的必要性.134.2 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的發(fā)展.14參考文獻(xiàn) .170鐵路信號計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖效系統(tǒng)摘 要計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)鐵路現(xiàn)代化和自動化的基礎(chǔ)設(shè)施之一，

2、是一種高效、安全的車站聯(lián)鎖設(shè)備，是提高車站通過能力的基礎(chǔ)。同時，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)還具有故障安全性能，與電氣聯(lián)鎖系統(tǒng)相比，其在設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)方面都較為便捷，且便于改造和增加新功能，為鐵路信號向智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展創(chuàng)造了條件。本論文主要闡述了計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)組成，設(shè)備選型及電源配置等原則及處理方法。采用二乘二取二的體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)方案，尤其是對于可靠性技術(shù)和容錯技術(shù)的深入研究，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖技術(shù)已日趨成熟，在大力推廣使用。根據(jù)各國對計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的研究和使用情況來看，由于計(jì)算機(jī)在邏輯功能和信息處理方面具有很強(qiáng)的功能，完成其對信號機(jī)、道岔的控制電路及其相關(guān)組合的內(nèi)部配線和對信號機(jī)、道岔

3、、軌道電路等部分設(shè)備的狀態(tài)信息采集電路以及與聯(lián)鎖機(jī)接口電路的控制。關(guān)鍵詞：鐵路信號；計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖;故障探討1第 1 章 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)基礎(chǔ)1.1 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖概述為了保證行車安全和必要的通過能力，信號、道岔與進(jìn)路之間必須以必要的技術(shù)手段保持一定的制約關(guān)系和操作順序，稱這種制約關(guān)系和操作順序?yàn)槁?lián)鎖，用計(jì)算機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)成為計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)。鐵路是國民經(jīng)濟(jì)的大動脈、全國溝通聯(lián)系的紐帶、國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的先行行業(yè)。與其它運(yùn)輸方式相比，鐵路運(yùn)輸具有運(yùn)量大、成本低、速度快、安全可靠、能全天候運(yùn)輸?shù)缺姸鄡?yōu)勢。鐵路承擔(dān)全國客貨周轉(zhuǎn)量的 60%70%，這種狀況在今后相當(dāng)長的時間內(nèi)不會有太大的變化，鐵路仍將是我國交通

4、運(yùn)輸系統(tǒng)中的重要力量。鐵路信號是鐵路運(yùn)輸?shù)亩?，是保證行車安全和提高運(yùn)輸效率的有力工具。一旦信號設(shè)備故障，鐵路運(yùn)輸將陷于癱瘓，整個國民經(jīng)濟(jì)將遭受嚴(yán)重?fù)p失。從鐵路一開始出現(xiàn)，人們就吧把鐵路信號中的故障安全技術(shù)作為一個專題進(jìn)行研究。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，特別是對可靠性和冗余容錯技術(shù)的深入研究，車站信號聯(lián)鎖安全技術(shù)也正在不斷的更新和發(fā)展。目前，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)已處于實(shí)用階段，隨著實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，系統(tǒng)的性能也在不斷提高。我國的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)主要采用由通用的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組成的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)。近年來，又推出了二乘二取二系統(tǒng)，由兩個 CPU 構(gòu)成一個子系統(tǒng)執(zhí)行聯(lián)鎖任務(wù)（主機(jī)） ，另外兩個 CPU

5、 處于熱備狀態(tài)（備機(jī)） ，這就大大提高了計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的可靠性和安全性，而且方便維修，主要干線的技術(shù)改造都優(yōu)先考慮采用二乘二取二系統(tǒng)。目前，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)已裝備了上千個車站。總之，鐵路信號計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)將向低成本、高效率、高安全、高可靠及信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和綜合自動化的方向發(fā)展。1.2 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的功能一、系統(tǒng)的功能1、聯(lián)鎖控制功能（1）進(jìn)路的控制。（2）信號的正常開放、關(guān)閉、人工重復(fù)開放以及防止自動重復(fù)開放。（3）道岔的單獨(dú)操縱、鎖閉和解鎖。2、顯示功能（1）站場基本圖形顯示。2（2）現(xiàn)場信號設(shè)備狀態(tài)顯示。（3）車站值班員按壓按鈕動作的確認(rèn)顯示。（4）聯(lián)鎖系統(tǒng)的工作狀態(tài)、故障

6、報警顯示。（5）時鐘顯示、必要的漢字提示，如操作錯誤提示、聯(lián)鎖狀況提示、執(zhí)行失敗原因提示等。3、記錄存儲和故障檢測與診斷功能（1）系統(tǒng)可按時間順序自動記錄和儲存車站值班員按鈕操作狀況、現(xiàn)場設(shè)備動作情況和行車作業(yè)情況。（2）提供圖像再現(xiàn)功能。（3）實(shí)現(xiàn)進(jìn)路儲存和自動辦理。（4）具有集中檢測和報警功能。4、語音提示功能該系統(tǒng)具有通過語音或音響在控制臺上播放提示信息的能力。當(dāng)有多條信息需要同時播放時，這些信息輪流播放。5、綜合功能利用標(biāo)準(zhǔn)化的通信接口板、網(wǎng)絡(luò)接口板以及通信規(guī)程，可直接與現(xiàn)代化信息處理系統(tǒng)相連結(jié)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。1.3 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖主要技術(shù)條件1、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖能滿足各種車站（場）規(guī)模和運(yùn)輸作業(yè)

7、的需要，保證行車安全，提高運(yùn)輸效率，并具備大信息量和聯(lián)網(wǎng)能力。2、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖采用硬件冗余結(jié)構(gòu)，如雙機(jī)熱備、三取二或二乘二取二的結(jié)構(gòu)?？煽慷戎笜?biāo)：平均故障間隔時間（MTBF）大于或等于 106h；安全度指標(biāo)：平均危險側(cè)輸出間隔時間大于或等于 1011h。3、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖使用涉及安全的電路符合故障-安全原則；電路故障能即時發(fā)現(xiàn)，當(dāng)故障會危及行車安全時，能切斷系統(tǒng)的危險側(cè)輸出。4、計(jì)算機(jī)硬件體系結(jié)構(gòu)為層次結(jié)構(gòu)，如分為人及對話層、聯(lián)鎖運(yùn)用層和執(zhí)行表示層。5、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖具有通過通信前置處理機(jī)和通信網(wǎng)與其他系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)通信能力，與調(diào)度指揮系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信符合有關(guān)規(guī)定。6、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的軟件系統(tǒng)達(dá)到軟件制式檢測要求的

8、可靠性和安全性，所有程序都具有模塊化，結(jié)構(gòu)化和標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)。7、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的各種接口與通道能保證長期使用的高穩(wěn)定性和高可靠性。8、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖能通過外部數(shù)據(jù)通道或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與其他自動化或管理系統(tǒng)。9、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)有兩路獨(dú)立電源供電，并且有自動轉(zhuǎn)接功能，以保證不間斷供電。310、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖采取了必要的防電磁干擾和防雷措施，以保證在規(guī)定嚴(yán)酷性等級的運(yùn)用環(huán)境中，設(shè)備都能正常工作。11、信號設(shè)備的接地電阻不大于 10，用于防護(hù)電子設(shè)備的安全保護(hù)地線的接地裝置，其接地電阻值不大于 4。對于重雷害地區(qū)，地線設(shè)置還采取了特殊措施。12、監(jiān)測子系統(tǒng)作為系統(tǒng)基本組成部分，為維護(hù)使用部門提供監(jiān)測、報警、統(tǒng)計(jì)、分析、

9、管理、遠(yuǎn)程診斷及維護(hù)功能。13、根據(jù)需要設(shè)應(yīng)急盤，在計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖失效時控制道岔和引導(dǎo)信號。1.4 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的應(yīng)用現(xiàn)狀一、國外車站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀1978 年世界第一個計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)在瑞典哥德堡問世, 從 20 世紀(jì) 80 年代起各國競相研究開發(fā)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng), 并取得了顯著的成績,日本在 1980 年由鐵路綜合技術(shù)研究所、京三公司、日信公司合作開發(fā)、生產(chǎn)了由三重冗余微計(jì)算機(jī)組成的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖裝置, 1985 年實(shí)際投入使用的 JR 東日本的南古谷車庫的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖裝置是日本第一臺計(jì)算機(jī)聯(lián)裝置,90 年代起很多國家已開始大面積推廣微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng), 如日本、英國制定技術(shù)政策, 不再發(fā)展繼電聯(lián)鎖,

10、 而由計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖取代,經(jīng)過 20 多年的發(fā)展, 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖技術(shù)在發(fā)達(dá)國家已發(fā)展成為完善成熟的技術(shù), 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖由面向工程技術(shù)研究轉(zhuǎn)向以面向服務(wù)為中心, 其應(yīng)用現(xiàn)狀總體上可歸納為以下幾方面:（一）計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖制式主要由三取二和二乘二取二兩種, 通過軟件、硬件容錯技術(shù)提高計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的可靠性、安全性、可維護(hù)性, 雙機(jī)熱備系統(tǒng)已經(jīng)淘汰；（二）計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的性能逐漸提高, 比如: 快速計(jì)算能力, 高速率數(shù)據(jù)交換的通信能力, 以適應(yīng)高速鐵路和綜合化信號控制系統(tǒng)的要求；（三）面向工程和服務(wù), 采用計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù), 開發(fā)功能非常完善和強(qiáng)大的CAD 系統(tǒng), 并從制度和設(shè)備上建立完善的維修體系和仿真檢測體

11、系；（四）積極發(fā)展、推廣使用全電子模塊化的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng), 使計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)具有開放式結(jié)構(gòu),并且更加小型化、智能化；（五）以旅客營業(yè)系統(tǒng)為中心, 采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)通信技術(shù), 成功發(fā)展分布式分層處理的綜合信號控制系統(tǒng)和運(yùn)營管理系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖不僅僅是一個特定的車站的控制系統(tǒng), 而逐漸演變成綜合行車指揮系統(tǒng)的一個重要的基礎(chǔ)設(shè)備； （六）通過分布式結(jié)構(gòu)擴(kuò)大控制范圍,實(shí)現(xiàn)集中聯(lián)鎖分散控制的區(qū)域計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng), 使計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化；（七）計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)功能逐漸擴(kuò)大,實(shí)現(xiàn)信號機(jī)、道岔、軌道電路聯(lián)鎖關(guān)系而直接控制信號設(shè)備是計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的基本功能, 通過系統(tǒng)集成, 將車站和區(qū)間設(shè)備一體化, 由計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖

12、系統(tǒng)代替繼電器節(jié)點(diǎn)邏輯控制方式提供豐富的列車控制信息;在車站由計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)完成對電碼化控制信息的邏輯處理, 通過計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)站內(nèi)進(jìn)路電碼化, 由這兩種方式組合而成的聯(lián)鎖、列控一體化綜合系統(tǒng), 在日本、德國、4法國等國家均得到成功應(yīng)用。比如: 2002 年 12 月開通的日本東北新干線盛崗- 八戶段數(shù)字 ATC 地面設(shè)備, 包括列控聯(lián)鎖一體化系統(tǒng)局域網(wǎng)(SAINT- LAN )、列控聯(lián)鎖一體化系統(tǒng)邏輯部(SAINT) 。二、國內(nèi)車站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀國內(nèi)對計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的研究開始于 20 世紀(jì) 80 年代, 進(jìn)入 90 年代后, 隨著與發(fā)達(dá)國家在計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖技術(shù)上的交流增多和計(jì)算機(jī)技

13、術(shù)的發(fā)展, 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖進(jìn)入快速發(fā)展階段，鐵科院通號所、通號公司設(shè)計(jì)院、北京交大、卡斯柯等單位相繼開發(fā)出具有不同特點(diǎn)的單機(jī)、雙機(jī)熱備、三取二和二乘二取二等計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng), 至“九五”期末, 全路共裝備了計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng) 438 個車站(場) 。在鐵道部“十五” 科技發(fā)展技術(shù)政策中明確規(guī)定要積極發(fā)展計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖, 在此期間, 車站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)獲得了更快的發(fā)展, 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖可靠性、安全性進(jìn)一步提高, 進(jìn)入了以技術(shù)為依托, 面向市場和服務(wù), 從實(shí)現(xiàn)功能到完善拓展功能, 從單站聯(lián)鎖到一體化、電碼化等擴(kuò)大應(yīng)用的新的發(fā)展階段。（一）隨著計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)大面積推廣使用, 鐵路相關(guān)人員和單位對計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的認(rèn)識逐漸深

14、入,計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)已經(jīng)被廣為接受, 為計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的發(fā)展奠定了扎實(shí)的市場基礎(chǔ)；（二）計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)本身可靠性、安全性、可維護(hù)性、可用性等越來越高, 性能逐漸增強(qiáng), 功能逐漸完善, 目前已能完全滿足中國鐵路各種站場規(guī)模和運(yùn)輸作業(yè)的需要。（三）計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)向多制式方向發(fā)展, 在路內(nèi)上道使用的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)有雙機(jī)熱備、三取二、二乘二取二等三種制式, 能滿足不同線路、不同工程和不同用戶的需要。（四）各種型號的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)均配備有微機(jī)監(jiān)測系統(tǒng), 遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng), 為計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖正常穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。（五）在繼承現(xiàn)有計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)、特點(diǎn)的基礎(chǔ)上, 研究鐵路信號控制新技術(shù), 積極開發(fā)新一代計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系

15、統(tǒng), 努力拓展計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的功能, 以適應(yīng)鐵路信號控制現(xiàn)代化、鐵路管理信息化建設(shè)、鐵路跨越式發(fā)展的需要。比如: 具有區(qū)域控制能力的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的研究, 聯(lián)鎖、列控一體化安全控制系統(tǒng)的研究,車站進(jìn)路電碼化計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的研究,與 CTC 系統(tǒng)結(jié)合的現(xiàn)代化行車調(diào)度指揮系統(tǒng)的研究, 高速鐵路計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的研究等。（六）建立了計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)檢測制度。鐵道部電務(wù)局在原上海鐵道大學(xué)建立了計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖檢驗(yàn)站, 以技術(shù)手段加強(qiáng)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)軟件安全的檢測。 除此之外, 對要投入使用的所有計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖產(chǎn)品的聯(lián)鎖軟件,在出廠前均要經(jīng)過詳細(xì)完備的功能測試，通過制式測試和出廠測試,有效地保證了計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖產(chǎn)品的質(zhì)量5

16、。5第 2 章 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖工作原理2.1 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)硬件組成計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)采用的是工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，用以實(shí)現(xiàn)對鐵路車站運(yùn)輸生產(chǎn)過程的監(jiān)測與控制。它由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和生產(chǎn)過程兩大部分組成，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)是指按生產(chǎn)過程控制特點(diǎn)和要求而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)，它包括硬件和軟件兩部分。對鐵路信號領(lǐng)域來說，生產(chǎn)過程就是指工業(yè)控制計(jì)算機(jī)通過過程輸入輸出通道和繼電結(jié)合電路對現(xiàn)場監(jiān)控對象如道岔和信號機(jī)等進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。典型的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)硬件組成如圖 2-1 所示。CPURAMMMROM主機(jī)系統(tǒng)支持板人機(jī)對話設(shè)備人機(jī)接口其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通信接口外部設(shè)備內(nèi)部總線磁盤系統(tǒng)通用IO 接口開關(guān)量輸入通道通用IO 接口開關(guān)量輸

17、出通道繼電結(jié)合電路現(xiàn)場監(jiān)控對象工業(yè)控制計(jì)算機(jī)圖 2-1 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)硬件組成框圖由于計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的綜合性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過繼電聯(lián)鎖系統(tǒng)，因此車站聯(lián)鎖系統(tǒng)由繼電裝置向計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)轉(zhuǎn)化已成為一種不可扭轉(zhuǎn)的趨勢。具體來說計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在適時性、安全性、可靠性、可維護(hù)性及性價比等若干方面。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)是利用目前已有的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，研制一套專用的硬件與軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信號、進(jìn)路與道岔間的聯(lián)鎖關(guān)系，因此它實(shí)質(zhì)上是一個滿足故障安全信號原則的聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)在系統(tǒng)中的作用是將操作命令與現(xiàn)場各種輸入的表示信息讀入，再根據(jù)計(jì)算機(jī)內(nèi)部狀態(tài)等條件進(jìn)行邏輯運(yùn)算，判斷后輸出控制信息至執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)多變

18、量數(shù)字輸入和多變量數(shù)字輸出這樣一個復(fù)雜傳遞函數(shù)的變換，圖 2-26是邏輯運(yùn)算系統(tǒng)的原理圖。 圖 2-2 聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算系統(tǒng)原理圖2 2.2 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)基本原理從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)來看屬于二級集散式控制系統(tǒng)，突破了舊有的集中式信號系統(tǒng)模式，具有模塊化、層次化等特點(diǎn)。模塊化是指聯(lián)鎖機(jī)主模塊、PLC 及信號結(jié)合模塊等，層次化是指系統(tǒng)具有操作表示層、聯(lián)鎖運(yùn)算層、復(fù)核驅(qū)動層、結(jié)合電路層及監(jiān)控對象層等五個物理層次。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于可根據(jù)車站規(guī)模的大小、作業(yè)需求的不同，在不改變聯(lián)鎖軟件的基礎(chǔ)上通過修改站場靜態(tài)數(shù)據(jù)并增設(shè)相應(yīng)硬件模塊，即可滿足系統(tǒng)的擴(kuò)容要求，先進(jìn)的控制體系結(jié)構(gòu)結(jié)合工藝設(shè)計(jì)使得系統(tǒng)調(diào)試周期

19、與現(xiàn)場施工、開通周期均大為縮短，具有很好的經(jīng)濟(jì)與實(shí)用性。1、人機(jī)對話層將來自鍵盤、鼠標(biāo)等操作輸入，經(jīng)串口送達(dá)聯(lián)鎖計(jì)算機(jī)，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(jì)算機(jī)負(fù)擔(dān)較重或需要多終端操作的情況下，可設(shè)置操作命令采集機(jī)進(jìn)行操作命令輸入的有效性判別并轉(zhuǎn)換成約定格式傳送給聯(lián)鎖計(jì)算機(jī)。2、聯(lián)鎖運(yùn)算層聯(lián)鎖微機(jī)是系統(tǒng)的核心部分，承擔(dān)著操作輸入的判別、聯(lián)鎖信號的調(diào)理及分析、邏輯運(yùn)算、控制命令生成、故障診斷等任務(wù)，其可靠性、安全性對系統(tǒng)的總體故障7安全性能有較大影響，HJ04A 系統(tǒng)中設(shè)置了兩臺聯(lián)鎖微機(jī)，其中一臺為冷備機(jī)，可進(jìn)行人工切換。 3、復(fù)核驅(qū)動層 復(fù)核驅(qū)動層由 PLC 組成，其承

20、擔(dān)著采集表示信息并將聯(lián)鎖微機(jī)下達(dá)的操作命令轉(zhuǎn)化為故障安全的控制信號的任務(wù)，作為系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)之一，PLC 還承擔(dān)著對聯(lián)鎖微機(jī)形成的操作命令進(jìn)行復(fù)核檢查的屏障作用。 4、結(jié)合電路層 結(jié)合電路的任務(wù)之一是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備表示信息與 PLC 輸出的驅(qū)動信號的安全邏輯轉(zhuǎn)換，使 PLC 的輸入、輸出信息均具有故障安全性能。任務(wù)之二是用專用電路規(guī)范監(jiān)控設(shè)備的測控過程，即包括表示信息采集機(jī)制與設(shè)備驅(qū)動流程。5、監(jiān)控對象層監(jiān)控設(shè)備是指聯(lián)鎖系統(tǒng)的現(xiàn)場設(shè)備，即道岔、信號機(jī)與軌道電路。2.3 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)可靠性及安全技術(shù)目前，國內(nèi)外進(jìn)行高可靠系統(tǒng)的容錯設(shè)計(jì)多采用三模靜態(tài)冗余方案或二模動態(tài)冗余方案。其中前

21、者完全是靠硬件冗余來提升可靠性的，后者則不僅使用了硬件冗余資源，同時也使用了故障檢測技術(shù)與軟件冗余資源。這二種方案的共同特點(diǎn)是對硬件故障具有較強(qiáng)的屏蔽與糾錯能力。然而這二種方案均存在一定的實(shí)現(xiàn)難度與缺陷，三模冗余系統(tǒng)必須實(shí)現(xiàn)三模的同步進(jìn)程及表決器的高可靠設(shè)計(jì)，尤其需要解決時鐘容錯的問題；二模動態(tài)冗余系統(tǒng)則要求冗余管理機(jī)構(gòu)的高效與可靠性。目前這二類系統(tǒng)的可靠性計(jì)算都是在設(shè)定表決器或冗余管理機(jī)構(gòu)的可靠度 R(t)=1 的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，同時由于設(shè)備直接投資成本過高，因而在非航天、通訊等可靠性要求很高的領(lǐng)域應(yīng)用不多。在鐵路信號領(lǐng)域，由于行車安全被認(rèn)為是超過效率的重要考慮，因此相應(yīng)對計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的可靠

22、性與安全性要求很高，針對這種情況，可以有二種方式供我們在設(shè)計(jì)中進(jìn)行選擇。其一是強(qiáng)化系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)，這是基于可靠性理論包含了系統(tǒng)故障的屏蔽效應(yīng)，因而用高可靠性換取系統(tǒng)的低故障率，以此隱含了對安全性的相對提升。但可靠性技術(shù)總是受一定的條件所限制，如硬件冗余資源使用、采用高可靠器件等，這完全取決于系統(tǒng)的可靠性要求及財(cái)力許可。其次我們可以基于這樣一個思路來考慮問題：如果計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)在保證一定可靠性要求基礎(chǔ)上并結(jié)合故障安全技術(shù)來得以實(shí)現(xiàn)，實(shí)質(zhì)上也就是說犧牲少量的效率來避免昂貴的成本并換取系統(tǒng)的高安全性，同樣也能滿足鐵路信號對聯(lián)鎖系統(tǒng)的性能要求 容錯技術(shù)在計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)中的應(yīng)用：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)

23、展，尤其是高可靠性技術(shù)及容錯理論與技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)在鐵路信號聯(lián)鎖設(shè)備的應(yīng)用也逐漸廣泛。由于計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)處理涉及安全的信息，而它主要是由大規(guī)模和超大規(guī)模的集成電路芯片組成，集成電路芯片具有對稱的錯誤特性，即芯片的短路故障和斷路故障的概率是相同的，因此必須使采用集成電路8芯片電路的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖具有故障安全特性。一般來講，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)是采用避錯技術(shù)和容錯技術(shù)來提高系統(tǒng)的可靠性。 （如圖 2-3 所示為容錯技術(shù)示意圖） 。避錯技術(shù)采用高可靠性芯片，以減少故障概率。但是不能保證系統(tǒng)絕對可靠，因?yàn)樾酒煽啃缘奶岣呤怯邢薅鹊模竭^這個限度將付出巨大的代價。在這種情況下，要想進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性，就要用

24、到容錯技術(shù)。容錯技術(shù)的基本 發(fā)點(diǎn)是承認(rèn)故障不可避免的事實(shí)，進(jìn)而考慮解除故障影響的措施。為實(shí)現(xiàn)這一目的，主要手段就是投入更多的所需資源，如硬件冗余、軟件冗余、時間冗余等，主要是硬件和軟件冗余。圖 2-3 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)容錯技術(shù)靜態(tài)冗余為什么是最高追求? 從安全的角度確實(shí)他有自己的優(yōu)點(diǎn),但是靜態(tài)冗余也有自己的不足,比如他消耗的資源大,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜從而降低了可靠性,所以我覺得綜合來看,混合冗余比較合理. 應(yīng)該將安全等級對應(yīng)冗余方法從而對冗余的方式進(jìn)行選擇,如今的各個廠家所出設(shè)備感覺沒有秩序,思路有一些不明朗,其實(shí)按需提供不同安全等級的設(shè)備才是最經(jīng)濟(jì)合理呀.1 硬件冗余技術(shù)硬件冗余又有靜態(tài)冗余、動態(tài)冗

25、余和混合冗余 3 種基本形式。11 靜態(tài)冗余技術(shù)靜態(tài)冗余技術(shù)是通過冗余資源來隔離或校正故障，使故障不能在系統(tǒng)輸出中造成差錯，不能改變電路或系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，所以稱為靜態(tài)冗余。其基本原理是通過表決來隔離發(fā)生的故障。靜態(tài)冗余技術(shù)在模塊級上應(yīng)用最廣的是 N 冗余系統(tǒng)，這種表決系統(tǒng)中有 N 個相同的模塊同時運(yùn)行，各模塊的輸由表決器進(jìn)行多數(shù)表決，其中 N 為奇數(shù)，可隔離(N 一 1)z 個模塊的故障。例如 3 取 2 系統(tǒng)。12 動態(tài)冗余技術(shù) 這種系統(tǒng)由多個模塊組成，其中只有 1 個模塊在運(yùn)行輸出，同時系統(tǒng)不斷地進(jìn)行故障檢測，隨時將發(fā)生故障的模塊用其他模塊代替，確保系統(tǒng)的安全性，此時系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，故稱

26、為動態(tài)冗余。最基本的動態(tài)冗余系統(tǒng)為二冗余系統(tǒng)，此外還有9多冗余系統(tǒng)，其中二冗余系統(tǒng)又有熱備、冷備、溫備和分布式處理 4 種方式。 二冗余系統(tǒng)的熱備方式為主機(jī)和備機(jī)同時工作，但平時只有主機(jī)能夠輸 ，當(dāng)系統(tǒng)檢測到主機(jī)錯誤時， 自動切換到備機(jī)輸 。二冗余系統(tǒng)的冷備方式為平時只有主機(jī)工作，當(dāng)系統(tǒng)檢測到主機(jī)錯誤時，使主機(jī)停止輸出，同時自動啟動備機(jī)工作。這種方式需要等待一定的時間，系統(tǒng)的連續(xù)性受到影響，適用于對連續(xù)性要求不高的系統(tǒng)。二冗余系統(tǒng)的溫備方式結(jié)構(gòu)類似冷備方式的結(jié)構(gòu)，只是備機(jī)處于通電但不工作狀態(tài)，這樣能減少一點(diǎn)等待時問，在實(shí)際中很少應(yīng)用。二冗余系統(tǒng)的分布式處理方式是二機(jī)共同承擔(dān)不同的任務(wù)，若其中一

27、機(jī)出現(xiàn)故障，則將任務(wù)重新調(diào)整，讓無故障機(jī)承擔(dān)故障機(jī)的任務(wù)，或者讓系統(tǒng)的功能降級，這樣系統(tǒng)故障時喪失了一些控制功能。 13 混合冗余技術(shù) 混合冗余技術(shù)是將靜態(tài)冗余和動態(tài)冗余相結(jié)合構(gòu)成的一種新的冗余結(jié)構(gòu)。這種系統(tǒng)中有 N 個正常工作的模塊，有 S 個備用模塊。N 個正常工作模塊經(jīng)過表決后作為系統(tǒng)的輸出，同時各模塊的輸出與系統(tǒng)的輸出作比較，以監(jiān)測任一模塊是否有故障。如果檢測出其中 1 個模塊故障，則由切換電路切斷故障模塊，接通備用模塊。 2 軟件冗余技術(shù) 軟件冗余技術(shù)就是用幾種不同的軟件處理數(shù)據(jù)，對處理結(jié)果進(jìn)行比較，產(chǎn)生輸出。在結(jié)構(gòu)上可按比較的范圍分為 2 種：第 1 種是把系統(tǒng)按功能劃分成小段，各

28、段之間進(jìn)行比較；第 2 種是采用幾個系統(tǒng)功能相同的軟件相比較。這種軟件冗余關(guān)鍵在于各個軟件的獨(dú)立性，相互獨(dú)立的程序即使可能存在故障，也可以通過表決將其屏蔽。如果程序間相互不獨(dú)立，故障可能同時存在于各個程序，則無法提高系統(tǒng)的可靠性。由于采用了幾種不同的相互獨(dú)立的處理軟件，因此防止了某種軟件由于設(shè)計(jì)錯誤而產(chǎn)生的故障，還可以屏蔽硬件的某些故障，確保了系統(tǒng)安全。最常見的是采用 2 種不同的軟件處理數(shù)據(jù)，同時結(jié)合硬件冗余共同提高系統(tǒng)的可靠性。例如，在二冗余系統(tǒng)中，主機(jī)和備機(jī)都采用 2 種軟件，平時主機(jī) T 作，此時 2 種軟件同時對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對結(jié)果進(jìn)行比較。如果一致，則產(chǎn)生輸出，否則說明系統(tǒng)故障，立

29、即進(jìn)行切換，使備機(jī)工作，從而提高系統(tǒng)的可靠性。 3 故障一安全接口電路 目前，在計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)中，對信號、道岔、軌道電路的控制及狀態(tài)的采集都是利用安全型繼電器來實(shí)現(xiàn)，岡此計(jì)算機(jī)與繼電器之間的接口電路也應(yīng)滿足故障一安全原則。 31 輸入接口 通常故障一安全的輸入接口電路是采用光電隔離技術(shù)，編碼輸入，表決確定輸入信息的。信息的輸入采用了光電耦合器，防止了采用接點(diǎn)輸入電路時的電磁干擾和電路中故障的擴(kuò)散。繼電器吸起則將信息編為 11l1，落下則編為 0000。計(jì)算機(jī)對讀入的編碼進(jìn)行“與”運(yùn)算，如果各光電耦合器都正常 1-作，結(jié)果為 1，表明軌道電路空閑；如果某個光電耦合器故障，結(jié)果為 0，表明軌道電路

30、占用或輸入接口電路有故障。采用103 個采集電路進(jìn)行表決輸出，當(dāng)有 2 個或 3 個電路的輸 是一致時，認(rèn)為是正確信息，這樣就防止了由于采集電路的故障而導(dǎo)致計(jì)算機(jī)錯誤判斷的現(xiàn)象。 32 輸出接口 輸出接口普遍采用動態(tài)驅(qū)動，即計(jì)算機(jī)輸出的驅(qū)動信息不是高電平，也不是低電平，而是一個脈沖信號，再經(jīng)過脈沖一電平轉(zhuǎn)換電路輸出一個有足夠驅(qū)動功率的高電平去動作相應(yīng)的繼電器。如果計(jì)算機(jī)故障，則計(jì)算機(jī)輸出的不是脈沖信號，而是停留在脈沖的某個高電平或低電平，這個非脈沖電平經(jīng)過脈沖一電平轉(zhuǎn)換電路后不會產(chǎn)生一個高電平，因此相應(yīng)的繼電器總是落下，實(shí)現(xiàn)了故障一安全。 綜上所述，容錯技術(shù)是一種延伸了的故障安全措施，它是建立

31、在高可靠集成芯片的基礎(chǔ)上以資源冗余為代價的。在現(xiàn)代科技高速發(fā)展的今天，計(jì)算機(jī)及其芯片的各項(xiàng)指標(biāo)越來越高，價格也越來越低，為容錯技術(shù)的廣泛應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖這一現(xiàn)代化設(shè)備將廣泛應(yīng)用于鐵路現(xiàn)場，正確認(rèn)識掌握這一理論將對現(xiàn)代化的鐵路事業(yè)有著重要的意義。11第 3 章 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)故障維護(hù)及探討3.1 聯(lián)鎖設(shè)備常見故障分析處理運(yùn)用中的設(shè)備故障出現(xiàn)有一定的隨機(jī)性，也有一定的規(guī)律性，從以下幾個方面分類，對故障的發(fā)生逐個分析。按故障的表現(xiàn)可分為非潛伏性故障1和潛伏性故障2。（一） 、 非潛伏性故障發(fā)生后能及時被發(fā)現(xiàn)的故障。即設(shè)備在運(yùn)用中通過電路本身的自診技術(shù)直觀表現(xiàn)

32、出來的故障。如道岔斷表示，燈泡主絲斷絲等故障。（二） 、潛伏性故障故障發(fā)生后不能及時表現(xiàn)出來，只有在與另一故障構(gòu)成組合時方可顯示出故障現(xiàn)象，如電源單極接地等故障。按故障的原因分類：1.責(zé)任原因，因維修不良或違章作業(yè)造成的設(shè)備故障。如：設(shè)備超期使用發(fā)生故障、人為短路燒斷保險等屬責(zé)任故障。2.非責(zé)任原因，因突發(fā)因素或因無法抗拒和防止的外界干擾，自然災(zāi)害和無法檢查發(fā)現(xiàn)的電務(wù)設(shè)備在周期范圍內(nèi)材質(zhì)不良及不屬維修部門管理的其它設(shè)備、項(xiàng)目等造成的故障屬非責(zé)任故障。具體表現(xiàn)在以下幾個方面：( l )環(huán)境不良，如高溫、潮濕、有害物質(zhì)的侵蝕。( 2 )氣候不良。如：雷擊、暴雨、冰雪等影響。( 3 )無知行為或故意

33、不良行為的干擾。如：小孩砸破透鏡、及備被盜等；( 4 )周期內(nèi)器材不良。如：線圈斷線等。按故障的性質(zhì)分類：1.斷線故障：線路上某處出現(xiàn)分壓現(xiàn)象而導(dǎo)致設(shè)備不能正常工作為斷線故障。處理步驟：首先檢查判斷是室內(nèi)配線還是室外配線找出故障點(diǎn)。2.混線故障：(1)短路故障：電源兩極的輸送線路相混對負(fù)載進(jìn)行分流而導(dǎo)致設(shè)備不能正常工作，甚至燒斷電源保險為短路故障。處理步驟：首先檢查判斷輸入電源是否符合設(shè)備正常工作電壓值，或者是設(shè)備自身配件燒毀，在有是配線錯接（如：電源正負(fù)極性接反）找出故障點(diǎn)。(2)電源接地故障：電源一極與大地相連而形成另一極對地有漏泄電流產(chǎn)生。此故障現(xiàn)象一是設(shè)備本身接地，二是配線接地?？傊?/p>

34、現(xiàn)故障時,維修人員少進(jìn)繼電器室，首先要清楚故障現(xiàn)象，理清思路，“讀懂”控制臺的顯示，然后抓住主線作全盤分析，運(yùn)用一些有效的處理故障手段，將故障范圍限定在一個很小的區(qū)域內(nèi)，只能在有把握的情況下，判斷出故障不在室外，才進(jìn)室內(nèi)核實(shí)查找，最后將故障排除。3.2 故障種類123.2.1 計(jì)算機(jī)單元故障1、聯(lián)鎖機(jī)STD 板故障，具體表現(xiàn)在：STD 層運(yùn)行燈停止閃爍，接受燈、中斷燈滅，采集層、驅(qū)動層指示燈停閃，故障表示為 CPU 板故障，處理方法：更換 CPU 板；STD 層中斷 2 燈滅，運(yùn)行閃燈，但接發(fā)燈閃爍有一些滅燈，根據(jù)滅燈的位置，更換 STD-01 板（與監(jiān)控機(jī)通信和聯(lián)鎖機(jī)通訊） 。BJ-A0 板

35、故障，STD 層運(yùn)行燈、中斷燈、報警燈均不閃爍，采集層工作燈正常。處理方法：更換 BJ 板或緊固插座。2、監(jiān)控機(jī)PC-01 網(wǎng)卡故障，其聯(lián)鎖機(jī) STD 層第一組接發(fā)燈閃爍不對，其他燈正常，并有“以聯(lián)鎖機(jī)通訊中斷”的提示；以太網(wǎng)卡出現(xiàn)故障時提示為監(jiān)控機(jī)與維修機(jī)通信中斷，VGA顯卡有故障時，顯示屏無顯示或者圖形有缺陷。處理方法：更換 PC-01 網(wǎng)卡則恢復(fù)正常，需要更換顯卡或插接不牢。3.2.2 通訊線路故障總線插頭松動或插接不良，聯(lián)鎖機(jī)無法與監(jiān)控機(jī)通信。而 LS 插頭松動或插接不良，聯(lián)鎖機(jī)的工作機(jī)與備機(jī)不能同步，處理方法：檢查插頭是否松動，只有完全接觸良好，在按聯(lián)機(jī)按鈕方可同步。3.2.3 切換

36、故障聯(lián)鎖機(jī)零層切換板故障時，切換校核報錯，某一監(jiān)控機(jī)與聯(lián)鎖機(jī)通信中斷。排除上述故障，控制臺監(jiān)視器和數(shù)字化儀切換板故障，會導(dǎo)致控制臺顯示屏和數(shù)字化儀不能正常隨著監(jiān)控機(jī)的切換而切換到工作中的監(jiān)控機(jī)上，也可造成顯示屏上無任何顯示。處理方法：此時排除外界電源因素的影響，1.則需要更換切換板，2.需要換切換板，排除故障。3.2.4 電源故障動態(tài)穩(wěn)壓電源故障，其故障會導(dǎo)致所有動態(tài)繼電器的驅(qū)動失效，不能驅(qū)動室外設(shè)備。計(jì)算機(jī)電源故障，UPS 電源、STD 電源、采集電源、驅(qū)動電源及監(jiān)控機(jī)電源出現(xiàn)故障后，其所帶的負(fù)載均無法開啟。處理方法：檢查輸入電源工作情況，輸出電源工作情況如果都正常，需要根據(jù)故障點(diǎn)更換電源板

37、件，恢復(fù)故障現(xiàn)象。無論故障原因和故障現(xiàn)象如何變化，作為一名合格的信號維修工作者，只要平時在工作中認(rèn)真總結(jié)自己在工作中遇到的故障現(xiàn)象，堅(jiān)持不斷的學(xué)習(xí)，熟悉設(shè)備工作性能，才能在準(zhǔn)確判斷出故障處所。13第 4 章 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的發(fā)展前景4、1 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的必要性（一） 、功能的完善繼電集中聯(lián)鎖系統(tǒng)的功能雖然在發(fā)展的過程中不斷地得到改進(jìn)和完善，然而由于繼電電路的局限性和費(fèi)用昂貴等原因，在功能上仍存在不足之處、而且在擴(kuò)展功能方面也受到限制。例如由于軌道電路誤動而造成進(jìn)路錯誤解鎖的可能性仍然存在，以致妨礙進(jìn)路的預(yù)先排列；在轉(zhuǎn)線調(diào)車作業(yè)過程中，如果車列越過折反信號機(jī)不及時停在折返信號機(jī)前方時，折返信號

38、機(jī)前方的道岔區(qū)段解鎖，那么再按折返信號機(jī)折返時，就可能遇到道岔轉(zhuǎn)換的危險。所有上述缺點(diǎn)，在微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)中，可用少量的硬件投資和開發(fā)軟件加以克服。另外，在微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)中，像到發(fā)線出岔、非進(jìn)路調(diào)車、平面調(diào)車溜放等等都不再是聯(lián)鎖系統(tǒng)的結(jié)合電路，而是聯(lián)鎖系統(tǒng)本身應(yīng)具有的功能。簡化操作手續(xù)和減少有關(guān)行車人員之間的直接聯(lián)系，以防止誤操作和延遲操作，是提高作業(yè)效率的重要途徑之一。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)提供了辦理列車進(jìn)路自動化的可能性。為了實(shí)現(xiàn)自動排列列車進(jìn)路，可將每日或幾個小時的接發(fā)列車計(jì)劃存入計(jì)算機(jī)中，然后利用車次報號系統(tǒng)提供的車次號，在列車接近車站的時候從存儲的計(jì)劃表中提取列車應(yīng)達(dá)到的股道信息而自動辦理進(jìn)路；對

39、于發(fā)車進(jìn)路來說，由于涉及到旅客的乘降，貨物的裝載和發(fā)車時刻的變更等因素，排列進(jìn)路的自動化程度可能要低一些。在采用繼電集中聯(lián)鎖設(shè)備的情況下，辦理調(diào)車作業(yè)時，一般是由室內(nèi)操作人員排列調(diào)車進(jìn)路，由室外的調(diào)車員根據(jù)信號顯示再以信號旗指揮行車。因此，調(diào)車作業(yè)時間包括了室內(nèi)外人員之間的協(xié)同動作時間。在采用微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的情況下，可能將協(xié)同動作的時間壓縮最短。例如將調(diào)車作業(yè)劃分為固定調(diào)車作業(yè)和非固定調(diào)車作業(yè)兩類。對于前者可將作業(yè)計(jì)劃存入計(jì)算機(jī)內(nèi)，按計(jì)劃自動排列進(jìn)路。對于非固定作業(yè)，調(diào)車員可通過無線調(diào)車電話直接用話音辦理調(diào)車進(jìn)路。當(dāng)然，在這種情況下，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)應(yīng)具有話音識別輸入系統(tǒng)。（二） 、實(shí)現(xiàn)管理現(xiàn)代化

40、此處的管理包括行車管理和聯(lián)鎖系統(tǒng)自身管理兩個方面。在行車管理方面，微機(jī)鏈鎖系統(tǒng)可以向旅客服務(wù)系統(tǒng)(如廣播系統(tǒng)，列車到發(fā)顯示牌)、列車運(yùn)行監(jiān)督系統(tǒng)以及列車指揮系統(tǒng)等提供各種信息，例如列車到發(fā)時間，列車占有線路情況，列車所在股道以及信號設(shè)備狀況等。由于行車管理系統(tǒng)日趨計(jì)算機(jī)化，所以計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)不僅能提供信息，而且易于和這些系統(tǒng)結(jié)合。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)自身管理功能將比繼電集中聯(lián)鎖系統(tǒng)更為完善。 。（三） 、節(jié)省費(fèi)用14計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)能否廣為使用，關(guān)鍵之一是決定于它的經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)越性，或者說決定于它的性能價格要比繼電集中聯(lián)鎖系統(tǒng)優(yōu)越。具有同樣規(guī)模的微機(jī)鏈鎖系統(tǒng)與繼電聯(lián)鎖系統(tǒng)相比，目前計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的價格尚

41、高于繼電器聯(lián)鎖系統(tǒng)。但隨著時間的推移，勢必微機(jī)聯(lián)鎖的價格接近于繼電聯(lián)鎖的價格。評價微機(jī)聯(lián)鎖的經(jīng)濟(jì)性能不能僅著眼于設(shè)備費(fèi)，還應(yīng)看到，由于它體積小和標(biāo)準(zhǔn)化程度高而帶來的經(jīng)濟(jì)效益。由于系統(tǒng)的高度標(biāo)準(zhǔn)化，便于維護(hù)，較大地縮短了改建和修復(fù)時間，減少了對運(yùn)輸?shù)挠绊?，其?jīng)濟(jì)效果將是明顯的。順便指出，在鐵路信號領(lǐng)域中采用微電子技術(shù)，特別是微機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備的擴(kuò)大使用，勢必引起有關(guān)生產(chǎn)、設(shè)計(jì)和維護(hù)管理等部門在技術(shù)和管理方面的改革。4、2 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的發(fā)展隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，尤其是對于可靠性技術(shù)和容錯技術(shù)的深入研究，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖技術(shù)已日趨成熟，在大力推廣使用。根據(jù)各國對計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的研究和使用情況來看，由于計(jì)算機(jī)

42、在邏輯功能和信息處理方面具有很強(qiáng)的功能，它非常適用于車站聯(lián)鎖。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖是用微型計(jì)算機(jī)和其他一些電子、繼電器件以及各種計(jì)算機(jī)軟件組成的具有故障安全性能的實(shí)時控制系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖是信號設(shè)備采用微機(jī)的重要突破口，它的研制成功和推廣使用使鐵路信號自動控制進(jìn)入了一個新的階段。隨著新型技術(shù)的不斷涌現(xiàn)以及現(xiàn)代化鐵路的發(fā)展需求，車站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)將朝著以下幾個方面發(fā)展。一、向高可靠性與高安全性方向發(fā)展當(dāng)前的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)雖然已經(jīng)處于可用階段，但是在可靠性和安全性方面都有待提高。就拿雙機(jī)熱備計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來說，它在長期應(yīng)用和發(fā)展中已經(jīng)逐步成熟和穩(wěn)定，但由于其先天的不足，仍然暴露出許多軟、硬件設(shè)計(jì)上的缺欠。隨著提速

43、、客運(yùn)專線、大型客運(yùn)站、重點(diǎn)車站、重載線路的建設(shè)和改造，它們對計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的可靠性、安全性提出了更高的要求，以適應(yīng)鐵路跨越式發(fā)展形式的需要。我國目前的研究成果主要為三取二冗余系統(tǒng)，但國外更多的是四機(jī)冗余系統(tǒng)，多為二乘二取二冗余結(jié)構(gòu)。在國內(nèi)，由于有現(xiàn)場脫機(jī)模擬聯(lián)鎖測試的需求，造成三取二冗余系統(tǒng)不適應(yīng)于這種模式，因而有其發(fā)展的局限性。因此實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖在雙機(jī)熱備上的突破，向多重冗余/校核方向發(fā)展，采取二乘二取二模式是一個必然。目前國內(nèi)還沒有自主知識產(chǎn)權(quán)的二乘二取二冗余系統(tǒng)。鑒于這種現(xiàn)狀，在努力利用自身力量的同時，應(yīng)積極引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)?；谶@種理念，2000 年，鐵道部通信信號總公司研究設(shè)計(jì)院與

44、京三公司合作，采用 K5B 故障-安全型硬件，結(jié)合本院自行開發(fā)的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖軟件，成功研制開發(fā)出了適合我國鐵路運(yùn)輸?shù)?DS6-K5B 型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)。2001 年，北京交大微聯(lián)科技有限公司、北京鐵路局與日信公司進(jìn)行了合作，他們利用日信公司的故障安全二取二 CPU 單板（EI-32 單元）的先進(jìn)技術(shù)，結(jié)合在中國國內(nèi)已成功應(yīng)用的 JD-1A 型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖軟件，成功開發(fā)了 EI32-JD 型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖15系統(tǒng)。二乘二取二系統(tǒng)的核心設(shè)備就是故障安全計(jì)算機(jī)，目前這項(xiàng)設(shè)備都是從國外引進(jìn)，因此我們要積極探索并力爭開發(fā)出達(dá)到國際先進(jìn)水平的故障安全計(jì)算機(jī)。同時，我們還要為系統(tǒng)建立一個高水平的實(shí)時操作系統(tǒng)（RTO

45、S）平臺；RTOS 是當(dāng)今流行的嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)平臺，也是安全計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟件核心；它能提高系統(tǒng)的安全性，滿足系統(tǒng)實(shí)時性的要求，縮短新產(chǎn)品的開發(fā)周期以及充分發(fā)揮實(shí)時操作系統(tǒng)可移植性、可維護(hù)性強(qiáng)等優(yōu)勢。我們相信，與國際上的技術(shù)交流與合作，將會大大加快我國高可靠性與高安全性計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的研制進(jìn)程。二、向全電子化方向發(fā)展就目前廣泛使用的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)來說，其執(zhí)行部分，也就是信號機(jī)和道岔的控制器件仍然是由繼電器來完成的且保留了軌道電路。而電子單元具有體積小、功能強(qiáng)大等特點(diǎn)，便于組網(wǎng)、遠(yuǎn)程管理和遠(yuǎn)程診斷，還可以為鐵路自動化、信息化提供基礎(chǔ)信息。因此，取消繼電器，實(shí)現(xiàn)全電子化控制，是我國計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)發(fā)展的一個方向。在國外，只有西門子、ABB 京山、瑞典等少數(shù)國家有全電子計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖技術(shù)。國產(chǎn)車站全電子計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)研制始于 1996 年，1