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计算机联锁接口设计规范1.引言2.设计原则a.开放性：接口应该是开放的，允许其他系统能够访问和使用接口提供的功能。
b.互操作性：接口应该兼容多个系统，并且能够以一种无缝、统一的方式进行通信和协作。
c.可扩展性：接口应该具备可扩展性，能够方便地增加和修改功能，以应对系统的变化和需求的改变。
d.安全性：接口应该具备一定的安全机制，保护用户的隐私和系统的安全。
e.易用性：接口应该易于使用，提供简洁、清晰的操作界面和良好的用户体验。
3.接口设计要素接口设计包括以下要素：a.接口协议：定义接口的通信协议，包括数据格式、传输方式、通信协议等。
b.接口方法：定义接口提供的功能和操作，包括输入参数、输出结果和异常处理等。
c.接口参数：定义接口使用的参数，包括输入参数、输出结果和异常处理等。
d.接口安全：定义接口的安全机制，包括用户权限、身份验证和数据加密等。
e.接口文档：编写接口文档，用于指导开发人员使用和实现接口。
4.接口设计流程接口设计应遵循以下流程：a.需求分析：分析系统需求，确定系统间的通信和协作方式。
b.接口规范：制定接口规范，包括协议、功能、参数和安全等。
c.接口实现：根据规范实现接口，包括编写代码、配置参数和测试等。
d.接口调试：对接口进行测试和调试，确保接口的正确性和稳定性。
e.接口文档：编写接口文档，包括接口说明、参数说明和示例代码等。
f.接口发布：发布接口，供其他系统使用，并提供技术支持和维护服务。
5.接口设计实例以下是一个接口设计实例，用于展示接口设计规范的应用：接口名称：用户认证接口接口功能：验证用户的身份和权限输入参数：用户名、密码输出结果：验证成功或失败异常处理：用户名或密码错误安全机制：使用HTTPS协议进行加密传输6.总结计算机联锁接口设计规范是确保系统之间能够有效通信和协作的关键。
设计接口时应遵循原则，包括开放性、互操作性、可扩展性、安全性和易用性。
接口设计应包括接口协议、接口方法、接口参数、接口安全和接口文档等要素，并应遵循设计流程进行实现和发布。
中国铁道科学研究院通信信号研究所,100081 北京 3助理研究员 33工程师 333研实员 3333副研究员 收稿日期:2009204220符合S I L4级要求的计算机联锁系统开发王 鲲3 王振江33 徐登科333 赵 阳3333摘 要:计算机联锁系统是保证行车安全的重要铁路信号设备。
当前国内铁路快速发展对计算机联锁系统提出了更高的要求,为此CE NE LEC 系列标准引入到计算机联锁系统的开发过程中。
开发出符合SI L 4级要求的计算机联锁系统,并阐述了作者对欧洲铁路安全标准的一些认识和思考。
关键词:独立安全评估;安全完善度;铁路安全Abstract:Co mputer 2based interl ocking syste m (CB I )is one of i m portant rail w ay signaling syste m swhich guarantee the safety of train operati ons .Currently,China rail w ay’s rap id devel opment requires more on CB I safety,the series of CE NE LEC standards were intr oduced int o the p r ocess of CB I devel opment .This paper su mmarizes the whole devel opment p r ocess of CB I in comp liance with the SI L 4require ments in CE NE LEC standards and illustrates the author’s understandings and considerati ons on Eur opean rail w ay safety standards .Key words:I ndependent Safety A ssess;Safety I ntegrity Level;Rail w ay Safety 中国铁道科学研究院通信信号研究所(CARS C&SI )按照CENELEC 标准,开发了符合SI L 4级要求的计算机联锁系统(简称CB I ),并委托AT 2KI N S 公司作为独立评估方(I S A ),对CB I 产品进行了独立安全评估。
北京通号国铁城市轨道技术有限公司文件名称：青岛地铁3号线ATS系统与联锁系统接口描述文件编号：CRSCU-QD-3A-14A-1210版本：V1.1修订记录目录1.范围 (3)2.规范性引用文件 (3)3.符号和缩略语 (3)4.构成 (4)5.功能 (4)6.主要技术要求 (4)6.1.安全要求 (4)6.2.通信参数 (4)6.3.可靠性要求 (5)6.4.基本要求 (5)7.通信的基本内容 (5)7.1.站场表示信息 (5)7.2.控制状态信息 (6)7.3.控制命令信息 (6)7.4.时钟信息 (6)7.5.心跳信息 (6)7.6.控制模式转换信息 (6)8.区间信息的采集 (7)9.通信帧格式 (7)9.1.帧头 (7)9.2.首部长 (7)9.3.版本号 (7)9.4.发送序号 (7)9.5.确认序号 (8)9.6.帧类型 (8)9.7.数据长度 (8)9.8.数据内容 (9)9.9.帧尾 (9)9.10.CRC校验 (9)9.11.数据转义 (9)10.帧定义 (9)10.1.通讯请求帧DC2 (9)10.2.通讯允许帧DC3 (10)10.3.确认帧ACK (10)10.4.非确认帧NACK (10)10.5.版本号错误帧VERROR (11)10.6.故障信息报告帧FIR (11)10.7.请求站场表示帧SDIQ (11)10.8.站场表示信息帧SDI (11)10.9.站场表示变化信息帧SDCI (12)10.10.按钮及控制命令帧BCC (13)10.11.时钟同步请求帧TSQ (14)10.12.同步数据帧TSD (14)10.13.运行状态报告帧RSR (15)10.14.自律控制请求帧ACQ (15)10.15.自律控制同意帧ACA (16)10.16.控制命令回复帧BCR (16)11.序号控制 (18)12.超时与重传 (18)13.主备机的传送内容 (19)14.通讯故障的倒机切换逻辑 (19)15.通讯示意图 (19)1. 范围本通信协议规定了调度集中车站自律机与计算机联锁系统的通信内容、方式、功能以及其它主要技术要求。
计算机联锁接口设计规范编写—审核—___________版本—___________日期—____年___月___日一、总则 (4)二、采集、驱动信息说明 (5)(一)、基本采集信息： (5)(二)、特殊采集信息： (10)(三)、基本驱动信息： (12)(四)、防护用特殊驱动信息： (15)三、设计院需告知的内容说明 (18)(一)、轨道停电 (18)(二)、引导总锁闭 (18)(三)、发车方向继电器 (18)(四)、接近延长 (18)(五)、点灯电路 (20)四、计算机联锁系统与站内各种电路结合说明。
(22)（一）、64D半自动闭塞 (22)（二）、四线制自动闭塞 (25)（三）、场间联系 (28)（四）、站间联系 (30)（五）、道口通知 (32)（六）、机务段联系 (34)（七）、推峰进路 (36)（八）、编发线与驼峰照查电路 (38)（九）、非进路调车 (39)（十）、溜放 (40)（十一）、坡道延续进路 (41)（十二）、到发线出岔 (41)（十三）、局控道岔 (41)（十四）、跨场进路 (42)（十五）、与编组场衔接道岔照查电路 (44)一、总则为适应铁路运输生产安全的需要，提高计算机联锁厂家与设计院沟通、配合的效率，并减少因沟通不充分而产生的人为错误，因此，需要统一计算机联锁系统接口设计标准。
本规范适用于与继电电路结合的计算机联锁系统的接口设计，不适用于全电子联锁系统。
由于不同的联锁厂家对各自联锁系统会有一些特殊要求，所以本规范中所列举的采集、驱动信息可能不能做到全部体现，故还需设计院与相应联锁厂家进行必要的沟通。
不同型号的联锁系统与站内各种电路结合时，对继电器的驱动时机可能会有不同，本规范中所述为铁科院联锁系统的情况，其他联锁系统的具体情况还需设计院与相应联锁厂家沟通。
本规范分为以下几个具体部分：（一）、采集、驱动信息说明；（二）、设计院需告知的内容说明；（三）、计算机联锁系统与站内各种电路结合说明。
计算机联锁系统规范一、京沪高速铁路概略京沪高速铁路全长 1318.3km，起点为北京南站，终点为上海七宝站，全线高速正线上车站共 30 个。
沿线联系线条，分别为天津枢纽北联系线、南联系线，济南枢纽北联络线，南联系线，徐州枢纽北联系线、南联系线，上海枢纽联系线。
主要线路标准；铁路等级：高速铁路正线数目：双线设计速度： 350km/h，早期营运速度 300km/h，跨线列车营运速度200km/h 及以上；线间距： 5.0m最小曲线半径： 7000m；最大坡度： 12‰；到发线有效长度： 700m；牵引种类：电力；列车种类：动车组；列车运行控制方式：自动控制；调动指挥方式：综合调动。
京沪高速铁路北京南站至上海七宝站，合计 30 个车站（场）的计算机联锁设备。
车站（场）名称及规模见下表：序号联锁道道岔型序号联锁道道岔型名称名称岔（组）号岔（组）号1北京南高速场16栏杆2新廊坊17新宿州3天津西高速场18新固镇4华苑19新蚌埠5新静海20青岗6新沧州21新滁州7新东光22新南京8新德州23汤山9新禹城24新镇江10新济南站25新丹阳11新泰山26新常州12新曲阜27新无锡13新滕州28新苏州14新枣庄29新昆山七宝高速15新徐州站30场名词术语CTCS中国列车运行控制系统RAMS靠谱性，可用性，可保护性，安全性。
靠谱性在规定的工作条件下和规定的时间内，设备达成规定功能的的能力，它的概率胸怀是靠谱度。
可用性设备在某时辰拥有或保持其规定功能的能力，它的概率胸怀是可用度；可保护性在规定使用条件下的设备，在规准时间以内，依照规定的程序和方法进行维修时，保持或恢复到能达成规定功能状态的能力，它的概率胸怀是维修度；安全性设备免去不行接受的风险的能力，它的概率胸怀是安全度；均匀故障间隔时间（ MTBF）设备连续发生两次故障之间的均匀间隔时间；基本进路和变通进路站内由一点向另一点运行有几条径路时，规定常用的一条径路为基本进路，其余径路为更改进路；经过进路列车经正线经过车站，进路上道岔地点均开通直向地点的列车进路。
计算机联锁系统人机接口标准The standard of the human-computer interface for computer basedinterlocking systems(讨论稿)前言本标准的制定是为了规范和统一计算机联锁人机接口模式，以方便实际应用和适应铁路发展的需要。
本标准是计算计联锁的系列标准之一。
本标准由提出并归口。
本标准起草单位：同济大学，中国铁道科学研究院，北京全路通信信号研究设计院有限公司，北京交大微联科技有限公司，卡斯柯信号有限公司。
本标准的主要起草人：徐中伟，梅萌，崔新民，师秀霞，黄翌虹，莫运前，韩安平。
本标准为首次发布。
1 范围本标准规定了计算机联锁系统人机接口的设计、编制和实现的统一要求。
本标准适用于车站计算机联锁的研究、设计。
工程、运营和维修部门可参照执行。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
TB/T 3027-2002《计算机联锁技术条件》TB/T 2893-1998《铁路信号彩色屏幕显示图形符号》TB/T 2307-92《电气集中各种结合电路技术条件》3 总则3.1 计算机联锁系统人机接口主要用于显示车站信号设备的拓扑结构和状态信息、操作按钮的设置与分布、站场名和相关提示与报警信息，并提供计算机联锁操作手段。
3.2 人机接口显示的一般要求：（1）清晰准确，比例协调，布局合理；（2）画面元素不能重叠无序；（3）线条不能有明显锯齿；（4）画面同一类标识字体一致；（5）画面的斜线角度基本一致；（6）表示到发线的线条间距统一。
3.3 人机接口可根据站场的规模以单屏或多屏的方式组成，并提供显示设备备用显示方案。
3.4 人机接口设计应以简洁明了为总原则，站场名通常应设置在人机接口的正上方。
3.5 人机接口的背景色为黑色，总体布局格式参见图1，人机接口主要元素的颜色和尺寸参见表1。
表1 人机接口要素说明表图1 人机接口总体布局示意图4 屏幕显示屏幕显示按站场信号平面布置图设计，值班员面对屏幕看，屏幕上模拟站场图的上、下咽喉，必须与室外实际站场的上、下行咽喉方向一致，不能相反。
如果信号楼的位置在线路的上方，屏幕显示的站场图应把信号平面图倒转180度。
屏幕显示的主要图形有道岔、脱轨器、轨道区段、按钮、信号机、绝缘节等图符，以及设备状态信息条、报警信息窗和提示信息窗。
4.1 道岔的状态显示有道岔定位、道岔反位、道岔失去表示、道岔单锁、道岔封锁和挤岔等6种，表2给出了具体图示和相关说明。
4.2 轨道区段各种状态显示详见表3。
4.3 信号机图示说明详见表4，列车信号和调车信号的状态显示详见表5.1和表5.2。
4.4 设备状态、报警与提示信息4.4.1 应在提示信息窗和报警信息窗内对异常操作或联锁系统出现故障时给出明确的文字提示。
4.4.2 提示信息主要包括异常的联锁操作警示和口令操作错误等信息，常见的提示信息有：进路选不出、信号不能保持、命令不能执行、信号不能开放、口令错误、操作错误、操作无效、不能自动解锁、进路不能锁闭等信息；对于报警信息，应根据外部设备所能提供的报警信息或者依据内部判断提供故障设备名称和故障类型，主要有：道岔挤岔、轨道停电、外电断电、主灯丝断丝等信息。
4.4.3设备状态信息条表示联锁系统、联锁系统相关网络及其同步、主副电源等的正常工作或故障状态，可用表示灯来表示，一般用绿色表示灯表示正常状态，红色表示灯表示故障状态。
系统时钟也可在此区域予以显示。
4.5 反映人工解锁、接近锁闭后的区段故障解锁、延续进路及中岔、溜放、非进路解锁等的延时信息均采用倒计时方式,字体颜色为红色。
对于接近锁闭后办理的人工解锁，倒计时信息应显示在被操作进路（列、调车）的始端按钮旁，详见表6。
对于其他操作产生的延时信息，在保持界面清晰简洁、无二义性、位置不重叠的前提下可采取就近原则，设置在被操作的对象附近。
4.6 其它如脱轨器、千分之六下坡道等图符或表示灯的显示说明见表7。
表 2 道岔状态显示说明表表 3 轨道区段状态显示说明表表 4 信号机图示说明表表 5.1 列车信号状态显示说明表（以高柱为例）表 5.2 调车信号状态显示说明表表4、5列出了常见列、调车信号显示图形。
一般而言，列车信号（包括出站兼调车信号）用两个圆圈表示，调车信号用一个圆圈表示，基座用一短竖线表示，对于高柱信号机，在基座和圆圈之间增加一短横线来表示灯柱，圆圈周长、圆圈中十字交叉（如有）、基座和灯柱用颜色RGB（85，120，182）表示，圆圈填充颜色为对应室外信号颜色，如为闪光信号，则两种图形交替显示的频率为1Hz。
信号机名称用白色表示。
表 6 人工解锁延时信息显示说明表表7 其他图符或表示灯显示说明表5 按钮设置按钮分为：信号按钮、道岔按钮、区段按钮、功能按钮。
人机交互的输入工具采用鼠标操作方式，鼠标平时为箭头显示，当鼠标移至按钮的作用区域内时，鼠标的光标应由箭头变成小手，此时若用鼠标左键点击则表示实施该按钮的按下操作。
鼠标位图尺寸为28×32像素（可根据站场大小按比例调整）。
5.1信号按钮5.1.1信号按钮的名称用白色字符表示，所有与列车进路相关的列车按钮用有凸出效果的绿色方框图形表示，引导进路相关的引导按钮用有凸出效果的淡蓝色方框图形表示，调车进路相关的调车按钮用有凸出效果的蓝色方框图形表示。
参见表8。
5.1.2 在办理正常进路（不包括引导进路）时，若进路终端按钮尚未按下，已按下的进路始端和变通按钮（若有的话）应闪烁（频率为1Hz），直至进路终端按钮或相关的功能按钮已按下。
参见表8。
5.1.3在办理引导进路时，当鼠标移至引导按钮的作用区域并实施左键点击后，将弹出口令输入对话框，仅当口令正确时，引导按钮才起进路引导作用。
表8 信号按钮显示说明表5.2 道岔按钮（方案一）道岔按钮用道岔名称表示，双动道岔分别设两个名称按钮，按下任一名称均有效；脱轨器按钮则用脱轨器名称来表示。
参见表2和表7。
（方案二）道岔按钮用以岔尖为圆心、8个像素为半径的圆（可根据站场大小按比例调整）来表示，双动道岔分别设置2个按钮，对于道岔操作时功能是等同的。
脱轨器按钮则用脱轨器三角形图符来表示。
参见表2和表7。
5.3 区段按钮（方案一）区段按钮平时不显示，在按下“区故解”或“区段封锁”及“区段解封”功能按钮后，显示所有区段按钮。
区段按钮由白色区段名称来表示，背景为红色，如。
（方案二）道岔区段的道岔按钮兼作为区段按钮。
无岔区段按方案一设置。
5.4 功能按钮功能按钮分为两种：常用功能按钮和特殊功能按钮。
常用功能按钮应在人机接口内集中设置。
对于多屏显示模式，“总取消”、“总人解”、“区故解”、“道岔单锁”、“道岔单解”等常用功能按钮可根据需要设置多套。
对于如非进路、平面溜放、改方操作、半自动闭塞、允许改方、辅助改方、推峰操作等特殊功能按钮及相关表示灯，在保持界面清晰简洁的前提下可采取就近原则，设置在对应作业区附近，特殊功能按钮及相关表示灯的设置方式可以参照继电联锁，但带铅封按钮旁无需设置计数器。
5.4.1当鼠标移至总取消按钮的作用区域并实施左键点击后，总取消按钮将由“未按下状态”进入“已按下状态”，若继而没有目标按钮按下，持续10秒后总取消按钮将自动恢复“未按下状态”，若在10秒内有目标按钮按下，总取消按钮将立即恢复至“未按下状态”。
5.4.2当鼠标移至总人解按钮的作用区域并实施左键点击后，此时弹出口令输入对话框，若口令不正确，总人解按钮将维持“未按下状态”，若口令正确，总人解按钮将由“未按下状态”进入“已按下状态”，若继而没有目标按钮按下，持续10秒后总人解按钮将自动恢复“未按下状态”，若在10秒内有目标按钮按下，总人解按钮将立即恢复至“未按下状态”。
5.4.3 可设置清除按钮用于复原当前操作界面中所有已按下的自复式按钮。
当鼠标移至清除按钮的作用区域并实施左键点击后，当前操作界面中所有已按下的未构成完整操作的自复式按钮将恢复至“未按下状态”。
5.4.4 总定位按钮用于对道岔单独操纵至定位的操作。
当鼠标移至总定位按钮的作用区域并实施左键点击后，总定位按钮由“未按下状态”进入“已按下状态”，若继而没有目标按钮按下，持续10秒后总定位按钮自动恢复“未按下状态”，若在10秒内有目标按钮按下，总定位按钮立即恢复至“未按下状态”。
5.4.5 总反位按钮用于对道岔单独操纵至反位的操作。
当鼠标移至总反位按钮的作用区域并实施左键点击后，总反位按钮由“未按下状态”进入“已按下状态”，若继而没有目标按钮按下，持续10秒后总反位按钮自动恢复“未按下状态”，若在10秒内有目标按钮按下，总反位按钮立即恢复至“未按下状态”。
5.4.6 道岔单锁按钮用于对道岔进行单独锁闭。
当鼠标移至道岔单锁按钮的作用区域并实施按下，持续10秒后道岔单锁按钮将自动恢复“未按下状态”，若在10秒内有目标按钮按下，道岔单锁按钮将立即恢复至“未按下状态”。
5.4.7 道岔单解按钮用于对道岔进行单独解锁。
当鼠标移至道岔单解按钮的作用区域并实施左键点击后，道岔单解按钮将由“未按下状态”进入“已按下状态”，若继而没有目标按钮按下，持续10秒后道岔单解按钮将自动恢复“未按下状态”，若在10秒内有目标按钮按下，道岔单解按钮将立即恢复至“未按下状态”。
5.4.8 道岔封锁按钮用于对道岔进行单独封锁。
当鼠标移至道岔封锁按钮的作用区域并实施左键点击后，道岔封锁按钮将由“未按下状态”进入“已按下状态”，若继而没有目标按钮按下，持续10秒后道岔封锁按钮将自动恢复“未按下状态”，若在10秒内有目标按钮按下，道岔封锁按钮将立即恢复至“未按下状态”。
5.4.9 道岔解封按钮用于对道岔进行单独解封。
当鼠标移至道岔解封按钮的作用区域并实施左键点击后，道岔解封按钮将由“未按下状态”进入“已按下状态”，若继而没有目标按钮按下，持续10秒后道岔解封按钮将自动恢复“未按下状态”，若在10秒内有目标按钮按下，道岔解封按钮将立即恢复至“未按下状态”。
5.4.10 坡道解锁按钮用于解锁坡道延续进路。
当鼠标移至坡道解锁按钮的作用区域并实施左键点击后，此时弹出口令输入对话框，若口令不正确，坡道解锁按钮将维持“未按下状态”，若口令正确，坡道解锁按钮将由“未按下状态”进入“已按下状态”，若继而没有目标按钮按下，持续10秒后坡道解锁按钮将自动恢复“未按下状态”，若在10秒内有目标按钮按下，坡道解锁按钮将立即恢复至“未按下状态”。
5.4.11 区故解按钮用于解锁进路的漏解锁区段。
当鼠标移至区故解按钮的作用区域并实施左键点击后，此时弹出口令输入对话框，若口令不正确，区故解按钮将维持“未按下状态”，若口令正确，区故解按钮将由“未按下状态”进入“已按下状态”，若继而没有目标按钮按下，持续10秒后区故解按钮将自动恢复“未按下状态”，若在10秒内有目标按钮按下，区故解按钮将立即恢复至“未按下状态”。
