(完整word版)计算机联锁概述
计算机联锁概述
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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
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，
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
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。
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。
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• 轨道电路的作用
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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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。
01-计算机联锁系统-概述3篇
01-计算机联锁系统-概述01-计算机联锁系统-概述计算机联锁系统是一种用于控制铁路交通的系统，由多个计算机节点组成，通过网络互相连接，在控制区域中实现互相通信和数据传输。
联锁系统具有使铁路交通安全、高效运行的重要作用，是铁路运输的关键技术之一。
本节将对计算机联锁系统进行介绍，包括其定义，构成要素和工作原理。
一、定义计算机联锁系统是一种用数字技术进行装置控制的铁路信号系统，可以保证列车的运行安全和信号设备的正常工作。
计算机联锁系统通过网络连接多个计算机节点，实现对所有信号装置和列车的实时监控和控制，能够保证车辆的正常运行轨迹，避免车辆之间的碰撞和信号交叉，并能够快速发现和排除故障。
二、构成要素1.计算机：计算机是整个联锁系统的核心，负责信号设备状态检测、列车位置、速度、方向等信息的处理和分析，并传输控制指令。
计算机还可以根据信号设备和列车数据，进行自主判断和控制，当发生异常时及时进行报警处理。
2.信号系统：信号系统包括轨道电路、信号机、道岔、引导信号灯等一系列设备。
信号系统将车辆的行驶情况转化为数字信号，传输给计算机进行处理和分析。
计算机根据接收到的信号信息，进行列车运行状态的预测和判断，以便正确制动或护送车辆。
3.网络：联锁系统的各个计算机节点通过网络连接起来，实现互相通信和数据传输。
网络的主要作用是将信号设备和计算机连接起来，确保信息的快速传输和处理。
同时也可以避免信号设备某一部分故障时，导致数据不准确或传输失败的情况。
三、工作原理计算机联锁系统的工作原理是：前方列车信息收集-计算机判断-指令下达-信号机与道岔控制-列车运行控制。
具体流程如下：1.前方列车信息收集。
信号设备可以通过轨道电路、道岔检测等方式，实时获取列车的行驶情况，包括车速、车号、位置、表示方向等，将这些信息传输给联锁系统的计算机。
2.计算机判断。
计算机可以根据前方列车信息和运行状态，判断是否需要进行调度控制，如通过对信号机和道岔进行控制，确定列车行驶的道路。
计算机连锁详解
计算机联锁系统的基本原理计算机联锁系统是一种利用计算机技术取代继电技术构成的车站信号实时控制系统。
它的基本硬件结构与工业上应用的一般计算机实时控制系统有许多相似之处，主要是由工业控制计算机、过程输入／输出通道以及外部设备等组成，并通过标准总线联结在一起，构成一个基本的联锁控制系统。
有了硬件系统，要保证它们可靠有序地工作，必须配备软件系统，因此计赁：机联锁系统中的软件和硬件一样都是计算机控制系统的重要组成部分。
由硬件系统和软件系统构成的基本计算机联锁系统，其可靠性尚不能满足人们对联锁装置的高可靠性要求，且本身不具备故障一安全性能。
必须利用汁算机的可靠性和妄全性技术用最简单、最经济的手段构成一个高可靠的故障一安全计算机系统。
第一节计算机联锁系统硬件一、计算机联锁系统的技术基础计算机联锁系统采用的是工业控制计算机系统，用以实现对铁路车站运输生产过程的监测与控制。
它由工业控制计算机和牛产过程两人部分组成。
工业控制计算机是指按生产过程控制的特点和要求而设计的计算机，它包括硬件和软件两部分。
对铁路信号领域来说，生产过程就是指工业控制计算机通过过程输入／输出通道和继电结合电路对现场监控对象如道岔和信号机等进行实时控制。
1．工业控制计算机(1)工业控制计算机的硬件组成工业控制计算机的硬件组成结构如图7—2所示，它主要由主机板、内部总线和外部总线、人一机接口、系统支持板、磁息系统、通信接口和过程输入／输出通道等组成。
（2)工业控制计算机的特点1.可靠性和可维修性好。
叮靠性和可维修性决定着系统在控制上的可用程度。
可靠性是指设备在规定的时间内运行不发生故障，采用可靠性技术来解决；平均故障间隔时间MTBF 是表征可靠性的重要定量性标准。
可维修性是指工：1lk控制机发生故障时，维修快速、苘单、方便。
平均故障修复时间h4丌R是表征可维修性的重要定量性标准：2.高抗干扰能力。
釆用具有抗干扰能力的工业级专用电源，用以抑制电网电压的波动，阻止通过供电线路可能侵入计算机的杂波和尖峰脉冲下扰，保护计算机正常运行的电源环境。
第二章 计算机联锁系统硬件
第二章计算机联锁系统概述一、计算机联锁系统的发展（一）车站联锁系统的功能与一般层次结构现代的联锁系统是以色灯信号机、动力转辙机和轨道电路作为室外三大基础设备，以电气设备或电子设备实现联锁功能并采取集中控制方式对信号机和道岔进行控制的系统。
系统的一般层次结构如图2—1所示。
图2—1 系统的一般层次结构（二）对继电集中联锁的再认识继电联锁系统的特点：①由继电电路来实现信号、道岔和进路之间的联锁关系。
②以安全型继电器为主要控制器件，并把它们集中放在信号楼内。
其优点是：性能比较稳定，在保障铁路行车安全、提高效率起到了良好的作用。
其缺点是：①功能不够完善，特别是人机对话功能贫乏，也比较难于增加或扩展其它功能。
②不便于和现代化的信息处理系统相连接。
③经济方面，大规模集成电路价格日趋下降而专用继电器价格相对稳定，使得大站的计算机联锁系统的价格低于电气集中联锁；与计算机联锁系统相比，电气集中联锁系统要使用更多的电缆；电气集中联锁占地面积大，标准化程度比计算机联锁系统低，维修量大等。
（三）计算机联锁系统优点以计算机技术取代继电电路具有以下优点：①减少继电器检修工作量；②减少系统的设计、施工和维护的工作量；③减少建筑使用面积；④当采用分布式系统结构时，可以节省干线电缆，从而降低工程造价；⑤当采取了必要的提高系统的可靠性和安全性的技术措施后，系统的可靠性和安全性将得到提高；⑥便于改造；⑦便于增加新功能。
最关键的是，计算机联锁系统为铁路信号向智能化和网络化方向发展创造了条件。
二、计算机实时控制系统计算机联锁系统是计算机实时控制系统的一个实例。
实时控制系统是指在限定的时间内对外来事件能够作出反应的系统。
实时工业控制计算机系统的主要特点有：①实时性②现场信号的输入和控制输出能力③高可靠性④可维护性⑤其它特点：除了以上特点之外，实时工业控制系统一般要求允许工作环境比较恶劣，如温度高、湿度大、抗冲击、震动性强等。
典型的实时工业计算机控制系统的结构如图2—2所示。
计算机联锁知识
计算机联锁系统问答一、什么是计算机联锁?在6502继电集中联锁设备中，道岔、信号机、进路之间的联锁关系是靠继电器所构成的逻辑电路来实现的。
计算机联锁就是用计算机的逻辑运算取代继电器以实现联锁功能的联锁系统。
目前，国内多家研制单位研制的计算机联锁系统性能和使用方法可能不尽一致。
本教程有关计算机联镇内容所涉及的问题，均是以铁道部科学研究院通信信号研究所研制的、采用鼠标输入的装置为基础（以丰库站、堡石图站、卧虎屯站为基础）叙述的，其他各型号产品可能与之不尽相同，特请各站注意阅读各自的使用说明书，以免误导。
二、计算机联锁分哪几个型号？计算机联锁设备主要有以下几种：1、TYJL-II型计算机联锁系统，由铁道科学研究院通信信号研究所研制开发分布式多处理机系统（丰库站、堡石图站、卧虎屯站）；2、DS6-11中国铁路通信信号总公司研究设计院研制开发的双机热备系统（金宝屯站）；3、JD-1A型计算机联锁系统，由北京交通大学微联公司研制开发的分布式计算机控制系统（保康站、甘旗卡站、阿尔乡站）；4、CIS-1型计算机联锁系统，由卡斯特信号有限公司研制开发。
三、计算机联锁系统的硬件结构分为哪几个层次?其主要功能是什么?计算机联锁系统的硬件结构分为四个层次，控制命令的输入有以下几种方法：1、控制台方式控制台由绘制了站场示意图的金属板和控制按钮组成，操作人员通过按压控制按钮输入控制命令。
这种输入方式因与6502极其相似，故最容易为车站值班员接受，但是成本较高。
2、图形输人板方式图形输人板是一块绘有站场图和各种按钮的面板，用光笔点压有关按钮输入各种控制命令。
图形输入板俗称工程数字化仪。
3、鼠标方式通过鼠标直接在显示屏上操作。
这种输入方式形象直观，操作方便，且成本较低。
随着计算机的日益普及，它注定会取代控制台输入方式和光笔输入方式。
4、键盘输入方式此法因操作不直观，只适合信号维护人员使用。
四、显示屏上各种颜色光带的含义是什么?为使值班人员能随时了解站场内机车车辆的走行状态及进路(道岔、信号机)的状态，显示屏以不同颜色的光带给出相应的表示。
计算机联锁控制技术—01概述-文档资料
2、继电联锁采用继电电路实现联锁逻辑，一旦某个 元件故障，一般影响部分功能，即故障影响面积有限。
而计算机联锁系统中实现联锁逻辑的联锁计算机一旦 出现硬件故障，问题往往会很严重，故障影响面积会很大， 甚至系统不能工作。因此计算机联锁系统需要必要的措施 提高可靠性，保障安全性。
车站联锁控制系统
在开放防护进路的信号前要检查进路是否空闲，进路中 的道岔位置是否正确，以及该进路是否与他进路发生冲突等。 只有在确定进路空闲、道岔位置正确并锁闭、可能发生冲突 的进路没有办理并已锁闭的条件下，信号才能开放，允许列 车驶入。
为了保证行车安全，信号、道岔与进路之间必须保持一 定的制约关系和操作顺序，常称这种制约关系和操作顺序为 联锁。因此，又称保证车站行车安全的信号系统为车站联锁 系统。
3、体积小、占地面积小，且随车站规模增大，面积节 省更为显著；
4、安装费、运营费及维修费大幅度减少。
维护方面：
1、计算机联锁系统的维修工作量小，且具有自诊断、 故障定位功能，降低了维护难度，并可通过远距离联网，实 现远距离诊断。
2、计算机联锁单位的继电部分结构简单，便于维护， 而且继电器用量少，减少继电器检修工作量；
二、系统优越性
性能方面：
1、受站场形电路网络层次结构、继电器数量等条件的 限制，继电联锁系统功能不完备且难以扩展，计算机联锁控 制系统没有此类限制因素，便于增加新功能，系统功能更加 完善。
2、计算机联锁控制系统提供现代化的声、像、图文显 示，人机交互的功能更加完善，内容更丰富，信息量大，改 善操作人员的工作环境和提高工作效率。
车站联锁控制系统
铁路运输系统是以机车车辆、铁道线路、桥梁隧道、站 场等为基本设备组成的庞大系统。在这个系统中必须有指挥 列车运行的铁路信号系统来保证列车按照行车计划安全高效 运行。
(完整word版)计算机联锁系统软件教案
计算机联锁系统的软件计算机联锁的软件由联锁数据和联锁程序组成，各种型号的计算机联锁系统最大的区别就是软件的不同,而且各家公司对其软件均采取保密措施，具体程序均不对外公布。
当然维修单位也没有必要掌握具体的程序,这里对计算机联锁系统的软件只作简单的介绍。
1 联锁数据在计算机联锁系统中，所有的信息进入计算机后均变为数据，计算机只能对这些数据进行运算处理，凡参与联锁运算的有关数据统称为联锁数据.在联锁运算中有些数据是固定不变的,如表示设备的编号或位置的数据。
这些在联锁运算中不发生变化的数据被称为静态数据,也称常量。
而在联锁运算中发生变化的数据,如表示状态输入信息、操作数入信息的数据，被称为动态数据，也称作逻辑变量。
在联锁程序运行的过程中有大量的静态和动态数据参与联锁运算,各种数据存放在存储器中，数据在存储器中的组成方法被称为数据结构。
1。
1 数据编码代表信号设备状态或控制命令的开关量有两个状态被称为二值逻辑变量。
为了实现故障—安全, 一般用多位二进制数表示一个二值逻辑变量。
即用码长为n 的二进制代码，取其两个码与二值逻辑量对应，其它2n-2个代码均为非法码，两个有效码一个对应安全侧另一个对应危险侧（次安全侧)。
如果由于信息受到干扰，而产生非法码时，计算机将其作为安全侧信息处理,从而实现故障导向安全。
这种方式称为信息冗余。
实践证明，在数据编码时，取1、0相间的代码对应危险侧，则安全性更高。
在数据存储时，将同一数据存入不同的单元，数据输出时采用比较法和多数表决法还可进一步提高系统的安全性。
1.2 静态数据在静态数据库中，将进路的特性及与该进路有关的监控对象的特征用一组数据表示出来,这组数据与联锁表相似，在这里被称为进路表。
一般的系统进路表均采用站场形数据结构。
其构成方法是先将信号平面布置图上各监控对象及操作按钮的位置数据化，这些数据存放在只读存储器中，即每一个信号设备对应有一个数据块，各设备的数据合起来形成一个小型静态数据库,即站形数据库。
计算机联锁系统概述
结合功能：利用标准化通信接口板，网络接口 板，可以直接与现代化信息处理系统相联结进 行数据交换
3.计算机联锁的优越性
③目标控制器－控制命令和状态信息的转送站，一方面接收和效 核来自联锁机的控制代码，经译码后形成控制命令，以驱动相应 的设备控制电路；另一方面由接收监控对象的状态信息，经编码 传送到联锁机。
联锁机 输入输出接口
监控对象 专线方式
室内 室外
总线
联锁机
室内 室外
控制器
控制器
控制器
监控对象
监控对象 总线方式
控制台 监视控制机
联锁机 目标控制器
与其他系 统联系
6.3分散式控制结构
①监视控制机（上位机）－信息管理计算机，人机会话功能，还 用于实时记录信息及其再现，另外还有诊断功能；
②联锁机（下位机）－实现信号设备的联锁逻辑处理功能，完成 进来确选、锁闭、发出开放信号和动作道岔的控制命令，与执行 层有两种方式：专线方式和总线方式
储记录等功能。 预留有与其他自动化设备相连的接口。
5、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
北京全路通信信号研究设计院研制
DS6-11型双机热备系统 DS6-20型三取二系统 1999年1月通过铁道部鉴定
第三节 计算机联锁
• 车站值班员的操作意图通过操作光笔动作 数字化仪而实现，与传统按压按钮操作方 式相像。其特点是不用另外增加硬件设备， 只需通过各种绘图软件绘制相应站场图并 输入相应数据即可完成控制台的设计。
• 3.鼠标方式 • 通过鼠标点击显示器上的按钮实现各种功 能。目前多采用鼠标方式。 • 使用数字化仪方式或者鼠标方式，计算机 联锁系统一般都使用大屏幕显示器（CRT或 LCD），使车站值班员清晰地看到站场的实 际状态及各种信息。
第三节 计算机联锁
•
• 并根据联锁条件，对输入的操作命令和 状态信息，以及联锁机构的当前内部信息 进行处理，产生相应的输出信息，控制信 号机显示和道岔转换。联锁计算机设置在 信号楼的计算机房。
第三节 计算机联锁
• （3）控制器 • 一方面通过采集信号机、转辙机和轨 道电路状态的信息提供给联锁计算机；另 一方面，接受来自联锁计算机的控制命令， 驱动道岔转换，控制信号显示。其中信号、 道岔控制电路必须符合故障—安全原则， 因此仍然采用继电电路作为现场设备与计 算机设备的接口。
第三节 计算机联锁
(1)人机会话计算机 它的主要功能是操作人员通过操作向联锁 机构输入操作命令和接受联锁机构输出的反 映设备工作状态和行车作业情况的表示信息， 人机会话用操作显示设备设置于运转室。
第三节 计算机联锁
• （2）联锁计算机 • 它是联锁系统的核心，必须具有故障—安 全性能。联锁控制计算机除了接受来自操 作表示计算机的操作信息外，还接受采集 到的信号机、转辙机和轨道电路状况信息，
第三节 计算机联锁
在我国，20世纪80年代开展了计算机联锁控制系
统的研制工作。1984年研制生产出了国内第一个车 站计算机联锁控制系统，并成功地应用于企业专用 铁路，填补了我国计算机联锁控制系统的空白。
计算机联锁概述
【原创】DS6--11学习一、计算机联锁概述1、计算机联锁的发展概况。
车站联锁设备经历了从机械联锁到继电联锁的发展过程，并进行过电子联锁的试验，目前正在向计算机联锁发展。
20世纪年代中期，有些国家从设计可靠的计算机硬件入手，应用故障－安全元器件构成计算机联锁，但因价格昂贵，没有得到推广。
20世纪70年代后期，随着电子计算机尤其是微型计算机的迅速发展和推广应用，以及可靠性技术的进步，各国相继研究计算机联锁，从软件入手，采用通用计算机，通过软件冗余来实现故障－安全。
我国第一套计算机联锁设备于1984年在南京梅山铁矿地下运输线正式开通，后陆续在冶金．矿山等铁路试用。
1989年铁道科学研究院通号所研制的计算机联锁系统首先在郑州北编组站峰尾开通，这是计算机联锁系统应用于国家铁路的开始。
以后，铁科院通号所于1993年又在拉滨线平房站安装计算机联锁，通号总公司于1994年在浦口交通站安装计算机联锁，至此，我国铁路开始在铁路干线采用计算机联锁。
铁道科学研究院通号所研制的TYJL-Ⅱ型．TYJL-TR9型计算机联锁于1997年12月通过铁道部技术鉴定。
通号总公司研究设计院研制的DS6-11型．DS6-20型计算机联锁于1999年1月通过铁道部技术鉴定。
北方交通大学（现北京交通大学）研制的JD-1A型计算机联锁于2000年5月通过铁道部技术鉴定。
卡斯柯公司研制的VPI型计算机联锁于2000年8月通过铁道部技术鉴定。
在此过程中，还相继引进了美国．英国德国日本意大利的计算机联锁共20多个站。
由于各方面的原因，主要是不适应我国铁路运输和联锁的特点，实际运用中大多数不理想。
我国的计算机联锁发展非常迅速，现已有数百个车站安装了计算机联锁设备，有的区段已发展为成段计算机联锁。
2、什么是计算机联锁（1）以计算机为主要技术手段实现车站联锁的系统。
（2）用微型计算机和其他一些电子．继电器件组成具有“故障－安全”性能的实时控制系统。
（3）采用计算机控制并实现道岔．进路和信号机之间联锁的设备称为计算机联锁。
4.3计算机联锁
• （4）车站设备比较简单，节省了人机对 话设备（但仍需设置控制与状态信息的 编码和译码设备）。 • （5）由控制中心向车站传输的是道岔和 信号的控制命令，要求控制中心与各车 站间的通道必须符合高可靠和高安全的 要求。 • （6）控制风险相对集中。
4.3.4 系统的硬件构成
一、 系统的硬件结构 • 1.系统的可靠性冗余结构 • 计算机联锁的可靠性定义：该系统在规定的时 间内、在规定的条件下、完成规定的功能的能 力。 • 用平均故障间隔时间MTBF表示。 • 一般电子产品 MTBF=105h • 计算机联锁系统 技术标准MTBF=106h即至少在 系统进行技术改造前（大修前一般15年）不出 故障。
• 用逻辑变量表示涉安信息时，其两个逻 辑值的安全性不同。如： • 关闭信号 安全侧信息 • 开放信号 次安全侧信息 • 无论是控制信息还是状态信息，凡是能 导致信号机不会开放的信息都属于安全 侧信息，如：反映道岔位置不正确； • 轨道继电器落下 • 反之就是次安全侧信息 —危险信息。
4.3.2 计算机联锁系统的现状与发展
• 如：列车在区间运行的控制。由现在实行的区 间闭塞法向追踪空间间隔调整法过度。如实现 了列车追踪间隔自动调整，则可实现列车运行 自动控制。司机则作为监督人员，其劳动强度 大大降低，且效率提高，安全性提高。 • 如：列车调度工作。利用计算机技术和现代通 信技术，能迅速地从联锁系统得到与调度指挥 有关的信息。目前，我国已使用的TDCS调度管 理信息系统即有此功能，再经计算机运算，向 车站下达调度命令。更进一步可由计算机编制 运行计划，并随时依现状进行调整。就可将调 度人员解脱出来，且计算机工作效率比人高得 多。这依赖于正确、迅速地得到信息。这就是 调度专家系统CTC。
• 这四个智能系统： • 列车运行自动控制系统 • 计算机联锁系统 • 调度管理信息系统 • 调度专家系统 四系统有机结合，将构成列车指挥与控制 的综合智能系统。可进一步保证行车安 全、提高效率。使铁路行车过程的列车 控制与管理进入了以信息化为基础，以 智能系统为标志的新的技术时代。
计算机联锁讲义（ok）
计算机联锁讲义（ok）TJYL-Ⅱ型计算机联锁一、计算机联锁的概念：计算机联锁系统是用计算机取代传统继电器进行选路和联锁运算，并通过动态输出控制命令动作信号设备的系统。
eg: 联锁是指通过技术方法,使（信号、道岔、进路）必须按照一定程序并满足一定条件才能动作或建立起来的相互关系eg:保证信号设备联锁关系正确的两个基本条件是机械强度和（电气特性）.二、计算机联锁系统与6502电气集中（继电器联锁）相比主要有何新功能：1、提供比较友好的人机交互环境，且具有一定的智能性；2、具有双机热备功能；3、具有保存、查询、打印记录和站场再现功能；4、组建成广域网后便于实现调度集中和远程诊断功能。
三、计算机联锁系统的组成：计算机联锁系统为分布式多微机系统，主要由：监控机（上位机）、联锁机、执表机（小站无执表机）、电务维修机、控制台、配电柜、动态组合单元（动态继电器）、执行电路等。
eg: TYJL-Ⅱ型计算机联锁系统属于(分布式)微机系统。
四、系统各部分的主要功能：1、监控机的主要功能：（1）、作为计算机联锁的人机接口，接收控制台值班员的操作命令及提供图像显示和语音、文字提示与时钟信息；（2）、根据控制台发送的控制命令初选进路；（3）与联锁机进行通信，交换信息，接收联锁机发送的道岔、信号、轨道等表示信息；（4）信息自动存储功能；（在每天的零点和12点将该点之前的值班员所有操作、道岔、轨道表示信息及联锁系统的状态等信息，自动存盘，形成以日期为文件名的信息记录文件；（5）、和电务维修机交换信息，向电务维修机提供信息记录和未存盘的各种信息，接收维修机修改的时钟信息。
2、联锁机的主要功能：（1）实现与监控机、执表机的通信调度，联锁备机定时呼叫主机进行信息交换与校对；（2）实现信号设备的联锁逻辑处理功能，完成进路确选、锁闭、发出开放信号和动作道岔的控制命令；（3）采集现场信号设备状态、如轨道状态、道岔表示、信号机状态等；（4）输出动态控制命令。
01-计算机联锁系统-概述
第三部分 我国计算机联锁的发展
CASCO安全型计算机联锁（VPI）系统：
一种“故障-安全”的、以多处理器为基础的车站联锁信号控制系统 。 该
系统是中美合资卡斯柯信号有限公司从阿尔斯通信号（美国）公司（ALSTOM Signaling Inc.-即原美国GRS公司）引进，结合中国铁路运营技术条件，经过 二次开发的一种安全型车站联锁设备。VPI型计算机联锁系统具有综合的控制 和管理功能，能确保行车安全，提高运输效率，改善劳动条件，并为实现管理 和信息现代化创造条件。在工程实施中，可以以计算机联锁系统（VPI）为核 心，构成包括计算机联锁和调度集中/调度监督、信号微机监测等子系统的综 合信号系统。
北京13号正线车站计算机联锁以及车辆段计算机联
北京全路通信信号研究设计院研制开发的DS6--11型双机热备系统和DS6-20 型三取二系统也于 1999 年 1 月通过铁道部鉴定。 由此可见，计算机联锁已成为我国铁路车站信号设备的发展方向。可以认 为，随着技术的进步和铁路运输现代化要求的不断提高，计算机联锁设备必将 成为继电联锁的换代产品。
第四部分 计算机联锁系统的功能
⒉显示功能 计算机联锁系统采用大屏幕显示器取代表示盘，可以向操作人员提供更 加丰富、直观的显示信息。
站场基本图形显示。
现场信号设备状态显示。主要有：道岔的定、反位和四开位置，道岔单 独锁闭和封闭状态；信号机的开放和关闭状态，灯丝断丝；轨道电路区
段的空闲、占用、锁闭状态。一般用不同颜色代表不同含义。
第四部分 计算机联锁系统的功能
车站值班员按压按钮动作的确认显示。 联锁系统的工作状态、故障报警显示。 时钟显示，必要的汉字提示，如操作错误提示、联锁状况提示、执行失 败原因提示等。
1 计算机联锁的基本概念
6．计算机联锁的软件系统达到软件制式检 测要求的可靠性和安全性，所有程序都具有 模块化、结构化和标准化的特点。 7．计算机联锁的各种接口与通道能保证长 期使用的高稳定性和高可靠性。与安全有关 的接口与通道符合故障—安全原则，还采取 了光电隔离、动态冗余编码、参数限界冗余、 故障检测及其他特殊方法，以防止危险后果 的发生。 8．计算机联锁能通过外部数据通道或计算 机网络与其他自动化或管理系统，如CTC、 TDCS等连接，与之信息交换。
第一节 计算机联锁的基本概念 一、计算机联锁的定义
计算机联锁是以计算机技术为核心， 采用通信技术、可靠性与容错技术 以及“故障—安全”技术实现铁路 车站联锁要求的实时控制系统。
二、计算机联锁的主要技术条件 计算机联锁的主要技术条件如下： ． 1．计算机联锁能满足各种车站(场)规模和运 输作业的需要，保证行车安全，提高运输效 率，并具备大信息量和联网能力。 2．计算机联锁采用硬件冗余结构，如双机热 备、三取二或二乘二取二的结构。可靠度指 标：平均故障间隔时间(MTBF)大于域等于 10h；安全度指标：平均危险侧输出间隔时间 大于或等于10 h。
2000年，中国通信信号集团公司研究设计院 与日本京三制作所合作，采用K5B故障安全 型硬件，结合本院自行开发的计算机联锁软 件，成功研制开发出了适合我国铁路运输的 DS6—K5B型计算机联锁系统。2001年，北 京交大微联科技有限公司、北京铁路局与日 本信号株式会社进行合作，利用日本信号公 司的故障一安全二取二CPU单板(EI—32单元) 的先进技术，
计算机联锁介绍
Wu Han Zhi Gong Jiao Yu Pei Xun Ji Di
武 汉 职 工 教 育 培 训 基 地
崇德|博学|创新|育人
计算机联锁系统的安全性和可靠性结构
③时间冗余
通过消耗时间资源来达到容错。
④信息冗余
增加信息的多余度来提高可靠性。比如增加检错码、纠 错码，附加位越多，检错纠错的能力就越强。
其中，更多采用的是硬件冗余和软件冗余。因此容错控 制系统无论在硬件结构方面还是在软件结构方面均存在着一 些明显的特点。
Wu Han Zhi Gong Jiao Yu Pei Xun Ji Di
武 汉 职 工 教 育 培 训 基 地
崇德|博学|创新|育人
计算机联锁系统的安全性和可靠性结构
另外，根据故障处理方式不同，可以把容错技术分为动 态冗余和屏蔽冗余。 动态冗余指主机故障时，备机自动代替，采用动态冗余 的系统需要具有故障检测和动态切换功能。目前在计算机联 锁中普遍应用的双机热备系统和二乘二取二系统均是采用动 态冗余技术。 屏蔽冗余，则将故障模块对系统的影响屏蔽掉。采用屏 蔽冗余的系统具有表决功能。在计算机联锁中应用的三取二 容错系统是采用屏蔽冗余技术。
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计算机联锁系统的结构
主讲 张勇 2013
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②联锁的概念？
③什么是计算机联锁系统？
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计算机联锁系统的特点
继电集中联锁的缺点：
1．功能不够完善，人机对话功能贫乏，也比较难于 增加或扩展其他功能。 2．不便于和现代化的信息处理系统相连接。 3．造价高、占地面积大、维修量大、标准化程度低。
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【原创】DS6--11学习一、计算机联锁概述1、计算机联锁的发展概况。
车站联锁设备经历了从机械联锁到继电联锁的发展过程，并进行过电子联锁的试验，目前正在向计算机联锁发展。
20世纪年代中期，有些国家从设计可靠的计算机硬件入手，应用故障－安全元器件构成计算机联锁，但因价格昂贵，没有得到推广。
20世纪70年代后期，随着电子计算机尤其是微型计算机的迅速发展和推广应用，以及可靠性技术的进步，各国相继研究计算机联锁，从软件入手，采用通用计算机，通过软件冗余来实现故障－安全。
我国第一套计算机联锁设备于1984年在南京梅山铁矿地下运输线正式开通，后陆续在冶金．矿山等铁路试用。
1989年铁道科学研究院通号所研制的计算机联锁系统首先在郑州北编组站峰尾开通，这是计算机联锁系统应用于国家铁路的开始。
以后，铁科院通号所于1993年又在拉滨线平房站安装计算机联锁，通号总公司于1994年在浦口交通站安装计算机联锁，至此，我国铁路开始在铁路干线采用计算机联锁。
铁道科学研究院通号所研制的TYJL-Ⅱ型．TYJL-TR9型计算机联锁于1997年12月通过铁道部技术鉴定。
通号总公司研究设计院研制的DS6-11型．DS6-20型计算机联锁于1999年1月通过铁道部技术鉴定。
北方交通大学（现北京交通大学）研制的JD-1A型计算机联锁于2000年5月通过铁道部技术鉴定。
卡斯柯公司研制的VPI型计算机联锁于2000年8月通过铁道部技术鉴定。
在此过程中，还相继引进了美国．英国德国日本意大利的计算机联锁共20多个站。
由于各方面的原因，主要是不适应我国铁路运输和联锁的特点，实际运用中大多数不理想。
我国的计算机联锁发展非常迅速，现已有数百个车站安装了计算机联锁设备，有的区段已发展为成段计算机联锁。
2、什么是计算机联锁（1）以计算机为主要技术手段实现车站联锁的系统。
（2）用微型计算机和其他一些电子．继电器件组成具有“故障－安全”性能的实时控制系统。
（3）采用计算机控制并实现道岔．进路和信号机之间联锁的设备称为计算机联锁。
3．计算机联锁系统和电气联锁系统的主要区别是什么？计算机联锁系统和电气联锁系统的主要区别在于：计算机联锁系统用计算机或微处理器取代了继电电路，构成了智能化的联锁机构。
二、计算机联锁系统的层次结构联锁系统从操作到监控对象的进路控制可以分为人机对话层、联锁层和控制层。
1、人机对话层：是指操作人员向联锁系统输入操作信息和接收来自联锁系统表示信息的一层。
2、联锁层:是指系统中实现联锁功能的一层。
3、控制层（也称作执行层）：是指对室外的道岔信号机以及轨道电路等信号设备进行控制和采集其状态信息的一层。
三、计算机联锁的控制结构现在全部采用分散式控制结构。
分散式控制结构的特点是将联锁系统的功能按结构层次划分成若干个相对独立又有一定联系的功能模块，各功能模块均由相应的计算机或微处理器来处理，从而使系统在处理机的配置上形成多机分散式结构。
1、上位机该机的主要任务是完成人机对话功能，一方面接收来自控制台的值班员操作输入信息，判明能否构成有效的操作命令，并将操作命令转换成约定的格式，由串行口输送给联锁机；另一方面，接收联锁机提供的关于监控对象状态和列车运行情况等各种信息，把它们转换成表示盘或屏幕显示器能够接受的格式。
2、联锁机联锁机也称下位机，主要用于实现信号设备的联锁逻辑处理功能，完成进路确选．锁闭，发出开放信号和动作道岔的控制命令。
3、驱采机（执表机）功能：控制采集电路工作，将采集到的站场状态传送到联锁机。
接收联锁机传送的控制命令，并根据控制命令控制相应驱动电路。
4、电务维修机功能：接收上位机传来的站场状态信息、操作信息、提示信息、故障信息等。
显示站场运行状况、车站值班员操作信息、故障信息、系统运行状况等。
记录一个月的历史信息，可查看一个月内站场运行状况、车站值班员操作信息、故障信息等。
为调度监督．DMIS系统．微机监测等提供接口。
四、系统的冗余结构1、可靠性冗余结构为了减少在出现故障时系统停止工作的概率，采用互为备用的二重结构，亦即为了提高可靠度而采用逻辑上为“或”关系的二重结构。
2、安全性冗余结构在出现故障时，为了减少产生危险侧输出的概率，采用相互校核的二重结构，也就是逻辑“与”关系的二重结构。
3、计算机联锁系统对高可靠度和高安全度的要求都是必要的，所以具有二重系统结构的计算机联锁控制系统的一般结构如下图：4、双机热备结构主机和备机都在运行状态，且备机和主机完全同步运行，这种状态称为双机热备。
5、二乘二取二冗余结构所谓二取二即为在一套系统上集成双套CPU系统。
双套系统严格同步，实时比较。
只有双机运行一致时才对外输出或传输运算结果。
“2×”的作用为上述双机组合取用2组，可采用双机热备或并用方式。
九、电路动作层次。
■以单操道岔为例。
■按压总定（总反）按钮和道岔号以后，操作命令送至控显机，通过网络通信送至联锁A、B机，联锁机经过联锁运算，在驱动板相应灯位输出命令，送至接口架相应端子，再送至组合架侧面端子，然后到驱动盒，驱动盒输出使YCJ、DCJ（FCJ）吸起，道岔动作，转换完毕后，DBJ（FBJ）吸起，微机输出的状态码经DBJ（FBJ）吸起接点，送至接口架相应端子，送回联锁A、B机，联锁A、B机采集板上相应灯位给出表示，表示信息经过控显机送回控制台显示器。
2．与继电器的结合2.1．道岔组合共7个继电器：FCJ、DCJ、DBJ、FBJ、SJ、1DQJ、2DQJ其中驱动FCJ、DCJ、YCJ；采集DBJ、FBJ、YCJ组合：每组道岔（双动计为一组）占一个组合注：道岔允许操纵继电器，每组道岔设一个（即双动道岔仅对应一个），平时落下，当需要道岔转动时才瞬时吸起，DCJ或FCJ↓后即随之落下。
2.2．进站信号机组合共设6个继电器：LXJ、LUXJ、TXJ、ZXJ、YXJ、1DJ、2DJ其中驱动LXJ、ZXJ、LUXJ、TXJ 、YXJ；采集LXJ、TXJ、ZXJ、LUXJ、YXJ、1DJ、2DJ组合：每架进站信号设一个组合.3．出站信号机组合共设3个继电器：LXJ、LUXJ、DXJ、DJ、ZXJ、FXJ其中驱动LXJ、DXJ、ZXJ、LUXJ、FXJ；采集LXJ、DXJ、ZXJ、LUXJ、FXJ、DJ组合：出站每1架信号设一个组合。
2.3．调车信号机组合共设2个继电器：DXJ、DJ其中驱动DXJ；采集DXJ、DJ组合：每4架信号机设1个组合2.4．轨道区段组合根据受电端数决定继电器数：GJ其中只采集每个区段的GJ，一送多受的GJ1、GJ2等不采集可集中放置，组合数根据轨道区段数及一送多受数决定6．为什么说即使在系统运行正常的情况下，也应当定时对操作表示机进行倒机运行？答：操作表示机不同于联锁机，它接有鼠标、显示器、音箱等许多外围设备，这些设备的状况和线缆是否良好，需要定期进行维护检查，以便在主用机故障的情况下，备机能够及时替代使用，保证系统的不间断运行。
如何检查这些设备的状态，最简便的方法是定期进行人工倒机运行，及时发现和解决可能发生的故障。
周期为一到两个月。
应当在行车间隙进行.1．DS6-11计算机联锁系统的设备组成及特点有哪些？答：联锁子系统：联锁A、B机。
控制台子系统，包括控显A、B机，控显转换箱，控制台显示器，鼠标（数字化仪），扬声器。
网络通信子系统：包括网卡，同轴电缆，T型头，终端电阻。
监测子系统，包括监测机，打印机。
输入输出接口电路：7122板，光隔输入输出板，接口架，驱动盒，继电器。
电源设备：两台UPS，两台24V稳压电源，两台32V稳压电源。
特点：控显机、联锁双机热备。
双重冗余局域网、双网并用两台UPS互为主备，两台32V稳压电源一主一备两台24V稳压电源并联使用联锁软件采用双份编码，安全输出采用动态驱动方式，驱动电压，表示信息输入采用动态编码方式。
2．简要说明DS6-11系统控制输出信号的传送过程？答：（1）操作信息由控制台送到控显转换箱，再送到正在使用的控显机（2）控显机经网卡送到联锁机CPU板（3）CPU板经过运算后将输出命令发送到开关量输入输出接口板（7122板）（4）经扁平电缆连接光隔输出板（5）通过接插件和26芯信号电缆送到接口架（6）经组合架间配线到驱动盒，再到JPXC-1000继电器3．简要说明DS6-11型计算机联锁系统表示信息采集的工作过程。
答：（1）联锁机产生的15种不同编码的脉冲信号通过状态板输出到接口架。
（2）每一路编码信号连接到同类继电器的相同接点上。
（3）编码信号经过继电器接点经接口架返回到光隔输入板（4）联锁机从输入端口读回编码脉冲信号。
软件根据脉冲信号的编码。
确定对应设备（或继电器）的状态。
（5）继电器状态信息从联锁机传至控显机，再到控显转换箱，经过长线送至控制台显示器。
4．如何检查DS6-11型计算机联锁系统网络通信是否正常？答：DS6-11系统采用双重冗余网络，系统中控显机安装两个网卡，联锁机安装三个网卡。
通过两条或三条独立的网络电缆连接，判断网络工作是否正常的方法：（1）查看监测机系统网络状态图，网络线显示绿色和蓝色表示网络通信正常。
网络线显示红色表示通信不正常。
（2）从每个网卡后面的工作状态指示灯判断网卡状态，指示灯亮稳定绿灯（偶尔闪烁1、2下）表示正常。
若指示灯不间断的闪动，表示网络工作不稳定。
灭灯表示故障。
单网故障，一般不影响系统正常运行，但应及时采取措施排除，避免故障积累，造成双网故障，导致系统瘫痪的严重后果。
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