淺談鐵路信號計算機聯鎖及調度監督系統
本文簡要介紹了我國鐵路運輸系統的概況、計算機聯鎖系統及其在我國鐵路信號中的應用。基於計算機網絡設備技術，集中下屬鐵路站場的信息資源，設計了壹個對鐵路調車作業進行宏觀控制和監督的調度監督系統。
計算機聯鎖；調度監督系統
壹、天津石化公司鐵路系統運輸概況
因為我公司是壹家集石化化纖集收、運、加工、生產、銷售為壹體的超大型國有企業。二級單位的位置分布決定了我們三個鐵路站場的特點:各隊是相對獨立的站場，以各隊調度為中心的線路延伸到各作業部，點多線長，位置分散。設備所在地區受風、沙、鹽、濕、幹、地質影響嚴重，導致計算機聯鎖系統室內外設備故障率高，尤其是室外設備。
二、計算機聯鎖系統
1，聯鎖和面向故障的安全性
所謂聯鎖，是指道岔、進路、信號之間的關系，實現聯鎖的設備稱為聯鎖設備。計算機聯鎖系統是在電氣集中成功經驗的基礎上，用工業控制計算機設備代替電氣集中選擇組和執行組的繼電器電路，用計算機軟件實現電氣集中的各項技術要求的壹種新型車站集中聯鎖系統。計算機聯鎖裝置主要由室內設備和室外設備組成。車站值班員通過計算機聯鎖控制臺或操作員站處理駕駛操作和人機對話。控制臺包括壹個按鈕面板或鼠標和壹個彩色站顯示器，可以實時顯示站的所有操作和現場設備的工作狀態。
壹般來說，故障導向安全是指當影響機車運行的設備出現故障或存在時，聯鎖計算機應在機車運行前提前報警，通知電氣或工務人員及時解決，防止機車或列車在運行中發生事故。任何計算機聯鎖系統都必須首先保證面向故障的安全性。
2.VSI 2000A計算機聯鎖系統
因為我們三個車場的聯鎖系統都差不多，所以以二隊系統為例對計算機聯鎖系統進行簡要分析說明。VSI 2000A計算機聯鎖系統可分為三層。結構框圖如1所示:
上層是操作員站(通常也叫上位機)。它是信號操作員處理進路和控制設備的人機對話設備。它是由兩臺高可靠的工業控制計算機組成的冗余工作模式。兩套操作員站分別配有顯示器、鼠標、揚聲器等操作指示裝置。以彩色光帶圖形和文字語音的方式提供站場地圖、設備狀態顯示、操作提示和報警。
三、調度監督系統及其設計
1，調度監督系統淺析。調度監督系統是基於信息處理和網絡技術的實時監督管理信息系統。它利用各車站計算機聯鎖系統中各車站的軌道占用、信號顯示、進路安排、列車運行及相關數據等重要信息，經處理後及時、準確地提供給各級調度指揮人員，實現對列車運行和站場運行的實時監控和顯示，提高調度指揮管理水平。
2.調度監督系統的模式選擇。調度監督系統通常有兩種實現方式。壹是利用聯鎖系統的遠程點對點通信功能。每個站用電話線連接壹對調制解調器，並配有相應的通信軟件，向服務器傳輸數據，服務器為其他* * *享受終端提供數據。第二種模式是利用聯鎖系統提供的以太網功能，與其他網絡進行通信，享受相關數據信息。為了安全起見，不適宜操作聯鎖主機，而是將歷史站內不時更新的數據庫發送到調度監督系統內的服務器。
3.調度監督系統總體設計方案。如圖2所示，系統的整體結構分為三個部分。上級調度監督系統和基層站系統由公司辦公室共享。上位調度監控系統由服務器、局域網交換機、調度顯示工作站、調度員工作站和UPS電源組成。利用計算機聯鎖系統的遠程通信或以太網互聯功能，采用客戶/服務器數據庫，通過光纖將基層站場的上級調度監督系統和計算機聯鎖系統的數據庫連接起來，形成星型專網連接，完成基層站場與上級調度系統的數據交換。以各站的數據庫作為監控系統的遠程數據庫，對於運行在服務器上的應用程序，遠程和本地的數據庫完全相同，保證了監控系統和各站信息的壹致性。
調度監督操作系統采用通用標準網絡操作系統WindowsNT/2000和網絡通信協議TCP/IP，為調度監督系統的擴展和資源的享用提供了軟件基礎。根據各鐵路系統的不同情況，服務器可考慮采用可靠性高的戴爾微電腦或雙機熱備系統，保證適應惡劣環境。
四、計算機聯鎖系統和調度監督系統的維護和檢修
(1)例行檢查時，加強對執行機構、模塊狀態燈、各種電源板、聯鎖機的檢查。這樣才能通過狀態燈的變化及時發現設備存在的問題並進行處理。(2)加強對UPS及電源的監控，每天對電源電流、電壓進行在線測試，每季度對UPS進行容量及充放電檢查。通過供電實時測試，發現兩路供電不穩定，停電次數較多。因此，為減少單電源運行給現場運輸作業帶來的安全隱患，應制定信號電源停電應急預案，並找出突發停電情況下現場運輸作業的註意事項。(3)定期對電源、上位機、通信板、UPS進行切換測試，避免設備長期運行出現通信異常、死機等問題。在減少對現場運行影響的基礎上，定期進行重新啟動試驗和切換試驗，使設備能夠長周期運行。(4)利用計算機聯鎖系統和調度監督系統的監控機和電氣維修機記錄的數據，根據回放的車站操作和電壓、電流值的檢索記錄，正確分析電源狀態、執行機構模塊狀態、聯鎖機和通信狀態，從而準確掌握整個系統的運行趨勢。重點分析執行模塊的進度狀態，記錄執行模塊出現問題時的原因和狀態，並提出相應的維護建議。
通過對計算機聯鎖系統和調度監督系統關鍵部件的精心維護和檢修，充分利用和分析監控機記錄的數據，這兩個系統必將長期穩定、安全地運行，從而確保鐵路運輸安全。
參考
蘇·普拉姆利。收集中小型網絡聯網。北京:電子工業出版社
[2]李主編。蘭經典案例教程。北京:清華大學出版社。
[3]霍利斯·VSI，2000年。三取二鐵路信號計算機聯鎖系統
[4]鐵路通信信號。鐵道科學研究院通信信號研究所
[5]《中華人民共和國鐵路技術管理條例》。中華人民共和國鐵道部
鐵路信號計算機聯鎖畢業論文第三部分
安全鐵路信號計算機聯鎖熱備系統的實現探討
摘要:鐵路信號是鐵路日常運營管理的重點項目。計算機聯鎖系統是實現鐵路現代化運營的重要基礎，可以有效提高車站的開放能力。與傳統的電氣聯鎖系統相比，計算機聯鎖系統具有維護方便、設計簡單等優點，便於今後的改造和管理，促進了鐵路管理的智能化、信息化和網絡化。
關鍵詞:計算機聯鎖；鐵路信號；促進
隨著信息技術的不斷發展，鐵路信號聯鎖控制系統經歷了多個發展時期，由傳統的機械、機電系統向現代社會的微電子、計算機等現代控制系統轉變。計算機聯鎖可以高效、安全地維護車站的運行，提高車站的整體運行效率。本文結合計算機聯鎖相關技術，分析了如何實現我國鐵路信號安全計算機聯鎖熱備系統。
1.安全鐵路信號計算機聯鎖熱備系統總體設計。
鐵路信號計算機聯鎖熱備系統能有效提高鐵路信號系統的實用性和可靠性。根據傳統鐵路信號計算機聯鎖系統的特點，設計了壹種實用性強的雙機熱備系統。
1，雙機熱備系統
雙機熱備計算機聯鎖系統由兩臺計算機同時控制進行邏輯運算計算。在工作過程中，只有壹臺計算機控制傳輸線，而另壹臺計算機保持待機狀態。如果運行過程中主機故障，備機無故障，則自動切換到備機，從備機切換到主機，繼續控制輸電線路運行。
在傳統的鐵路信號計算機聯鎖系統中，大多采用手動冷備份來保證聯鎖系統的穩定性，但與雙機熱備系統相比，這有明顯的缺點。首先，當主機出現故障時，需要手動切換備用設備，方便性和性能較差。其次，在主備切換過程中，容易出現信息丟失。最後，在安全性能上，雙機冷備系統缺陷明顯，單機效率不足。正是由於傳統的雙機熱備系統存在明顯的缺點，所以應該加快雙機熱備系統的發展。
2.雙機熱備系統的設計原則
在雙機熱備系統的設計過程中，應明確設計工作的前提、目標和原則，以保證設計過程的科學性。、
設計雙機熱備系統的前提是保證信息傳輸的安全性和高效性，最大限度地保證行車安全。
在設計過程中，應考慮以下因素:
(1)準確性:主備機互補工作是雙機熱備系統的壹大特點。當主機出現故障時，需要保證備機能夠按時發出信號並開始工作，同時啟動主機和備機之間的信息交換程序。當主機恢復工作時，備用計算機應再次將信息傳輸回主機。
(2)方便性:方便性主要是指主機和備用機之間順利完成信息交換。
3.系統功能的實現
雙機熱備系統應從五個層次實現，包括:人機對話層、聯鎖操作層、校驗驅動層、接口層和監控對象層。本文通過劃分五個層次來分析設計。
(1)人機對話層
人機對話層由顯示屏、音響、鼠標等計算機基礎設備組成。它依靠鼠標和鍵盤訪問命令信息，並通過串口傳輸到兩臺計算機。通常可以采用壹機多屏的技術顯示全站(車站的大小決定監視器的數量)，車站站臺的動態信息和計算機聯鎖系統中的文字信息也要顯示在動態顯示屏或LED顯示屏上，便於工作人員查看和管理。當主機出現故障時，需要通過音頻音樂進行報警。顯示屏上還應設置故障閃燈，確保管理人員能第壹時間掌握故障情況並進行處理。
在設置人機對話層的過程中，需要保證系統能夠自動啟動和關閉。根據平臺的實際情況，發出啟動和停止指令。可以按時實施光學報警，方便操作人員管理和維護。
(2)聯鎖操作層
在雙機熱備系統中，聯鎖計算機是整個系統的核心部分，由兩臺互為補充的熱備聯鎖計算機和相關服務器組成。聯鎖計算機在運行過程中，通過內部聯鎖軟件判斷命令信號，分析聯鎖信號，生成控制命令，診斷鐵路信號故障。在雙機熱備系統中，兩臺熱備聯鎖計算機應具有相同的配置，以保證當系統和運行人員檢測到聯鎖計算機故障時，能通過* * *享裝置自動切換信息或手動切換信息，使故障計算機退出應用信息管理程序並報警。
(3)檢查驅動層
復合驅動層由兩套配置相同的PLC可編程邏輯控制器組成。檢查司機主要負責收集車站的具體信息，分析相關信息，檢查聯鎖計算機發出的命令，驅動車站信號，協助系統完成自我監控。PLC可編程邏輯控制器也是互為熱備系統，可以通過故障檢測發現CPU、I/O等功能模塊的故障狀態，也可以在PLC程序中的CPU、I/O等功能模塊之間進行切換。
(4)界面層
接口層是連接計算機聯鎖系統和監控對象的關鍵。接口層主要承擔以下任務:
①時刻監控站場，完成從液位信息到靜態/動態、PLC系統信號之間的脈沖驅動信號到液位信息的轉換。
②監控專用電路控制設備的運行，並支持系統完成監控。
(5)監控對象層
監控對象層主要指用於監控車站狀態控制和調動機車信號控制設備的計算機聯鎖系統。在車站運營過程中，監控對象層的相關設備主要包括用於指示車站內列車運行的彩色信號燈、用於轉叉的轉轍機、用於檢測車站內軌道空閑區段和占用狀態的軌道電路等。
二、系統安全保護
在提高計算機聯鎖系統安全性的過程中，國內外都采用了雙模動態冗余方案或三模靜態冗余方案。三模靜態冗余方案是利用硬件冗余來提高系統的可靠性，兩模動態冗余方案是整合硬件冗余資源，結合相關故障檢測技術進行分析處理。在保護雙機熱備系統安全的工作中，可以根據具體形式選擇解決方案。
結論:本文通過簡單分析安全鐵路信號計算機聯鎖熱備系統中雙機熱備系統的設計過程，為鐵路信號信息化的未來發展提供了壹個方向，希望能幫助相關部門解決實際問題。在具體實施過程中，會出現信息交流不暢、數據不穩定等情況。希望工作人員能夠克服實際困難，大膽實踐，不斷豐富雙機熱備系統，使雙機熱備系統更加具體實用。
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