信號安全技術在DS6-60計算機聯鎖系統中的主要應用

譚 春

（北京全路通信信號研究設計院有限公司，北京 100073）

1 概述

基于鐵路運輸行業對運營安全的較高要求，計算機聯鎖系統在運用中的安全性成為其是否可用的重要指標。沒有鐵路信號安全技術便沒有計算機聯鎖系統的推廣和使用。

目前國內普遍應用的計算機聯鎖系統的結構主要有雙機熱備、三取二、二乘二取二這3種制式，每種制式的計算機聯鎖都采用了各不相同的信號安全技術來保證系統的安全性和可靠性。

DS6-60型計算機聯鎖系統是國內第一套在吸收消化國外先進計算機聯鎖技術的基礎上自主研發的二乘二取二結構的計算機聯鎖系統。

2 計算機聯鎖的信號安全技術

鐵路信號安全技術中最重要和最具鐵路行業特點的是故障－安全技術。一般的故障-安全技術是指系統發生故障時，自動導向安全側的輸出。

隨著鐵路行業對安全生產要求的不斷提高和相關技術的不斷發展，傳統的故障-安全技術目前已不能完全滿足鐵路行業對安全的需求。例如：計算機聯鎖系統在檢測到導致危險側輸出的故障時，自動切斷非安全側的驅動電路。這屬于故障后倒向安全側的策略，是信號技術必須采用的策略。但如果系統僅能滿足這一點時仍存在一定的安全隱患。

首先假如系統因自檢電路失效，錯誤檢測到故障而給出切斷驅動電路的安全側輸出，其結果是降低了系統的可靠性，影響行車效率，突出了系統安全性與可靠性的矛盾。更重要的是故障發生時，系統給出安全側輸出的過程中也包含了一定的非安全因素。例如，信號突然關閉對運行中的列車會造成一定安全隱患。此外在倒向安全側輸出過程中，存在因為其他故障的疊加或人為的誤操作，造成更嚴重事故發生的可能性。

所以計算機聯鎖系統為保證安全，在上述故障-安全技術的基礎上，第一，還需要通過采用各種可靠性技術盡量減小故障的發生，以及使故障發生后對系統工作不造成影響。通過系統各部可靠性的提高相應提高系統的安全性，而不是與安全性相互沖突。第二，系統本身要具有完善的自診斷性和易維護性，便于維護人員迅速定位故障點，使系統盡快脫離故障狀態，同時減少故障處理中的人為誤操作擴大故障范圍的不安全因素。因此計算機聯鎖系統主要應用下面幾項信號安全技術保證其安全性。

1）計算機聯鎖系統最重要的安全技術仍然是故障-安全技術，即發生故障時使系統保持在一定安全狀態的方法。系統要做到發生故障時最大限度地降低危險側輸出，也就是盡可能地避免對繼電器的錯誤驅動。通常采用對輸出進行多層檢查后方可向外驅動繼電器，如多重軟件，雙CPU校核、雙斷驅動電路等技術。

2）提高系統可靠性，盡可能減少整個系統發生故障的概率，并且在系統發生局部故障時不影響系統正常工作。因此要求系統的設計、生產達到相關質量標準，同時采用冗余技術提高系統的容錯能力，使無法避免的故障不影響整個系統的正常使用。

3）具有自身故障實時檢測與診斷并給出準確和清楚的報警。使故障能夠得到快速定位和處理，盡可能地壓縮系統全部或局部的故障時間,提高安全性。

3 信號安全技術在DS6-60計算機聯鎖系統中的應用

3.1 DS6-60計算機聯鎖系統組成

DS6-60計算機聯鎖系統由5個部分組成，分別為：電源子系統、聯鎖子系統（即聯鎖邏輯部）、輸入輸出子系統、控顯子系統和監測子系統。

3.2 故障-安全技術的運用

1）DS6-60聯鎖邏輯部是一個具有二乘二取二冗余結構的故障-安全處理系統，聯鎖單系內的兩個CPU采用相同的輸入數據進行獨立運算，運算結果比較一致時才可以對外輸出；如果不一致，系統退出控制，導向安全側。

2）DS6-60輸入子系統設計采用兩套CPU控制的兩套采集電路進行采集，采集結果發送到聯鎖邏輯部進行比較，比較不同時，認為采集無效并倒向安全側，構成二取二故障-安全采集。

3）DS6-60輸出子系統通過兩個CPU完成二取二控制。兩個CPU各自控制一套獨立的驅動電路，當兩路驅動輸出均正常才能構成總輸出，達到二取二故障-安全輸出。

4）DS6-60系統通過輸出板驅動外部繼電器動作，即每一路輸出采用雙斷輸出方式。防止出現單端口輸出配線混電或因輸出板器件故障導致繼電器的錯誤吸起。

3.3 提高系統可靠性技術的運用

1）DS6-60聯鎖邏輯部、輸入子系統和輸出子系統都是二重系冗余配置。單系的邏輯部或輸入輸出子系統故障都不會影響系統正常工作。

2）DS6-60系統的上位機系統設置兩套相同配置的控顯主機，單臺上位機故障不影響系統正常工作。

3）DS6-60系統的電源系統采用兩路直流?24V/30A電源供電。電源模塊配置構成工作冗余和參數冗余狀態。單臺電源的故障不影響系統供電。

3.4 故障實時檢測和自診斷報警技術的運用

1）DS6-60系統聯鎖邏輯部和輸入、輸出等子系統具有完善的自診斷和自檢測功能，當發現板卡出現異常故障能夠快速停止故障板卡的工作，導向安全側，點亮故障指示燈，并發送相關報警信息到監測系統。維護人員可通過板卡上指示燈的點亮情況迅速判斷出系統的故障情況。

2）DS6-60監測子系統主要設備是電務維修機，接收聯鎖雙系的系統運行狀態信息和現場設備信息。在其顯示界面給出明確的系統運行狀態指示。并可通過串行通信或以太網與微機監測系統連接，向微機監測發送系統設備狀態信息和系統狀態信息。

4 結束語

安全是鐵路行業永恒的主題。本文描述了DS6-60計算機聯鎖系統為保證安全性采用的主要方法。

[1]傅世善.傅世善鐵路信號論文選集[M].北京：中國鐵道出版社，2012.