車站信號計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)-軟件.課件

1、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)軟件計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)軟件組成聯(lián)鎖數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基本聯(lián)鎖控制軟件功能模塊其他軟件功能模塊要求掌握知識點(diǎn)：第1頁，共21頁。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)軟件功能計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)采用軟件來實(shí)現(xiàn)各種聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算，并把聯(lián)鎖運(yùn)算的結(jié)果形成控制命令來驅(qū)動相應(yīng)的電子電路設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)對站場設(shè)備的操作和進(jìn)路的控制。聯(lián)鎖軟件是實(shí)現(xiàn)車站信號系統(tǒng)功能安全的核心軟件模塊。第2頁，共21頁。一、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)軟件的功能分解1、操作表示功能 （1）操作信息處理 對正常的操作進(jìn)行處理，形成有效的操作命令，并在屏幕上給出相應(yīng)的表示，以便使值班員確認(rèn)自己的操作：對錯誤的操作進(jìn)行處理，并在屏幕上給出相應(yīng)的提示，以便

2、及時采取措施糾正錯誤的操作。（2）表示信息處理 對現(xiàn)場信號設(shè)備的狀態(tài)，在屏幕上實(shí)時地給出顯示，使值班員能隨時監(jiān)督現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)用情況。另外，在計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)中根據(jù)需要會設(shè)置電務(wù)維修機(jī)，實(shí)現(xiàn)維護(hù)與管理信息處理功能：對現(xiàn)場的信號設(shè)備的故障狀態(tài)，在屏幕上及時地給出特殊的顯示，以便使維護(hù)人員迅速、準(zhǔn)確地查找故障；自動記錄并儲存值班員辦理作業(yè)的時間及被操作的按鈕，完成與其他周邊系統(tǒng)的聯(lián)系。第3頁，共21頁。2、聯(lián)鎖控制功能基本聯(lián)鎖控制功能主要實(shí)現(xiàn)進(jìn)路控制，進(jìn)路控制過程分為兩個階段：進(jìn)路建立和進(jìn)路解鎖。信號開放保持第4頁，共21頁。除進(jìn)路控制功能模塊外，還包括信號操作、道岔操作等功能（3）信號操作功能

3、重復(fù)開放信號； 非常關(guān)閉信號。（4）引導(dǎo)操作功能 開放引導(dǎo)信號； 進(jìn)路引導(dǎo)總鎖閉； 引導(dǎo)解鎖。（5）道岔操作功能 道岔單獨(dú)操縱； 道岔單獨(dú)鎖閉； 道岔單獨(dú)解鎖； 道岔封鎖； 道岔解封。（6）其他聯(lián)鎖控制功能 非進(jìn)路調(diào)車控制； 平面調(diào)車流放控制； 站內(nèi)道口控制第5頁，共21頁。3、信息采集及設(shè)備驅(qū)動控制功能輸入：完成現(xiàn)場設(shè)備信號機(jī)、道岔以及軌道區(qū)段的狀態(tài)信息采集，為聯(lián)鎖運(yùn)算提供數(shù)據(jù)。輸出：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，如信號開放，道岔動作等。4、其他功能（1）與調(diào)度集中系統(tǒng)聯(lián)系功能（2）與調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)聯(lián)系功能（3）與其他系統(tǒng)，如站內(nèi)調(diào)度、管理信息系統(tǒng)等的結(jié)合功能（4）自動檢測與診斷功

4、能 主要是在執(zhí)行聯(lián)鎖程序的過程中檢測故障的外在現(xiàn)象，檢查硬件資源的物理失效，軟件的缺陷以及故障的位置。第6頁，共21頁。二、計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)軟件總體結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)分為操作表示層、聯(lián)鎖運(yùn)算層和I/O接口層。對應(yīng)每層結(jié)構(gòu)都有相應(yīng)的控制軟件，系統(tǒng)包括操作及顯示軟件、聯(lián)鎖運(yùn)算軟件和輸入輸出軟件，以及完成各個軟件模塊間相互交換數(shù)據(jù)的通信軟件。操作及顯示軟件模塊通信軟件模塊通信軟件模塊聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算軟件模塊通信軟件模塊通信軟件模塊輸入輸出軟件模塊通信軟件模塊操作表示層聯(lián)鎖運(yùn)算層I/O接口層第7頁，共21頁。 聯(lián)鎖數(shù)據(jù)，是指在聯(lián)鎖計(jì)算機(jī)中，所有參與聯(lián)鎖運(yùn)算的數(shù)據(jù)。 它們在存儲器中的組織方法稱做數(shù)據(jù)結(jié)

5、構(gòu)。數(shù)據(jù)有靜態(tài)數(shù)據(jù)（常量）和動態(tài)數(shù)據(jù)（變量）兩類。相應(yīng)地有靜態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和動態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。（一）數(shù)據(jù)的編碼1數(shù)據(jù)的編碼編碼技術(shù)是冗余技術(shù)在信息領(lǐng)域里的具體應(yīng)用。 2數(shù)據(jù)的傳輸 在多個計(jì)算機(jī)的安全系統(tǒng)中，一般采取避錯和容錯相結(jié)合的技術(shù)。（二）靜態(tài)數(shù)據(jù)及其結(jié)構(gòu)1、總進(jìn)路表式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)建立任何一條進(jìn)路都必須指明該進(jìn)路的特性和有關(guān)監(jiān)控對象的特征及其數(shù)量等，這包括：(1) 進(jìn)路性質(zhì)，是列車進(jìn)路還是調(diào)車進(jìn)路：(2) 進(jìn)路方向，是接車方向還是發(fā)車方向： 三、聯(lián)鎖數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)第8頁，共21頁。 (3) 進(jìn)路的范圍，即進(jìn)路的兩端，如果是迂回進(jìn)路，還應(yīng)指明變更點(diǎn)（相當(dāng)于變通按鈕所對應(yīng)的位置）： (4) 防護(hù)進(jìn)路的信號

6、機(jī)（信號機(jī)名稱）： (5) 進(jìn)路中的軌道電路區(qū)段（名稱）及數(shù)量：(6) 進(jìn)路中的道岔（名稱）、所處的位置、數(shù)量：(7) 進(jìn)路所涉及的侵限絕緣軌道區(qū)段（名稱）及檢查條件；(8) 進(jìn)路的接近區(qū)段（名稱）：(9) 進(jìn)路的離去區(qū)段（名稱）： (10)進(jìn)路末端是否存在需要結(jié)合或照查的設(shè)施，如閉塞設(shè)備、機(jī)務(wù)段聯(lián)系、駝峰信號設(shè)備等。若將上列各項(xiàng)納入一個數(shù)據(jù)表中就構(gòu)成了一個進(jìn)路表。將一個車站的全部進(jìn)路（包括迂回進(jìn)路）的進(jìn)路表匯總在一起就構(gòu)成了總進(jìn)路表。總的進(jìn)路表存入ROM存儲器中，便成了一個靜態(tài)數(shù)據(jù)庫。當(dāng)辦理一條進(jìn)路時，根據(jù)進(jìn)路的操作命令可以從靜態(tài)數(shù)據(jù)庫中找出相應(yīng)的進(jìn)路表，從而可得到所需的靜態(tài)數(shù)據(jù)。 第9頁，

7、共21頁。2、站場形數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 對應(yīng)信號控制臺盤面圖中每一監(jiān)控對象的內(nèi)容都存入ROM內(nèi)，并各設(shè)一各靜態(tài)數(shù)據(jù)模塊。在模塊中列出表述該監(jiān)控對象特性的數(shù)據(jù)以及進(jìn)路生成程序所需的一些標(biāo)志。每個靜態(tài)數(shù)據(jù)模塊在ROM重要占用一個區(qū)域，該區(qū)域第一個單元的地址稱為該模塊的首地址，并可把模塊首地址代號看成是模塊的名稱。若把所有的模塊按照他們在信號布置圖中相互位置連接起來，這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在圖形上具有站場形式，所以稱它為站場型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。第10頁，共21頁。第11頁，共21頁。第12頁，共21頁。（三）動態(tài)數(shù)據(jù)及其結(jié)構(gòu) 參與進(jìn)路控制的動態(tài)數(shù)據(jù)主要包括操作輸入變量、狀態(tài)輸入變量、表示輸出變量、控制輸出變量以及聯(lián)鎖處理的中間

8、變量等。 1. 操作輸入變量 在聯(lián)鎖系統(tǒng)中，為了防止誤動一個操作而形成操作命令，一般需由兩次或兩次以上的操作才能形成操作命令。 作用：形成操作命令，作為表示信息的原始數(shù)據(jù)和監(jiān)測系統(tǒng)的記錄內(nèi)容。 2狀態(tài)輸入變量 狀態(tài)輸入變量是反映監(jiān)控對象狀態(tài)的變量，如軌道區(qū)段狀態(tài)、道岔定位狀態(tài)、道岔反位狀態(tài)、信號狀態(tài)、燈絲狀態(tài)，以及與進(jìn)路有關(guān)的其他設(shè)備狀態(tài)等。 作用：參與聯(lián)鎖運(yùn)算外，還作為表示信息和監(jiān)測系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)3表示輸出變量表示輸出變量是指向控制臺、表示盤或屏幕顯示器提供的變量。4控制變量控制變量是指控制信號和道岔的變量。5中間變量 中間變量是指聯(lián)鎖程序執(zhí)行過程中產(chǎn)生的一些變量。 第13頁，共21頁。四、

9、基本聯(lián)鎖控制軟件功能模塊最基本的聯(lián)鎖功能由下列功能模塊實(shí)現(xiàn)：1、進(jìn)路選擇模塊；2、進(jìn)路鎖閉模塊；3、信號開放模塊；4、信號開放保持模塊；5、進(jìn)路自動正常解鎖模塊；6、取消進(jìn)路模塊。第14頁，共21頁。在聯(lián)鎖計(jì)算機(jī)中，如何管理各個程序模塊使之協(xié)調(diào)有效的工作，是軟件設(shè)計(jì)的一個重要內(nèi)容。對程序模塊的管理，也稱作程序模塊的調(diào)度。一般來說，有兩種基本的調(diào)度方式，即集中調(diào)度方式和分散調(diào)度方式。集中調(diào)度方式是在各個程序模塊之外，另設(shè)計(jì)一套實(shí)時調(diào)度程序，由它統(tǒng)一調(diào)度各個任務(wù)的執(zhí)行。 第15頁，共21頁。分散調(diào)度方式是相對于集中調(diào)度方式而言的，即不設(shè)專門的調(diào)度程序而將調(diào)度的功能由各個任務(wù)分別承擔(dān)。一個任務(wù)執(zhí)行結(jié)

10、束時由任務(wù)自身確定下一步執(zhí)行哪個任務(wù)。根據(jù)任務(wù)之間聯(lián)系的簡繁程度，有多種分散調(diào)度方式，其中最簡單的是順序控制方式，如圖所示。其中，任務(wù)的執(zhí)行順序是固定不變的。這種方式結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)省時間，但靈活性較差。第16頁，共21頁。1、進(jìn)路建立過程（1）選排一致檢查及道岔控制命令生成子模塊功能需求 進(jìn)路選排一致性檢查及道岔控制命令形成子模塊的基本功能是檢查道岔位置是否符合進(jìn)路要求，如果不符合則形成相應(yīng)的道岔控制命令。實(shí)現(xiàn)技術(shù)條件的功能函數(shù)BYTE 進(jìn)路選排處理(BYTE l1) 檢查防護(hù)本進(jìn)路的信號機(jī)是否被征用或已開放； 檢查敵對信號機(jī)是否開放； 檢查區(qū)段是否空閑；檢查進(jìn)路中道岔位置是否正確；if（道岔位

11、置正確） 將進(jìn)路的進(jìn)程標(biāo)志設(shè)置成鎖閉標(biāo)志； else 檢查道岔所在區(qū)段是否空閑；檢查道岔是否被單獨(dú)鎖閉；條件滿足時，生成道岔控制命令； 道岔在規(guī)定時間內(nèi)轉(zhuǎn)到正確位置； 設(shè)置進(jìn)路進(jìn)程標(biāo)志為Fxp（選排一致）； if（進(jìn)路進(jìn)程標(biāo)志為鎖閉標(biāo)志；）break；第17頁，共21頁。（2）進(jìn)路鎖閉子模塊功能需求進(jìn)路鎖閉子模塊的基本功能是檢查進(jìn)路的鎖閉條件是否滿足，若滿足時給出進(jìn)路鎖閉變量及提示信息（如白光帶等）。實(shí)現(xiàn)技術(shù)條件的功能函數(shù)void 進(jìn)路鎖閉(BYTE l1,INT進(jìn)路號) 檢查進(jìn)路中所有區(qū)段是否空閑； 檢查道岔位置是否正確； 檢查照查條件是否滿足； if（條件滿足） 設(shè)置道岔鎖閉標(biāo)志；設(shè)置區(qū)段

12、鎖閉標(biāo)志；設(shè)置分歧道岔鎖閉標(biāo)志； 設(shè)置進(jìn)路進(jìn)程標(biāo)志為Fkx（開放信號）； break；第18頁，共21頁。（3）信號開放子模塊功能需求信號開放子模塊的基本功能是檢查進(jìn)路信號開放條件是否滿足，若滿足時形成防護(hù)該進(jìn)路信號機(jī)的開放命令。實(shí)現(xiàn)技術(shù)條件的功能函數(shù)BYTE 信號開放處理(BYTE l1) 檢查區(qū)段是否空閑； 檢查道岔位置是否正確； 檢查道岔是否被鎖定在規(guī)定位置； 檢查敵對進(jìn)路是否建立； if（條件都滿足） 規(guī)定時間內(nèi)開放信號機(jī)；else if（一個條件不滿足） 給出錯誤提示； 設(shè)置進(jìn)路進(jìn)程標(biāo)志為Fxb（信號機(jī)開放保持）； break；第19頁，共21頁。（4）信號保持子模塊功能需求在信號機(jī)開放后，信號保持子模塊不間斷的檢查信號開放條件，條件滿足時使信號機(jī)保持開放，否則使信號機(jī)關(guān)閉。實(shí)現(xiàn)技術(shù)條件的功能函數(shù)BYTE 信號保持處理(BY