铁路信号计算机联锁系统的设计与实现
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计算机联锁系统在铁路信号方面的应用摘要:计算机联锁系统是铁路通信的重要应用,对于铁路现代化及自动化运营起到至关重要的作用。
利用计算机联锁系统可以实现车站之间的联锁,从而让铁路运营更加高效、安全、可靠。
本文首先对计算机联锁系统进行介绍,并分别对其系统结构的硬件部分和软件部分进行分析,对计算机联锁系统通信方式进行研究,并提出系统日常注意事项及设备维护措施。
关键词:计算机联锁系统;铁路信号;控制应用科学技术水平的不断提升,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 计算机联锁系统概述及功能计算机联锁系统利用计算机技术来确保铁路行车安全及通过能力,通过一些技术手段,保证铁路信号、岔道及进路之间的制约关系以及操作顺序,我们将这种制约关系和操作顺序称之为“联”,这个系统也就是计算机联锁系统。
对计算机联锁系统和继电集中联锁进行比较,计算机联锁系统具有以下优点:首先是在安全性、可靠性、可用性以及可维修性方面有所提升;其次是功能更加丰富,设计方便;最后,省工省料,造价经济,并且为铁路信号未来智能化、网络化发展提供基础条件。
计算机联锁系统的功能主要有几个方面:(1)联锁系统通过采集轨道继电器接点来获取轨道区段的占用及出清状态,从而为联锁下位机执行逻辑运算提供前置条件;(2)进路控制,进路相关操作,建立、锁闭及解锁;(3)道岔控制,道岔相关操作,解锁、转换及锁闭;(4)信号机控制,对信号机显示进行控制。
2 车站计算机联锁系统应用现状2.1 国外车站计算机联锁系统的应用现状1978 年世界第一个计算机联锁系统在瑞典哥德堡问世, 从20世纪80 年代起各国竞相研究开发计算机联锁系统, 90 年代起很多国家已开始大面积推广微机联锁系统,经过20 多年的发展, 计算机联锁技术在发达国家已发展成为完善成熟的技术。
实验名称:计算机联锁及软件设计实验学院:电子信息工程学院专业:自动化(信号)1201小组成员:蒋司琪黄涛孙昊天孟琦任课教师:张文静2015 年 6 月 10 日实验二:典型小站的联锁系统总体设计实验要求:根据所给站场设计一套计算机联锁系统,要求完成以下工作:1、分析站场的基本作业需求2、设计一套符合当前主流技术的计算机联锁系统,要求采用双机热备模式,上下位机分离,采用继电器接口,确定接口组合及其数量。
3、说明各组成部分所采用的主要技术和功能。
实验设计:一、站场的基本作业需求:站场作业分为:列车作业、调车作业和转场作业三种。
1.列车作业包括列车发车作业、列车接车作业和列车通过作业。
①列车发车作业:办理列车由股道向区间发车。
②列车接车作业:将列车由区间接入股道。
分为正线接车和侧线接车。
因设备故障不能办理正常的接车作业或由非接车线路接车时,应该办理引导接车作业。
③列车经由股道不停车通过车站。
2.调车作业:在车站站场内进行的机车出入库、转线、车列解体、列车编组、摘挂以及取送车等作业。
3.转场作业:包括列车转场作业和机车车辆转场作业。
在所给站场中:接车作业:下行方向接车至1股道、至Ⅱ股道、至3股道;上行方向接车至1股道、至Ⅱ股道、至3股道。
共6条接车进路。
发车作业:由1股道、Ⅱ股道、3股道分别发车上行或者下行,共6条发车进路。
调车进路:由D1至D4、由D1分别至1股道、至Ⅱ股道、至3股道、由D2分别至1股道、至Ⅱ股道、至3股道,共7条调车进路。
二、联锁系统的设计:纳入《维规》的9种计算机联锁系统,TYJL-Ⅱ(铁科研)、DS6-11(北京通号公司)、VPI(卡斯柯)CIS-1(卡斯柯)、JD-1A(北京交大)五种为双机热备结构,TYJL-ECC、TYJL-TR9两种为三取二容错结构,DS6-K5B、EI32-JD两种为二乘二取二结构,以及《维规》公布实施后,取得“行政许可”的TYJL-ADX、TYJL-Ⅲ两种也为二乘二取二计算机联锁系统。
计算机联锁接发列车故障设置盘的设计与实现王定明(中国铁路昆明局集团有限公司普洱职工培训基地,昆明 650208)摘要:针对车务接发列车人员使用计算机联锁仿真培训系统开展培训存在的共性问题,采取在既有计算机联锁实训设备上增设接发列车故障设置盘方法实现故障设置,满足接发列车人员实训需要。
通过梳理车站固定信号联锁设备故障实训项目,基于TYJL-ADX计算机联锁设备工作原理,提出接发列车故障设置盘的设计和电路实现。
经试验表明,该方法不仅满足“故障-安全”的设计原则,而且能有效解决仿真培训系统存在的共性问题,有较强的通用性和推广价值。
关键词:铁路信号;计算机联锁;接发列车;故障设置盘中图分类号:U284.36 文献标志码:A 文章编号:1673-4440(2024)02-0014-06Design and Implementation of Fault Setting Panel for Train Receiving and Departing of CBI Training EquipmentWang Dingming(Pu'er Staff Training Base, China Railway Kunming Group Co., Ltd., Kunming 650208, China) Abstract: In order to address common problems that occur when training personnel responsible for receiving and departing trains using the CBI simulation training system, a fault setting panel for receiving and departing trains is added to the existing CBI training equipment. This addition allows for fault setting and meets the training needs of the personnel. This paper proposes a design for the fault setting panel and for implementing related circuits by examining the training items for addressing the faults of the fi xed signal interlocking equipment in stations and based on the working principle of TYJL-ADX CBI equipment. The experiments show that the method of adding the fault setting panel not only satisfi es the “fail-safe” design principle but also can eff ectively solve the common problems in the simulation training system. This method is highly versatile and worth applying to other training equipment.Keywords: railway signaling; CBI; receiving and departing trains; fault setting panelDOI: 10.3969/j.issn.1673-4440.2024.02.003收稿日期:2023-11-29;修回日期:2024-02-03作者简介:王定明(1970—),男,高级工程师,本科,主要研究方向:铁路通信信号,邮箱:*****************。
浅谈铁路信号计算机联锁系统发布时间:2022-01-20T07:48:05.936Z 来源:《防护工程》2021年30期作者:宾勇靖[导读] 联锁设备是保证铁路运输以及列车运行的最重要、最关键的设备。
广西柳州钢铁集团铁路运输公司摘要:计算机联锁系统(简称:CBI)是负责行车进路建立铁路行车核心控制设备。
计算机联锁系统在信号操作员或者ATS系统操作下实现站内道岔、信号机、轨道电路之间联锁控制,是铁路安全高效行车不可缺少的保障装备。
本论文简述了计算机联锁系统的发展历程、我国计算机联锁系统研究与使用情况。
同时通过对GKI-33e铁路信号计算机联锁系统的功能结构、维护保养知识进行总结。
关键词:计算机联锁系统;发展;现状;功能引言联锁设备是保证铁路运输以及列车运行的最重要、最关键的设备。
在过去铁路信号联锁系统中最常见的是6502电气集中联锁系统,由于6502系统受到站场当中继电器数量、电路网络结构、网线数量等因素的限制,阻碍了铁路信号技术进步。
因此计算机联锁设备应运而生。
1课题研究的背景意义及发展铁路信号是铁路运输中一个重要的环节,是保证行车安全和提高运输效率的有力工具。
一旦信号设备出现故障,铁路运输系统将陷于瘫痪。
从铁路一开始出现,人们就把铁路信号中的故障--安全技术作为一个专题进行研究。
随着计算机技术的发展,形成以计算机信息技术为支撑的新时代铁路运输体系。
在这之中,铁路信号计算机联锁设备就是典型的代表,它的出现不仅给运输行业带来了新的发展方向,还进一步强化了铁路行业的可靠性和安全性。
因此,研究铁路信号计算机联锁设备管理和维护,具有十分重要的现实意义。
国内对计算机联锁系统的研究开始于20世纪80年代,进入90年代后,计算机联锁进入快速发展阶段。
铁科院通号所、通号公司设计院等单位相继开发出具有不同特点的单机、双机热备、三取二和二乘二取二等计算机联锁系统。
铁道部“十五”科技发展技术政策中明确规定要积极发展计算机联锁,在此期间,车站计算机联锁系统获得了更快的发展。
铁路信号计算机联锁的若干方面阐述在现代控制理论、计算机科学及微电子技术的快速更新条件下,铁路信号联锁控制正逐步向当前的现代控制技术方向发展。
计算机联锁是一种利用电子、电磁元器件和计算机构成的具备故障-安全性能的实时控制系统,该系统在铁路运输中具有道岔控制、电路信息处理、信号机控制、联锁逻辑运算、进路控制等功能,可有效提高铁路运输得靠性。
因此,加强有关铁路信号计算机联锁控制系统的相关研究,对于提高计算机联锁控制系统的应用水平具有重要的现实意义。
一、计算机联锁控制系统关键技术为确保系统的可靠性,在计算机联锁控制中主要采用两类可靠性技术,一种是在系统某部位出现故障时,系统仍可保证继续工作的技术,将其称为容错技术;另一种是避错技术,即避免和降低故障出现的技术。
避错技术又可分为软件避错和硬件避错,软件避错的基本功能是降低软件缺陷,保证软件无差错;硬件避错是指选用性能可靠地元器件构造成计算机的联锁控制系统,并综合考虑环境因素影响,以提升系统的整体可靠性水平。
当前应用相对广泛的软件避错技术有程序设计优化、软件可靠性管理、基本程序验证、软件工程开发等。
计算机联锁控制中的容错技术,其主要利用系统各部分间的冗余过程完成,主要层次有:(1)网络通信保障技术:利用节点、链路及通信协议的冗余过程来改善局域网整体的可靠性;[1](2)设备级保障技术:包含软件、硬件及数据可靠性保障等,数据可靠性容错,其本质上是数据的容错,也就是对纠错码及检验码的使用,通过编码技术开展纠错与检错,是一类以信息冗余为基础的、使用冗余校验位的容错技术;软件可靠性容错,其包含降低程序失控的编程技术、容错算法及容错设计等基本技术,为确保软件设计的可靠性,在程序设计时还可采用程序失控的捕捉技术,其主要将容错设计与接口软件设计相结合,包含模拟量接口设计及I/O接口设计等;硬件可靠性保障技术主要为故障屏蔽技术与故障检测技术等。
(3)系统级保障技术:为确保系统的可靠性,在控制系统综合设计过程中可使用冗余可靠性结构配置,当前主要采用两种结构方式:双机热备动态冗余结构及三取二静态冗余结构。
铁路信号计算机联锁仿真系统的设计与实现的开题报告一、选题背景和意义铁路信号联锁系统是保障铁路交通安全和运行的关键系统之一,它通过控制信号和道岔的开闭,实现列车运行的安全与高效。
计算机联锁仿真系统是为了方便信号计算机的联锁设计师在设计过程中,通过电脑仿真技术进行实时调试和联锁表的生成。
同时,针对联锁系统的故障和补救措施,可以进行模拟实验,以提高联锁系统的可靠性和稳定性。
二、主要研究内容和方向1. 设计一个实用的铁路信号计算机联锁仿真系统,支持信号机的设置、道岔的变化和列车的运行仿真。
2. 实现联锁控制逻辑的编写和正常运行的验证,包括信号机和道岔的间接控制和直接控制。
3. 合理选择仿真器的数据结构和算法,提高系统的运算效率和速度。
4. 制定可靠的测试方案,对仿真系统进行全面测试和评估。
三、研究计划与进度安排第一阶段(10天):调研现有的仿真系统,研究信号联锁的原理和方法,确定仿真系统的需求和目标。
第二阶段(20天):设计仿真系统的总体框架和流程,尝试通过UML等建模工具进行可行性分析和要求分析,确定仿真器的模块分配、互相调用的规定和交互方式。
第三阶段(60天):实现仿真器的主要功能模块,包括信号机和道岔的控制和操作逻辑、联锁表的生成和仿真、列车的运行和控制逻辑等。
第四阶段(20天):测试和评估仿真系统的性能和稳定性,实现自动化测试的方法和流程。
第五阶段(10天):完善系统的用户手册和技术文档,并提交毕业论文。
四、论文的创新之处1. 设计一个可实用的信号计算机联锁仿真系统,通过多种仿真手段进行实际联锁的仿真,较大程度上避免了现有仿真器中所产生的误操作和漏操作等情况。
2. 仿真器的设计和实现采用C++等面向对象的编程思想,层次清晰,模块化,易于维护和升级,并在总体结构中实现了完备性和高效性的平衡。
3. 通过自动化测试协助,提高了仿真系统的可靠性和实用性,实现了自主操作和维护的便捷性和高效性。
五、预期的研究成果和应用价值完成本课题后,可以获得以下成果:1. 能够设计和实现一个实用的信号计算机联锁仿真系统,满足实际需求。
铁路信号计算机联锁系统的设计与实现
摘要:随着社会的不断进步,科学水平也在不断地提高,因此计算机连锁系统
对铁路行业可以产生有效地促进作用,这样在铁路信号中运用计算机连锁系统可
以保证铁路在行车时的安全,而且还能够提高工作效率。
因此为了可以更好地保
证铁路的稳定运行,就需要对铁路信号计算机连锁系统进行进一步的设计与实现。
本文首先对铁路信号计算机联锁系统进行概述,然后分析其主要特点,最后提出
相关设计方案,旨在为促进我国铁路行业信息化发展提供参考和借鉴意义。
关键词:铁路信号;计算机联锁系统;设计分析;措施研究
1 铁路信号计算机联锁系统概述
对于计算机联锁系统来说,它具有特别多的优点,对于不同的车站规模和要
求来说,不论他的大小,都可以进行不断的修改和完善,这样就使系统的兼容性
得到了一定程度的提高,并且还极大地缩短了系统调试所需要的时间,产生了良
好的经济效果。
因此,在铁路中也十分实用。
2计算机联锁系统的主要特点
2.1实时性
在进行计算机联锁系统的过程中,要对信息进行及时的输入和输出,这样才
能够更好地对信息进行有效的判断和不断的对信息进行更新和完善,从而可以保
证信息在传输的过程中具有一定的安全性。
2.2功能扩展性
计算机联锁系统与传统的联锁系统是不一样的,对于计算机联锁系统来说,
它可以给客户提供良好的操作界面,并且还可以提供一些与系统有关的解锁功能。
不仅如此,对于出现通信功能出现故障后,它可以进行远程的诊断和修复。
2.3经济性和结构模块标准化
对于计算机联锁系统来说它的生产成本是比较低的,因此利用计算机联锁系
统可以减少成本的付出,而且不同的领域对于计算机联锁系统的要求也不一样,
因此计算机联锁系统就具有了标准化的特点。
3铁路信号计算机联锁系统的设计内容分析
现在比较常见的联锁系统设计技术方案主要有三模静态冗余技术和二模静态
冗余技术。
三模静态冗余技术可以使系统的安全性和可靠性得到一定程度的提高,而二模静态冗余技术就可以在给系统硬件的提供一定的安全保障的基础上,使故
障检测技术得到有效的进行。
因此这两种技术都可以对铁路信号计算机连锁系统
进行一定的修复和屏蔽作用。
①具有较好的结构模块标准化。
要想更好的对铁路信号计算机联锁系统进行
设计,就需要具有良好的结构模块标准化,而这些结构化特点主要是通过联锁机器、安全信号的组合灯以及可编程的逻辑控制器等设备上体现出来的。
标准化就
可以在联锁软件和结合电路上进行使用,这样就可以使它在铁路的不同规模和要
求上进行广泛的应用。
②具有良好的故障诊断和安全导向作用。
对于铁路信号计算机联锁系统来说,要想可以很好的进行一些容错结构,就需要保证它的故障诊
断能力是十分强大的,很好的对他进行修复,并且修复的速度是十分迅速的。
联
锁系统经常会在技术条件和通讯等方面出现一些故障,所以说这就会使信息的安
全存在着一定的隐患,且在情况严重时,还会出现一些比较危险的事故。
所以说
当面对故障出现时才可以确保铁路信号联锁系统的安全。
③变化联锁信号的逻辑表达形式。
要想具有相关的安全信息就需要拥有良好的硬件设备,因此硬件设备
具有良好的状态是十分重要的。
并且硬件设备是由安全恻信息和危险恻信息这两
个逻辑状态组成的。
所以说,在发生故障时,要及时的变化联锁信号的逻辑表达
形式,这样才能够确保信息的安全性。
④算法冗余。
对于联锁系统来说,大多数都是在输出控制命令的时候会出现故障。
这就可能说明信息在传输的过程中发生
了改变。
那就会影响逻辑运算得出的结果,这个时候就需要利用两份不同的软件
来进行检查。
4铁路信号计算机联锁系统设计方案
4.1MVC架构
针对铁路信号计算机联锁系统运行过程中环节复杂繁多且客户特点不一的情况,其在使用过程中会面临众多的工作内容和工作对象。
因此该系统在设计阶段
需要着重强调使用的扩展性和包容性,从而为客户带来更加高效且便利的服务。
在铁路信号计算机联锁系统设计阶段最终选择了MVC框架为基础的开发设计技术。
MVC框架是较为经典的结构模型,目前在铁路信号计算机联锁系统的建立和
设计过程应用越来越广泛。
MVC框架将整体系统进行划分,主要为视图层、模型
层和控制层三个层面。
具体的MVC框架三部分层面的关系如下图1可以看出。
图1.MVC架构图
4.2系统硬件设计与运行实现
对整体铁路信号计算机联锁系统进行有效的分析,该铁路信号计算机联锁系
统在进行模式的选择过程中,可以凭借B/S模式开展,结合JAVA语言提升整体
运行环境的稳定性。
4.2.1系统实现流程
为了提高整体铁路信号计算机联锁系统的运行效果,具体可以将其划分为以
下几个运行环节:
首先,对整体的管理铁路信号计算机联锁系统前的运行环节进行有效的准备。
①硬件环境:主要发挥对于整体铁路信号计算机联锁系统的检查、评价和管理,为后续相关系统运行提供良好的帮助。
由于其在实际运行过程中需要处理较多的
数据,所以需要保留足够的硬件存储空间。
②网络环境:对管理铁路信号计算机联锁系统的实际运行网络环境提供实际保障,提高整体网络环境的安全性和有效性;
③前期准备工作:对于铁路信号计算机联锁系统进行有效的掌握,使得各种运行软件的运行更加有效,同时也能提高整体管理铁路信号计算机联锁系统的运行流
畅性。
④为了该系统运行进行的相应的服务器的配置。
其次进行铁路信号计算机联锁系统安装包管理和数据准备工作。
4.2.2系统运行准备
为了使得整体系统在实际运行更加有效,运行过程中的需要满足不同客户的
实际需要,进行相关系统安装包的开发和编制;充分的铁路信号计算机联锁系统
的数据准备,为后续相关数据更新提供有效的准备。
然后,对整体设计系统的数
据库进行初始化运行。
①对于铁路信号计算机联锁系统内部的相关无效数据和错误数据进行清理,提高安全性。
②对系统内部的相关建筑客户需求报表进行初始化处理。
③对整体系统数据库进行有效的评价和管理。
除此之外,对整体铁路信号计算机联锁系统的相关应用部分进行有效的调整,
充分满足硬件和软件运行环境,提高整体的掌握程度。
4.3测试环节
在系统开发阶段,难免会遇到许多常见的故障与错误。
所以,当系统开发完成后,需要对完成品进行全方位、多角度的后期检测。
根据系统不同功能和板块进行多方面的有效的、科学的、高效率的测试结果,将此过程中检测出来的故障与错误进行及时进行修改。
根据系统测试中需要被测试的不同部分,可以把系统测试的过程划分为静态测试和动态测试。
静态测试指的是对测试过程不采取运行软件的方法,而是侧重通过对软件的设计报告、产品的使用说明书等文档形式进行检测,检查其在数据结构、参数选择等方面是否存在不同程度的问题。
动态测试则是指通过科学全面地运行软件、对软件进行检测的方法,将检测例子作为软件输入,与实际检测的最终结果进行专业对比,发现软件的功能和模块是否完整无缺、运行进展是否顺利,进一步有针对性地发现和处理软件的问题。
5结束语
综上所述,对于计算机联锁系统的设计就需要进行进一步的完善,这样才能够提高铁路的运行效率以及铁路的管理水平。
因此,为了更好的对铁路信号计算机联锁系统进行设计与实现,铁路单位需要不断学习专业化知识,加深对于计算机知识的认识,积极使用智能技术代替传统落后技术,采取一系列的相关技术来保证在运行过程中可以使系统拥有较好的安全性,这样才能够使铁路更好的进行发展。
参考文献:
[1]苏曼. 铁路信号计算机联锁系统的设计与实现[J]. 内燃机与配件, 2018,
000(011):P.238-239.
[2]蔡寅. 铁路信号计算机联锁系统的研究与设计[J]. 城市建设理论研究(电子版), 2018(10).
[3]李花宁. 探讨铁路信号计算机联锁控制系统容错技术[J]. 区域治理, 2018,
000(028):135.
[4]桑迪. 铁路信号计算机联锁控制系统容错技术探析[J]. 数字技术与应用,
2019(11):16-17.。