計算機(jī)聯(lián)鎖ppt課件

1、4.3 計算機(jī)聯(lián)鎖4.3.1概述 在鐵路車站設(shè)備中，目前應(yīng)用最廣泛的是6502電氣集中車站信號設(shè)備。但今后的發(fā)展方向是計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)。 計算機(jī)聯(lián)鎖既用計算機(jī)取代繼電器構(gòu)成聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)來完成車站信號的聯(lián)鎖任務(wù)。目前，鐵道部已定點(diǎn)四個研制單位，分別為鐵道科學(xué)研究院、北京全路通號通信信號研究設(shè)計院、北京交通大學(xué)、和卡斯柯信號有限公司 . 一般層次 人機(jī)對話層 聯(lián)鎖層 監(jiān)控層 室外設(shè)備人機(jī)會話設(shè)備聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)輸入輸出適配電路 人機(jī)會話層的功能是操作人員通過操作向聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)輸入操作信息和接收聯(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)情況的表示信息。 聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)是系統(tǒng)的核心，他必須有故障-安全功能，其接收人機(jī)會話層送來

2、的操作信息實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖功能。根據(jù)聯(lián)鎖條件對輸入的操作信息和狀態(tài)信息、以及聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)當(dāng)前的內(nèi)部信息進(jìn)行處理，改變內(nèi)部信息，產(chǎn)生相應(yīng)的輸出信息既信號控制命令和道岔控制命令。 監(jiān)控層輸入輸出適配電路將室外信號機(jī)、動力轉(zhuǎn)轍機(jī)、軌道電路的信息送給聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)，也將聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)的控制命令送至室外設(shè)備。其功能是接收聯(lián)鎖層的信號控制命令經(jīng)過信號控制電路改變信號顯示。接收聯(lián)鎖層的道岔控制命令，經(jīng)過道岔控制電路驅(qū)動道岔轉(zhuǎn)換。向聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)發(fā)送信號機(jī)狀態(tài)信息、道岔狀態(tài)信息、軌道電路狀態(tài)信息。 (1)電氣集中系統(tǒng)的特點(diǎn)： 6502電氣集中聯(lián)鎖系統(tǒng)是繼電電路構(gòu)成的 人機(jī)會話層控制臺 聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)繼電邏輯電路 監(jiān)控層由AX繼電器電路構(gòu)成（具有

3、一定的能量控制功能） 6502電氣集中繼電電路需要大量的繼電器（每組道岔30臺左右）繼電器的檢修工作量極大。因此用計算機(jī)代替繼電器完成邏輯運(yùn)算的功能是必然的趨勢。 (2)計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的特點(diǎn) 人機(jī)會話層專用控制臺、鼠標(biāo)、數(shù)字化儀、鍵盤等 聯(lián)鎖層計算機(jī) 其優(yōu)點(diǎn)和可實(shí)現(xiàn)性： 1。計算機(jī)的邏輯運(yùn)算功能與繼電器有共同的理論基礎(chǔ)。 2。由于可靠性技術(shù)和容錯技術(shù)及安全技術(shù)的進(jìn)步使其成為可能。 3。工控機(jī)商品化為保證系統(tǒng)可靠性和降低成本提供了條件。 4。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。 5。以計算機(jī)技術(shù)代替繼電器具有以下優(yōu)點(diǎn)：減少繼電器檢修工作量。減少系統(tǒng)的設(shè)計、施工和維護(hù)的工作量。減少建筑使

4、用面積。當(dāng)采取了必要的提高系統(tǒng)的可靠性和安全性的技術(shù)措施后，系統(tǒng)的可靠性和安全性將得到提高。便于改造。便于增加新功能。 提高可靠性和安全性，可采取一系列的硬件、軟件技術(shù)保障措施如：容錯、糾錯、多項比較等。 例如：涉安信息在輸入、輸出、存儲、處理過程中，因?yàn)楣收匣蚋蓴_發(fā)生時，能夠檢測出來，或變?yōu)榘踩珎?cè)代碼的概率極大。 涉安信息在傳輸過程中不會因?yàn)楣收匣蚋蓴_到達(dá)錯誤的目的地即迷路，或迷路代碼能被檢測出來。 代碼畸變迷路時，系統(tǒng)不得產(chǎn)生危險側(cè)輸出等。 監(jiān)控層基本上與6502電路一樣，加一些輸入、輸出適配電路。如：固態(tài)電子電路、動態(tài)繼電器等 名詞解釋： 1。涉安信息 （安全信息）聯(lián)鎖機(jī)與監(jiān)控對象之間交

5、換的狀態(tài)信息和控制信息都是涉及行車安全的信息。 2。非涉安信息 （非安全信息）即不涉及行車安全的信息，包括操作信息和聯(lián)鎖機(jī)向控制臺輸出的信息（稱為表示信息）。 非涉安信息錯誤只會引起操作人員誤解，影響效率而不至于危及行車安全。涉安信息如狀態(tài)信息錯誤，由于參與聯(lián)鎖關(guān)系，將破壞聯(lián)鎖關(guān)系，從而危及行車安全。 用邏輯變量表示涉安信息時，其兩個邏輯值的安全性不同。如： 關(guān)閉信號 安全側(cè)信息 開放信號 次安全側(cè)信息 無論是控制信息還是狀態(tài)信息，凡是能導(dǎo)致信號機(jī)不會開放的信息都屬于安全側(cè)信息，如：反映道岔位置不正確； 軌道繼電器落下 反之就是次安全側(cè)信息 危險信息。4.3.2 計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展 計

6、算機(jī)聯(lián)鎖既用計算機(jī)取代繼電器構(gòu)成聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)來完成車站信號的聯(lián)鎖任務(wù)。我國的計算機(jī)聯(lián)鎖開始于80年代。鐵道部在指定的“九五”規(guī)劃中，提出了積極發(fā)展計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的技術(shù)政策，從而使我國的計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)在國家鐵路上的應(yīng)用和發(fā)展進(jìn)入了一個新的時期。目前，鐵道部已定點(diǎn)四個研制單位，分別為鐵道科學(xué)研究院、北京全路通號通信信號研究設(shè)計院、北京交通大學(xué)、和卡斯柯信號有限公司，實(shí)行了規(guī)范管理，使計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)走向了積極有序的發(fā)展道路， 我國當(dāng)前的計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)已經(jīng)處于可用階段，而且隨著實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，系統(tǒng)性能也不斷得到改善和提高。但仍處于達(dá)到或高于繼電器聯(lián)鎖的水平，這是不夠的。若從鐵路信號向信息化、智能化和綜合化

7、的角度出發(fā)，還有不少問題值得探討。 由于鐵路行車過程中，已逐步導(dǎo)入四個智能系統(tǒng)，即計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)、列車運(yùn)行控制系統(tǒng)、調(diào)度信息管理系統(tǒng)、調(diào)度專家系統(tǒng)的有機(jī)的結(jié)合，將構(gòu)成列車指揮與控制的綜合智能系統(tǒng)，這其中關(guān)鍵點(diǎn)就是計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，是其他幾個系統(tǒng)的應(yīng)用基礎(chǔ)。其他幾個系統(tǒng)的聯(lián)系和實(shí)現(xiàn)也是靠計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的，所以，加快發(fā)展計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)是為進(jìn)一步保證行車安全和提高行車效率，使鐵路行車的列車控制與管理進(jìn)入信息化管理的時代打下基礎(chǔ)，使鐵路行車系統(tǒng)進(jìn)入一個智能化的新時代。 目前我國的計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)已處于可用階段，但可靠性和功能方面都有待于提高。這是由于我國鐵路目前的狀態(tài)、各車站作業(yè)十分復(fù)雜。就可靠性而

8、言，由于計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，理論上，其可靠性已超過繼電電路系統(tǒng)。但還有待實(shí)際考驗(yàn)。 繼電電氣聯(lián)鎖系統(tǒng)是一種風(fēng)險分散系統(tǒng)，局部故障僅影響系統(tǒng)的局部功能。 計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)是一種風(fēng)險集中系統(tǒng)。關(guān)鍵部位故障可導(dǎo)致整個外系統(tǒng)停止工作。因此計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)在具有安全性的前提下，應(yīng)努力提高可靠性，這是十分重要的。 就功能而言，若計算機(jī)聯(lián)鎖僅僅完成繼電聯(lián)鎖的功能是非常不夠的。這不能適應(yīng)鐵路信號系統(tǒng)向信息化、智能化、綜合化發(fā)展的需要。 現(xiàn)在鐵路行車過程中。參與的勞動者有列車司機(jī)、車站值班人員、列車調(diào)車人員。 從信息化產(chǎn)業(yè)的進(jìn)程可看出，他們可從行車過程中解脫出來。讓智能系統(tǒng)分擔(dān)他們的工作。如：列車自動控制、行車指揮組

9、織自動化，可進(jìn)一步提高行車的安全和效率。 如：列車在區(qū)間運(yùn)行的控制。由現(xiàn)在實(shí)行的區(qū)間閉塞法向追蹤空間間隔調(diào)整法過度。如實(shí)現(xiàn)了列車追蹤間隔自動調(diào)整，則可實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行自動控制。司機(jī)則作為監(jiān)督人員，其勞動強(qiáng)度大大降低，且效率提高，安全性提高。 如：列車調(diào)度工作。利用計算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)，能迅速地從聯(lián)鎖系統(tǒng)得到與調(diào)度指揮有關(guān)的信息。目前，我國已使用的TDCS調(diào)度管理信息系統(tǒng)即有此功能，再經(jīng)計算機(jī)運(yùn)算，向車站下達(dá)調(diào)度命令。更進(jìn)一步可由計算機(jī)編制運(yùn)行計劃，并隨時依現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)整。就可將調(diào)度人員解脫出來，且計算機(jī)工作效率比人高得多。這依賴于正確、迅速地得到信息。這就是調(diào)度專家系統(tǒng)CTC。 如：處于列車運(yùn)行

10、自動控制系統(tǒng)和行車指揮調(diào)度組織自動化系統(tǒng)之間的是計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)。是將兩個系統(tǒng)聯(lián)系起來的中間環(huán)節(jié)。其一應(yīng)直接接收調(diào)度系統(tǒng)命令，生成進(jìn)路命令。其二應(yīng)根據(jù)列車運(yùn)行自動控制系統(tǒng)狀態(tài)，確定進(jìn)路命令的執(zhí)行時機(jī)。這就減少了值班人員的工作，而且還可徹底地防止錯誤辦理進(jìn)路的可能。其三應(yīng)向列車運(yùn)行自動控制系統(tǒng)提供必要的信息，如進(jìn)路信息、進(jìn)路長度、道岔信息、直股、彎股、限制速度等。以便使列車運(yùn)行自動控制系統(tǒng)得以確定運(yùn)行速度和制動距離。 這四個智能系統(tǒng)： 列車運(yùn)行自動控制系統(tǒng) 計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng) 調(diào)度管理信息系統(tǒng) 調(diào)度專家系統(tǒng)四系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，將構(gòu)成列車指揮與控制的綜合智能系統(tǒng)?？蛇M(jìn)一步保證行車安全、提高效率。使鐵路行車過

11、程的列車控制與管理進(jìn)入了以信息化為基礎(chǔ)，以智能系統(tǒng)為標(biāo)志的新的技術(shù)時代。4.3.3 區(qū)域集中聯(lián)鎖系統(tǒng) 區(qū)域集中聯(lián)鎖系統(tǒng)實(shí)際上是將所轄區(qū)段中各個車站的進(jìn)路操作命令生成模塊（PRC）和聯(lián)鎖模塊均由控制中心設(shè)備完成的行車指揮系統(tǒng)。 該系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)： （1）運(yùn)行計劃中必須具有生成進(jìn)路操作命令的完備信息，特別是股道信息。這一點(diǎn)和調(diào)度集中（CTC）系統(tǒng)是一致的。 （2）車次追蹤系統(tǒng)是列車進(jìn)路操作命令準(zhǔn)確提出和及時下達(dá)的重要技術(shù)保證。在區(qū)域集中聯(lián)鎖系統(tǒng)中，可借助聯(lián)鎖的進(jìn)路控制機(jī)制更有效地提高追蹤系統(tǒng)的可靠性。 （3）在控制中心容易實(shí)現(xiàn)車站間閉塞聯(lián)系，節(jié)省了基層站間閉塞聯(lián)系通道。 （4）車站設(shè)備比較簡單，

12、節(jié)省了人機(jī)對話設(shè)備（但仍需設(shè)置控制與狀態(tài)信息的編碼和譯碼設(shè)備）。 （5）由控制中心向車站傳輸?shù)氖堑啦砗托盘柕目刂泼?，要求控制中心與各車站間的通道必須符合高可靠和高安全的要求。 （6）控制風(fēng)險相對集中。 4.3.4 系統(tǒng)的硬件構(gòu)成一、 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) 1.系統(tǒng)的可靠性冗余結(jié)構(gòu) 計算機(jī)聯(lián)鎖的可靠性定義：該系統(tǒng)在規(guī)定的時間內(nèi)、在規(guī)定的條件下、完成規(guī)定的功能的能力。 用平均故障間隔時間MTBF表示。 一般電子產(chǎn)品 MTBF=105h 計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng) 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)MTBF=106h即至少在系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造前（大修前一般15年）不出故障。 若計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)使用若干塊電子器件則MTBF=104h 因此單個計算

13、機(jī)系統(tǒng)達(dá)不到要求。 采用雙機(jī)或多機(jī)冗余系統(tǒng)冗余系統(tǒng)可使整個系統(tǒng)的可靠性達(dá)到或超過標(biāo)準(zhǔn)要求。 可靠性冗余結(jié)構(gòu)系統(tǒng)A系統(tǒng)B或門 雙機(jī)熱備時，若單機(jī)的MTBF為104h，在單機(jī)系統(tǒng)的每一個故障均能夠被檢測到并倒機(jī)邏輯電路的故障為零時，雙機(jī)的MTBF為107h 108h。 2.系統(tǒng)的安全性冗余結(jié)構(gòu) 計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的安全性定義：當(dāng)系統(tǒng)的任何部分發(fā)生故障時，其后果不會導(dǎo)致人身傷亡或財產(chǎn)的重大損失的性能。 用系統(tǒng)產(chǎn)生不安全輸出的平均間隔時間表示 標(biāo)準(zhǔn)：要求產(chǎn)生不安全輸入的平均間隔時間為1011h以上。 對106h的可靠性冗余系統(tǒng)采取安全性技術(shù)措施即為安全性冗余結(jié)構(gòu)。 安全性冗余結(jié)構(gòu)采用雙機(jī)同時工作且彼此間進(jìn)

14、行頻繁的比較的與門二重冗余系統(tǒng)。 原理：在極短的時間間隔里，兩臺計算機(jī)同時出錯且錯誤呈現(xiàn)同一模式的概率幾乎為零。 因此要求校核的頻率要高。即校核的時間間隔要短。一般用計算機(jī)的機(jī)械周期計算。系統(tǒng)A系統(tǒng)B與門 3.系統(tǒng)的可靠性與安全性冗余結(jié)構(gòu) 由于計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)既要求有比較高的可靠性，又要求有比較高的安全性，因此將可靠性與安全性的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)結(jié)合起來。 輸入1 輸入2 輸入1 輸入2 2X2取2可靠性與安全性冗余系統(tǒng)系統(tǒng)A系統(tǒng)B與門系統(tǒng)A系統(tǒng)B與門或門 輸入1 輸入2 輸出 輸入3 故障表示 3取2可靠性與安全性冗余系統(tǒng)系統(tǒng)A系統(tǒng)B系統(tǒng)C表決器異或 異或 異或 需要解決的技術(shù)問題： 1.三臺計算機(jī)的同

15、步運(yùn)行問題； 2.高指標(biāo)表決器 3.故障機(jī)的及時切離與修復(fù)問題 當(dāng)表決結(jié)果發(fā)現(xiàn)有不一致時，要及時確認(rèn)故障機(jī)。并及時切離，以防止另兩臺計算機(jī)出現(xiàn)共模故障或故障積累，可能使結(jié)果出錯，或修復(fù)困難。且切離機(jī)應(yīng)在規(guī)定時間內(nèi)立即修復(fù)，以防止再有一臺機(jī)再出故障，則整個系統(tǒng)癱瘓。 4、系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)操作臺、圖形顯示器人機(jī)會話計算機(jī)聯(lián)鎖測控計算機(jī)輸入/輸出適配電路信號機(jī)、轉(zhuǎn)轍機(jī)、軌道電路系統(tǒng)聯(lián)鎖測控層人機(jī)會話層 人機(jī)會話計算機(jī)可加快人機(jī)會話的速度，對操作命令進(jìn)行預(yù)處理，還可與上級系統(tǒng)網(wǎng)連網(wǎng)，構(gòu)成調(diào)度集中系統(tǒng)CTC，或調(diào)度信息管理系統(tǒng)DIMS。 聯(lián)鎖測控計算機(jī)可以集中全部能力實(shí)現(xiàn)高可靠性與安全性的聯(lián)鎖測控功能。

16、可分別稱為上部機(jī)和下部機(jī)或上部機(jī)和聯(lián)鎖機(jī)。 5.系統(tǒng)的分布式結(jié)構(gòu) 一般為集中結(jié)構(gòu) 當(dāng)管理對象較多時，地理范圍較大，可用集散型測控系統(tǒng)。（目前還未在我國使用）1二、系統(tǒng)的硬件構(gòu)成 （一）、系統(tǒng)的技術(shù)要求 1。系統(tǒng)的功能：人機(jī)會話功能 聯(lián)鎖測控功能 監(jiān)測功能 與上一級網(wǎng)絡(luò)連網(wǎng)功能 2。系統(tǒng)的性能： 可靠度 106h 安全度 1011h 運(yùn)行周期250ms2 （二）、一般規(guī)模車站的硬件構(gòu)成 1、系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu) 人機(jī)會話層 用工業(yè)或個人計算機(jī) 聯(lián)鎖測控層 用測控系統(tǒng)用的工控機(jī) 2、系統(tǒng)的可靠性結(jié)構(gòu)與安全性結(jié)構(gòu) (1)聯(lián)鎖計算機(jī)的硬件為雙機(jī)熱備的二重動態(tài)冗余結(jié)構(gòu)。 一臺為主機(jī)，一臺為備機(jī)。 主機(jī)故障時，

17、備機(jī)變?yōu)橹鳈C(jī)，且故障機(jī)維修時間不大于8h。且采用雙版本聯(lián)鎖程序，在功能模塊級進(jìn)行比較的方式（JD-2型有此功能）4 3、硬件構(gòu)成示意圖光電筆控制盤大屏幕顯示器IPC命令采集與屏幕顯示IPC設(shè)備狀態(tài)監(jiān)督計算機(jī)1聯(lián)鎖運(yùn)算與測控計算機(jī)2聯(lián)鎖運(yùn)算與測控輸入適配電路輸出適配電路輸入適配電路繼電器電路5 5。人機(jī)會話機(jī)的硬件構(gòu)成圖四屏顯示卡聲卡通用I/O卡四串口通信卡CPU主卡監(jiān)視器顯示器1顯示器2數(shù)字化儀軟盤、硬盤、光盤驅(qū)動器鍵盤、鼠標(biāo)高抗干擾電源v計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的安全性保障等效于以下兩個方面的安全性保障：v1、涉安信息I/O通道的硬件設(shè)計符合故障-安全原則。v2、計算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲、運(yùn)算與處理是正確

18、和安全的。三、 系統(tǒng)可靠性與安全性技術(shù)保障I/O通道的安全性保障v（一）、涉安信息的表達(dá)形式電平形式v代碼形式v動/靜形式v1.電平形式：用高電平表示危險側(cè),用低電平表示安全側(cè)如:安全性繼電器v前接點(diǎn)接通 危險側(cè)v前接點(diǎn)斷開 安全側(cè)v2。代碼形式v用N個二值碼元可組成2N個代碼v取兩個分別表示變量的危險側(cè)和安全側(cè)。其余的代碼均視為無效或非法。v在傳輸過程中，安全側(cè)代碼錯成危險側(cè)代碼的概率很小。而錯成非法碼或無效碼的概率要大的多(0000 1111)。v3、動/靜形式v用一個脈沖串（動態(tài)）表示危險側(cè)v用穩(wěn)態(tài)（高或低電平）表示安全側(cè)v由于電路故障使電路產(chǎn)生脈沖串的可能性遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電路沒有任何反映的情

19、況：如斷路。 典型的安全性輸入接口電路v動態(tài)故障-安全輸入接口電路G2的導(dǎo)通和截止由聯(lián)鎖計算機(jī)控制，當(dāng)GJ吸起時，計算機(jī)輸出“1”，G2導(dǎo)通，G1導(dǎo)通向計算機(jī)輸入“0”。計算機(jī)輸出“0”，G2截止，G1截止向計算機(jī)輸入“1”?？梢娪嬎銠C(jī)的輸入和輸出是反序的。例如：當(dāng)計算機(jī)輸出0101時，若GJ吸起，則輸入為1010。若GJ落下時，G1截止。計算機(jī)的輸入為穩(wěn)定電平。把動態(tài)脈沖串作為危險側(cè)把穩(wěn)定電平作為安全側(cè)。v（四）、典型的安全性輸出接口電路v1.代碼動/靜變換v軟件方法：當(dāng)存儲器中由危險側(cè)輸出命令時，通過程序使輸出口的邏輯值為脈沖串。（即脈沖串是輸出電平的調(diào)制信號，將高電平調(diào)制成脈沖串。作為輸

20、出。）v軟、硬件結(jié)合方法：寄存器將代碼存入，再讀回計算機(jī)進(jìn)行比較，正確后，啟動時鐘脈沖，輸出信號。v2。動/靜電平轉(zhuǎn)換v動態(tài)輸出電路之一v當(dāng)計算機(jī)有輸出信號時，輸出脈沖串，使G工作，經(jīng)變壓器后整流使繼電器吸起，v若計算機(jī)無輸出，則G不工作，J落下。v動態(tài)輸出電路之三T1、T2為推挽輸出動態(tài)電路。當(dāng)計算機(jī)有脈沖串輸出時，T1、T2交替導(dǎo)通和截止。當(dāng)T1導(dǎo)通時C1經(jīng)D1充電。當(dāng)T2導(dǎo)通時C1經(jīng)J、D2放電，使偏極繼電器吸起。（C2起平滑濾波作用）當(dāng)計算機(jī)無輸出或?yàn)榉€(wěn)定輸出信號時，T1、T2沒有交替的導(dǎo)通和截止，C1無法充、放電，J無法吸起。 E R1 G C1 C2 D1 D2 J R2 T1 T

21、2 （四）切換開關(guān)電路和表決電路 在計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)中，一般采用雙機(jī)熱備或三機(jī)表決系統(tǒng)，而切換開關(guān)電路和表決電路是實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)硬件冗余，保證聯(lián)鎖機(jī)可靠性和安全性的關(guān)鍵部件，這些電路也必須是故障-安全的。1.切換邏輯控制與切換開關(guān)電路 切換邏輯控制電路的功能是監(jiān)測聯(lián)鎖機(jī)的工作狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)聯(lián)鎖機(jī)工作不正常時，產(chǎn)生切換信號，控制切換開關(guān)電路動作并報警。常用的切換邏輯控制電路有定時監(jiān)視法和動態(tài)信號監(jiān)視法兩種。動態(tài)信號監(jiān)視法和定時監(jiān)視法的工作原理類似，只是用動態(tài)信號檢測器代替了上述的可再觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，具體電路與動/靜-電平輸出接口電路相同。 發(fā)可 單再 穩(wěn)觸 發(fā)可 單再 穩(wěn)觸 發(fā)可 單再 穩(wěn)觸 B機(jī)

22、1B A機(jī) 1B A機(jī)輸出有效 B機(jī)輸出有效 1Q 1Q 1Q 1Q 雙機(jī)切換控制示意圖 下圖是切換開關(guān)及其控制電路的一個例子，其中由繼電器Xa和Xb代表A機(jī)B機(jī)的報警信號，Xa和Xb的接點(diǎn)構(gòu)成切換S1和S2的控制繼電器AJ和BJ的電路。 （二）三取二表決電路 下圖給出了表決器構(gòu)成的一個例子，它由三個兩兩比較器和一個或門組成。圖337安全表決器 4.3.5 系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu) 一、 軟件的功能與總體結(jié)構(gòu) （一） 軟件的功能 1.人機(jī)界面信息處理功能 （1）操作信息處理 對正確的操作命令，形成有效的操作命令，并在屏幕中給出表示。 對錯誤的操作命令。在屏幕中給出提示。 （2）表示信息處理 對現(xiàn)場的信號

23、設(shè)備狀態(tài)，在屏幕中實(shí)時地給出顯示。 （3）維護(hù)與管理信息處理 對設(shè)備的故障狀態(tài)，在屏幕中及時地給出特殊顯示。 自動記錄并儲存值班員辦理作業(yè)的時間及所操作的按鈕。 完成與其他周邊系統(tǒng)的聯(lián)系。 2、進(jìn)路控制功能（基本聯(lián)鎖控制） 包括： 進(jìn)路選出（建立） 進(jìn)路鎖閉 信號開放 信號保持開放 進(jìn)路解鎖 進(jìn)路正常解鎖 進(jìn)路非正常解鎖 道岔單獨(dú)鎖閉 進(jìn)路引導(dǎo)總鎖閉 3、執(zhí)行控制功能 輸出控制 根據(jù)聯(lián)鎖軟件生成的控制命令來驅(qū)動現(xiàn)場設(shè)備控制電路。 輸入控制 采集現(xiàn)場設(shè)備的狀態(tài)信息，為聯(lián)鎖運(yùn)算提供數(shù)據(jù)。 4、自動監(jiān)測與診斷功能 5、其他功能 在這些軟件中，人機(jī)界面信息處理軟件、基本聯(lián)鎖軟件、執(zhí)行控制軟件、自動檢測

24、與診斷軟件，是計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)必須具備的。 （二）、軟件的總體結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)軟件的基本結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)計成實(shí)時操作系統(tǒng)或?qū)崟r調(diào)度程序支持下的多任務(wù)的實(shí)時系統(tǒng)?？煞譃槿藱C(jī)對話層、聯(lián)鎖運(yùn)算層、執(zhí)行層。其基本結(jié)構(gòu)可歸結(jié)如下： 進(jìn)路控制式軟件結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：調(diào)度系統(tǒng)按優(yōu)先級實(shí)時調(diào)度操作模塊搜索模塊聯(lián)鎖模塊輸入模塊輸出模塊二、 聯(lián)鎖數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) （一）、聯(lián)鎖數(shù)據(jù) 1。數(shù)據(jù)與編碼 采用多個碼元編碼。 例：取一個字節(jié)的全8位編碼作為一個邏輯量值。 2。數(shù)據(jù)的傳輸 采用標(biāo)準(zhǔn)編碼形式。利用周期循環(huán)傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，采用比較或表決的方式提高數(shù)據(jù)的安全性。 （二）、靜態(tài)數(shù)據(jù)及其結(jié)構(gòu) 靜態(tài)數(shù)據(jù)：指運(yùn)算中不會發(fā)生變化的常量數(shù)據(jù)。 如：反映監(jiān)

25、控對象的特點(diǎn)的數(shù)據(jù)。如：調(diào)車信號、列車信號、單動道岔、雙動道岔、設(shè)備編號等。 動態(tài)數(shù)據(jù)：指運(yùn)算過程中變化的數(shù)據(jù)，又稱為邏輯變量。 如：狀態(tài)輸入變量、操作輸入變量、表示輸出變量、控制輸出變量等。 靜態(tài)數(shù)據(jù)模塊：存放靜態(tài)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)模塊，其反映監(jiān)控對象的固有特性。 動態(tài)數(shù)據(jù)模塊：存放動態(tài)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)模塊，其反映監(jiān)控對象的某一時刻的特性。 例：信號機(jī)的靜態(tài)數(shù)據(jù)模塊應(yīng)反映出性質(zhì)、：調(diào)車、列車；方向：發(fā)、接；是否為出站兼調(diào)車；是：并置、單置、差置；盡頭型；是否有照查關(guān)系；信號機(jī)的動態(tài)數(shù)據(jù)模塊應(yīng)反映出：XJ的狀態(tài)；DJ的狀態(tài)熔絲的狀態(tài)征用狀態(tài)鎖閉狀態(tài)請求開放狀態(tài)請求關(guān)閉狀態(tài) 1.進(jìn)路表結(jié)構(gòu)：將進(jìn)路的特性和對象

26、的特性納入一個數(shù)據(jù)表中就構(gòu)成一個進(jìn)路表。（很象6502的聯(lián)鎖表） 將進(jìn)路表存入ROM中就是一個靜態(tài)數(shù)據(jù)庫。 若辦理進(jìn)路時，根據(jù)操作命令調(diào)出相應(yīng)的進(jìn)路表就可以找到靜態(tài)數(shù)據(jù)庫。 2.站場形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 進(jìn)路表自動生成程序 用計算機(jī)輔助設(shè)計軟件，做一個進(jìn)路自動生成程序，放在ROM中，辦理進(jìn)路時，根據(jù)操作命令，調(diào)用該進(jìn)路自動生成程序，自動生成一個與命令相符的進(jìn)路表。 （適用于車站較大，進(jìn)路較多的情況） 進(jìn)路自動生成程序?yàn)檫M(jìn)路搜索程序。仍需一個靜態(tài)數(shù)據(jù)庫。對應(yīng)平面圖中的每一個監(jiān)控對象：如信號機(jī)、道岔、軌道電路區(qū)段等。各設(shè)一個靜態(tài)數(shù)據(jù)模塊。在模塊中列出表述其特性的數(shù)據(jù)以及進(jìn)路搜索程序所需的一些標(biāo)志。 每個靜態(tài)

27、數(shù)據(jù)模塊在ROM中要占用一個區(qū)域，第一個單元的地址稱為該模塊的首地址。（象6502的組合） 將其用圖論的方式鏈接起來稱為站場形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 每個靜態(tài)數(shù)據(jù)模塊包括： 靜態(tài)描述符+進(jìn)路搜索程序所需要的標(biāo)志數(shù)據(jù) （數(shù)據(jù)場） （指針場） df：data field pf：pointer field例：道岔靜態(tài)數(shù)據(jù)模塊：單/雙對向/順向類型“/”/“”導(dǎo)向標(biāo)志fdpfpfzpfw動態(tài)模塊首址df數(shù)據(jù)場Pf指針場 fd設(shè)在對向道岔節(jié)點(diǎn)中,反位引向平行進(jìn)路中的基本進(jìn)路 無fd時,直股優(yōu)先.有fd時,彎股優(yōu)先. Pf:岔前節(jié)點(diǎn)首址; Pfz:岔后直股節(jié)點(diǎn)首址; Pfw:岔后彎股節(jié)點(diǎn)首址. 辦理進(jìn)路時,根據(jù)進(jìn)路操作

28、命令為進(jìn)路搜索程序指明進(jìn)路的始端模塊首址和終端模塊首址. 進(jìn)路搜索程序從站場形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中搜索出與進(jìn)路有關(guān)的全部模塊 (一般按發(fā)車方向搜索,分向道岔少,效率高) 優(yōu)點(diǎn): 1.采用站場形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)比進(jìn)路表占用的ROM 空間小. 2.有利于增加、修改。 3?？梢杂糜嬎銠C(jī)輔助設(shè)計的方法生成。 （節(jié)點(diǎn)的鏈接在邏輯上是有序的，在ROM中的物理地址可以是無序的。） 辦理進(jìn)路后，自動生成的進(jìn)路表存入RAM（可讀寫存儲器），隨著進(jìn)路的使用及解鎖，就于RAM中擦去。所以不占空間。 （三）、動態(tài)數(shù)據(jù)及其結(jié)構(gòu) 1.操作輸入變量 在RAM中需設(shè)一個操作變量表，集中存放操作變量。其邏輯地址應(yīng)與它的輸入通道地址一一對應(yīng)。 2

29、.狀態(tài)輸入變量 反映監(jiān)控對象狀態(tài)的變量 其應(yīng)周期性及時刷新。一般應(yīng)不大于250ms。 存儲方式： 將同類變量集中存放在一個變量表中。 只要給出變量表的首址及各個變量在表中的邏輯地址就能查到變量。 在站場形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中應(yīng)把狀態(tài)變量的邏輯地址列入相應(yīng)的靜態(tài)數(shù)據(jù)模塊中。 在RAM中為每一個監(jiān)控對象開辟一個存儲區(qū)，稱為動態(tài)數(shù)據(jù)模塊。 動態(tài)數(shù)據(jù)模塊與靜態(tài)數(shù)據(jù)模塊一一對應(yīng)，將動態(tài)數(shù)據(jù)模塊的首址列入相應(yīng)的靜態(tài)數(shù)據(jù)模塊中。 3.表示輸出變量 既指向控制臺、屏幕顯示器輸出的變量。 4.控制變量 指控制信號和道岔的變量，且均有雙份。并且要求雙份變量一致時才可形成控制命令輸出。同時要求周期性刷新。 5.中間變量三、

30、聯(lián)鎖控制程序及其任務(wù)調(diào)度方式 （一）、聯(lián)鎖控制程序的基本模塊 分為六個模塊： 操作輸入及操作命令形成模塊 操作命令執(zhí)行模塊 進(jìn)路處理模塊 狀態(tài)輸入模塊 表示輸出模塊 控制命令輸出模塊 操作輸入及操作命令形成模塊 即把操作命令記錄下來 根據(jù)操作命令執(zhí)行相應(yīng)的程序，每一條操作命令有一個子模塊。 在執(zhí)行了進(jìn)路搜索子模塊后生成進(jìn)路表后，對進(jìn)路進(jìn)行處理，有五個子模塊 。 a檢查進(jìn)路選排一致，并形成控制道岔命令的子模塊 b進(jìn)路鎖閉子模塊 c信號開放子模塊 d信號保持子模塊 e自動解鎖子模塊 將信號、道岔、軌道電路區(qū)段的狀態(tài)信息輸入聯(lián)鎖機(jī)。 將已形成的各種表示信息通過相應(yīng)的接口來驅(qū)動表示燈和顯示器。 將已形成的道岔控制命令和信號控制命令通過相應(yīng)的接口電路控制道岔和信號機(jī)。 （二）、任務(wù)調(diào)度方式 集中調(diào)度方式 另設(shè)一套實(shí)時調(diào)度程序，統(tǒng)一調(diào)度各個任務(wù)的執(zhí)行。各任務(wù)之間沒有聯(lián)系。執(zhí)行完返回調(diào)度程序，再執(zhí)行下一任務(wù)。具體由調(diào)度程序安排。 分散調(diào)度方式 一個任務(wù)結(jié)束后，確定下一個任務(wù)。有順序控制，但關(guān)系較復(fù)雜。 集中式較靈活、方便。四、 進(jìn)路處理程序 （一）、操作命令 對應(yīng)按鈕的操作有一個按鈕操作的分析程序。 符合要求形成操作命令 不符合要求給出“操作錯誤”提示，并有語音和文字提示。 但操作命令必須要滿足執(zhí)行要求才能被執(zhí)行，否則會給出“操