計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)安全可靠性設(shè)計略談

徐燕飛

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步和發(fā)展，對計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)（Computer interlocking system）的安全性和可靠性提出了更高的要求。尤其是在鐵路方面的運輸，計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)是保證鐵路安全的關(guān)鍵信號設(shè)備。一旦計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)發(fā)生故障，勢必會引起列車行走過程中發(fā)生危險事故?；诖?，保證計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)軟件的可靠性非常重要。筆者將根據(jù)相關(guān)工作經(jīng)驗，通過分析計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的軟件可靠性，從而提出針對性的設(shè)計方法，以期對計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)軟件的研發(fā)起到重要的參考作用，從而提高數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)母倪M措施。

關(guān)鍵詞：計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)；安全性；可靠性；設(shè)計研究

中圖分類號：TP309 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）01-0206-01

鐵路計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)中對鐵路的安全運行有著重要的價值，計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)充分運用計算機的以下優(yōu)點代替繼電器聯(lián)鎖設(shè)備：（1）邏輯功能；（2）通信高效且迅速；（3）結(jié)構(gòu)靈活等[1]。與此同時，對計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)備的安全性和可靠性等提出更高的要求。鐵路信號系統(tǒng)中最大的特點是實現(xiàn)故障安全性的高要求，以期在出現(xiàn)故障情況下，為保證行車安全且實現(xiàn)系統(tǒng)方面的功能，因此需要降低硬件故障發(fā)生的安全故障。

1 計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)

計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的安全性是對計算機聯(lián)鎖性能進行相關(guān)驗證的主要可靠依據(jù)，計算機聯(lián)鎖設(shè)備通過連續(xù)工作系統(tǒng)，不斷滿足軌道交通安全運輸要求和高效需求。計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的可靠性定義為：在規(guī)定時間內(nèi)與相應(yīng)條件下完成相應(yīng)功能。計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)安全性定義為：在系統(tǒng)運行過程中，一旦發(fā)生系統(tǒng)故障時不會產(chǎn)生人員傷亡和財產(chǎn)損失等后果。計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)設(shè)備在任何情況下都不會發(fā)生危險，從而影響到列車的正常運行。

2 計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)部分硬件安全性與可靠性分析

2.1聯(lián)鎖安全可靠性設(shè)計

由于聯(lián)鎖機在信號控制系統(tǒng)過程中處于核心地位，所以在設(shè)計過程中，應(yīng)該注重解決故障安全功能的以下幾個方面的問題：（1）數(shù)據(jù)處理方面的故障安全；（2）數(shù)據(jù)控制放慢的故障安全；（3）數(shù)據(jù)采集方面的故障安全[2]。采用三重化系統(tǒng)，為了保證出錯的模塊能夠有正確的接口，需要采用三臺微機同步工作方式，從而避免出現(xiàn)系統(tǒng)紊亂狀況的出現(xiàn)。

2.2 防雷設(shè)計

由于計算機聯(lián)鎖信號控制設(shè)備使用越來越多的微電子器件，使用抵抗雷電脈沖侵害能力能夠顯著低于繼電設(shè)備，因此防雷設(shè)計問題更為突出，繼而需要采取以下幾種預(yù)防措施：（1）在原來信號無防雷設(shè)施基礎(chǔ)上，信號樓此時處于雷區(qū)中，在樓房房頂使用鋼筋網(wǎng)，在周圍伸出一些避雷針，當(dāng)信號遭遇雷擊時，通過雷電流導(dǎo)入大地中，避免雷電直接攻擊大樓建筑物內(nèi)的設(shè)備；（2）在計算機機房地面采用防靜電地板，在其周圍盡量封閉，室外不宜設(shè)置窗戶和管道等；（3）防護電源系統(tǒng)，采取多種防雷措施，在電力線路下引入開關(guān)柜，設(shè)置A級或者B級電源防雷裝置。動態(tài)電源下輸出220V直流和220V交流，在繼電器電源處設(shè)置B級電源防雷裝置[3]。

2.3 輸入控制部分設(shè)計

對輸入控制部分進行故障安全設(shè)計中主要包括以下幾個方面的措施：（1）對CPU讀寫時序和操作碼進行測試；（2）備份雙層數(shù)據(jù)，尤其要備份故障安全數(shù)據(jù)；（3）校驗輸入電路閉環(huán)；（4）應(yīng)用光電隔離技術(shù)。一般而言，在電路正常運行的情況下，不管繼電器工作狀態(tài)是那種，CPU應(yīng)該獲取相應(yīng)的檢測信號。

2.4 采用編碼技術(shù)來提高計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的可靠性和安全性

為了確保鐵路列車的安全性與可靠性，在傳送數(shù)據(jù)信息過程中需要滿足以下幾個方面的要求：（1）計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)與其他系統(tǒng)之間可以采用CCITT的數(shù)據(jù)通信方式；（2）此阿勇雙份編碼形式，每一份編碼采用的數(shù)據(jù)均要來自不同物理地址的空間；（3）雙份編碼此阿勇的與形成安全想相關(guān)的信息編碼要保持一定的碼距離。綜合考慮到計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的特殊性要求，在處理計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中，需要確保二值邏輯變量地位。在安全信息的輸入和運算過程中，采用不小于7位代碼來表示二值變量。數(shù)據(jù)信號在計算機聯(lián)鎖設(shè)備的傳輸中，采用串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞娇梢员ＷC數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，尤其是采用容錯技術(shù)。不僅僅可以及時糾正措施，還可以提高計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的可靠性。

3 結(jié)語

綜上所述，從計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)方面和軟件設(shè)計方面等加大考慮能夠顯著提高計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的安全性與可靠性。

參考文獻

[1]姜楠.淺談DS6-K5B系統(tǒng)在客運專線和提速線上的安全可靠性控制[J].中國科技縱橫，2012，10（12）：61-63.

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[3]劉福新.基于RCM理論的計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)維護的探討[J].鐵路通信信號工程技術(shù)，2016，13（5）：89-91.