車輛段計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備

1、第六章、 車輛段計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備1、操作及顯示方式豐富多樣操作及顯示方式豐富多樣 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)基本上并未改變對(duì)軌旁設(shè)備的操縱方式，但在操作的具體實(shí)現(xiàn)方式、特別是在人機(jī)界面方面提供了比繼電聯(lián)鎖豐富得多的選擇。在經(jīng)歷了不適應(yīng)和排斥之后，可以提供豐富的圖像與文字信息的大屏幕顯示器和鼠標(biāo)，已經(jīng)幾乎完全取代了發(fā)展初、中期層一度盛行的仿傳統(tǒng)的單元式控制臺(tái)?，F(xiàn)在有些成為問題的反倒是過于豐富而欠缺一致性的顯示界面和操作方式，有時(shí)會(huì)給操作和維護(hù)人員的適應(yīng)性帶來一些麻煩。一、 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖主要功能特點(diǎn)2、傳輸方式多樣化傳輸方式多樣化 現(xiàn)有各種計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)在使用電子傳輸方式的同時(shí)也都不同程度地保留了繼電聯(lián)鎖的電氣傳

2、輸方式；電子傳輸是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的固有方式，電氣傳輸則是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)象控制的基本傳輸方式之一。電子傳輸方式的采用可大幅度增加系統(tǒng)的信息傳遞容量，有利于在構(gòu)成進(jìn)路的各基本單元之間建立更加緊密的聯(lián)系和約束；并可有效地減小系統(tǒng)的體積、降低能耗、延長壽命；還可通過數(shù)字通信和光纖技術(shù)在更大的范圍內(nèi)更有效地突破地域上的限制。3、聯(lián)鎖運(yùn)算智能化聯(lián)鎖運(yùn)算智能化 通過智能處理器用軟件編程的方式實(shí)現(xiàn)以鎖閉/解鎖為核心的聯(lián)鎖關(guān)系的邏輯處理，是計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)相對(duì)于繼電聯(lián)鎖改變最為徹底、同時(shí)也被業(yè)界普遍認(rèn)為是提升空間最大的一個(gè)要素方面。許多繼電聯(lián)鎖無法或很難實(shí)現(xiàn)的邏輯功能與缺陷的克服，都曾被老一輩的繼電聯(lián)鎖專家們寄

3、望在計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖中得到解決，因?yàn)閷?duì)比受到諸多制約、功能有限的繼電布線邏輯電路而言，計(jì)算機(jī)的邏輯處理能力無疑是超級(jí)強(qiáng)大的；近期我國客運(yùn)專線和高速鐵路的發(fā)展也使計(jì)算機(jī)的聯(lián)鎖邏輯處理優(yōu)勢得到了充分的發(fā)揮和顯現(xiàn)。4、接口功能靈活強(qiáng)大接口功能靈活強(qiáng)大 可以輕松地適應(yīng)各種接口方式并具有復(fù)雜接口關(guān)系的處理能力，是計(jì)算機(jī)強(qiáng)大邏輯處理能力帶來的另一個(gè)明顯的技術(shù)優(yōu)勢，尤其是在繼電系統(tǒng)完全無法實(shí)現(xiàn)的通信接口方面。由于安全相關(guān)通信技術(shù)的逐步成熟，特別是EN50159明確了使用通用傳輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)安全相關(guān)通信的方法和標(biāo)準(zhǔn)，大大拓展了包括信號(hào)控制系統(tǒng)在內(nèi)的安全苛求控制系統(tǒng)在通信技術(shù)手段方面的選擇余地，讓許多在工業(yè)控制領(lǐng)域已經(jīng)成

4、熟的通信技術(shù)可以進(jìn)入安全苛求控制系統(tǒng)，使安全系統(tǒng)和設(shè)備之間可以通過簡單、方便和安全的方式實(shí)現(xiàn)具有復(fù)雜關(guān)系的接口連接。5、前所未有的故障檢測能力和完善的記錄功能前所未有的故障檢測能力和完善的記錄功能 這兩項(xiàng)都是繼電聯(lián)鎖完全不具備的功能，相對(duì)基本聯(lián)鎖而言也都是輔助功能，但也已都是因不能缺少而在事實(shí)上幾乎從一開始就成了計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的基本功能。 故障檢測是電子系統(tǒng)、尤其是可編程電子系統(tǒng)的長項(xiàng)，也是無從直接觀察、需要快速修復(fù)的復(fù)雜電子系統(tǒng)的必需；故障檢測更是對(duì)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的可靠性和安全性具有重要作用。 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)幾乎不受限制的記錄功能和強(qiáng)大的查詢檢索功能，在繼電聯(lián)鎖時(shí)代是不可想象的，這使得故障或

5、事故從值班員操作到現(xiàn)場設(shè)備動(dòng)作、列車行駛以及聯(lián)鎖系統(tǒng)自身狀態(tài)的全過程基本都有據(jù)可查；特別是圖像再現(xiàn)功能，在大多數(shù)情況下可以幾倍甚至幾十倍地提高分析效率。6、平臺(tái)與應(yīng)用軟件的高度靈活性和適應(yīng)性平臺(tái)與應(yīng)用軟件的高度靈活性和適應(yīng)性 不考慮受控對(duì)象，僅就控制部分而言，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)與此前任何控制系統(tǒng)最大的區(qū)別就在于，其控制功能都是由具有明確分工的兩個(gè)部分共同完成的：對(duì)于簡單的嵌入式系統(tǒng)而言是由計(jì)算機(jī)硬件和軟件共同完成的；對(duì)于復(fù)雜計(jì)算機(jī)系統(tǒng)而言是由計(jì)算機(jī)平臺(tái)和應(yīng)用軟件共同完成的。這種分離使系統(tǒng)控制功能的實(shí)現(xiàn)具有了很強(qiáng)的靈活性，尤其是在同類系統(tǒng)的情況下，可以在不對(duì)平臺(tái)架構(gòu)進(jìn)行任何改變的情況下，僅通過改變應(yīng)

6、用軟件就可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的改變；車站聯(lián)鎖關(guān)系的變更，甚至僅僅通過數(shù)據(jù)的改變就可以實(shí)現(xiàn)。lRAMS：可靠性reliability、可用性availability 、可維護(hù)性maintainability和安全性safety是系統(tǒng)的長期運(yùn)行特征，在系統(tǒng)的整個(gè)生命周期內(nèi)，由已建立的工程概念，方法，工具和技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。lRAMS包含了可靠（RAM）和安全（S）兩類性能指標(biāo)；RAM具有普遍性意義，S則是安全相關(guān)系統(tǒng)、特別是安全苛求系統(tǒng)最為關(guān)注的。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)對(duì)兩者都有極高的要求，尤其是在安全性方面要求達(dá)到最高的安全完整度等級(jí)。事實(shí)上在RAMS要求之外，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)還有甚至可以說是標(biāo)準(zhǔn)更高的要求：失效-

7、安全要求（Fail-Safe），即FS要求。二、 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的RAMS要求l安全（safety）的定義：“安全就是沒有不可接受的風(fēng)險(xiǎn)。”對(duì)其潛在含義可以或者應(yīng)該這樣理解：沒有絕對(duì)的安全，只有原本在習(xí)慣上就能夠忽略，或付出了能夠接受的代價(jià)之后得到的能夠或者說必須接受的風(fēng)險(xiǎn)。l失效-安全（fail-safe）概念定義為：“結(jié)合在產(chǎn)品設(shè)計(jì)內(nèi)的一種觀念，即發(fā)生失效事件時(shí)產(chǎn)品導(dǎo)向或維持在安全狀態(tài)?！?安全性設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)機(jī)制有三種實(shí)現(xiàn)方式：l組合式故障-安全 采用這種技術(shù)，每個(gè)安全相關(guān)功能應(yīng)至少由兩個(gè)部件來執(zhí)行，每個(gè)部件之間應(yīng)相互獨(dú)立，以避免共因失效。只有當(dāng)大多數(shù)部件一致時(shí)，才允許進(jìn)行輸出。鐵路信號(hào)系統(tǒng)中常用

8、的組合故障-安全結(jié)構(gòu)模式有“二取二”、“三取二”等。此技術(shù)應(yīng)能檢測出一個(gè)部件中的危險(xiǎn)故障并在足夠的時(shí)間內(nèi)加以拒絕，以避免第二個(gè)部件發(fā)生相同故障。部部件件A部部件件B輸輸出出二乘二取二冗余計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)：l二乘：兩套系統(tǒng)；l二取二：每套系統(tǒng)中對(duì)于安全功能采用二取二的硬件比較結(jié)構(gòu)；l冗余：有兩重含義 可靠性冗余：兩套系統(tǒng)具有冗余切換功能，增加系統(tǒng)的可靠性和可用性 安全性冗余：二取二安全性冗余，增加了系統(tǒng)的安全性l反應(yīng)式故障-安全 這種技術(shù)允許一個(gè)安全相關(guān)功能由單個(gè)部件執(zhí)行，前提是通過快速的危險(xiǎn)故障檢測和拒絕來確保它的安全操作（例如通過編碼、多路計(jì)算和比較、或通過連續(xù)的測試）。盡管只由一個(gè)部件實(shí)施實(shí)

9、際的安全相關(guān)功能，但檢查功能應(yīng)被看作為第二部件。檢查功能應(yīng)是獨(dú)立的，以避免共因失效。部件部件A故障檢測故障檢測部件部件A輸出輸出l固有式故障-安全 這種技術(shù)允許一個(gè)安全相關(guān)功能由單個(gè)部件執(zhí)行，前提是假定部件的所有失效模式均安全的。固有式故障-安全也可用在組合式和反應(yīng)式故障-安全系統(tǒng)的某些功能中，例如，用來確保各部件之間的獨(dú)立性或在檢測到一個(gè)危險(xiǎn)故障時(shí)用于強(qiáng)制停止系統(tǒng)的非安全性輸出。固有式故障-安全最普遍的是直接采用具有“故障-安全”型的電子元器件，也可以設(shè)計(jì)具有“故障-安全”的能量結(jié)構(gòu)、機(jī)械結(jié)構(gòu)、電路結(jié)構(gòu)、半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)等。 固有式故障-安全由于其本身具有明顯的故障不對(duì)稱性，所以經(jīng)常來把守安全性系

10、統(tǒng)的最后一道關(guān)。繼電器原理（動(dòng)畫）繼電器原理（動(dòng)畫）1、保護(hù)進(jìn)路、保護(hù)進(jìn)路 保護(hù)進(jìn)路即當(dāng)排列列車接車進(jìn)路后，在接車進(jìn)路的延長線上排列并鎖閉一段進(jìn)路，以防發(fā)生列車冒進(jìn)事故。進(jìn)路排列時(shí)按壓列車進(jìn)路始端和終端按鈕，保護(hù)進(jìn)路部分隨列車進(jìn)路自動(dòng)排出。保護(hù)進(jìn)路的信號(hào)不能開放。排列帶保護(hù)進(jìn)路的列車進(jìn)路時(shí)要檢查保護(hù)區(qū)段的空閑條件。當(dāng)接車進(jìn)路的保護(hù)進(jìn)路部分已經(jīng)存在進(jìn)路時(shí)，接車進(jìn)路可以排列。列車駛?cè)牒?，保護(hù)進(jìn)路部分可以自動(dòng)解鎖。三、 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)在車輛段的技術(shù)應(yīng)用S1至S2為列車進(jìn)路，S2至S3為保護(hù)進(jìn)路。當(dāng)操作人員排列S1至S2的進(jìn)路后，聯(lián)鎖系統(tǒng)自動(dòng)排列出S1至S2的列車進(jìn)路和S2至S3的保護(hù)進(jìn)路。S1信號(hào)開放，S2信號(hào)不開放。S1至S2的進(jìn)路檢查S2至S3的軌道空閑條件。當(dāng)S2至S3已有進(jìn)路鎖閉時(shí)可以排列S1至S2的列車進(jìn)路。當(dāng)列車進(jìn)入S2信號(hào)機(jī)內(nèi)方后，S2至S3的保護(hù)進(jìn)路自動(dòng)解鎖。2、股道存車、股道存車 為了更有