刘兴胜

【摘 要】随着社会的发展，科学技术的发展也有了很大的提高。现在，无论是陆路还是水路交通都越来越发达，尤其是铁路交通承担着人员、货物等的运输任务。所以铁路信号计算机联锁系统，也受到了高度的关注。各铁路局本着铁路信号安全预控，用程序进行控制；用过程进行保障的理念，预控铁路计算机联锁系统。使铁路信号计算机联锁系统的设计、开发、施工、维护等环节，更趋于规范化和标准化。让管理者和操作者，以及生产者，能够做到人机联控，提高了铁路部门的工作效率，降低了事故率。

【关键词】铁路信号；计算机联锁系统；设计与实现

引言

科学技术水平的不断提升，使其为各个产业的发展均产生了积极的推动作用，计算机联锁系统作为一种现代化的技术系统，通过其在铁路产业中的有效应用，进一步为确保地铁铁路的行车安全，提高运营效率以及降低调度人员的工作强度均产生了有利的影响。因此，只有确保计算机联锁系统在铁路工程中的有效应用，才能有效降低铁路信号故障的发生机率，为铁路的安全稳定运行提供了保障。

1计算机联锁系统的特点

通过对计算机联锁系统的特点分析，发现其主要体现在以下几方面：第一，实时性，主要是指计算机联锁系统必须及时实现对信息的输入和输出，以此来实现对信息的有效分析判断和更新，从而以一种安全性的信息形式將信息进行输出；第二，功能扩展性，不同于传统的继电联锁系统，计算机联锁系统不仅可以为客户提供操作界面和系统的解锁功能，同时也具备强大的远程通信功能和故障诊断功能等；第三，经济性，相较于其他联锁系统，计算机联锁系统的应用成本相对较低，从而使许多行业通过对计算机联锁系统的利用均实现了企业成本的降低；第四，结构模块标准化，计算机联锁系统在不同领域内的功能要求也不同，无论在硬件还是软件上，均具有标准化的主要特点。由此可见，计算机联锁系统所具备的强大特点使其目前被广泛应用于各个行业中，并发挥出了较好的应用效果。

2计算机联锁系统的应用现状

其实，计算机联锁系统，早在1978年的瑞典哥德堡就已经问世了。它的信息化、智能化，吸引了世界各国设计者的眼球，各个国家都竞相研究，使计算机联锁系统不断发展，并取得了很大的成绩。90年代，很多国家就已经开始大面积的研究推广计算机联锁系统，经过多年的发展，计算机联锁系统已经很完善了，形成了百花齐放的局面。

（1）计算机联锁系统的性能越来越多。例如：信息传输速度越来越快，数据交换功能越来越稳定。能够适应高速铁路的信号控制系统的发展的要求。

（2）计算机联锁系统主要采用计算机软件、硬件等技术开发出的CAD系统，建立了更加完善的维修体系，还新增了仿真的监测系统。

（3）计算机联锁系统，采用了特别先进的通信技术，能够分层处理综合信号控制系统，比较复杂的数据，都能够正确分类管理。运营管理系统，不仅是每一个单向的车站的控制系统，现在已经演变成自上而下，总的指挥系统的一个重要环节。

（4）现有的计算机联锁系统，和以往相比功能不断扩大。它增加了信号机、道岔、轨道等设施的联锁关系，这些设施的数据，由联锁系统直接控制信号设备控制。能够提供数据，和更多的信号信息。让车站更多的了解列车的控制信息，

（5）现在的计算机联锁系统，设有维护终端，能够远程诊断，发现问题果断处置，保证列车的正常运行。

（6）计算机联锁系统还建立了计算机联锁检验站，通过先进的仿真测试技术手段，进行各运营场景的自动化测试，并提交测试报告进行软件逻辑及设计配置的驱动采集信息、列车进路信息等的准确性校验，通过试验室进行的仿真测试，以保证计算机联锁产品的质量过关。

3铁路信号计算机联锁系统的设计措施

3.1铁路联锁系统结构及工作原理

3.1.1 系统结构

鐵路信号连锁系统具有模块化、层次化等特点。模块化指的联锁系统分为主模块、信号结合模块等多个模块，层次化指的是联锁系统具有人机对话层、联锁运算层、执行层三个物理层次。铁路信号计算机联锁系统的优点是系统可以根据车站的大小以及需求的不同，在不修改静态数据的前提下相应的增加硬件模块，不仅满足了系统的高容性要求，而且使得系统的调试周期大为缩短，经济性与实用性兼具。

3.1.2 工作原理

（1）人机对话层。将信息输入系统中，然后通过键盘进行操作，信息通过内部至达的设备到达联锁计算机系统，通过这种信息传输，就可以在图形显示器上将站点信息显示出来，从而更好的进行信息显示。如站场信息量过大，可能会导致联锁计算机负担较重，这时可以通过设置操作命令并转换程约定格式将信息传输给联锁计算机系统。（2）联锁运算层。联锁运算层中的联锁微机作为系统的核心部分，其承载着信息判别、分析以及系统的逻辑运算能力，如发生故障，还具有修复的功能，主要特点就是安全性功能。（3）执行层。计算机联锁系统的一个很重要的任务就是实现信息与信号之间的逻辑转换，使得PLC的输入与输出信息均能保障系统的安全性。执行层的另一个重要任务就是监测设备的运行情况，确保信息的采集与驱动流程的设置。

3.2铁路信号计算机联锁系统设计

当前，利用率较高的容错设计主要采用三模静态冗余技术和二模动态冗余技术两个方案，三模静态冗余利用硬件冗余来进行可靠性和安全性保障，来提升可靠性的，二模动态冗余在利用硬件保障安全性的基础上还使用了故障检测技术。这两种技术均具有屏蔽与与软件冗余资源。这二种方案的共同特点是对硬件故障具有很强的修复与屏蔽能力，但是这两种技术均存在一定的缺陷，三模冗余需要解决技术容错的问题，二模动态冗余则要求提高系统的可靠性。而铁路信号计算机联锁系统具有以下特点：（1）结构模块标准化。铁路信号计算机联锁系统的硬件结构模块标准化设计主要体现在联锁机上，通过这种设计，可以更好的实现系统的可靠性和稳定性特点。（2）系统故障诊断。铁路信号计算机联锁系统采用容错结构技术，其实现的基础就是该系统具有的强大的修复诊断功能，只有这样，才能有效保证系统在出现故障的情况下实现快速的修复诊断功能。（3）变换联锁信号的逻辑表达形式。在铁路信号计算机联锁系统中，信息的安全性是通过硬件设备的运行状态体现出来的，这些硬件设备存在二个逻辑状态，一个代表安全信息，而另一个则代表危险信息。根据故障——安全原则，凡是参与安全信息的硬件设备发生故障时，会出现概率导向状态，从而使得输出故障呈现不对称性，也就是在系统内部的电路发生故障时安全性信息占据了绝对性的优势地位。（4）算法冗余。铁路信号计算机联锁系统在输入了不正确的控制命令时表现为系统层故障，联锁系统在进行信息的传输和存贮中可能会导致逻辑信息发生变化，从而产生逻辑错误，而基于这种错误出现的信息就出现了一种程序性错误。铁路信号计算机联锁系统通过输送控制命令使系统生成二级运算结果即双层软件判别机制。在这种情况下，由于联锁系统、复核二级软件所处的物理空间不同，语言编程使用不一致，从而使得其使用的技术条件也不同，这样可以在一定程度上解决了系统因故障或而引起的安全性问题。

结语

计算机联锁系统可以说是当前最先进的一种联锁设备，其具有的信息量大、速度快，操作简便且同时兼具经济性与安全性的优势使其近几年的应用越来越广泛。随着铁路事业的不断发展，计算机联锁系统在铁路信号的应用势在必行。

参考文献：

[1]杨立民胡庆新铁路信号计算机联锁系统的研究与设计[J]微计算机信息2000（2）：16-18

[2]李鑫铁路信号计算机联锁系统的研究与设计[J]科技创新与应用2017（14）：82-83

[3]程运安安全型铁路信号计算机联锁热备系统的研究与实现[J]合肥工业大学2004。

（作者单位：新疆铁道勘察设计院有限公司）