计算机联锁系统概述

01-计算机联锁系统-概述01-计算机联锁系统-概述计算机联锁系统是一种用于控制铁路交通的系统，由多个计算机节点组成，通过网络互相连接，在控制区域中实现互相通信和数据传输。

联锁系统具有使铁路交通安全、高效运行的重要作用，是铁路运输的关键技术之一。

本节将对计算机联锁系统进行介绍，包括其定义，构成要素和工作原理。

一、定义计算机联锁系统是一种用数字技术进行装置控制的铁路信号系统，可以保证列车的运行安全和信号设备的正常工作。

计算机联锁系统通过网络连接多个计算机节点，实现对所有信号装置和列车的实时监控和控制，能够保证车辆的正常运行轨迹，避免车辆之间的碰撞和信号交叉，并能够快速发现和排除故障。

二、构成要素1.计算机：计算机是整个联锁系统的核心，负责信号设备状态检测、列车位置、速度、方向等信息的处理和分析，并传输控制指令。

计算机还可以根据信号设备和列车数据，进行自主判断和控制，当发生异常时及时进行报警处理。

2.信号系统：信号系统包括轨道电路、信号机、道岔、引导信号灯等一系列设备。

信号系统将车辆的行驶情况转化为数字信号，传输给计算机进行处理和分析。

计算机根据接收到的信号信息，进行列车运行状态的预测和判断，以便正确制动或护送车辆。

3.网络：联锁系统的各个计算机节点通过网络连接起来，实现互相通信和数据传输。

网络的主要作用是将信号设备和计算机连接起来，确保信息的快速传输和处理。

同时也可以避免信号设备某一部分故障时，导致数据不准确或传输失败的情况。

三、工作原理计算机联锁系统的工作原理是：前方列车信息收集-计算机判断-指令下达-信号机与道岔控制-列车运行控制。

具体流程如下：1.前方列车信息收集。

信号设备可以通过轨道电路、道岔检测等方式，实时获取列车的行驶情况，包括车速、车号、位置、表示方向等，将这些信息传输给联锁系统的计算机。

2.计算机判断。

计算机可以根据前方列车信息和运行状态，判断是否需要进行调度控制，如通过对信号机和道岔进行控制，确定列车行驶的道路。

1、计算机联锁系统概述车站联锁控制系统是车站信号的基础设备，在计算机联锁系统开发之前是基于布线逻辑的继电联锁装置。

社会在发展，技术在进步，电子技术和计算机技术的不断发展，一场信息技术大革命正在世界范围内迅速展开。

随着计算机技术的发展，特别是对可靠性和冗余容错技术的深入研究，车站信号联锁安全技术也正在不断地更新、发展。

1978年世界上第一个计算机联锁系统在瑞典哥德堡问世，随后从80年代起各国竞相开发研究计算机联锁，并取得了显著的成绩，90年代已有不少国家开始大面积推广计算机联锁系统。

如日本、英国已制定技术政策，不再发展继电联锁，而由计算机联锁取代。

1984年中国铁路开发出第一台计算机联锁，此后取得迅速进展。

截至2005年底，据中国铁道部统计，中国国家铁路使用计算机联锁的车站已有1247个。

计算机联锁系统由硬件和软件构成。

硬件包括联锁计算机（完成联锁功能和显示功能）、彩色监视器、微型集中操纵台、安全继电输入输出接口柜、计算机联锁专用电源屏以及现场信号机、转辙机、轨道电路等室外设备。

软件是实现进路、信号机和道岔相互制约的核心部分，由两部分组成：一是参与联锁运算的车站数据；二是进行联锁逻辑运算，完成联锁功能的应用程序。

车站数据库包括车站赋值表、车站联锁表、按钮进路表、车站显示数据等。

应用程序由多个程序模块组成，即系统管理程序模块、时钟中断管理程序模块、表示信息采集及信息处理程序模块、操作命令输入及分析程序模块、选路及转岔程序模块、信号开放程序模块、解锁程序模块和站场彩色监视器显示程序模块等。

计算机联锁的操作方法与继电联锁相似，操作人员办理进路时，只需先按进路始端钮，再按进路终端钮即可完成。

此时计算机就执行操作输入程序和联锁处理程序。

根据输入的按钮代码，从进路矩阵中找出相应的进路，然后检查是否符合选路条件，只有完全满足选路条件后，程序才能转入选路部分。

之后，先检查对应道岔是否在规定位置，再将需要变换位置的道岔转换位置，接着锁闭进路。

第一章计算机联锁基础第一节计算机联锁概述一、计算机联锁的基本原理众所周知，继电联锁是靠继电器的线圈、接点组成一套复杂的开关量控制电路，实现对信号设备的联锁控制。

而计算机是一个能够对二进制代码进行各种复杂运算的智能机器，要用计算机取代继电器实现联锁控制就必须将各种开关量转换为1、0相间的代码，构成一套复杂的控制系统。

图1—1计算机联锁基本原理框图图1—1是计算机联锁控制的原理框图，实现联锁控制主要经过信息输入、联锁运算和信息输出三个环节。

计算机一方面通过操作输入通道和接口接收由操作设备(控制台)产生的操作信息；另一方面通过状态输入通道和接口采集室外信号设备的状态信息，将上述两种开关量的动作变为二进制代码送入计算机。

信息代码进入计算机以后,计算机按照联锁程序的要求对输入的信息进行分析处理和复杂的逻辑运算(这里称为联锁运算)，其结果形成了对信号设备的控制信息和各种表示信息。

控制信息通过输出通道和接口控制道岔转换和信号变换显示；表示信息则通过表示输出通道和接口控制显示器的显示。

第二节计算机联锁系统的硬件组成一、计算机联锁的硬件基本结构各种型号的计算机联锁系统由于设计思路不同，所采用的硬件不完全相同。

即使同一种型号的系统，其控制的车站规模不同，所需要的硬件数量也不相同。

但各种系统的基本功能和基本任务大致一样，因此它们的硬件组成的基本形式差异不大。

计算机联锁系统主要由人机对话设备、联锁控制计算机系统(简称主机) 、输入/输出通道与接口、继电器结合电路及其监控对象(信号机、道岔、轨道电路) 等部分组成。

图1—2是计算机联锁系统的硬件结构框图。

下面对各组成部分作以简要说明。

1、主机主机是计算机联锁系统的核心，它要完成所有信息的处理、接口管理及与外部设备的信息交换。

由于计算机联锁系统接收和处理的信息很多，而且许多信息在时间上重叠，为了避免信息丢失，提高系统的运行速度，目前应用的各种型号的计算机联锁设备均采用多主系统。

铁路车站计算机联锁系统概述车站计算机联锁系统(以下简称计算机联锁)是一种新型的铁路车站自动控制设备，在保证安全的前提下，以最经济、合理的技术措施提高运输效率，改善劳动条件，设备可靠、维修方便，便于联嗣。

计算机联锁根据作业情况可以办理列车和调车作业、溜放作业，单独操纵道岔，单独锁闭道岔，储存溜放进路。

具有检查、修改、增钩、减钩的功能，所有作业均在数字化仪上通过点压按钮进行操作，通过彩色监视器显示。

计算机联锁系统是双机设备，故障自动倒切，倒切时不影响进路。

也可人工倒切，人工倒切必须由电务和车务人员共同确认全场没有排列任何进路肘才能进行，并记录倒切原因。

人工倒切后全场锁闭，由电务和车务人员共同确认机车、车列完全停止行走时，通过“上电解锁”按钮进行全场解锁。

进路的办理方法和继电设备办理相同。

点压始端→终端——开通基本进路。

点压始端→变更(或多个变更)→终端——开通变更进路。

(一)列车进路列车进路办理保留了原电气集中的办理方法。

先点压始端信号按钮。

例如，点压X信号，相应的X信号名称绿色闪光，并在屏幕下端提示：“始——X"。

再点压终端信号按钮，例如点压S1信号，相应S1信号名称绿闪，屏幕下端提示变为：“始——X——终——S1”。

若满足选路条件则开始动作道岔，锁闭进路，开放信号；若选路条件不满足，则在上提示后面加“——按钮不符”，或“——走不通”，或“——有区段锁闭”，或“——有区段占用”，或“——有道岔要点”等等，并给出道岔或区段名称。

正线通过进路通过需先点压进站信号机按钮，再点压出发咽喉的列车终端按钮。

(二)调车进路调车进路同样点压始端(变更)、终端按钮办理。

反向单置信号可做调车变更，并置或差置信号可做同向进路变更，变更按钮不受此限。

调车进路的办理方法和显示与列车进路相同。

(三)对原铅封按钮的相应办理为办理慎重起见，相对于原铅封按钮点压后，屏幕将提示输入口令，点压口令后操作才被执行，微机系统自动记录，并且在屏幕上方出现记录提示，该提示在数字化仪上无法消除，只能由电务人员在微机室内用键盘清除，记录提示的出现对操作无影响。

西南交通⼤学《计算机联锁》期末复习纲要西南交通⼤学《计算机联锁》期末复习纲要题型：填空20、选择20、判断10、简答和分析50第⼀章计算机联锁系统的概述1、联锁、计算机联锁系统的定义为了保证⾏车安全，通过技术⽅法，使进路、进路道岔和信号机之间按⼀定程序、⼀定条件建⽴起的既相互联系，⽽⼜制约关系，这种制约关系即联锁。

计算机联锁系统是以计算机为主要技术⼿段，结合信息、控制、容错、故障-安全等技术来实现车站联锁的信号系统2、车站信号机开放的基本条件信号机开放的基本条件为：●防护进路在空闲状态；●进路中的道岔位置符合进路开通要求，⽽且锁在规定状态；●没有办理与本进路相冲突的进路（敌对进路），⽽且将敌对进路锁闭，不再办理；●信号必须在值班⼈员操纵下才能开放，⽽且每开放⼀次仅对⼀次列车或车列有效。

3、计算机联锁系统的基本概念4、计算机联锁系统的常⽤指标安全性完善度等级，平均危险侧输出时间，平均故障间隔时间，⼯作温度，先对湿度，⼤⽓压⼒5、计算机联锁系统的功能操作显⽰，联锁逻辑运算功能，任务调度和安全管理功能，冗余管理，驱采功能，通信功能，诊断维护功能6、计算机联锁系统的特点4个⽅⾯，⾼可靠性，⾼安全性，信息共享，节约资源7、计算机联锁系统的层次结构，每⼀层的具体含义主要从硬件结构，⼈机会话层，连锁层，接⼝层；每层的内容和具体含义；采集、驱动接⼝电路等⼈机会话层：与控制台相⽐，丰富了图像显⽰的颜⾊，增加声⾳报警与提⽰，还可增加安全性预检查、操作提⽰、信息记录、历史回放等功能联锁层：技术上：进⼀步完善了联锁控制功能；提⾼可靠性、安全性；便于系统维护、升级、改造。

经济上：降低设备投资成本；节省基本建设费⽤接⼝：接收联锁层的控制命令，改变信号设备状态，将信号设备状态反馈给联锁层。

必须是故障-安全的。

8、6502电⽓集中联锁、计算机联锁与全电⼦计算机联锁的区别需看表；主要从4个⽅⾯作了介绍，最⼤的区别是：从继电联锁到逻辑关系软件实现，再到继电器全部被软件所取代第⼆章现代⼯业控制计算机技术1、⼯业控制计算机技术的特点实时性强、具有充分的过程输⼊与输出能⼒、标准化与系列化、⾼可靠性、系统结构模块化、系统开发环境、通信与联⽹能⼒、质量与服务保障体系2、计算机联锁系统的总线标准、种类IEEE总线标准、STD总线标准、ISA/PCI总线标准、VME总线标准、嵌⼊式PC及其栈接式总线标准系统总线内总线，系统总线是各种模板插件之间信息传送的通路STD、ISA/PCI、VME通信总线外总线，⽤于系统之间或系统与设备之间的通信并⾏通信总线－速度⾼，但距离短串⾏通信总线－速度低，但成本低，⽤于长距离现场总线开放式实时系统，⼀种串⾏数字通信链路，处于现场与⾃动控制装置之间控制器局部⽹CAN3、开关量输⼊/输出通道由哪部分构成，及其信号形成电路的作⽤是什么？放⼤，室内室外隔离等组成：总线接⼝逻辑、输⼊缓冲器、输出锁存器、I/O电⽓接⼝信号形成电路的作⽤①变换。

目录1计算机联锁系统基础 (1)1.1计算机联锁概述 (1)1.2计算机联锁的功能 (1)1.3计算机联锁主要技术条件 (2)1.4计算机联锁的应用现状 (3)2计算机联锁工作原理 (5)2.1计算机联锁系统硬件组成 (5)2.2计算机联锁系统基本原理 (6)2.3计算机联锁系统可靠性及安全设计 (7)3计算机联锁系统故障维护及探讨 (11)3.1联锁设备常见故障分析处理 (11)3.2故障种类 (11)4计算机联锁系统的发展前景 (13)4.1计算机联锁系统的必要性 (13)4.2计算机联锁系统的发展 (14)参考文献 (17)铁路信号计算机联锁效系统摘要计算机联锁系统是实现铁路现代化和自动化的基础设施之一，是一种高效、安全的车站联锁设备，是提高车站通过能力的基础。

同时，计算机联锁系统还具有故障—安全性能，与电气联锁系统相比，其在设计、施工和维护方面都较为便捷，且便于改造和增加新功能，为铁路信号向智能化和网络化方向发展创造了条件。

本论文主要阐述了计算机联锁系统的硬件结构组成，设备选型及电源配置等原则及处理方法。

采用二乘二取二的体系结构的计算机联锁控制系统方案，尤其是对于可靠性技术和容错技术的深入研究，计算机联锁技术已日趋成熟，在大力推广使用。

根据各国对计算机联锁的研究和使用情况来看，由于计算机在逻辑功能和信息处理方面具有很强的功能，完成其对信号机、道岔的控制电路及其相关组合的内部配线和对信号机、道岔、轨道电路等部分设备的状态信息采集电路以及与联锁机接口电路的控制。

关键词：铁路信号；计算机联锁;故障探讨1第1章计算机联锁系统基础1.1计算机联锁概述为了保证行车安全和必要的通过能力，信号、道岔与进路之间必须以必要的技术手段保持一定的制约关系和操作顺序，称这种制约关系和操作顺序为联锁，用计算机技术来实现的系统成为计算机联锁系统。

铁路是国民经济的大动脉、全国沟通联系的纽带、国民经济建设的先行行业。

与其它运输方式相比，铁路运输具有运量大、成本低、速度快、安全可靠、能全天候运输等众多优势。

一、实训背景随着铁路运输业的快速发展，计算机联锁系统在铁路信号设备中的应用越来越广泛。

为了提高铁路信号设备的安全性、可靠性和智能化水平，我国铁路信号行业对计算机联锁技术的研究和应用投入了大量的精力。

为了使学生更好地掌握计算机联锁系统的原理、操作和维护方法，我们进行了计算机联锁实训。

二、实训目的1. 熟悉计算机联锁系统的基本原理和组成；2. 掌握计算机联锁系统的操作方法和技巧；3. 学会计算机联锁系统的故障诊断与处理；4. 培养学生团队合作精神和实践能力。

三、实训内容1. 计算机联锁系统概述计算机联锁系统是一种采用计算机技术实现信号设备控制的系统，主要由计算机联锁机、输入/输出接口、信号显示设备、通信设备等组成。

计算机联锁系统具有以下特点：（1）高度自动化：计算机联锁系统能够自动完成信号设备控制、故障诊断和报警等功能；（2）可靠性高：计算机联锁系统采用冗余设计，提高了系统的可靠性；（3）智能化：计算机联锁系统能够根据运行情况进行智能决策，提高铁路运输效率。

2. 计算机联锁系统操作（1）熟悉操作界面：了解计算机联锁系统的操作界面，包括主界面、故障显示界面、报警界面等；（2）掌握各表示灯位置、名称、显示意义：了解计算机联锁系统中各种表示灯的含义，如道岔表示灯、信号表示灯、进路表示灯等；（3）掌握各按钮的功能：了解计算机联锁系统中各种按钮的功能，如启动按钮、停止按钮、复位按钮等；（4）熟练控制列车、调车运行：掌握计算机联锁系统中列车、调车运行的调度和控制方法。

3. 计算机联锁系统故障诊断与处理（1）故障现象分析：了解计算机联锁系统常见故障现象，如表示灯异常、按钮失效、通信故障等；（2）故障诊断：根据故障现象，分析故障原因，如硬件故障、软件故障、人为操作错误等；（3）故障处理：针对不同故障原因，采取相应的处理措施，如更换硬件、修复软件、改正操作等。

四、实训过程1. 实训准备（1）了解计算机联锁系统的基本原理和组成；（2）熟悉计算机联锁系统的操作界面和设备；（3）掌握计算机联锁系统的故障诊断与处理方法。

一、实训背景随着计算机技术的发展，计算机联锁系统在铁路、轨道交通等领域得到了广泛应用。

为了提高我国铁路运输的安全性和效率，培养具备计算机联锁系统设计、维护能力的人才，我校开展了计算机联锁软件实训。

本次实训旨在让学生了解计算机联锁系统的基本原理，掌握计算机联锁软件的设计与实现方法，提高学生的实际操作能力。

二、实训目的1. 理解计算机联锁系统的基本原理和组成；2. 掌握计算机联锁软件的设计与实现方法；3. 提高学生在实际工作中解决计算机联锁系统问题的能力；4. 培养学生的团队协作和沟通能力。

三、实训内容1. 计算机联锁系统概述实训过程中，我们首先学习了计算机联锁系统的基本原理和组成。

计算机联锁系统主要由联锁机、通信设备、输入设备、输出设备、控制设备等组成。

联锁机是计算机联锁系统的核心，负责处理各种联锁逻辑，实现列车运行的安全控制。

2. 计算机联锁软件设计实训过程中，我们重点学习了计算机联锁软件的设计方法。

计算机联锁软件设计主要包括以下几个方面：（1）需求分析：分析计算机联锁系统的功能需求，明确软件需要实现的功能模块。

（2）系统设计：根据需求分析结果，设计计算机联锁系统的总体架构，包括各个功能模块之间的关系。

（3）模块设计：针对各个功能模块，进行详细设计，包括模块的输入输出、数据处理流程、算法实现等。

（4）代码实现：根据设计文档，编写代码，实现各个功能模块。

（5）测试与调试：对软件进行测试，确保软件功能正常，性能稳定。

3. 计算机联锁软件实现实训过程中，我们采用C++语言进行计算机联锁软件的开发。

以下是部分实现代码：```cpp// 联锁机主函数int main() {// 初始化联锁机InitLockMachine();// 处理联锁逻辑while (true) {ProcessLockLogic();}return 0;}// 初始化联锁机void InitLockMachine() {// 初始化各个功能模块// ...}// 处理联锁逻辑void ProcessLockLogic() {// 获取输入信号// ...// 处理联锁逻辑// ...// 输出控制信号// ...}```4. 计算机联锁软件测试与调试实训过程中，我们对计算机联锁软件进行了全面的测试与调试。