鐵路信號微機聯鎖系統分析

劉凱

摘 要：伴隨鐵路運輸發展速度的不斷提升，要求必須實現鐵路信號控制的高效性、安全性與可靠性。近幾年來，微型計算機技術的快速發展與可靠性、安全性理論也得到了極大的進步，為產生與發展微機聯鎖系統提供了技術保障。電氣集中聯鎖系統正逐步被微機聯鎖系統所取代，且應用的車站越來越多。為此，本文主要對鐵路信號微機聯鎖系統的概況、應用進行了分析與研究。

關鍵詞：鐵路信號；微機聯鎖系統；概況；應用

隨著科學技術的快速發展，我國鐵路信號技術與設備已經從傳統單一向綜合化、系統性發展方向轉變，為達到安全行車及全面提高列車運輸效率，必須重視鐵路信號聯鎖系統的合理應用。微機聯鎖系統作為現階段應用最多的聯鎖系統，其車站信號自動控制系統主要依靠計算機技術進行，系統控制主要應用于進路、道岔與信號，利用計算機技術達到三者聯鎖的作用。通過根據實際情況，如列車運營現狀等，對進路選擇、道岔轉換與信號開放等進行自動控制。在鐵路技術人員培訓中，為確保其能夠對微機聯鎖系統的基本技能進行更快更好地掌握，要求鐵路部門必須進行微機聯鎖仿真系統的研制，確保其便于操作、經濟使用與功能完備。

1 微機聯鎖系統的概況

在社會經濟快速發展的今天，如何提升鐵路運輸發展水平，如何降低鐵路運營故障，已經成為擺在相關部門、相關人員面前的重要問題。鐵路信號聯鎖系統的發展，對提高列車行駛安全性、運行效率與操作人員勞動減壓具有至關重要的作用，為此，必須全面分析其信號聯鎖系統的現狀。以技術方面分析，車站聯鎖系統已由機械聯鎖、電氣聯鎖向電子化階段轉變。在我國鐵路方面車站聯鎖系統應用較多，按照控制道岔、信號機與聯鎖集中化程度實現等條件，可將其進行集中與非集中聯鎖系統劃分。現階段應用最為廣泛的系統為集中聯鎖系統，其通過繼電器元件達到聯鎖邏輯的目的，隨著計算機技術速度的提升，繼電器電路被計算機所取代，也就是微機聯鎖系統。其主要工作內容就是利用計算機對車站值班人員的操作命令、現場所有表示信息實施邏輯運算，且通過各類冗余、故障—安全措施輔助，實現安全控制信號機、道岔的目的。因此，微機聯鎖系統可理解為通過計算機技術方式達到車站聯鎖對系統實時控制的目的。通常情況，要求微機聯鎖系統具有較高功能及性能，為完成各項技術要求不能只選取單層結構。此時需通過上下2層或多層分層結構進行系統構建。以上下2層作為微機聯鎖系統，人機會話層為上層，聯鎖監控層為下層。該系統不僅具備友好、準確的人機界面，還具備良好的聯鎖測控效率。

2 鐵路信號微機聯鎖系統的應用

鐵路信號設備故障將存在重大事故隱患，如處理不到位，將給鐵路行車安全造成極大的影響。隨著社會主義市場經濟的快速發展與科學技術的不斷進步，作為列車運行的根本保障，將計算機技術廣泛應用于鐵路信號聯鎖系統，可確保鐵路信號具備良好的安全性、穩定性及高效性。聯鎖軟件與控制系統為微機聯鎖系統的主要構成部分，具體如下：

1、聯鎖軟件

鐵路站場規模、作業要求存在極大的不同，因此模塊化結構為其硬件、軟件所具備的相同特點，要求軟件程序必須與數據分開，只有這樣才能確保鐵路信號聯鎖的安全性。雙機熱備型聯鎖系統為現階段我國最為推廣的聯鎖制式，“單機確保安全，雙機提升可靠性”為其根本思想。雙機熱備單機安全型的實現主要利用硬軟件結合方法。硬件方面CPU為單系統以外，其輸入輸出系統與單機而言還存有一定區別，如回讀（輸出系統）、板內動態（輸入系統）都需進行特定性設計，普通工業控制并不具有此效果。具體應用中，一套輸出系統與一套輸入系統（回讀）可組成輸出系統；一套輸出系統（板內動態）與一套輸入系統可組成輸入系統。利用此類硬件冗余方法與一套應用軟件結合的管理，能夠提升輸入、出系統的安全性。通常選取“雙軟件和編碼技術”作為單CPU的安全性措施，但因其內部所有部件之間都存有密切聯系，為達到安全性提升的目的，需確保系統軟件具備良好的自診斷功能，這就必須做好應用軟件故障—安全設計，只有這樣才能確保系統的完整性、科學性。

利用雙機方法實現雙機熱備聯鎖系統的可靠性，故障產生過程中可實施整機切換。此方法中雙機是否同步或進行比較為其技術難點，在比較其是否具有一致性時，故障位置的確定與切換方式選擇與自診斷息息相關。也可依托軟件達到單機系統故障診斷的目的。伴隨計算機技術水平的提升，大幅度降低了系統成本，微機聯鎖系統愈加成熟，這都為聯鎖系統的可靠性、安全性提供了強有力的保障。但微機聯鎖系統與普通工業控制系統有所區別，其核心為“故障—安全”的高可靠性，其中對微機聯鎖系統特殊性起決定作用的條件為高可用性、快速技術支持等。

2、站場設備控制方式

在科技快速發展的今天，鐵路信號聯鎖系統愈加完善，將微機聯鎖系統合理應用于鐵路信號系統，對提升系統實時性、可靠性具有至關重要的作用，為此，本文以站場設備控制方式的應用進行了分析與探究。

（1）站場設備集中控制方式

作為一種實時控制系統，信號聯鎖系統應具有良好可靠性、安全性，集中控制方式為現階段我國微機聯鎖系統中普遍選取的站場設備。具體如圖1所示。

（2）站場設備現場總線控制方式

于系統可靠性而言，集中式計算機控制將直接影響其可靠性，甚至產生風險集中問題。作為一種工業數據總線，現場總線的功能為各個通信數據、控制設備間信息傳送問題的處理，如數字通信等。

選取現場總線控制的方式作為微機聯鎖控制系統，可對輸入、輸出接口卡大大降低，與集中控制方式相比，電纜長度也所有減少。調度控制系統接收的進程信息由列車運行進程發出。調度控制設備在分解控制信息后向相關設備，如轉轍機等發送，且對所有設備的運行進行監控。當所有設備在對控制信息接收后，將自身相關信息發送給和此次動作相關的其他設備，并對其他設備發出的有關信息進行接收，除此之外，對控制信息內的動作命令加以執行。

現場總線控制方式中系統與設備安全性普遍較高，可選取標準化信息技術得以實現。同時，信息流控制方式系統自身可實時檢測所有設備，并具備報警作用。通過現場總線技術車站信號微機聯鎖系統可對鐵路信號設備運行的可靠性全面提升。數字信號傳輸在現場總線內具有較強抗干擾性與精度，進而能夠對成本有效降低。

3 結束語

綜上所述，將計算機技術設置于鐵路信號聯鎖系統的目的在于對車站行車作業的安全性、效率進一步提升，為現代化運營提供可靠信息依據，進而對車站控制監督功能加以改善，達到車站現代化管理水平提升及經濟效益最大化的目標。

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