浅谈铁路信号计算机连锁系统

运算 的安全性 ： 就联 锁程 序而 苦，无 论改计 渊试方法多么严密也 很难排 除 所有 隐 含 的 缺 陷 ， 这 就 要 求 必 须 引 入 避 错 及 容错 机 制 使 故 障 形 成 的 危 险侧运 算 结果输 出 的概率 达 到规 定 的 要求 。
３ ２设 备 冗 余 技 术
５、系 统 监测 功 能 的 实现 微机 临测 系统 作 为铁路 行 安个 监测 设嵛 。是铁 路信 号技术 向
高 安 全 ， 高 可 靠 羽Ｉ 网络 化 、 数 字 化 、 智 能 化 方 向 发 展 的 标 志 之 。它 能 实 时 、动 态 、 准 确 、 化 地 对 铁 路 设备 进 行 在 线 监 测 ，反 映 设备 的 运用质嫩 并对状态信 息进行储存 、晕放 、查淘、报警，对于防止违章 作 业 ，分 析 判 断 故 障 ， 尤 其 对 分 析 发 现 潜 伏 性 故 障 、 瞬 间 故 障 和 间 歇 故 障 ， 提 供 重 要 的手 段 和依 据 ， 对 确 保 运 输 安 个 发 挥 着 重 要 的 作 用 。 计 算 机 联 锁 系统 怖 测 的 内 容 订 ：往 线 舱 测 冗 余 嘲络 的 运 行 状 态 ，包 括 双网的连接 工作状态平 网上 节点 的连接工 作状态 ，当 网络发生故障 ¨ 或 不 能 正 常 工 作 时 发 ｆ报 警 信 息 并 作 ｍ 记 录 。 ｌ ｛
能 进 步 扩 大 。具 体 来 说 ，刘 计 算 机 联 锁 系 统 而 苦必 须 解 决 二 个 主 要 问 题 ：第 一是 系 统 ｝ 息传 递 的 可 靠 性 与 安 全 性 ： 于 工 业 计 算 机 自身 信 鉴 不 具 备 故 障 一 安个 特 性 ， 因 此 系 统 内传 递 的 信 息 也 具 备 安 性 ， 受 各 种 干 扰 、辐 身 以及 各 类 故 障 的 响 ， 信 息 畸 变 在 所 难 免 ， 从 而造 成 １ Ｊ 逻 辑运 算 错 误而 可 能 引 发 危 险侧 输 “ 。 第 二是 系 统 内信 息 变 换 及 逻 辑 ｊ
６、结束 语
随着 铁 路 运 输 业 的 发 ， 计 算 机 联 锁 系 统 将 更 广 泛 的 应 用 于 铁
计 算 机 联 锁 系 统 巾 采 用 立 全 余 措 施 和 可 靠 性 冗 余 措 施 。 Ｈ兀 容 错 技 术 的 实 现 方 法 主要 是 冗 余 ， 所 采 取 的 主 要 手 段 就 是 投 入 更 多 的
超常 设计所需 的资源、 即外加 资源 ，来换 取更高 的非常 规设计所能达 到 的超 高 可 靠 性 。 外 加 资 源 是 多种 多 样 的 ， 概 括 起 来 有 硬 件 冗 余 、 信 息 兀 余 、 时 问 冗 余 和 软 什 兀 余 ， 它 们 屉 终 在 计 算 机 系 统 中体 现 为 硬件 冗 余 和 软件 冗 余 。 各种 冗 余 要 有 机 地 棚 目配 合 使 用 才 能达 到 超 高可 靠 性 目标 。 目前 计算机 联锁领域 常用 的有 三摸冗余 、双机热备 。
３ ３系 统 结 构 网 络 化 ．
实现远程诊断和信号维修管理 ， 已成为饮路 站信 号联锁设祭的酋选 ， 也为开发应用 联锁、闭塞、列 运行控制综合控 制技术奠定了丛础 。受 历 史 技 术 条 件 的 限 制 ，继 电 联 锁 系 统 存 在 着 设计 与 维 护 工 作 垃 大 、 综 合投资费用高、管理能力弱等缺 陷；随着 ７ Ｏ年 代 后 期 新 型 微 处 理 芯 片 的 诞 生 以及 容 错 、 避 错 理 论 与 技 术 的 逐 步 完 善 ， 人 们 开 始 探 索 以微 型 计算机为核心 构成 计算机 联锁系统 。 目前在 我国干线铁 路上袈备 的讣 算 机 联 锁 系 统 较 多 系 国 外 铁 路 信 号公 司 的 容 错 计 算 机 信 号控 制 系 统 ， 其价格相 当昂贵。因此近 年来 国内不 少铁路 行业科研 院所都将研 制故 障一 安全 的铁路信 号控 制 系统 作 为主要 工 作来 开展 。 ２ 、铁 路 信 号 计 算 机 连 锁 系 统 的 硬 件 组 成 从硬件 方面 要保 汪系 统具 有 高度 可靠 性 ，必须 采用 冗余 砹计 要 保证系统具订 高度 安全性 ，必须 使系统 个部 分物理上相 互独立 以避 免关联 故障 。系 统中所 仃计算 机 设符均采 用 Ａ、Ｂ两 套，联锁 机具有 热 备 、 自动 切 换 功 能 ，其 它 监 机 和 控 制 台 的 砹街 可 人 ： 切 换 ，供 渊 Ｉ ： 试维修用 。 从软件 方面要保证 系统具订 高度 可靠件 和安全性 ，必须具有完 善 的 自检 功 能 以屏 蔽 故 障 功 能 ， 必 须 采 用 一 些 特 殊 设计 方 法 ， 如 多 版 本 设 计 和 形 式 化 定义 等 。要 保 证 系 统 高 度 实 时 性 ， 必 须 选 用 特 定 的编 程 环 境 和 编 程 方 法 。 铁 道 信 号计 算 机 联 锁 系 统 的 软 什 分 四 大 模 块 ：通 信 模 块 、实 时 检 测 与 控 制 模 块 、联 锁 程 序 模 块 、输 入 ／输 出处 理 模 块 。整 个控 制系统以 ｗ ｎ ｏ ｓ Ｔ作为操作平 台。Ｉ ｉｄ ｗ Ｎ 跌锁机与执表机 之问采用 串 行 Ｒ４ ￥ ８接 口，机 问通信 采用半舣： 同步通什 方式 ，划此通信要求 安全 １ 可 靠 ， 除 采 用 同步 通 信 中 的 ｃ Ｃ校 验 外 ，划 传 输 的 信 息 码 采 用 特 殊 的 Ｒ 编 码 和 重 复 发 送 等 兀 余 技 术 ， 确 保 迎 信 的 安 全 可靠 。可 编 程 逻 ｊ 控 制 ＝ ｆ ｝ 器 Ｐ Ｃ采 用 Ｍ Ｍ Ｎ Ｔ Ｍ Ｃ Ｓ ６ ０ — ８ Ｌ Ｏ Ｅ — Ｕ １ １ Ｃ ７ ０ ０ ９ ４，４ ７ ８点 输 入 、 ３ ２点 输 出 。 ３ 、 铁 路 信 号 计 算 机 连 锁 系 统 的 设 计 需 求 由于计算 机联 锁系 统 的综 合性 能远 远超 过 继 电联锁 系统 ，因此 车 站 联 锁 系 统 由继 电 装 置 向 计 算 机 联 锁 系 统 转 化 己成 为 一 种 不 可 转 的趋势 。具体来说计算机 联锁系统 的优 势主要表现在适时性 、安全性 、 可靠 性 、 可 维 护 性 及 性 价 比 等 若 干 方 断 。 ３ １可 靠 性 与故 障 ～ 安 全 性 信 号耿 锁系 统是 “ 实 时的 、高可 靠控 制 系统 。计 算机联 锁系 利 统 麻 考 虑 发 生 故障 时 应 及 时 切 挽 电 器 ， 使 之 倒 向 安 仑 ， 使 故 障 范 圳 不
３ ４信 息 处 理 数 字 化 ． 计 算 机 联 锁 系 统 符 单 元 之 问 的 安 全 数 据 交 换 伞 部 以 数据 帧 编码 方 式 通 过 网络 通 信 进 行 ， 』 采 用 ｃＲ ｉ ｃ校 验 、 正 反 码 同 时 传 输 校 核 、 多
重冗 余等 措施 ，确 保数 据传 输安 全可 靠 。发送 单元具 有输 出频率 范 Ⅲ 宽 、 频 率转 换 时 问短 、频 平 分 辨 率 高 、 相位 连 续 、适 用性 强 、 无 需波 形 转 换 环节 、减 少 故 障点 、 可 靠性 高 等特 点 。接 收设 备和 发送 检测 设备采 用数 字信 号处理技 术 （ Ｓ ），对接 收信号进行 时域 、 ＤＰ 频域分析 。通过采用独特 的相 关分析与 网络 通信相结合 的软件 思想 实 现 了高质 量 数字 滤 波及 解 调 ，人幅度 提 高 厂系统的 抗干 扰 能力。 ４，铁 路 信 号计 算机 连 锁 系 统 的 关 键技 术 ４ １联 锁 计 算 机 是 一 成 熟 的 技 术 ，特 别 是 取 机 热 备 系 统 运 用 相 ． 个 当 稳 定 ， 应 急 系 统 对 Ｉ 锁 机 的研 究 主 要 是 增 加 ｌ 接 口 和改 变 主 、 备 【 父 络 机转换模式 。执行机 本 电予模 块已定型， 要应急系统投 入实用 ，还 需抓紧完成 六线制道 岔、五线制道 岔、 闭塞接 口和通信接 口模块 的产 品实用化研 究 。 ４ ２联 锁 软 件 。根 据 印 站 站 场 图 形 自动 生 成 数 据 文 件 ， 由数 据 文 ． 件 自动生成 联锁软件 ，这是应 急系统的重 点、难 点。除联锁功 能模块 外 ， 所 有 软 件 均 为 开 放 式 软什 生成 的 联 锁 软 件 乍 站 数 据 、 站场 图形 、 Ｉ ０接 口地 址 功 能 均 可 提 供 给 使 用 者 修 改 完 善 。 ／
路系统 。在 新的阶段，如似合理有效 的组织 系统结构，提 高其安全性、 可 靠 性 并 做 好 系 统 的 ： 将 赢 接 影 响 到 计 算 机 联锁 系 统 的推 广 和 使 用 。 测
４ ３标 准 站 场 为 了达 到 应 急 系 统 的 时 间要 求 ， 有 可 能 归 纳 一 些 ． 标 准 的 中 问 站 站 场 形 状 ，做 成 若 干标 准 的 联 锁 软 件 和 标 准 执 行机 配 置 ， 电 缆 络 雨Ｉ 准 的 室 外 设备 配 线 资 料 存 入 训‘ 标 算机 档 案 ，在 应 急 时可 以 立 刻 实 施 。 而对 于 区 段 站 以 上 的 站 场 ， 如 客 运 站 、 编 组 站 ， 应 计 应 急 系 统 方 案 ， 以 在 关 键 ｎ‘ 可 以 立 即 调 用 。 ，刻 Ｊ
计。 算机 联锁 系统采用双重 兀余 Ｃ Ｎ现 场总线构建安全数据 网络交 Ａ 换通道 ，实现安全数据 毫秒级 实时交换 。即接 收单元不但接收轨道 电 路信息 ，通 过时域 、频 域译码 ，还 把译码结 果与本区段的发码命令相 比较 ，只 有 两 者 一 致 才 判 定 轨 道 电 路 空 闲 。 闭 环 检 查 方 式 的采 用 ， 显 著 提 高 了 系 统 的 安 全 性 和抗 干 扰 能 力 。
１ 前 言 铁 路 信 号 计 算 机 联 锁 系 统 是 铁 路 佶 号的 基 础 设 需 ， 它 以 现 代 计 算 机 技 术 、控 制 技 术 和 通 信 技 术 为 基 础 实 现 对 车 站 信 号设 备 的 联 锁 控 制 。 随 着 计 算 机 联 锁 系 统 功 能 的 日 趋 完 善 ， 其 功 能 便 于 扩 展 ， 信 息 量 丰 富 ， 可 与 运 输 调 度 指 挥 、 列 车 控 制 等 予 系 统 联 网 ， 有 利 于
科 学 论 坛
浅 谈 铁 路 信 号 计 算 机 连 锁 系 统
李 秀 明
（ 铁 建 电气 化 局 集 团 第 三 工 程 公 司 河 北 高 碑 店 中 ０４ ０ ７ ０ ０）
［ 摘 要］ 铁路 是 国民经济 的大 动咏 ，而铁 路信 号连锁 系统 是指挥 铁路行 车的 大脑和 神经 。木义 结合 当前 快速 发展 的铁 路系 统对铁路信 号 计算机 连锁 系统 的发 腱 及其 硬件 系 统 、 设计 原则及 技 术等进 行 了研 究 。 ［ 关键 词 ］ 路 信 号 计 算 机 联 锁 系 统 设 计 铁 中图 分 类 号 ：Ｔ Ｐ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ － １ ｘ（ ０ ） ６ ０ － ９ ９ ２ １ ０ － ０１ ０１ ０ ４ ０ ９