畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）鐵路信號(hào)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)

1、遼寧鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院遼寧鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院高職畢業(yè)論文高職畢業(yè)論文題 目 鐵路信號(hào)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng) 專(zhuān) 業(yè) 鐵道通信信號(hào) 班 級(jí) 姓 名 指導(dǎo)教師 職 稱(chēng) 二 0 一二 年 五 月鐵路信號(hào)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(dòng)化的基礎(chǔ)設(shè)施之一，是一種高效、安全的車(chē)站聯(lián)鎖設(shè)備，是提高車(chē)站通過(guò)能力的基礎(chǔ)。同時(shí)，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(hào)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)

2、鎖控制系統(tǒng)方案，尤其是對(duì)于可靠性技術(shù)和容錯(cuò)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(guó)對(duì)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的研究和使用情況來(lái)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(duì)信號(hào)機(jī)、道岔的控制電路及其相關(guān)組合的內(nèi)部配線(xiàn)和對(duì)信號(hào)機(jī)、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(jī)接口電路的控制。關(guān)鍵詞：鐵路信號(hào)；計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖;故障探討abstractcomputer interlocking system is the one of infrastructure that realizes the modernization and automation of th

3、e railway, it is also a kind of efficiency and safety equipment of the station interlocks, which is the foundation that raises carrying capacity at station. meanwhile, computer interlocking system also has the fault-oriented security, compared with electrical interlocking system, its design, constru

4、ction and maintenance are more convenient, and easy to transform and add new features, and the railway signal to the intelligent network to create the conditions for direction.this thesis describes the principles and approach of computer-based interlocking system hardware structure, selection of equ

5、ipment and power configuration. two times two take two architecture computer interlocking control system solutions, especially for in-depth study of the reliability and fault-tolerant technology, computer-based interlocking technology has matured, and vigorously promote the use of according to the c

6、ountries in the study and use of computer-based interlocking situation, due to a computer logic function and information processing has a strong, complete signal, the switch control circuit and combinations of internal wiring and signal part of the equipment of the machine, switches and track circui

7、t status information acquisition circuit and control circuit and interlock machine interface.key words : railway signal;computer interlocking；investigate malfunction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

8、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(jiàn)故障分析處理 .113.2 故障種類(lèi) .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謝辭 .17參考文獻(xiàn) .18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(chē)安全和必要的通過(guò)能力，信號(hào)、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(chēng)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(lái)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(guó)民經(jīng)濟(jì)的大動(dòng)脈、全國(guó)溝通聯(lián)系的紐帶、國(guó)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

9、低、速度快、安全可靠、能全天候運(yùn)輸?shù)缺姸鄡?yōu)勢(shì)。鐵路承擔(dān)全國(guó)客貨周轉(zhuǎn)量的 60%70%，這種狀況在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)不會(huì)有太大的變化，鐵路仍將是我國(guó)交通運(yùn)輸系統(tǒng)中的重要力量。鐵路信號(hào)是鐵路運(yùn)輸?shù)亩?，是保證行車(chē)安全和提高運(yùn)輸效率的有力工具。一旦信號(hào)設(shè)備故障，鐵路運(yùn)輸將陷于癱瘓，整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)將遭受?chē)?yán)重?fù)p失。從鐵路一開(kāi)始出現(xiàn)，人們就吧把鐵路信號(hào)中的故障安全技術(shù)作為一個(gè)專(zhuān)題進(jìn)行研究。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，特別是對(duì)可靠性和冗余容錯(cuò)技術(shù)的深入研究，車(chē)站信號(hào)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(guó)的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)主要采用

10、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(lái)，又推出了二乘二取二系統(tǒng)，由兩個(gè) cpu 構(gòu)成一個(gè)子系統(tǒng)執(zhí)行聯(lián)鎖任務(wù)（主機(jī)） ，另外兩個(gè) cpu 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(xiàn)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(gè)車(chē)站?？傊?，鐵路信號(hào)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(dòng)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(hào)的正常開(kāi)放、關(guān)閉、人工重復(fù)開(kāi)放以及防止自動(dòng)重復(fù)開(kāi)放。（3）道岔的單獨(dú)操縱

11、、鎖閉和解鎖。2、顯示功能（1）站場(chǎng)基本圖形顯示。（2）現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)設(shè)備狀態(tài)顯示。（3）車(chē)站值班員按壓按鈕動(dòng)作的確認(rèn)顯示。（4）聯(lián)鎖系統(tǒng)的工作狀態(tài)、故障報(bào)警顯示。（5）時(shí)鐘顯示、必要的漢字提示，如操作錯(cuò)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(chǔ)和故障檢測(cè)與診斷功能（1）系統(tǒng)可按時(shí)間順序自動(dòng)記錄和儲(chǔ)存車(chē)站值班員按鈕操作狀況、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備動(dòng)作情況和行車(chē)作業(yè)情況。（2）提供圖像再現(xiàn)功能。（3）實(shí)現(xiàn)進(jìn)路儲(chǔ)存和自動(dòng)辦理。（4）具有集中檢測(cè)和報(bào)警功能。4、語(yǔ)音提示功能該系統(tǒng)具有通過(guò)語(yǔ)音或音響在控制臺(tái)上播放提示信息的能力。當(dāng)有多條信息需要同時(shí)播放時(shí)，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、

12、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(mǎn)足各種車(chē)站（場(chǎng)）規(guī)模和運(yùn)輸作業(yè)的需要，保證行車(chē)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)。可靠度指標(biāo)：平均故障間隔時(shí)間（mtbf）大于或等于 106h；安全度指標(biāo)：平均危險(xiǎn)側(cè)輸出間隔時(shí)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(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)故障會(huì)危及行車(chē)安全時(shí)，能切斷系統(tǒng)的危險(xiǎn)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(duì)話(huà)層、聯(lián)鎖運(yùn)用層和執(zhí)行表示層。5、

13、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖具有通過(guò)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(cè)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(diǎn)。7、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的各種接口與通道能保證長(zhǎng)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(guò)外部數(shù)據(jù)通道或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與其他自動(dòng)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(dòng)轉(zhuǎn)接功能，以保證不間斷供電。10、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(jí)的運(yùn)用環(huán)境中，設(shè)備都能正常工作。11、信號(hào)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(xiàn)的接地裝置，

14、其接地電阻值不大于 4。對(duì)于重雷害地區(qū)，地線(xiàn)設(shè)置還采取了特殊措施。12、監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)作為系統(tǒng)基本組成部分，為維護(hù)使用部門(mén)提供監(jiān)測(cè)、報(bào)警、統(tǒng)計(jì)、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(pán)，在計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖失效時(shí)控制道岔和引導(dǎo)信號(hào)。1.4 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的應(yīng)用現(xiàn)狀一、國(guó)外車(chē)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(gè)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)在瑞典哥德堡問(wèn)世, 從 20 世紀(jì) 80 年代起各國(guó)競(jìng)相研究開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng), 并取得了顯著的成績(jī),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(kāi)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

15、谷車(chē)庫(kù)的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖裝置是日本第一臺(tái)計(jì)算機(jī)聯(lián)裝置,90 年代起很多國(guó)家已開(kāi)始大面積推廣微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng), 如日本、英國(guó)制定技術(shù)政策, 不再發(fā)展繼電聯(lián)鎖, 而由計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖取代,經(jīng)過(guò) 20 多年的發(fā)展, 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)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(guò)軟件、硬件容錯(cuò)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(hào)控制系

16、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(kāi)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(cè)體系；（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(kāi)放式結(jié)構(gòu),并且更加小型化、智能化；（五）以旅客營(yíng)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(hào)控制系統(tǒng)和運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖不僅僅是一個(gè)特定的車(chē)站的控制系統(tǒng), 而逐漸演變成綜合行車(chē)指揮系統(tǒng)的一個(gè)重要的基礎(chǔ)設(shè)備； （六）通過(guò)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

17、逐漸擴(kuò)大,實(shí)現(xiàn)信號(hào)機(jī)、道岔、軌道電路聯(lián)鎖關(guān)系而直接控制信號(hào)設(shè)備是計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的基本功能, 通過(guò)系統(tǒng)集成, 將車(chē)站和區(qū)間設(shè)備一體化, 由計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)代替繼電器節(jié)點(diǎn)邏輯控制方式提供豐富的列車(chē)控制信息;在車(chē)站由計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)完成對(duì)電碼化控制信息的邏輯處理, 通過(guò)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(guó)、法國(guó)等國(guó)家均得到成功應(yīng)用。比如: 2002 年 12 月開(kāi)通的日本東北新干線(xiàn)盛崗- 八戶(hù)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(guó)內(nèi)車(chē)站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)

18、的應(yīng)用現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)對(duì)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的研究開(kāi)始于 20 世紀(jì) 80 年代, 進(jìn)入 90 年代后, 隨著與發(fā)達(dá)國(guó)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(hào)所、通號(hào)公司設(shè)計(jì)院、北京交大、卡斯柯等單位相繼開(kāi)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(gè)車(chē)站(場(chǎng)) 。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(chē)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(chǎng)和服務(wù), 從實(shí)現(xiàn)功能到完善拓展

19、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(duì)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的認(rèn)識(shí)逐漸深入,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(chǎng)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(lái)越高, 性能逐漸增強(qiáng), 功能逐漸完善, 目前已能完全滿(mǎn)足中國(guó)鐵路各種站場(chǎng)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(mǎn)足不同線(xiàn)路、不同工程和不同用戶(hù)的需要。（四）各種型號(hào)的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)均配備有微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng), 遠(yuǎn)程診斷系

20、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(hào)控制新技術(shù), 積極開(kāi)發(fā)新一代計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(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(hào)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(chē)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(chē)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(cè)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(cè)。 除此之

21、外, 對(duì)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(guò)詳細(xì)完備的功能測(cè)試，通過(guò)制式測(cè)試和出廠測(cè)試,有效地保證了計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖產(chǎn)品的質(zhì)量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(duì)鐵路車(chē)站運(yùn)輸生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)測(cè)與控制。它由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和生產(chǎn)過(guò)程兩大部分組成，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)是指按生產(chǎn)過(guò)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(duì)鐵路信號(hào)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)過(guò)程就是指工業(yè)控制計(jì)算機(jī)通過(guò)過(guò)程輸入輸出通道和繼電結(jié)合電路對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控對(duì)象如道岔和信號(hào)機(jī)等進(jìn)行實(shí)時(shí)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。cpura

22、mmmrom主機(jī)系統(tǒng)支持板人機(jī)對(duì)話(huà)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(xiàn)磁盤(pán)系統(tǒng)通用io 接口開(kāi)關(guān)量輸入通道通用io 接口開(kāi)關(guān)量輸出通道繼電結(jié)合電路現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控對(duì)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(guò)繼電聯(lián)鎖系統(tǒng)，因此車(chē)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(shì)。具體來(lái)說(shuō)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在適時(shí)性、安全性、可靠性、可維護(hù)性及性?xún)r(jià)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(zhuān)用的硬件與軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信號(hào)、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(gè)滿(mǎn)足故障安全信號(hào)原則的聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算系統(tǒng)

23、，計(jì)算機(jī)在系統(tǒng)中的作用是將操作命令與現(xiàn)場(chǎng)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)多變量數(shù)字輸入和多變量數(shù)字輸出這樣一個(gè)復(fù)雜傳遞函數(shù)的變換，圖 2-2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(lái)看屬于二級(jí)集散式控制系統(tǒng)，突破了舊有的集中式信號(hào)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(hào)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(dòng)層、結(jié)合電路層及監(jiān)控對(duì)象層等五個(gè)物理層次。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于可根據(jù)車(chē)站規(guī)模的大小、作業(yè)需求的

24、不同，在不改變聯(lián)鎖軟件的基礎(chǔ)上通過(guò)修改站場(chǎng)靜態(tài)數(shù)據(jù)并增設(shè)相應(yīng)硬件模塊，即可滿(mǎn)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)試周期與現(xiàn)場(chǎng)施工、開(kāi)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(duì)話(huà)層將來(lái)自鍵盤(pán)、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(shí)在圖形顯示器上顯示站場(chǎng)表示信息。在站場(chǎng)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(hào)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(duì)系統(tǒng)的總體故障安全

25、性能有較大影響，hj04a 系統(tǒng)中設(shè)置了兩臺(tái)聯(lián)鎖微機(jī)，其中一臺(tái)為冷備機(jī)，可進(jìn)行人工切換。 3、復(fù)核驅(qū)動(dòng)層 復(fù)核驅(qū)動(dòng)層由 plc 組成，其承擔(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(hào)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(duì)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(chǎng)監(jiān)控設(shè)備表示信息與 plc 輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)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(zhuān)用電路規(guī)范監(jiān)控設(shè)備的測(cè)控過(guò)程，即包括表示信息采集機(jī)制與設(shè)備驅(qū)動(dòng)流程。5、監(jiān)控對(duì)象層監(jiān)控設(shè)備是指聯(lián)鎖系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，即道岔、信

26、號(hào)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(guó)內(nèi)外進(jìn)行高可靠系統(tǒng)的容錯(cuò)設(shè)計(jì)多采用三模靜態(tài)冗余方案或二模動(dòng)態(tài)冗余方案。其中前者完全是靠硬件冗余來(lái)提升可靠性的，后者則不僅使用了硬件冗余資源，同時(shí)也使用了故障檢測(cè)技術(shù)與軟件冗余資源。這二種方案的共同特點(diǎn)是對(duì)硬件故障具有較強(qiáng)的屏蔽與糾錯(cuò)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(shí)鐘容錯(cuò)的問(wèn)題；二模動(dòng)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(lèi)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(shí)由于設(shè)備直接投資成本過(guò)高

27、，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(hào)領(lǐng)域，由于行車(chē)安全被認(rèn)為是超過(guò)效率的重要考慮，因此相應(yīng)對(duì)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的可靠性與安全性要求很高，針對(duì)這種情況，可以有二種方式供我們?cè)谠O(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(duì)安全性的相對(duì)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(gè)思路來(lái)考慮問(wèn)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(lái)得以實(shí)現(xiàn)，實(shí)質(zhì)上也就是說(shuō)犧牲少量的效

28、率來(lái)避免昂貴的成本并換取系統(tǒng)的高安全性，同樣也能滿(mǎn)足鐵路信號(hào)對(duì)聯(lián)鎖系統(tǒng)的性能要求 容錯(cuò)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)展，尤其是高可靠性技術(shù)及容錯(cuò)理論與技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)在鐵路信號(hào)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(duì)稱(chēng)的錯(cuò)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(jì)算機(jī)聯(lián)鎖具有故障安全特性。一般來(lái)講，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)是采用避錯(cuò)技術(shù)和容錯(cuò)技術(shù)來(lái)提高系統(tǒng)的可靠性。 （如圖 2-3 所示為容錯(cuò)技術(shù)示意圖） 。避錯(cuò)技術(shù)采用高可靠性芯片，以減少故障概率。

29、但是不能保證系統(tǒng)絕對(duì)可靠，因?yàn)樾酒煽啃缘奶岣呤怯邢薅鹊模竭^(guò)這個(gè)限度將付出巨大的代價(jià)。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(cuò)技術(shù)。容錯(cuò)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(shí)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(cuò)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(jué)得綜合來(lái)看,混合冗余比較合理. 應(yīng)該將安全等級(jí)對(duì)應(yīng)冗余方法從而對(duì)冗余的方式進(jìn)行選擇,如今的各個(gè)

30、廠家所出設(shè)備感覺(jué)沒(méi)有秩序,思路有一些不明朗,其實(shí)按需提供不同安全等級(jí)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(dòng)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(guò)冗余資源來(lái)隔離或校正故障，使故障不能在系統(tǒng)輸出中造成差錯(cuò)，不能改變電路或系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，所以稱(chēng)為靜態(tài)冗余。其基本原理是通過(guò)表決來(lái)隔離發(fā)生的故障。靜態(tài)冗余技術(shù)在模塊級(jí)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(gè)相同的模塊同時(shí)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(gè)模塊的故障。例如 3 取 2 系統(tǒng)。12 動(dòng)態(tài)冗余技術(shù) 這種系統(tǒng)由多個(gè)模塊組成，其中只有

31、 1 個(gè)模塊在運(yùn)行輸出，同時(shí)系統(tǒng)不斷地進(jìn)行故障檢測(cè)，隨時(shí)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(shí)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，故稱(chēng)為動(dòng)態(tài)冗余。最基本的動(dòng)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(jī)和備機(jī)同時(shí)工作，但平時(shí)只有主機(jī)能夠輸 ，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到主機(jī)錯(cuò)誤時(shí)， 自動(dòng)切換到備機(jī)輸 。二冗余系統(tǒng)的冷備方式為平時(shí)只有主機(jī)工作，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到主機(jī)錯(cuò)誤時(shí)，使主機(jī)停止輸出，同時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)備機(jī)工作。這種方式需要等待一定的時(shí)間，系統(tǒng)的連續(xù)性受到影響，適用于對(duì)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(lèi)似冷備方式的結(jié)構(gòu)

32、，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(shí)問(wèn)，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)，若其中一機(jī)出現(xiàn)故障，則將任務(wù)重新調(diào)整，讓無(wú)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(jí)，這樣系統(tǒng)故障時(shí)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(dòng)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(gè)正常工作的模塊，有 s 個(gè)備用模塊。n 個(gè)正常工作模塊經(jīng)過(guò)表決后作為系統(tǒng)的輸出，同時(shí)各模塊的輸出與系統(tǒng)的輸出作比較，以監(jiān)測(cè)任一模塊是否有故障。如果檢測(cè)出其中 1 個(gè)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)

33、就是用幾種不同的軟件處理數(shù)據(jù)，對(duì)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 2 種是采用幾個(gè)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(gè)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(guò)表決將其屏蔽。如果程序間相互不獨(dú)立，故障可能同時(shí)存在于各個(gè)程序，則無(wú)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(cuò)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(jiàn)的是采用 2 種不同的軟件處理數(shù)據(jù)，同時(shí)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

34、機(jī)都采用 2 種軟件，平時(shí)主機(jī) t 作，此時(shí) 2 種軟件同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對(duì)結(jié)果進(jìn)行比較。如果一致，則產(chǎn)生輸出，否則說(shuō)明系統(tǒng)故障，立即進(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(duì)信號(hào)、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(lái)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(mǎn)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(shí)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(duì)讀

35、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(gè)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(gè)采集電路進(jìn)行表決輸出，當(dāng)有 2 個(gè)或 3 個(gè)電路的輸 是一致時(shí)，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(cuò)誤判斷的現(xiàn)象。 32 輸出接口 輸出接口普遍采用動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)，即計(jì)算機(jī)輸出的驅(qū)動(dòng)信息不是高電平，也不是低電平，而是一個(gè)脈沖信號(hào)，再經(jīng)過(guò)脈沖一電平轉(zhuǎn)換電路輸出一個(gè)有足夠驅(qū)動(dòng)功率的高電平去動(dòng)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(hào)，而是停留在脈沖的某個(gè)高電平或低電平，這個(gè)非脈沖電平經(jīng)過(guò)脈沖一電平

36、轉(zhuǎn)換電路后不會(huì)產(chǎn)生一個(gè)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(cuò)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(jià)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(lái)越高，價(jià)格也越來(lái)越低，為容錯(cuò)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(chǎng)，正確認(rèn)識(shí)掌握這一理論將對(duì)現(xiàn)代化的鐵路事業(yè)有著重要的意義。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(jiàn)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(gè)方面分類(lèi)，對(duì)故障的發(fā)生逐個(gè)分析。按故障的表現(xiàn)可分

37、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(shí)被發(fā)現(xiàn)的故障。即設(shè)備在運(yùn)用中通過(guò)電路本身的自診技術(shù)直觀表現(xiàn)出來(lái)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(shí)表現(xiàn)出來(lái)，只有在與另一故障構(gòu)成組合時(shí)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(lèi)：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(xiǎn)等屬責(zé)任故障。2.非責(zé)任原因，因突發(fā)因素或因無(wú)法抗拒和防止的外界干擾，自然災(zāi)害和無(wú)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(mén)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(gè)方

38、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(wú)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：線(xiàn)圈斷線(xiàn)等。按故障的性質(zhì)分類(lèi)：1.斷線(xiàn)故障：線(xiàn)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(xiàn)故障。處理步驟：首先檢查判斷是室內(nèi)配線(xiàn)還是室外配線(xiàn)找出故障點(diǎn)。2.混線(xiàn)故障：(1)短路故障：電源兩極的輸送線(xiàn)路相混對(duì)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(xiǎn)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(xiàn)錯(cuò)接（如：電源正負(fù)極性接反）找出

39、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(duì)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(xiàn)接地?？傊霈F(xiàn)故障時(shí),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(tái)的顯示，然后抓住主線(xiàn)作全盤(pán)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(gè)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(lèi)3.2.1 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(dòng)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

40、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 板故障，std 層運(yùn)行燈、中斷燈、報(bào)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(duì)，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(shí)提示為監(jiān)控機(jī)與維修機(jī)通信中斷，vga顯卡有故障時(shí)，顯示屏無(wú)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(xiàn)路故障總線(xiàn)插頭松動(dòng)或插接不良，聯(lián)鎖機(jī)無(wú)法與監(jiān)控機(jī)通信。而 ls 插頭松動(dòng)或插

41、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(dòng)，只有完全接觸良好，在按聯(lián)機(jī)按鈕方可同步。3.2.3 切換故障聯(lián)鎖機(jī)零層切換板故障時(shí)，切換校核報(bào)錯(cuò)，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(tái)監(jiān)視器和數(shù)字化儀切換板故障，會(huì)導(dǎo)致控制臺(tái)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(wú)任何顯示。處理方法：此時(shí)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(dòng)態(tài)穩(wěn)壓電源故障，其故障會(huì)導(dǎo)致所有動(dòng)態(tài)繼電器的驅(qū)動(dòng)失效，不能驅(qū)動(dòng)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(dòng)電源及監(jiān)控機(jī)電

42、源出現(xiàn)故障后，其所帶的負(fù)載均無(wú)法開(kāi)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)更換電源板件，恢復(fù)故障現(xiàn)象。無(wú)論故障原因和故障現(xiàn)象如何變化，作為一名合格的信號(hào)維修工作者，只要平時(shí)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。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(guò)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(dòng)而造成進(jìn)路錯(cuò)誤解鎖的可

43、能性仍然存在，以致妨礙進(jìn)路的預(yù)先排列；在轉(zhuǎn)線(xiàn)調(diào)車(chē)作業(yè)過(guò)程中，如果車(chē)列越過(guò)折反信號(hào)機(jī)不及時(shí)停在折返信號(hào)機(jī)前方時(shí)，折返信號(hào)機(jī)前方的道岔區(qū)段解鎖，那么再按折返信號(hào)機(jī)折返時(shí)，就可能遇到道岔轉(zhuǎn)換的危險(xiǎn)。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(kāi)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(xiàn)出岔、非進(jìn)路調(diào)車(chē)、平面調(diào)車(chē)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(jiǎn)化操作手續(xù)和減少有關(guān)行車(chē)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(chē)進(jìn)路自動(dòng)化的可能性。為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排列列車(chē)進(jìn)路，可將每日或幾個(gè)小時(shí)的接發(fā)列車(chē)計(jì)劃存入計(jì)算

44、機(jī)中，然后利用車(chē)次報(bào)號(hào)系統(tǒng)提供的車(chē)次號(hào)，在列車(chē)接近車(chē)站的時(shí)候從存儲(chǔ)的計(jì)劃表中提取列車(chē)應(yīng)達(dá)到的股道信息而自動(dòng)辦理進(jìn)路；對(duì)于發(fā)車(chē)進(jìn)路來(lái)說(shuō)，由于涉及到旅客的乘降，貨物的裝載和發(fā)車(chē)時(shí)刻的變更等因素，排列進(jìn)路的自動(dòng)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(chē)作業(yè)時(shí)，一般是由室內(nèi)操作人員排列調(diào)車(chē)進(jìn)路，由室外的調(diào)車(chē)員根據(jù)信號(hào)顯示再以信號(hào)旗指揮行車(chē)。因此，調(diào)車(chē)作業(yè)時(shí)間包括了室內(nèi)外人員之間的協(xié)同動(dòng)作時(shí)間。在采用微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的情況下，可能將協(xié)同動(dòng)作的時(shí)間壓縮最短。例如將調(diào)車(chē)作業(yè)劃分為固定調(diào)車(chē)作業(yè)和非固定調(diào)車(chē)作業(yè)兩類(lèi)。對(duì)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(dòng)排列進(jìn)路。對(duì)于非固定作業(yè)，調(diào)車(chē)員可通過(guò)

45、無(wú)線(xiàn)調(diào)車(chē)電話(huà)直接用話(huà)音辦理調(diào)車(chē)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(huà)音識(shí)別輸入系統(tǒng)。（二） 、實(shí)現(xiàn)管理現(xiàn)代化此處的管理包括行車(chē)管理和聯(lián)鎖系統(tǒng)自身管理兩個(gè)方面。在行車(chē)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(chē)到發(fā)顯示牌)、列車(chē)運(yùn)行監(jiān)督系統(tǒng)以及列車(chē)指揮系統(tǒng)等提供各種信息，例如列車(chē)到發(fā)時(shí)間，列車(chē)占有線(xiàn)路情況，列車(chē)所在股道以及信號(hào)設(shè)備狀況等。由于行車(chē)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(shuō)決

46、定于它的性能價(jià)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(jià)格尚高于繼電器聯(lián)鎖系統(tǒng)。但隨著時(shí)間的推移，勢(shì)必微機(jī)聯(lián)鎖的價(jià)格接近于繼電聯(lián)鎖的價(jià)格。評(píng)價(jià)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(lái)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(shí)間，減少了對(duì)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(hào)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(shì)必引起有關(guān)生產(chǎn)、設(shè)計(jì)和維護(hù)管理等部門(mén)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(duì)于可靠性技術(shù)和

47、容錯(cuò)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(guó)對(duì)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的研究和使用情況來(lái)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，它非常適用于車(chē)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(shí)控制系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖是信號(hào)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(hào)自動(dòng)控制進(jìn)入了一個(gè)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(chē)站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)將朝著以下幾個(gè)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)

48、系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，它在長(zhǎng)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、客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)、大型客運(yùn)站、重點(diǎn)車(chē)站、重載線(xiàn)路的建設(shè)和改造，它們對(duì)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(guó)目前的研究成果主要為三取二冗余系統(tǒng)，但國(guó)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(guó)內(nèi)，由于有現(xiàn)場(chǎng)脫機(jī)模擬聯(lián)鎖測(cè)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(gè)必然。目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的二乘二取二冗余系統(tǒng)。鑒于這種現(xiàn)

49、狀，在努力利用自身力量的同時(shí)，應(yīng)積極引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)。基于這種理念，2000 年，鐵道部通信信號(hào)總公司研究設(shè)計(jì)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(kāi)發(fā)的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖軟件，成功研制開(kāi)發(fā)出了適合我國(guó)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(guó)國(guó)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(kāi)發(fā)了 ei32-jd 型計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)，目前這項(xiàng)設(shè)備都是從國(guó)外引進(jìn)，因此我們要

50、積極探索并力爭(zhēng)開(kāi)發(fā)出達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的故障安全計(jì)算機(jī)。同時(shí)，我們還要為系統(tǒng)建立一個(gè)高水平的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（rtos）平臺(tái)；rtos 是當(dāng)今流行的嵌入式系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，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(mǎn)足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求，縮短新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期以及充分發(fā)揮實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)可移植性、可維護(hù)性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)。我們相信，與國(guó)際上的技術(shù)交流與合作，將會(huì)大大加快我國(guó)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(lái)說(shuō)，其執(zhí)行部分，也就是信號(hào)機(jī)和道岔的控制器件仍然是由繼電器來(lái)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

51、管理和遠(yuǎn)程診斷，還可以為鐵路自動(dòng)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(guó)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)方向。在國(guó)外，只有西門(mén)子、abb 京山、瑞典等少數(shù)國(guó)家有全電子計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖技術(shù)。國(guó)產(chǎn)車(chē)站全電子計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)研制始于 1996 年，1999 年納入鐵道部鐵路科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目，“計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖智能型全電子信號(hào)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(xiàng)目的研究，并于 2000 年 1 月通過(guò)鐵道部技術(shù)審查。全電子計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng) 2002 年通過(guò)甘肅省技術(shù)成果鑒定；2003 年列入科技部國(guó)家科技成果重點(diǎn)推廣項(xiàng)目計(jì)劃。該系統(tǒng)從 2001 年開(kāi)始，就先后在信陽(yáng)電廠、襄樊北機(jī)務(wù)段整備場(chǎng)投產(chǎn)使用。2003 年 11 月，區(qū)域全電子計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)在洛陽(yáng)石化工業(yè)站及裝卸站開(kāi)通投產(chǎn)使用。可以認(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(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。三、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)域化信號(hào)安全技術(shù)代表了當(dāng)今世界鐵路信號(hào)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(guó)家得到實(shí)際應(yīng)用。它是我國(guó)既有線(xiàn)提速、