探討鐵路信號(hào)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)容錯(cuò)技術(shù)

李孟豪

（北京交通大學(xué)海濱學(xué)院,河北黃驊,061199）

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探討鐵路信號(hào)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)容錯(cuò)技術(shù)

李孟豪

（北京交通大學(xué)海濱學(xué)院,河北黃驊,061199）

摘要：鐵路信號(hào)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)在國外發(fā)展的如火如荼，給我們帶來了直觀的認(rèn)識(shí)，需要我們認(rèn)真研究，從鐵路信號(hào)系統(tǒng)的各個(gè)方面，從工作原理、技術(shù)特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)體系、輸入輸出電路、硬件配置。同時(shí)通過各項(xiàng)技術(shù)制式對比并進(jìn)行一系列的總結(jié)，就目前而言，HOLLIASVSI2000鐵路信號(hào)系統(tǒng)還是非常有優(yōu)勢的，主要在其各項(xiàng)指標(biāo)的衡量上。本文主要從鐵路信號(hào)的容錯(cuò)技術(shù)進(jìn)行探討，希望通過研究和探討能夠清晰了解容錯(cuò)技術(shù)主要構(gòu)成，以及技術(shù)的難點(diǎn)，如何在鐵路信號(hào)中運(yùn)用，以及當(dāng)前遇到的部分問題以及產(chǎn)生問題的原因進(jìn)行分析，尋找一條理論和實(shí)踐關(guān)聯(lián)系的途徑，保證在以后實(shí)踐中能夠解決問題，從而確保我們鐵路的安全系數(shù)。也為未來的學(xué)習(xí)者和研究者提供一點(diǎn)建議和前瞻性的意見。

關(guān)鍵詞：鐵路信號(hào)；計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)；容錯(cuò)技術(shù)

1　鐵路信號(hào)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)容錯(cuò)技術(shù)相關(guān)概念

1.1鐵路信號(hào)

所謂鐵路信號(hào)是以特定的顏色、位置、圖形、形狀等或者使用機(jī)器設(shè)備（如音響和儀器）對鐵路工作人員進(jìn)行引導(dǎo)的傳輸信息的指示和命令。當(dāng)前對于鐵路信號(hào)的理解還沒有完全統(tǒng)一，但從廣義的角度來分析，鐵路信號(hào)主要是為鐵路服務(wù)的一種技術(shù)和設(shè)備。有人理解為是對于鐵路工作人員的一種特殊的發(fā)出的特定符號(hào)。也有人理解為是信號(hào)顯示、聯(lián)鎖、閉合設(shè)備的總稱。

1.2計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)

所謂的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)也被稱為CBI，主要負(fù)責(zé)解決火車進(jìn)路內(nèi)的道岔、軌道、信號(hào)機(jī)三者之間的安全聯(lián)鎖關(guān)系，操作員控制其指令，通過向ATP、ATS發(fā)布相關(guān)指令對聯(lián)鎖信息進(jìn)行輸出。

1.3計(jì)算機(jī)容錯(cuò)技術(shù)

容錯(cuò)英文為Fault-tolerance，所謂容錯(cuò)就是容忍錯(cuò)誤或者故障，從故障產(chǎn)生到檢測出指定的錯(cuò)誤到最終自動(dòng)恢復(fù)正常過程中，程序不會(huì)因?yàn)榕R時(shí)故障中止運(yùn)轉(zhuǎn)或者工作。同時(shí)其執(zhí)行的結(jié)果當(dāng)中不能報(bào)告系統(tǒng)故障引起的差錯(cuò)。

容錯(cuò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)指的是在故障發(fā)生時(shí)仍能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，依據(jù)指令進(jìn)行一系列的工作，并且能夠完成指定的任務(wù)，這就是容錯(cuò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。而通過設(shè)計(jì)和具體分析容錯(cuò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)技術(shù)，也就被學(xué)者稱為容錯(cuò)技術(shù)。

2　HOLL認(rèn)Svs12000計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)技術(shù)分析

2.1工作原理及體系結(jié)構(gòu)

HOLLIASVSI2000型工作原理主要是三取二計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，是一種在鐵路和地鐵行車調(diào)度中的專門系統(tǒng)，只不過該系統(tǒng)是運(yùn)用聯(lián)鎖計(jì)算單位技術(shù)為核心，來控制下位網(wǎng)絡(luò)的輸出和輸入，從而實(shí)現(xiàn)所有設(shè)備的安全管控。上層網(wǎng)絡(luò)主要是基于信息實(shí)現(xiàn)和信息調(diào)度進(jìn)行關(guān)聯(lián)。

HOLLIASvSI2000型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)具有多層結(jié)構(gòu),并且每一層次的功能各不相同，只要通過標(biāo)準(zhǔn)的借口才能進(jìn)行整體聯(lián)鎖管控安全設(shè)備。

2.2技術(shù)特點(diǎn)

（1）安全性

繼承以外的設(shè)計(jì)和工作經(jīng)驗(yàn)和國外先進(jìn)技術(shù)，運(yùn)用安全技術(shù)辦法對整體實(shí)施過程進(jìn)行全程管控；

對信號(hào)聯(lián)鎖進(jìn)行一對一的管控，實(shí)現(xiàn)從故障到安全的需求分析；

眾多模塊進(jìn)行功能自檢，通過自動(dòng)切板功能，做到彼此相互不會(huì)影響。

（2）可靠性

運(yùn)用成熟的技術(shù)對相關(guān)板塊進(jìn)行開發(fā)，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(yùn)用冗余機(jī)構(gòu)的辦法來達(dá)到可用性的目的；

通過系統(tǒng)自身模板攜帶電拔插，對存在故障的哪個(gè)模塊進(jìn)行在線維護(hù)。

3　計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制

3.1聯(lián)鎖控制的功能

目前為止我們所了解的計(jì)算機(jī)連鎖控制系統(tǒng)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(dá)；其次連鎖機(jī)對指令進(jìn)行判斷、執(zhí)行，整個(gè)反應(yīng)過程在屏幕上顯示；第三對于錯(cuò)誤指令進(jìn)行相關(guān)操作提示。

（2）基于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)需對工作現(xiàn)場信號(hào)設(shè)備進(jìn)行聯(lián)鎖控制，并且在屏幕上實(shí)時(shí)顯示，有利于值班人員能夠第一時(shí)間對現(xiàn)場進(jìn)行把控和監(jiān)督管理。

（3）聯(lián)鎖控制技術(shù)有利于對現(xiàn)場信號(hào)故障的排除上，一旦信號(hào)設(shè)備出現(xiàn)問題，在屏幕上能及時(shí)進(jìn)行預(yù)警和提示，接到預(yù)警和提示后，技術(shù)人員會(huì)第一時(shí)間啟動(dòng)預(yù)案進(jìn)行查找故障和清除故障。

3.2聯(lián)鎖數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

所謂聯(lián)鎖數(shù)據(jù)就是通過聯(lián)鎖計(jì)算機(jī)把所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行連接匯總，只要參與在整個(gè)系統(tǒng)過程中的數(shù)據(jù)都需要匯總，包括動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)兩類。

4　聯(lián)鎖系統(tǒng)的可靠性技術(shù)和故障一安全保障技術(shù)

4.1故障產(chǎn)生的原因分析

系統(tǒng)產(chǎn)生故障的原因有物理原因和人為原因兩個(gè)方面。

物理原因,包括系統(tǒng)內(nèi)部元器件的缺陷和系統(tǒng)外部環(huán)境條件變化兩個(gè)因素。系統(tǒng)的元器件缺陷包括生產(chǎn)期間的氧化穿孔、安裝時(shí)出現(xiàn)的開路以及元器件通電運(yùn)行時(shí)的老化等缺陷;外部環(huán)境因素包括電磁干擾、機(jī)械震動(dòng)和沖擊等。人為原因包括無意識(shí)的操作錯(cuò)誤和操作失誤以及對系統(tǒng)有目的的破壞。

4.2計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)安全可靠性

鐵路信號(hào)安全包含兩層含義：一是功能安全，要求無故障設(shè)備能準(zhǔn)確無誤的工作；二十故障安全，在故障發(fā)生時(shí)能保證系統(tǒng)信息指令的輸出完全處于安全狀態(tài)，這對于鐵路信號(hào)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(yùn)行安全。

5　小結(jié)

在故障處理上計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)比繼電器聯(lián)鎖更具有時(shí)效性和準(zhǔn)確性,計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的控制中心為主控單元,主控單元負(fù)責(zé)將所有的輸入信息進(jìn)行處理傳遞給輸出單元,主控單元進(jìn)行復(fù)雜的邏輯運(yùn)算,可以保障鐵路的安全并及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障、分析故障。在鐵路安全保障方面計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)比繼電器聯(lián)鎖更具有安全性,計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖依靠輸入條件和正在運(yùn)行的鐵路條件的邏輯關(guān)系來保證鐵路行車安全,而電氣集中聯(lián)鎖是依靠人工判斷確定機(jī)車的運(yùn)行,在安全方面明顯的沒有計(jì)算機(jī)保險(xiǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]張沂.容錯(cuò)技術(shù)在鐵路調(diào)度系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].微處理機(jī).1988(04)；

[2]朱金鈞.運(yùn)用容錯(cuò)技術(shù)提高自控系統(tǒng)的可靠性[J].河北機(jī)電學(xué)院學(xué)報(bào). 1988(01)；

作者簡介

李孟豪，男，漢族，江西南昌人，北京交通大學(xué)海濱學(xué)院，研究方向：電子信息與控制工程系自動(dòng)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