计算机联锁概述、基本原理、技术和实现

• 系统的安全性：
– 功能安全，即系统在无故障地正常工作 中用保证行车安全的功能。
– 技术安全，即系统发生故障后其后果仍 能导致行车安全。
铁路信号系统
无故障 故障
安全
第一章 计算机联锁概述
计算机联锁是用微型计算机和其他一些电子、继电器 件以及各种计算机软件组成的具有故障-安全性能的实 时控制系统。
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• 轨道电路的应用
下行向IIIG接车
信号开放：
←三项联锁条件满足（1DGJ↑、5-9DGJ↑；1＃、
5＃、9＃道岔位置正确；敌对进路未建立）
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计算机联锁的故障－安全
• 因为通用电子器材本身并不具有故障 状态的不对称性，所以要采取保障措 施。
鼠标指针
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提示信息
报警信息
延时信息
联机信息
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பைடு நூலகம்
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• 联锁机构的输入和输出信息具有两种性质： 开关性和安全性。
开关性： 操作输入信息、状态输入信息 表示输出信息、控制输出信息
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计算机联锁的定义
• 计算机联锁－用微型计算机对车站值 班人员的操作命令与现场实际状态的 表示信息进行逻辑运算，从而实现对 信号机、道岔及进路进行集中控制和 联锁的车站联锁设备。
软硬件实现联锁的逻辑关系
动作速度快，信息量大，可控性强
微
机 联
采用积木式的软硬件
通用性强，适应改扩建，修改容易
安全性：根据信息与行车安全的关系界定。
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非安全信息：与安全无关的信息，
操作输入信息、表示输出信息。
安全信息：与安全有关的信息，
状态输入信息、控制输出信息。
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安全信息有两个状态： 一个状态允许车辆运行
――危险侧信息； 一个状态禁止车辆运行
――安全侧信息。 安全性信息必须遵守故障――安全原则。
①起初以运营管理措施来保证行车安全； ②随着科学技术的进步转变为以技术手段保证行车安全。
• 铁路信号的分类：（按应用场所分类）
①车站信号控制系统； ②区间信号控制系统； ③编组站调车控制系统； ④铁路行车安全指挥系统以及列车运行自动控制系统。
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• 进路：
列车或调车车列由某一指定地点运行至另一地点所经过的路段。
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教材
《车站信号自动控制》王永信 中国铁道出版社
参考书：
《计算机联锁》林瑜筠 中国铁道出版社 《车站信号计算机联锁控制系统》徐洪泽 中国铁道出版社 《车站计算机联锁ABC》赵志熙 中国铁道出版社 《计算机联锁系统技术》赵志熙 中国铁道出版社
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• 平行进路： 两条没有共同的路段的进路。两条进路可以同时建立。 • 敌对进路：
用道岔位置不能间接控制的两条进路。两条进路不能同时建立。
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• 联锁
– 定义：保证行车安全，信号、道路与进 路之间以技术手段保持的一定制约关系
进路和操作顺序。
信号机
道岔
道岔
信号机
联锁系统
• 保证行车安全的措施：保证列车或调车车列在其进 路上运行的安全。 采取的措施： 当①进路空闲 ②道岔位置正确 ③敌对进路未建立三 个条件都满足时，防护进路的信号机才允许开放。
以特定的物体的外表特征如：形状、颜色、位置、灯光 及状态的显示数目等。
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•铁路信号的功能：
①保证列车或调车作业的行车安全； ②提高运输效率； ③实现运输管理自动化、列车运行自动控制；改善 铁路员工的劳动条件。
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• 保证行车安全的措施：
• 监控层－接受上层信号控制命令和道岔控制命令，并向 联锁层传输信号、道岔、轨道电路的状态信息，其控制 电路必须时故障－安全的。
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二、操作表示机显示
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显示界面1
站场图形
防护道岔位置提示信息
功能菜单栏 系统状态信息栏 弹出窗口
锁
大量减少人为工作
节约成本，提高安全性和可靠性
第一节 车站联锁系统的基本结构 • 层次结构
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车站联锁的层次结构
• 人机会话层－操作人员通过操作向联锁机构输入操作信 息并接受联锁机构输出的反映设备工作状态和行车作业 的表示信息。
• 联锁机构－系统核心，实现联锁功能，必须具有故障－ 安全性能。其根据联锁条件，对输入的操作信息和状态 信息，以及联锁机构的当前内部信息进行处理，改变内 部信息，产生相应的输出信息，即控制命令，并交付监 控层控制电路予执行。
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进路建立
进路选择
1、操作规范 2、空闲状态 3、征用标志 4、状态记录
道岔控制
进路锁闭
1、为下一步开放信号 创造条件
2、万一信号不能开放， 则可用其他方式指挥仍安全
信号控制
发生异常情况应及时关闭
•进路控制过程
进路建立
进路解锁
进路选择 进路锁闭 开放信号
自动解锁
非自动解锁
正常解锁 调车中途返回解锁 取消进路 人工解锁 故障解锁
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各种技术及相应的器材：
①进路空闲的检测技术。
DGJ↑→进路空闲；DGJ↓→进路占用。
②道岔控制技术。
由动力转辙机及其控制电路实现。
③信号控制技术。
XJ↑→信号开放；XJ↓→信号关闭。
④联锁技术。
实现三项联锁条件的技术。
⑤故障－安全技术。
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实现故障导向安全的技术。
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• 轨道电路的作用
1、监督列车的占用，反映线路的空闲状况，为开放 信号，建立进路或构成闭塞提供依据；
2、传递行车信息，如移频自动闭塞利用轨道电路传 递不同的频率信息来反映列车的位置，决定通过信号 机的显示或决定列车运行的目标速度，从而控制列车
运行。
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主要内容
➢ 计算机联锁系统概述 ➢ 计算机联锁系统的基本原理 ➢ 双机热备型计算机联锁 ➢ 二乘二取二计算机联锁 ➢ 三取二计算机联锁 ➢ 用于平面调车的计算机联锁 ➢ 计算机联锁工程设计
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•铁路信号：
指示列车及有关行车人员的一种信号或命令。
•信号或命令的形式：