探討鐵路信號計算機聯鎖控制系統容錯技術

李孟豪

（北京交通大學海濱學院,河北黃驊,061199）

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探討鐵路信號計算機聯鎖控制系統容錯技術

李孟豪

（北京交通大學海濱學院,河北黃驊,061199）

摘要：鐵路信號計算機聯鎖控制系統在國外發展的如火如荼，給我們帶來了直觀的認識，需要我們認真研究，從鐵路信號系統的各個方面，從工作原理、技術特點、結構體系、輸入輸出電路、硬件配置。同時通過各項技術制式對比并進行一系列的總結，就目前而言，HOLLIASVSI2000鐵路信號系統還是非常有優勢的，主要在其各項指標的衡量上。本文主要從鐵路信號的容錯技術進行探討，希望通過研究和探討能夠清晰了解容錯技術主要構成，以及技術的難點，如何在鐵路信號中運用，以及當前遇到的部分問題以及產生問題的原因進行分析，尋找一條理論和實踐關聯系的途徑，保證在以后實踐中能夠解決問題，從而確保我們鐵路的安全系數。也為未來的學習者和研究者提供一點建議和前瞻性的意見。

關鍵詞：鐵路信號；計算機聯鎖系統；容錯技術

1　鐵路信號計算機聯鎖控制系統容錯技術相關概念

1.1鐵路信號

所謂鐵路信號是以特定的顏色、位置、圖形、形狀等或者使用機器設備（如音響和儀器）對鐵路工作人員進行引導的傳輸信息的指示和命令。當前對于鐵路信號的理解還沒有完全統一，但從廣義的角度來分析，鐵路信號主要是為鐵路服務的一種技術和設備。有人理解為是對于鐵路工作人員的一種特殊的發出的特定符號。也有人理解為是信號顯示、聯鎖、閉合設備的總稱。

1.2計算機聯鎖系統

所謂的計算機聯鎖系統也被稱為CBI，主要負責解決火車進路內的道岔、軌道、信號機三者之間的安全聯鎖關系，操作員控制其指令，通過向ATP、ATS發布相關指令對聯鎖信息進行輸出。

1.3計算機容錯技術

容錯英文為Fault-tolerance，所謂容錯就是容忍錯誤或者故障，從故障產生到檢測出指定的錯誤到最終自動恢復正常過程中，程序不會因為臨時故障中止運轉或者工作。同時其執行的結果當中不能報告系統故障引起的差錯。

容錯計算機系統指的是在故障發生時仍能正常運轉，依據指令進行一系列的工作，并且能夠完成指定的任務，這就是容錯計算機系統。而通過設計和具體分析容錯計算機系統技術，也就被學者稱為容錯技術。

2　HOLL認Svs12000計算機聯鎖系統技術分析

2.1工作原理及體系結構

HOLLIASVSI2000型工作原理主要是三取二計算機聯鎖控制系統，是一種在鐵路和地鐵行車調度中的專門系統，只不過該系統是運用聯鎖計算單位技術為核心，來控制下位網絡的輸出和輸入，從而實現所有設備的安全管控。上層網絡主要是基于信息實現和信息調度進行關聯。

HOLLIASvSI2000型計算機聯鎖控制系統具有多層結構,并且每一層次的功能各不相同，只要通過標準的借口才能進行整體聯鎖管控安全設備。

2.2技術特點

（1）安全性

繼承以外的設計和工作經驗和國外先進技術，運用安全技術辦法對整體實施過程進行全程管控；

對信號聯鎖進行一對一的管控，實現從故障到安全的需求分析；

眾多模塊進行功能自檢，通過自動切板功能，做到彼此相互不會影響。

（2）可靠性

運用成熟的技術對相關板塊進行開發，并且在材料的選用上要做到軟件和硬件的可用性和可靠性；

運用冗余機構的辦法來達到可用性的目的；

通過系統自身模板攜帶電拔插，對存在故障的哪個模塊進行在線維護。

3　計算機聯鎖控制

3.1聯鎖控制的功能

目前為止我們所了解的計算機連鎖控制系統主要功能如下：

（1）正常操作處理，首先通過有效的操作指令下達；其次連鎖機對指令進行判斷、執行，整個反應過程在屏幕上顯示；第三對于錯誤指令進行相關操作提示。

（2）基于計算機操作系統需對工作現場信號設備進行聯鎖控制，并且在屏幕上實時顯示，有利于值班人員能夠第一時間對現場進行把控和監督管理。

（3）聯鎖控制技術有利于對現場信號故障的排除上，一旦信號設備出現問題，在屏幕上能及時進行預警和提示，接到預警和提示后，技術人員會第一時間啟動預案進行查找故障和清除故障。

3.2聯鎖數據與數據結構

所謂聯鎖數據就是通過聯鎖計算機把所有的數據進行連接匯總，只要參與在整個系統過程中的數據都需要匯總，包括動態數據和靜態數據兩類。

4　聯鎖系統的可靠性技術和故障一安全保障技術

4.1故障產生的原因分析

系統產生故障的原因有物理原因和人為原因兩個方面。

物理原因,包括系統內部元器件的缺陷和系統外部環境條件變化兩個因素。系統的元器件缺陷包括生產期間的氧化穿孔、安裝時出現的開路以及元器件通電運行時的老化等缺陷;外部環境因素包括電磁干擾、機械震動和沖擊等。人為原因包括無意識的操作錯誤和操作失誤以及對系統有目的的破壞。

4.2計算機聯鎖控制系統安全可靠性

鐵路信號安全包含兩層含義：一是功能安全，要求無故障設備能準確無誤的工作；二十故障安全，在故障發生時能保證系統信息指令的輸出完全處于安全狀態，這對于鐵路信號的安全保障有很大的作用，一定要確保后果不危及火車的運行安全。

5　小結

在故障處理上計算機聯鎖系統比繼電器聯鎖更具有時效性和準確性,計算機聯鎖的控制中心為主控單元,主控單元負責將所有的輸入信息進行處理傳遞給輸出單元,主控單元進行復雜的邏輯運算,可以保障鐵路的安全并及時發現故障、分析故障。在鐵路安全保障方面計算機聯鎖系統比繼電器聯鎖更具有安全性,計算機聯鎖依靠輸入條件和正在運行的鐵路條件的邏輯關系來保證鐵路行車安全,而電氣集中聯鎖是依靠人工判斷確定機車的運行,在安全方面明顯的沒有計算機保險。

參考文獻

[1]張沂.容錯技術在鐵路調度系統中的應用[J].微處理機.1988(04)；

[2]朱金鈞.運用容錯技術提高自控系統的可靠性[J].河北機電學院學報. 1988(01)；

作者簡介

李孟豪，男，漢族，江西南昌人，北京交通大學海濱學院，研究方向：電子信息與控制工程系自動化

Discussion on fault tolerance technique of computer interlocking control system of railway signal

Li Menghao
(College of coastal Beijing Jiaotong University Huanghua Hebei,061199)

Abstract：Railway signal computer interlocking control system in foreign development like a raging fire, brought to our intuitive understanding,need us to study seriously,from all aspects of railway signal system,from the working principle,technical characteristics,system structure,input output circuit,the hardware configuration.At the same time,through the comparison of various technical standards and a series of summary,on the current,HOLLIASVSI2000 railway signal system is still very much,mainly in the measure of its various indicators.This paper mainly from the railway signal fault tolerance techniques are discussed,hope that through research and study can clearly understand the fault-tolerant technology is mainly composed,and technical difficulties,to be used in the railway signal,as well as the current meet part of the problem and produce the cause of the problem was analyzed,a way to find a theory and practice links to ensure in the later practice to solve the problem,so as to ensure the safety coefficient of the railway. Provide a bit of advice and forward-looking advice for future learners and researchers.

Keywords：Railway signal;computer interlocking system;fault tolerance technique