淺談鐵路計算機聯(lián)鎖

1、鐵路信號計算機聯(lián)鎖學(xué) 生 姓 名： 高智強 學(xué) 號： 1230924 專 業(yè) 班 級： 323904 指 導(dǎo) 教 師： * 西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）摘 要計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)是實現(xiàn)鐵路現(xiàn)代化和自動化的基礎(chǔ)設(shè)施之一，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，計算機聯(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、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算機聯(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)的計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)方案，尤其是對于可靠性技術(shù)和容

2、錯技術(shù)的深入研究，計算機聯(lián)鎖技術(shù)已日趨成熟，在大力推廣使用。根據(jù)各國對計算機聯(lián)鎖的研究和使用情況來看，由于計算機在邏輯功能和信息處理方面具有很強的功能，完成其對信號機、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、道岔、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)鎖機接口電路的控制。關(guān)鍵詞：鐵路信號；計算機聯(lián)鎖;故障探討。- I -目 錄摘 要I目 錄II引 言3第1章 計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)基礎(chǔ)41.1計算機聯(lián)鎖概述41.2計算機聯(lián)鎖的功能41.3計算機聯(lián)鎖主要技術(shù)條件51.4計算機聯(lián)鎖的應(yīng)用現(xiàn)狀61.4.1國外車站計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀61.4.2國內(nèi)車站計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀7第2章 計算

3、機聯(lián)鎖工作原理92.1計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)硬件組成92.2計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)基本原理102.3計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)可靠性及安全技術(shù)11第3章 計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)故障維護(hù)及探討153.1 聯(lián)鎖設(shè)備常見故障分析處理153.2故障種類16第4章 計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的發(fā)展前景184、1計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的必要性184.1.1（一）、功能的完善184.1.2（二）、實現(xiàn)管理現(xiàn)代化184.1.3（三）、節(jié)省費用194、2計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的發(fā)展194.2.1一、向高可靠性與高安全性方向發(fā)展194.2.2二、向全電子化方向發(fā)展204.2.3三、向站區(qū)一體化、區(qū)域化的方向發(fā)展20結(jié) 論24謝 辭25參考文獻(xiàn)26附錄A 附錄內(nèi)容名稱27- 2

4、3 -引 言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)系和操作順序為聯(lián)鎖，用計算機技術(shù)來實現(xiàn)的系統(tǒng)成為計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)鐵路信號是鐵路運輸?shù)亩?，是保證行車安全和提高運輸效率的有力工具。一旦信號設(shè)備故障，鐵路運輸將陷于癱瘓，整個國民經(jīng)濟將遭受嚴(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。隨著計算機技術(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。1、計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)基礎(chǔ)1.1計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)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

5、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)系和操作順序為聯(lián)鎖，用計算機技術(shù)來實現(xiàn)的系統(tǒng)成為計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)。鐵路是國民經(jīng)濟的大動脈、全國溝通聯(lián)系的紐帶、國民經(jīng)濟建設(shè)的先行行業(yè)。與其它運輸方式相比，鐵路運輸具有運量大、成本低、速度快、安全可靠、能全天候運輸?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運輸系統(tǒng)中的重要力量。鐵路信號是鐵路運輸?shù)亩浚潜ＷC行車安全和提高運輸效率的有力工具。一旦信號設(shè)備故障，鐵路運輸將陷于癱瘓，整個國民經(jīng)濟將遭受嚴(yán)重?fù)p失。從鐵路一開始出現(xiàn)，人們就把鐵路信號中的故障安全技術(shù)作為一個

6、專題進(jìn)行研究。隨著計算機技術(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，計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)已處于實用階段，隨著實踐經(jīng)驗的積累，系統(tǒng)的性能也在不斷提高。我國的計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)主要采用由通用的工業(yè)控制計算機組成的計算機聯(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)行任務(wù)（主機），另外兩個CPU處于備用狀態(tài)（備機），這就大大提高了計算機聯(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，計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)已裝備了上千個車站。總之，鐵路信號計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)將向低成本、高效

7、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計算機聯(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）道岔的單獨操縱、鎖閉和解鎖。2、顯示功能（1）站場基本圖形顯示。（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)

8、功能。（3）實現(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計算機聯(lián)鎖主要技術(shù)條件1、計算機聯(lián)鎖能滿足各種車站（場）規(guī)模和運輸作業(yè)的需要，保證行車安全，提高運輸效率，并具備大信息量和聯(lián)網(wǎng)能力。2、計算機聯(lián)鎖采用硬件冗余結(jié)構(gòu)，如雙機熱備、三取二或二乘二取二的結(jié)構(gòu)。可靠度指標(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

9、1011h。3、計算機聯(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、計算機硬件體系結(jié)構(gòu)為層次結(jié)構(gòu)，如分為人及對話層、聯(lián)鎖運用層和執(zhí)行表示層。5、計算機聯(lián)鎖具有通過通信前置處理機和通信網(wǎng)與其他系統(tǒng)實現(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、計算機聯(lián)鎖的軟件系統(tǒng)達(dá)到軟件制式檢測要求的可靠性和安全性，所有程序都具有模塊化，結(jié)構(gòu)化和標(biāo)準(zhǔn)化的特點。7、計算機聯(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、計算機聯(lián)鎖能通過外部數(shù)據(jù)通道或計算機網(wǎng)絡(luò)與其他自動化或管理系統(tǒng)。9、計算機聯(lián)鎖設(shè)有兩路獨立電源供電，并且有自動

10、轉(zhuǎn)接功能，以保證不間斷供電。10、計算機聯(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、分析、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，在計算機聯(lián)鎖失效時控制道岔和引導(dǎo)信號。1.4計算機聯(lián)鎖的應(yīng)用現(xiàn)狀1.4.1國外車站計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀1978年世界第一個計算機聯(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)

11、計算機聯(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)了由三重冗余微計算機組成的計算機聯(lián)鎖裝置, 1985年實際投入使用的JR 東日本的南古谷車庫的計算機聯(lián)鎖裝置是日本第一臺計算機聯(lián)裝置,90年代起很多國家已開始大面積推廣微機聯(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, 而由計算機聯(lián)鎖取代,經(jīng)過20多年的發(fā)展, 計算機聯(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), 計算機聯(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）計算機聯(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

12、計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的可靠性、安全性、可維護(hù)性, 雙機熱備系統(tǒng)已經(jīng)淘汰；（二）計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的性能逐漸提高, 比如: 快速計算能力, 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), 采用計算機軟、硬件技術(shù), 開發(fā)功能非常完善和強大的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系；（四）積極發(fā)展、推廣使用全電子模塊化的計算機聯(lián)鎖系統(tǒng), 使計算機聯(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)的計算機通信技術(shù), 成功發(fā)展分布式分層處理的綜合信號控制系統(tǒng)和運營管理系統(tǒng)，計算機聯(lián)鎖不僅僅是一個特定的車站的控

13、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)擴大控制范圍,實現(xiàn)集中聯(lián)鎖分散控制的區(qū)域計算機聯(lián)鎖系統(tǒng), 使計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化；（七）計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)功能逐漸擴大,實現(xiàn)信號機、道岔、軌道電路聯(lián)鎖關(guān)系而直接控制信號設(shè)備是計算機聯(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, 由計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)代替繼電器節(jié)點邏輯控制方式提供豐富的列車控制信息;在車站由計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)完成對電碼化控制信息的邏輯處理, 通過計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)實現(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、法國等國家均得到成功應(yīng)用。比如: 2002年12月開

14、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) 。1.4.2國內(nèi)車站計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀國內(nèi)對計算機聯(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)國家在計算機聯(lián)鎖技術(shù)上的交流增多和計算機技術(shù)的發(fā)展, 計算機聯(lián)鎖進(jìn)入快速發(fā)展階段，鐵科院通號所、通號公司設(shè)計院、北京交大、卡斯柯等單位相繼開發(fā)出具有不同特點的單機、雙機熱備、三取二和二乘二取二等計算機聯(lián)鎖系統(tǒng), 至“九五”期末, 全路共裝備了計算機聯(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

15、極發(fā)展計算機聯(lián)鎖, 在此期間, 車站計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)獲得了更快的發(fā)展, 計算機聯(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、電碼化等擴大應(yīng)用的新的發(fā)展階段。（一）隨著計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)大面積推廣使用, 鐵路相關(guān)人員和單位對計算機聯(lián)鎖的認(rèn)識逐漸深入,計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)已經(jīng)被廣為接受, 為計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的發(fā)展奠定了扎實的市場基礎(chǔ)；（二）計算機聯(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, 功能逐漸完善, 目前已能完全滿足中國鐵路各種站場規(guī)模和運輸作業(yè)的需要。（三）計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)向多制式方向發(fā)展, 在路內(nèi)上道使

16、用的計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)有雙機熱備、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）各種型號的計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)均配備有微機監(jiān)測系統(tǒng), 遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng), 為計算機聯(lián)鎖正常穩(wěn)定運行提供保障。（五）在繼承現(xiàn)有計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)優(yōu)點、特點的基礎(chǔ)上, 研究鐵路信號控制新技術(shù), 積極開發(fā)新一代計算機聯(lián)鎖系統(tǒng), 努力拓展計算機聯(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)域控制能力的計算機聯(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)路電碼化計算機控制系統(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

17、算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的研究等。（六）建立了計算機聯(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)建立了計算機聯(lián)鎖檢驗站, 以技術(shù)手段加強計算機聯(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算機聯(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,有效地保證了計算機聯(lián)鎖產(chǎn)品的質(zhì)量5。2、計算機聯(lián)鎖工作原理2.1計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)硬件組成計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)采用的是工業(yè)控制計算機系統(tǒng)，用以實現(xiàn)對鐵路車站運輸生產(chǎn)過程的監(jiān)測與控制。它由工業(yè)控制計算機和生產(chǎn)過程兩大部分組成，工業(yè)控制計算機是指按生產(chǎn)過程控制特點和要求而設(shè)計的計算機，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

18、是指工業(yè)控制計算機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等進(jìn)行實時監(jiān)控。典型的計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)硬件組成如圖2-1所示。圖2-1 計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)硬件組成框圖由于計算機聯(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)由繼電裝置向計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)轉(zhuǎn)化已成為一種不可扭轉(zhuǎn)的趨勢。具體來說計算機聯(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。計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)是利用目前已有的工業(yè)控制計算機，研制一套專用的硬件與軟件系統(tǒng)實現(xiàn)信號、進(jìn)路與道岔間的聯(lián)鎖關(guān)系，因此它實質(zhì)上是一個滿足故障安全信號原則的聯(lián)鎖邏輯運算系統(tǒng)，計算機在系統(tǒng)中的作用是將操作命令與現(xiàn)場各種輸入

19、的表示信息讀入，再根據(jù)計算機內(nèi)部狀態(tài)等條件進(jìn)行邏輯運算，判斷后輸出控制信息至執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)多變量數(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2-2是邏輯運算系統(tǒng)的原理圖。 圖2-2 聯(lián)鎖邏輯運算系統(tǒng)原理圖2.2計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)基本原理從計算機系統(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。模塊化是指聯(lián)鎖機主模塊、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)

20、硬件模塊，即可滿足系統(tǒng)的擴容要求，先進(jìn)的控制體系結(jié)構(gòu)結(jié)合工藝設(shè)計使得系統(tǒng)調(diào)試周期與現(xiàn)場施工、開通周期均大為縮短，具有很好的經(jīng)濟與實用性。1、人機對話層將來自鍵盤、鼠標(biāo)等操作輸入，經(jīng)串口送達(dá)聯(lián)鎖計算機，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)鎖計算機負(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)鎖計算機。2、聯(lián)鎖運算層聯(lián)鎖微機是系統(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，其中一臺

21、為冷備機，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，其承擔(dān)著采集表示信息并將聯(lián)鎖微機下達(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)計的重要環(huán)節(jié)之一，PLC還承擔(dān)著對聯(lián)鎖微機形成的操作命令進(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、信號機與軌道電路。2.3計算機聯(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

22、統(tǒng)的容錯設(shè)計多采用三模靜態(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是對硬件故障具有較強的屏蔽與糾錯能力。然而這二種方案均存在一定的實現(xiàn)難度與缺陷，三模冗余系統(tǒng)必須實現(xiàn)三模的同步進(jìn)程及表決器的高可靠設(shè)計，尤其需要解決時鐘容錯的問題；二模動態(tài)冗余系統(tǒng)則要求冗余管理機構(gòu)的高效與可靠性。目前這二類系統(tǒng)的可靠性計算都是在設(shè)定表決器或冗余管理機構(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

23、認(rèn)為是超過效率的重要考慮，因此相應(yīng)對計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的可靠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)計中進(jìn)行選擇。其一是強化系統(tǒng)的可靠性設(shè)計，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：如果計算機聯(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)來得以實現(xiàn)，實質(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u

24、 容錯技術(shù)在計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)中的應(yīng)用：隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，尤其是高可靠性技術(shù)及容錯理論與技術(shù)的發(fā)展，計算機在鐵路信號聯(lián)鎖設(shè)備的應(yīng)用也逐漸廣泛。由于計算機聯(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芯片電路的計算機聯(lián)鎖具有故障安全特性。一般來講，計算機聯(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，因為芯片可靠性的提高是有限度的，越過這個限度將付出巨大的代價。

25、在這種情況下，要想進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性，就要用到容錯技術(shù)。容錯技術(shù)的基本 發(fā)點是承認(rèn)故障不可避免的事實，進(jìn)而考慮解除故障影響的措施。為實現(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計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)容錯技術(shù)靜態(tài)冗余為什么是最高追求? 從安全的角度確實他有自己的優(yōu)點,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,其實按需提供不同安全等級的設(shè)備才是最經(jīng)濟合理呀.

26、1 硬件冗余技術(shù)硬件冗余又有靜態(tài)冗余、動態(tài)冗余和混合冗余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

27、變化，故稱為動態(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)的熱備方式為主機和備機同時工作，但平時只有主機能夠輸 ，當(dāng)系統(tǒng)檢測到主機錯誤時， 自動切換到備機輸 。二冗余系統(tǒng)的冷備方式為平時只有主機工作，當(dāng)系統(tǒng)檢測到主機錯誤時，使主機停止輸出，同時自動啟動備機工作。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)，只是備機處于通電但不工作狀態(tài)，這樣能減少一點等待時問，在實際中很少應(yīng)用。二冗余系統(tǒng)的分布式處理方式是二機共同承擔(dān)不同的任務(wù)，若其

28、中一機出現(xiàn)故障，則將任務(wù)重新調(diào)整，讓無故障機承擔(dān)故障機的任務(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，各段之間進(jìn)行比較；第

29、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立性，相互獨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立的處理軟件，因此防止了某種軟件由于設(shè)計錯誤而產(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，主機和備機都采用2種軟件，平時主機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，立即進(jìn)行切換，使備機工作，從而提高系統(tǒng)的

30、可靠性。 3 故障一安全接口電路 目前，在計算機聯(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現(xiàn)，岡此計算機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，防止了采用接點輸入電路時的電磁干擾和電路中故障的擴散。繼電器吸起則將信息編為11l1，落下則編為0000。計算機對讀入的編碼進(jìn)行“與”運算，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，表明軌道電路占用或輸入接口電路有故障。采用3個采集電路進(jìn)行表

31、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)致計算機錯誤判斷的現(xiàn)象。 32 輸出接口 輸出接口普遍采用動態(tài)驅(qū)動，即計算機輸出的驅(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。如果計算機故障，則計算機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

32、的今天，計算機及其芯片的各項指標(biāo)越來越高，價格也越來越低，為容錯技術(shù)的廣泛應(yīng)用打下了堅實的物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著計算機的迅速發(fā)展，計算機聯(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。第3章 計算機聯(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用中的設(shè)備故障出現(xiàn)有一定的隨機性，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)備在運用中通過電路本身的自診技術(shù)直觀表現(xiàn)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

33、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

34、：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。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。(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。總之出現(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

35、臺的顯示，然后抓住主線作全盤分析，運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)核實查找，最后將故障排除。3.2故障種類3.2.1 計算機單元故障1、聯(lián)鎖機STD板故障，具體表現(xiàn)在：STD層運行燈停止閃爍，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)控機通信和聯(lián)鎖機通訊）。BJ-A0板故障，STD層運行燈、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

36、PC-01網(wǎng)卡故障，其聯(lián)鎖機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)控機與維修機通信中斷，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)鎖機無法與監(jiān)控機通信。而LS插頭松動或插接不良，聯(lián)鎖機的工作機與備機不能同步，處理方法：檢查插頭是否松動，只有完全接觸良好，在按聯(lián)機按鈕方可同步。3.2.3 切換故障聯(lián)鎖機零層切換板故障時，切換校核報錯，某一監(jiān)控機與聯(lián)鎖機通信中斷。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

37、臺顯示屏和數(shù)字化儀不能正常隨著監(jiān)控機的切換而切換到工作中的監(jiān)控機上，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。計算機電源故障，UPS電源、STD電源、采集電源、驅(qū)動電源及監(jiān)控機電源出現(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)故障點更換電源板件，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，

38、堅持不斷的學(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。4、計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的發(fā)展前景4、1計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的必要性4.1.1（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用昂貴等原因，在功能上仍存在不足之處、而且在擴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不及時停在折返信號機前方時，折返信號機前方的道岔區(qū)段解鎖，那么再按折返信號機折返時，就可能遇到道岔轉(zhuǎn)換的危險。所有上述缺點，在微機聯(lián)鎖系統(tǒng)中，可用少量的硬件投資和開發(fā)軟件加以

39、克服。另外，在微機聯(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。計算機聯(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)列車計劃存入計算機中，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，

40、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)計劃存入計算機內(nèi)，按計劃自動排列進(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，計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)應(yīng)具有話音識別輸入系統(tǒng)。4.1.2（二）、實現(xiàn)管理現(xiàn)代化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

41、車運行監(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)日趨計算機化，所以計算機聯(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。計算機聯(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。4.1.3（三）、節(jié)省費用計算機聯(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)模的微機鏈鎖系統(tǒng)與繼電聯(lián)鎖系統(tǒng)相比，目前計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的價格尚高于繼電器聯(lián)鎖系統(tǒng)。但隨著時間的推移，勢必微機聯(lián)鎖的價格接近于繼電聯(lián)鎖的價格。評價微機聯(lián)鎖的經(jīng)濟性能不能僅著眼于設(shè)備費，還應(yīng)看到，

42、由于它體積小和標(biāo)準(zhǔn)化程度高而帶來的經(jīng)濟效益。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，減少了對運輸?shù)挠绊?，其?jīng)濟效果將是明顯的。順便指出，在鐵路信號領(lǐng)域中采用微電子技術(shù)，特別是微機聯(lián)鎖設(shè)備的擴大使用，勢必引起有關(guān)生產(chǎn)、設(shè)計和維護(hù)管理等部門在技術(shù)和管理方面的改革。4、2計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的發(fā)展隨著計算機技術(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，計算機聯(lián)鎖技術(shù)已日趨成熟，在大力推廣使用。根據(jù)各國對計算機聯(lián)鎖的研究和使用情況來看，由于計算機在邏輯功能和信息處理方面具有很強的功能，它非常適用于車站聯(lián)鎖。計算機聯(lián)鎖是用微型計算機和其他一些電子、繼電器件以及各種計算機軟件組成

43、的具有故障安全性能的實時控制系統(tǒng)。計算機聯(lián)鎖是信號設(shè)備采用微機的重要突破口，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，車站計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)將朝著以下幾個方面發(fā)展。4.2.1、向高可靠性與高安全性方向發(fā)展當(dāng)前的計算機聯(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。就拿雙機熱備計算機系統(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)計上的缺欠。隨著提速、客運專線、大型客運站、重點車站、重載線路的建設(shè)和改造，它們對計算機聯(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

44、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。因此實現(xiàn)計算機聯(lián)鎖在雙機熱備上的突破，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)計院與京三公司合作，采用K5B 故障-安全型硬件，結(jié)合本院自行開發(fā)的計算機聯(lián)鎖軟件，成功研制開發(fā)出了適合我國鐵路運輸?shù)腄S6-K5B

45、型計算機聯(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 型計算機聯(lián)鎖軟件，成功開發(fā)了EI32-JD 型計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)。二乘二取二系統(tǒng)的核心設(shè)備就是故障安全計算機，目前這項設(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)水平的故障安全計算機。同時，我們還要為系統(tǒng)建立一個高水平的實時操作系統(tǒng)（RTOS）平臺；RTOS 是當(dāng)今流行的嵌入式系統(tǒng)的軟件開發(fā)平臺，也是安全計算機系統(tǒng)的軟件核心；它能提高系統(tǒng)的安全性，滿足系統(tǒng)實時性的要求，縮短新產(chǎn)品的開

46、發(fā)周期以及充分發(fā)揮實時操作系統(tǒng)可移植性、可維護(hù)性強等優(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算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的研制進(jìn)程。4.2.2、向全電子化方向發(fā)展就目前廣泛使用的計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)來說，其執(zhí)行部分，也就是信號機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、功能強大等特點，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，實現(xiàn)全電子化控制，是我國計算機聯(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)國家有全電子計算機聯(lián)鎖技術(shù)。國產(chǎn)車站全電子計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)研制始于1996年，1

47、999年納入鐵道部鐵路科技發(fā)展計劃項目，“計算機聯(lián)鎖智能型全電子信號道岔控制一體化的研究”，由蘭州交通大學(xué)主持，鐵道科學(xué)研究院、鄭州鐵路局參與該項目的研究，并于2000年1月通過鐵道部技術(shù)審查。全電子計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)2002 年通過甘肅省技術(shù)成果鑒定；2003年列入科技部國家科技成果重點推廣項目計劃。該系統(tǒng)從2001年開始，就先后在信陽電廠、襄樊北機務(wù)段整備場投產(chǎn)使用。2003年11月，區(qū)域全電子計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)在洛陽石化工業(yè)站及裝卸站開通投產(chǎn)使用?？梢哉J(rèn)為，隨著技術(shù)的進(jìn)一步完善和產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，全電子計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)會得到更廣泛的應(yīng)用。4.2.3、向站區(qū)一體化、區(qū)域化的方向發(fā)展站區(qū)一體化、區(qū)域

48、化信號安全技術(shù)代表了當(dāng)今世界鐵路信號安全控制技術(shù)的發(fā)展方向，并已在法、日、德、意等鐵路發(fā)達(dá)國家得到實際應(yīng)用。它是我國既有線提速、客運專線、高速鐵路、地鐵、城市輕軌交通建設(shè)所急需的信號安全控制技術(shù)。隨著我國計算機聯(lián)鎖技術(shù)、列控技術(shù)的進(jìn)步以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)的飛躍發(fā)展，大大推動了計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)向著一體化、區(qū)域化的發(fā)展進(jìn)程。計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)可以通過各種制式的通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)多層次控制，使控制范圍擴大，即可由一個樞紐站控制周邊的若干站及區(qū)間的道岔控制點，既優(yōu)化了控制，又減少了投資和運營成本。如由鐵道部科學(xué)研究院研制的ZQY-型站區(qū)一體化信號安全控制系統(tǒng)就可實現(xiàn)對多個站區(qū)的控制，即完成站區(qū)一體化、區(qū)域控制的功能。4.2.4、向信息化、智能化和綜合自動化的方向發(fā)展計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)還應(yīng)努力適應(yīng)鐵路信號系統(tǒng)向信息化、智能化和綜合化發(fā)展的要求。宏觀地看，信息化是當(dāng)代和今后較長時期內(nèi)社