铁路信号分布式计算机联锁系统的道岔控制模块分析

铁路信号分布式计算机联锁系统的道岔控制模块分析

曹建国,冀勇涛,郝贵春

中国铁路呼和浩特局集团有限公司包头电务段 内蒙古包头市 014040

摘要：随着科学技术的发展，我国的计算机技术有了很大进展，铁路系统得到快速升级迭代，有效保障了列车运行安全和突发公共安全问题的及时解决。然而由于各种技术资源和软硬件系统的持续输入，整个铁路系统内部架构日益庞大，内部操作系统和技术功能也愈加复杂，给系统的运行带来了巨大的安全隐患，严重影响了广大人民群众的生命财产安全。而与此同时计算机信息化操作系统不断升级，自我防御性和操作对象也日益变强，由系统故障产生的安全问题频发，因此本文以计算机系统容错技术为研究对象，全面分析了该技术领域的难点特点和应用方法，详细阐述了有效提升铁路系统安全系数的作用路径，对铁路安全保障提供重要参考价值。

关键词：铁路系统信号；计算机联锁系统容错技术

引言

近几年来，车站连锁技术的发展步伐不断加快，已经逐步取代了以往的6502电气集中系统，这一发展形势下，也无法再继续沿用老式单元控制台，老式控制台无法满足现阶段新系统的运行要求，更加难以顺应时代的发展趋势。自从车站计算机联锁技术研发以来，备受业内人士关注，现已成为车站联锁发展的重要推动力，主要应用于计算机联锁系统以及TD系统单元控制它等终端设备中，主要用来显示车站信号亦或是作为公路交通、地铁以及冶金等工业自动化系统监控设备的重要构件。此技术的应用过程中与计算机联锁系统不断的进行信息交换，运行过程中具有信息控制、报警、显示与提示等多项功能。随着时代的发展，新控制台的功能越发多元，可清晰且直观地显示进站等多种情况，也可缓解眼睛疲劳等多种问题，协调过程更加方便，有助于车站值班人员操作，可大大提高工作效率。

1铁路信号计算机联锁控制系统容错技术

（1）铁路信号。铁路信号是利用某种设备发射出特殊颜色、位置和图像的信号信息，以指导铁路人员作出相应的工作行为。目前我国对铁路信号的概念尚未形成统一的认知，从微观上讲，铁路信号是由铁路发出的联锁、设备闭合等方面的特殊信息，从宏观上讲，铁路信号是一种用于铁路运输系统的常见的技术设施，能够确保列车安全运行。（2）计算机联锁系统。计算机联锁系统是指操作员通过输出控制指令和联锁信息来完成火车在铁路行进中的轨道、道岔等。（3）计算机容错技术。计算容错技术是指通过在计算机系统中融入容错技术来有效规避由故障隐患带来的机器停运问题。在问题发生到检测的过程中，计算机容错技术能够支持系统程序按照相关指令执行任务，并输出相应的结果，在这一过程中，铁路系统既不会因故障问题而中止工作，也不会出现执行结果错误。

2计算机联锁设备优势

（1）设备的体积很小，可靠性较高，有助于降低继电器的维修工作数量。（2）有助于降低系统设计工作量、施工工作量与维护工作量。（3）计算机联锁系统的室内设备的体积远小于继电联锁，有助于降低建筑结构的使用面积。（4）在使用分布类型系统结构的过程中，有助于节约干线的电缆使用量，减少工程的造价。（5）计算机联锁采用表决冗余技术，同时因两组程序对外界干扰有不同的反应，通过比较电路很容易发现，增加了抗干扰功能，从而提高了安全性和可靠性。（6）有助于完善系统功能，相关的计算机联锁设备，使得铁路信号系统向着智能化与网络化的方向发展，创造较为有利的条件。

3保证铁路信号计算机联锁可靠性的技术

计算机联锁控制系统运行的过程中采用这两项技术可以十分有效的保证系统运行的质量和水平。避错技术通常可以分成两种，一种是硬件避错技术，一种是软件避错技术。前者主要是选择和使用一些可靠性非常强的元件来组成计算机联锁控制系统，同时在这一过程中还要充分重视环境因素所产生的不利影响，这样也就很好的提升了系统运行的质量。软件避错技术在使用的过程中最为重要的一项原则就是要采取有效的措施减少软件当中的缺陷和不足，保证软件不出现故障。我们可以采用先进的软件工程，强化软件管理，同时对设计程序进行适当的优化调整等。计算机联锁控制系统的容错技术主要是借助以下三个层次来实现的。

3.1系统上的保障技术

为了更好的保证系统自身的可靠性，在计算机联锁控制系统设计的过程中，我们应该采用的是冗余可靠性结构设计的方式，当前主要的研究和应用形式有两种，一种是三取二静态冗余结构，一种是双击热设备动态冗余结构。

3.2设备上的保障技术

设备及保障技术主要有硬件、软件和数据可靠性保障技术。硬件可靠性保障技术通常有两类，一类是故障检测技术，一类是故障屏蔽技术。软件可靠性保障通常有容错设计技术、容错算法和减少程序失控的基本变成技术等等。另外，为了可以更好的保证软件设计的质量和水平，我们在实际的工作中可以采用程序失控捕捉技术，将容错设计真正的体现在接口软件的设计工作中，数据可靠性的提升从本质上来说就是要保证数据容错的水平。

3.3网络通信上的保障技术

通过链路的冗余、节点的冗余、通信协议的冗余来提高整个局域网的可靠性。

4计算机联锁系统的应用及发展方向

4.1信息更全面直观

联锁系统可以借助大屏幕显示器向操作人员提供更加全面和直观的信息，比如站场的基本图形显示和现场信号设备的运行状态等等，值班人员操作的整个流程也能清晰的显示出来。

4.2结合功能

我们所说的结合功能通常就是指计算机联锁系统采用标准化的通信接口板、网络接口板和符合标准要求的通信规程，可以直接和现代化信息处理系统充分的联结在一起，从而完成数据交换环节，这样也就使得生产现场也能够了解到站场最新的变化情况。

4.3系统安全性

微机联锁系统在运行的过程中通常将故障—安全原则当成是最为重要的内容，也就是说在系统出现故障的时候，系统可以自动的保证信号的安全，阻止信号升级，这样一来也增强了系统的安全性。

4.4向信息化、智能化和综合自动化的方向发展

计算机联锁系统还应努力适应铁路信号系统向信息化、智能化和综合化发展的要求。宏观地看,信息化是当代和今后较长时期内社会发展的基本潮流。信息化的突出标志是智能工具系统的不断涌现和应用。这些智能工具系统包括计算机系统、通信系统以及控制系统。它们的应用不仅能取代劳动者的体力劳动,而且具有扩展和延伸人类信息器官的功能。

此外,这些智能系统有向综合化方向发展的趋势,以构成一个集列车指挥与控制的综合型智能系统。这种综合型智能系统目前已在沈客运专线上得到运用。在这条专线上使用的《SEI列控—联锁一体化系统》是以车站计算机联锁系统为核心的一套一体化信号系统,它共设计了三个子系统,分别为列控联锁一体化系统、列车运行指挥系统(CTC)和信号集中监测系统。该信号系统是以列控联锁一体化系统为基础,以专用通道构成的计算机局域网为骨架,以调度集中行车指挥系统为龙头的信息和资源广泛共享的综合控制系统。

结束语：

综上所述，随着铁路事业的不断发展，计算机联锁系统在铁路信号的应用势在必行。计算机联锁系统可以说是当前最先进的一种联锁设备，其具有的信息量大、速度快，操作简便且同时兼具经济性与安全性的优势使其近几年的应用越来越广泛。新时期技术人员应该要与时俱进，不断增强自身专业知识，身担重担心用实际行动为我国铁路发展绘制美好蓝图。

参考文献：

[1]费娜.谈铁路信号计算机联锁系统[J].中小企业管理与科技(上旬刊).2013(05)

[2]吕妍.计算机联锁系统在铁路信号方面的应用[J].黑龙江科技信息.2016(07)