基于通信方式實(shí)現(xiàn)的超大規(guī)模站場聯(lián)鎖系統(tǒng)解決方案

梁志國 劉 鵬 徐德龍

隨著計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖相關(guān)通信、網(wǎng)絡(luò)、電子技術(shù)的發(fā)展，根據(jù)現(xiàn)場應(yīng)用實(shí)際需要，在原有計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，現(xiàn)已衍生出多種形式的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，它們能夠控制超大規(guī)模站場的車站。

超大規(guī)模的站場一般已經(jīng)接近或者超過普通聯(lián)鎖設(shè)備的容量極限，如采用普通聯(lián)鎖設(shè)備，其實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性、可靠性等指標(biāo)都會(huì)較差，給以后的使用、維護(hù)帶來隱患。本文假設(shè)圖1所示超大規(guī)模車站，并以此為例介紹一種基于通信方式實(shí)現(xiàn)的超大規(guī)模站場計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的解決方案。

1 系統(tǒng)構(gòu)成

圖1所示站場以股道為界一分為二，分別為X行聯(lián)鎖系統(tǒng)、S行聯(lián)鎖系統(tǒng)，2套聯(lián)鎖系統(tǒng)同時(shí)控制一個(gè)車站，系統(tǒng)框圖如圖2所示。

圖1 超大規(guī)模站場簡單示意圖

X行、S行聯(lián)鎖分別使用一套既有的聯(lián)鎖系統(tǒng)，2套聯(lián)鎖系統(tǒng)中的每臺(tái)聯(lián)鎖機(jī)分別增加2塊通信板，采用通信的方式來傳遞信息，實(shí)現(xiàn)分割處的聯(lián)鎖關(guān)系檢查，稱之為“通信場聯(lián)”。整套聯(lián)鎖系統(tǒng)按照功能可分為操作表示層、聯(lián)鎖邏輯層、執(zhí)行表示層。其中操作表示層是接受值班員的操作命令，與聯(lián)鎖邏輯層通信，將整個(gè)站場狀態(tài)顯示給值班員;聯(lián)鎖邏輯層接收操作表示層轉(zhuǎn)發(fā)過來的操作命令，負(fù)責(zé)聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果發(fā)送給操作表示層和執(zhí)行表示層;執(zhí)行表示層是對(duì)繼電器的接口，根據(jù)聯(lián)鎖邏輯層的驅(qū)動(dòng)命令驅(qū)動(dòng)相關(guān)的繼電器，并采集站場的繼電器狀態(tài)發(fā)送給聯(lián)鎖邏輯層。

2 系統(tǒng)分析

1.每套聯(lián)鎖系統(tǒng)分別包含2臺(tái)聯(lián)鎖機(jī)LSA、LSB;每臺(tái)聯(lián)鎖機(jī)分別有3種工作狀態(tài)：主機(jī)、備機(jī)、脫機(jī)。常態(tài)工作時(shí)，每套聯(lián)鎖系統(tǒng)中的一臺(tái)為主機(jī)、另外一臺(tái)為備機(jī)并保持在熱備狀態(tài)。當(dāng)主機(jī)故障時(shí)，備機(jī)可自動(dòng)升為主機(jī)工作狀態(tài)，原主機(jī)的主機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到脫機(jī)狀態(tài)，當(dāng)故障聯(lián)鎖機(jī)修復(fù)后由脫機(jī)狀態(tài)升為備機(jī)狀態(tài)并保持在熱備狀態(tài)。狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖3所示。

通信場聯(lián)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)是在既有2套雙機(jī)熱備聯(lián)鎖系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加通信場聯(lián)功能，每臺(tái)聯(lián)鎖機(jī)分別增加2塊場聯(lián)通信板，與對(duì)方咽喉聯(lián)鎖系統(tǒng)的2臺(tái)聯(lián)鎖機(jī)通信，傳遞股道劃分處的聯(lián)鎖邏輯照查信息。

2.常態(tài)工作時(shí)，2套聯(lián)鎖系統(tǒng)之間主機(jī)與主機(jī)傳遞的聯(lián)鎖邏輯照查信息有效;主機(jī)與備機(jī)以及備機(jī)與備機(jī)傳遞的信息只是用來檢查通信狀態(tài)，用于2套聯(lián)鎖系統(tǒng)之間主機(jī)與主機(jī)的場聯(lián)通信中斷后，主機(jī)、備機(jī)的切換判斷。當(dāng)2套聯(lián)鎖系統(tǒng)的主機(jī)與主機(jī)場聯(lián)通信中斷，且本聯(lián)鎖系統(tǒng)備機(jī)都與對(duì)方聯(lián)鎖系統(tǒng)主機(jī)通信場聯(lián)狀態(tài)正常時(shí)，X行聯(lián)鎖系統(tǒng)先進(jìn)行主機(jī)、備機(jī)狀態(tài)的切換，X行聯(lián)鎖系統(tǒng)主機(jī)、備機(jī)切換優(yōu)于S行。場聯(lián)通信有效轉(zhuǎn)移狀態(tài)圖如圖4所示。

圖3 聯(lián)鎖機(jī)工作狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖

其中XLSA、XLSB分別代表X行聯(lián)鎖系統(tǒng)聯(lián)鎖A機(jī)、B機(jī);SLSA、SLSB分別代表S行聯(lián)鎖系統(tǒng)聯(lián)鎖A機(jī)、B機(jī)，XLSA主、SLSA主分別代表X行、S行聯(lián)鎖系統(tǒng)聯(lián)鎖A機(jī)為主機(jī)，其傳遞的聯(lián)鎖邏輯照查信息有效。

圖4 場聯(lián)通信有效信息轉(zhuǎn)移狀態(tài)圖

3 場聯(lián)通信軟件實(shí)現(xiàn)

以股道劃分時(shí)，X、S行聯(lián)鎖系統(tǒng)需要軟件傳遞的聯(lián)鎖邏輯信息為ZCJ、ZJ、GJ，實(shí)現(xiàn)2套聯(lián)鎖系統(tǒng)在股道分割處的聯(lián)鎖邏輯關(guān)系檢查。為傳遞此信息，需要在既有的聯(lián)鎖軟件循環(huán)中增加對(duì)場聯(lián)通信的軟件調(diào)用。調(diào)用流程圖如圖5所示。

場聯(lián)通信傳遞的信息位“ZCJ、ZJ、GJ”等都為安全信息，需符合故障-安全原則，為保證傳遞信息的安全采取了如下措施：

1.采用編碼傳輸，每個(gè)字節(jié)代表一位信息。

2.代表編碼信息的吸起值、落下值與傳輸信息之間按順序號(hào)綁定。

3.編碼信息的吸起為順序號(hào)正碼，落下值為順序號(hào)反碼，吸起值與落下值之間碼距為8。

4.編碼信息除順序號(hào)正碼、反碼的其他值為非法，均按照落下處理。

5.每個(gè)信息包數(shù)據(jù)采用CRC校驗(yàn)進(jìn)行傳輸編碼的差錯(cuò)檢驗(yàn)。

舉例：X行聯(lián)鎖系統(tǒng)向S行傳遞的信息為S1ZCJ、S1ZJ、1G、……;其中S1ZCJ用1代表吸起，其他值代表落下;S1ZJ用2代表吸起，其他值代表落下;1G用3代表吸起，其他值代表落下。對(duì)于每一個(gè)信息位吸起值與落下值之間碼距為8，落下值畸變?yōu)槲鸬母怕蕿?/255，且吸起值與傳輸信息之間按順序號(hào)綁定，當(dāng)程序取指指針錯(cuò)誤時(shí)，取到的值對(duì)本信息位也為非法值，按落下處理，并對(duì)整個(gè)數(shù)據(jù)包進(jìn)行CRC校驗(yàn)。通過以上措施，可有效保證傳輸場聯(lián)通信信息的安全性。

4 總結(jié)

基于通信方式實(shí)現(xiàn)的超大規(guī)模站場聯(lián)鎖系統(tǒng)解決方案，也可推廣到其他型號(hào)的聯(lián)鎖系統(tǒng)，能巧妙地將2套聯(lián)鎖系統(tǒng)通過最小的改動(dòng)將聯(lián)鎖系統(tǒng)可控制站場規(guī)模擴(kuò)展到原來的2倍，對(duì)既有系統(tǒng)改動(dòng)較小，開發(fā)周期短。同時(shí)針對(duì)不同的站場類型可靈活的選擇2套聯(lián)鎖系統(tǒng)的分割控制處，具體分析分割處的聯(lián)鎖邏輯條件，都可通過通信的方式傳遞到對(duì)方控制的聯(lián)鎖系統(tǒng)，在面對(duì)超大規(guī)模站場時(shí)是十分可行的工程實(shí)施方案。

［1］ TYJL-II型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)用戶手冊(cè)［Z］.北京市華鐵信息技術(shù)開發(fā)總公司，2005，5.

［2］ 何文卿.6502電氣集中電路［M］.北京：中國鐵道出版社，1997.

［3］ 中華人民共和國鐵道部.TB/T 3027-2002.計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖技術(shù)條件.2002.

［4］ 楊季文.80X86匯編語言程序設(shè)計(jì)教程［M］.北京：清華大學(xué)出版社，1998.