計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)概述

1、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)概述1.車站聯(lián)鎖控制系統(tǒng)我國(guó)發(fā)展概述【中國(guó)】計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖研制始于1983年。l1第一套系統(tǒng)安裝在南京梅山鐵礦井下200m深處24組道岔的運(yùn)輸線路上，1984年投入運(yùn)營(yíng)。l2在1987年7月研制開發(fā)了適用于地面廠礦鐵路的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備，并首先在太原鋼鐵廠配料站首先使用。l3而在正線甚至干線上，最早是由卡斯柯信號(hào)有限公司（CASCO）從美國(guó)通用鐵路信號(hào)公司（GRS）引進(jìn)，并結(jié)合我國(guó)鐵路實(shí)際運(yùn)營(yíng)技術(shù)條件開發(fā)出VPI安全型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)。第一套系統(tǒng)安裝在廣深線的紅海站上，于1991年11月投入運(yùn)營(yíng)，開創(chuàng)了我國(guó)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖技術(shù)在干線車站上運(yùn)用的先例。l41993年10月由鐵道科學(xué)研究

2、院研制的車站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)在哈爾濱平房站正式使用。l51994年1月由通號(hào)總公司研制的車站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)在南京分局浦口到發(fā)場(chǎng)開通使用。 1.1我國(guó)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的典型系統(tǒng)鐵科院研制lTYJLII型雙機(jī)熱備系統(tǒng)lTYJLTR9型三取二容錯(cuò)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備l1997年12月通過鐵道部鑒定北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院研制lDS6-11型雙機(jī)熱備系統(tǒng)lDS6-20型三取二系統(tǒng)l1999年1月通過鐵道部鑒定 2.計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的功能聯(lián)鎖控制功能：進(jìn)路控制；信號(hào)開放、關(guān)閉；道岔單獨(dú)操作、鎖閉、解鎖顯示功能：站場(chǎng)基本圖形顯示；現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)設(shè)備狀態(tài)顯示；值班員按壓按鈕動(dòng)作的確認(rèn)顯示；聯(lián)鎖系統(tǒng)工作狀態(tài)、故障報(bào)警顯示；時(shí)鐘顯

3、示、漢字提示等記錄存儲(chǔ)和故障檢測(cè)與診斷功能：系統(tǒng)可按時(shí)間順序自動(dòng)記錄和存儲(chǔ)值班員按鈕操作情況、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備動(dòng)作情況和行車作業(yè)情況；提供圖像再現(xiàn)功能；實(shí)現(xiàn)進(jìn)路存儲(chǔ)和自動(dòng)辦理；具有集中檢測(cè)和報(bào)警功能結(jié)合功能：利用標(biāo)準(zhǔn)化通信接口板，網(wǎng)絡(luò)接口板，可以直接與現(xiàn)代化信息處理系統(tǒng)相聯(lián)結(jié)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換 3.計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的優(yōu)越性 技術(shù)上：l進(jìn)一步完善了聯(lián)鎖控制功能；l可靠性、安全性高；l靈活性大；l便于系統(tǒng)維護(hù)經(jīng)濟(jì)上：l可以降低設(shè)備投資成本；l重量輕、體積小，可節(jié)省基本建設(shè)費(fèi)用 4.計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的技術(shù)實(shí)現(xiàn)特點(diǎn) 人機(jī)對(duì)話設(shè)備已經(jīng)由傳統(tǒng)的控制臺(tái)、控制盤，改為數(shù)字化儀、鼠標(biāo)、大屏幕顯示器等，使系統(tǒng)操作更簡(jiǎn)單，顯示清晰、直觀，顯

4、示內(nèi)容更為豐富。系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)全部都采用模塊化結(jié)構(gòu)，可根據(jù)需要靈活應(yīng)變。采用高可靠、故障安全硬件結(jié)構(gòu)聯(lián)鎖軟件設(shè)計(jì)為雙程序設(shè)計(jì)，兩套程序采用分層結(jié)構(gòu)，程序和數(shù)據(jù)運(yùn)用冗余編碼技術(shù)使得危險(xiǎn)側(cè)故障降到最低。信息傳輸方面，采用同步或異步通信方式，確保信道安全可靠。為了提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，采取了必要抗干擾措施。系統(tǒng)功能齊全，除聯(lián)鎖外，還要有顯示、檢錯(cuò)、診斷、存儲(chǔ)記錄等功能。預(yù)留有與其他自動(dòng)化設(shè)備相連的接口。 5、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的定義計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖用微型計(jì)算機(jī)對(duì)車站值班人員的操作命令與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀態(tài)的表示信息進(jìn)行邏輯運(yùn)算，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)機(jī)、道岔及進(jìn)路進(jìn)行集中控制和聯(lián)鎖的車站聯(lián)鎖設(shè)備。微機(jī)聯(lián)鎖軟硬件實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖的邏輯關(guān)系采

5、用積木式的軟硬件大量減少人為工作動(dòng)作速度快，信息量大，可控性強(qiáng)通用性強(qiáng)，適應(yīng)改擴(kuò)建，修改容易節(jié)約成本，提高安全性和可靠性6.計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 層次結(jié)構(gòu)l集中式控制結(jié)構(gòu)l分散式控制結(jié)構(gòu)冗余結(jié)構(gòu)l可靠性冗余結(jié)構(gòu)l安全性冗余結(jié)構(gòu)6.1車站聯(lián)鎖的層次結(jié)構(gòu)人機(jī)會(huì)話設(shè)備聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)人機(jī)會(huì)話層室外設(shè)備監(jiān)控層聯(lián)鎖層6.1車站聯(lián)鎖的層次結(jié)構(gòu)人機(jī)會(huì)話層操作人員通過操作向聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)輸入操作信息并接受聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)輸出的反映設(shè)備工作狀態(tài)和行車作業(yè)的表示信息。聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)系統(tǒng)核心，實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖功能，必須具有故障安全性能。其根據(jù)聯(lián)鎖條件，對(duì)輸入的操作信息和狀態(tài)信息，以及聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)的當(dāng)前內(nèi)部信息進(jìn)行處理，改變內(nèi)部信息，產(chǎn)生相應(yīng)的輸出信息

6、，即控制命令，并交付監(jiān)控層控制電路予執(zhí)行。監(jiān)控層接受上層信號(hào)控制命令和道岔控制命令，并向聯(lián)鎖層傳輸信號(hào)、道岔、軌道電路的狀態(tài)信息，其控制電路必須時(shí)故障安全的。6.1計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的層次結(jié)構(gòu)光筆控制盤、大屏幕顯示器計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖運(yùn)算與測(cè)控電子電路運(yùn)轉(zhuǎn)值班室室外現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)機(jī)械室輸入、輸出適配電路6.2計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的控制結(jié)構(gòu) 集中式控制與分散式控制結(jié)構(gòu)集中式控制系統(tǒng)由室內(nèi)、室外兩部分構(gòu)成，特點(diǎn)是聯(lián)鎖系統(tǒng)的各層功能均由一臺(tái)計(jì)算機(jī)完成 l控制臺(tái)l聯(lián)鎖處理機(jī)l輸入輸出接口l電源設(shè)備l現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)設(shè)備控制臺(tái)聯(lián)鎖處理機(jī)輸入輸出接口室內(nèi)室外操作信息表示信息狀態(tài)信息控制命令6.2計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的控制結(jié)構(gòu)分散式控制結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是將聯(lián)鎖系

7、統(tǒng)的功能按結(jié)構(gòu)層次劃分成若干相對(duì)獨(dú)立又有一定聯(lián)系的功能模塊，均由相應(yīng)的計(jì)算機(jī)來(lái)處理。由于功能模塊的劃分并非唯一，所以具體結(jié)構(gòu)形式是多種多樣的 控制臺(tái)監(jiān)視控制機(jī)聯(lián)鎖機(jī)目標(biāo)控制器與其他系統(tǒng)聯(lián)系6.3分散式控制結(jié)構(gòu)監(jiān)視控制機(jī)（上位機(jī)）信息管理計(jì)算機(jī)，人機(jī)會(huì)話功能，還用于實(shí)時(shí)記錄信息及其再現(xiàn)，另外還有診斷功能；聯(lián)鎖機(jī)（下位機(jī)）實(shí)現(xiàn)信號(hào)設(shè)備的聯(lián)鎖邏輯處理功能，完成進(jìn)來(lái)確選、鎖閉、發(fā)出開放信號(hào)和動(dòng)作道岔的控制命令，與執(zhí)行層有兩種方式：專線方式和總線方式 目標(biāo)控制器控制命令和狀態(tài)信息的轉(zhuǎn)送站，一方面接收和效核來(lái)自聯(lián)鎖機(jī)的控制代碼，經(jīng)譯碼后形成控制命令，以驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的設(shè)備控制電路；另一方面由接收監(jiān)控對(duì)象的狀態(tài)信

8、息，經(jīng)編碼傳送到聯(lián)鎖機(jī)。 聯(lián)鎖機(jī)輸入輸出接口監(jiān)控對(duì)象室內(nèi)室外聯(lián)鎖機(jī)室內(nèi)室外總線控制器控制器控制器總線方式總線方式專線方式專線方式監(jiān)控對(duì)象監(jiān)控對(duì)象監(jiān)控對(duì)象6.4系統(tǒng)的冗余結(jié)構(gòu) 可靠性冗余減少出現(xiàn)故障時(shí)系統(tǒng)停止工作的概率，采用邏輯上為“或”關(guān)系的二重結(jié)構(gòu)，如下圖：模塊A模塊B輸入或門輸出安全性冗余出現(xiàn)故障時(shí)，為了減少產(chǎn)生危險(xiǎn)側(cè)輸出的概率，采用相互較核的邏輯上為“與”的二重結(jié)構(gòu)，如下圖： 模塊A模塊B輸入與門輸出6.4系統(tǒng)的冗余結(jié)構(gòu)監(jiān)控機(jī)的雙機(jī)冗余系統(tǒng)結(jié)構(gòu)人工切換控制較簡(jiǎn)單，當(dāng)操作人員發(fā)現(xiàn)故障時(shí)，人工切換開關(guān)，將備用機(jī)投入使用，采用自動(dòng)切換控制時(shí)，必須對(duì)工作機(jī)進(jìn)行不間斷的故障檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)故障，立即

9、切換，把備用機(jī)替上去。 監(jiān)視控制機(jī)主機(jī)監(jiān)視控制機(jī)備機(jī)輸入切換開關(guān)6.4系統(tǒng)的冗余結(jié)構(gòu)聯(lián)鎖機(jī)雙機(jī)冗余系統(tǒng)結(jié)構(gòu)考慮到安全性在每一臺(tái)聯(lián)鎖機(jī)內(nèi)裝配兩套功能完全相同、但編程方法完全不同的獨(dú)立版本的聯(lián)鎖程序，用單機(jī)順序執(zhí)行雙份程序并對(duì)兩者的運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行比較（邏輯“與”），經(jīng)比較器判斷相同時(shí)，說明運(yùn)行正常，可作為系統(tǒng)輸出。不一致時(shí)，進(jìn)行倒機(jī)，啟用備機(jī)。 程序A程序A輸入切換開關(guān)聯(lián)鎖備機(jī)程序B聯(lián)鎖主機(jī)程序B比較器比較器輸出6.4系統(tǒng)的冗余結(jié)構(gòu)聯(lián)鎖機(jī)三機(jī)冗余系統(tǒng)結(jié)構(gòu)三套聯(lián)鎖計(jì)算機(jī)的性能相同并分別執(zhí)行同一套聯(lián)鎖程序，輸出由表決器進(jìn)行表決，有兩套輸出相同，則表決有正確輸出，也稱為三取二結(jié)構(gòu)。只有當(dāng)任何兩套計(jì)算機(jī)同時(shí)發(fā)生相同故障，并產(chǎn)生同樣輸出信息時(shí)，表決器無(wú)法檢測(cè)出錯(cuò)誤，但這種情況概率很小。 聯(lián)鎖A機(jī)聯(lián)鎖B機(jī)輸入聯(lián)鎖C機(jī)V輸出7.計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的故障安全因?yàn)橥ㄓ秒娮悠鞑谋旧聿⒉痪哂泄收蠣顟B(tài)的不對(duì)稱性，所以要采取保障措施。故障安全保障措施涉及行車安全的信息代碼可以在故障或干擾時(shí)能被檢測(cè)出，或安全側(cè)代碼概率大代碼畸變或迷路時(shí)，系統(tǒng)不得產(chǎn)生危險(xiǎn)側(cè)輸出涉及行車安全的信息代碼在傳輸中，不至于因故障到達(dá)錯(cuò)誤目的地，或可以被檢測(cè)出8.計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的發(fā)展計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)能夠直接接受調(diào)度計(jì)劃并自動(dòng)生成進(jìn)路控制命令以及確定命令的執(zhí)行時(shí)機(jī)，這樣不僅減少了車站值班人員辦理進(jìn)路的工作，而且較徹底