全电子计算机联锁系统介绍

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。

浅析全电子计算机联锁系统优缺点摘要全电子计算机联锁系统组成包括电子执行单元、联锁主机，前者又包括了轨道模块、信号机模块、道岔模块等。

结合系统通信安全性、封闭性等特点，设计执行单元与联锁主机通信协议，确保通信单元能够正常工作。

关键词全电子；计算机联锁系统；优缺点全电子计算机联锁系统替代传统重力式安全继电器，控制室面积有效减少，可维护性有效提升，施工工作量减少。

应用过程中，执行单元需要和联锁主机相结合，但是二者由不同厂家制造提供，通信协议内容、形式、应用是否安全等是工作人员需要重点关注的问题。

1 全电子计算机联锁系统结构系统组成包括两个部分，联锁主机与全电子执行单元，前者主要任务是联锁逻辑运算，后者则主要负责信号机、转辙机、轨道电路设备状态采集与控制。

数量不等的执行机柜构成全电子执行单元，结合到受控设备情况，全电子执行单元可以分为11种控制模块，实际应用过程中可以将不同数量与类型模块进行组合，安装于执行机柜内。

传统计算机联锁系统利用计算机对联锁电路进行控制，利用继电器执行电路，停留电气集中执行电路，电路包括了信号点灯电路、轨道电路、道岔电路、联系电路等[1]。

2 控制模块与联锁主机信息传输信号机模块、转辙机模块、轨道模块作为系统主要控制模块，全电子计算机联锁系统中，联锁主机下发命令内容较多，对转辙机模块下发命令内容可以分为四类，信号机模块内容则有16种类别，转辙机上传的信息状态共有五种，而信号机模块上传的共有17种，轨道模块上传的内容包括五种。

联锁主机对转辙机下发的命令内容可以分为以下四种，包括定向操控、反向操控、道岔锁闭防护、道岔切断命令。

如果采用的是直流转辙机或单机牵引，联锁主机必须一直向转辙机模块下达吸起命令。

结合到信号机模块通用性，列车与调车信号机模块都有八个灯位，每个灯位又包括三种状态[2]。

3 通信协议设计全电子计算机联锁系统对安全性与实时性要求比较高，因此需要考虑到联锁系统与全电子执行单元信息传输实行安全性。

2007年7月6日，中国铁路第一个实行全电子计算机联锁在乌鲁木齐西客技站顺利开通(全站28组道岔)。

中铁电气化局在施工中克服了工期紧、没有施工和设备调试经验的重重困难，安全、优质、提前完成了电锁器联锁改造成为全电子计算机联锁的换装，受到了业主的好评。

改造工程顺利开通并交付使用，比计划提前2小时15分。

全电子计算机联锁设备是铁路信号控制的一种新型联锁设备，具有设备紧凑、体积小、能耗低、施工简便，监测功能完备、故障指示到位、故障模块可带电插拔、现场少维护等特点，能对道岔位置假表示进行智能判断处理，并将监督信息实时反馈联锁系统，消除目前道岔控制中的重大事故隐患，满足了我国铁路运行的高安全性、高可靠性的要求。

乌鲁木齐乌西客技站，联锁规模28组联锁道岔，室内外设备总造价200万人民币。

由新疆铁道勘察设计院设计，兰州交通大学自动控制研究所提供计算机联锁全电子执行单元设备。

由兰州交通大学自动控制研究所、兰州大成自动化工程有限公司历时9 年联合开发研制的“计算机联锁全电子执行单元”于2005年5月20 日通过了铁道部科学技术司组织的鉴定，产品的研制成功为我国铁路信号全电子智能化控制、确保行车安全提供了一种新型技术装备。

全电子化计算机联锁系统简介一、概述全电子化的计算机联锁系统是一种新型的车站信号控制系统,其最大特点是:实现了车站联锁设备"执行层"的完全电子化、智能化、网络化。

全电子化的执行机能与各种具有分布式网络功能的联锁机结合,构成全电子化计算机联锁系统。

该系统使我国铁路车站信号联锁控制设备进入了全电子化计算机联锁控制时代。

"全电子化计算机联锁系统"是由郑州铁路局武汉设计院、兰州铁道学院、铁道科学研究院等单位,历经5年联合技术攻关而完成,现已通过了铁道部技术审查和甘肃省科技成果鉴定。

这一科技成果代表着信号联锁领域的最新技术进步,在国内属首创开发,并在以下几个方面填补了该领域国内的空白:研制成功了国内第一个具有完全自主知识产权并真正实现全电子化的计算机联锁系统:在国内首次研制成功了基于系列全电子模块并具有电子化、智能化、网络化特征的全电子化执行机;首次为实现全电子化联锁奠定了基础;首次研制成功了具有向下网络总线接口的三重冗余容错型计算机联锁系统;特别是首次研制成功了按照"控制、监督、检测量一体化"思想设计的全电子化道岔模块;在国内首次实施并开通了国内第一个自行研制开发的全电子化计算机联锁车站信号工程。

计算机联锁系统介绍与设计发布时间：2022-09-19T06:17:44.032Z 来源：《科技新时代》2022年（2月）4期作者：安禹学徐华祥[导读] 计算机联锁是以计算机技术为核心，采用了通信技术、可靠性技术与容错技术以及“安禹学徐华祥中车青岛四方机车车辆股份有限公司，青岛 266111摘要计算机联锁是以计算机技术为核心，采用了通信技术、可靠性技术与容错技术以及“故障—安全”技术实现车站联锁要求，自动实现车站内的道岔、信号机和进路之间的控制的技术，它是确保铁路系统安全、高效行车所必需的一种重要保障设施。

在计算机联锁系统中，上位机用于人机交互，用来接收工作人员输入的操作指令，经过联锁机的逻辑运算控制车站信号设备工作，并将信号设备的工作状态通过上位机表示出来，实时监控信号设备运行。

第一章绪论1.1 计算机联锁的背景随着我国铁路运输事业的不断进步和发展,高密性以及快捷性都成为其主要的发展目标和方向,许多联锁设备无法满足对安全方面越来越高的要求。

从技术上来看,电气式联锁和机械式联锁是我国铁路信号控制技术发展的两个阶段。

随着计算机技术理论的完善，发展出了计算机联锁。

目前我国现有的主要干线铁路均采用计算机联锁系统国内外1.2 国内外研究现状分析1978年世界上第一套新型的微机联锁设备在瑞典哥德保市诞生以来，各个地区的新型计算机联锁设备和系统技术都发展得相当迅速。

瑞典作为目前世界上最早的自主开发且通过自主创新设计成功研制广泛应用于国际的计算机联锁的技术国家之一,其生产技术上的发展周期可以大致划分表现为两个主要时期,第一代微机产品主要就是采用了传动继电器技术来进行控制供电信号及道岔,并且还首次具备了控制轨道传动的专用继电器。

第二代系列产品的道岔和信号系统设计采用了更为安全的一种无接点控制电路。

1985年前在哈尔斯堡站首次投入使用了该产品系列。

西德国铁1979年决定自主研制第一套微机联锁,自1983年起就开始由西门子、劳伦茨、 AGE 公司联合研制,1985年12月,联锁铁路首套微机联锁设备在慕尼黑地区正式交付投入运营。

全电子计算机联锁系统中执行单元的设计与调试全电子计算机联锁系统中执行单元的设计与调试摘要：随着计算机技术的不断发展，全电子计算机联锁系统作为一种新型的计算机系统在工业自动化中得到了广泛的应用。

其中，执行单元作为系统的核心模块之一，承担着控制与执行计算指令的重要任务。

本文通过对全电子计算机联锁系统中执行单元的设计与调试进行详细阐述，以加深人们对该系统的理解，并提供设计与调试的参考依据。

1. 引言全电子计算机联锁系统是一种基于电子技术的高效的自动化控制系统，其核心是执行单元。

执行单元负责解析和执行计算机指令，具有关键的作用。

本文将从执行单元的设计和调试两个方面进行介绍。

2. 执行单元的设计2.1 模块划分为了提高执行单元的可扩展性和灵活性，可以将执行单元划分为多个模块，如指令解码模块、ALU模块、寄存器模块等。

每个模块具有不同的功能，相互之间通过总线进行通信。

这样的设计可以方便后续的扩展和升级。

2.2 指令解码模块指令解码模块负责将输入的指令进行解析，并提取出指令的操作码和操作数等信息，以便后续的执行。

解码模块需要考虑到各种指令的编码格式，包括操作码长度、操作数位数等。

合理设计解码模块可以提高执行效率。

2.3 ALU模块ALU模块是执行单元的核心部分，负责执行算术逻辑运算，如加法、减法、乘法等。

ALU模块需要具备高速运算的能力，并能够根据指令的不同选择合适的运算方式。

同时，为了提高系统的稳定性，需要考虑在ALU模块中引入容错机制，以便处理异常情况。

2.4 寄存器模块寄存器模块用于存储执行过程中需要的数据和中间结果。

设计时需要考虑到寄存器的位宽和数量，以便满足不同指令的需求。

同时，为了提高访问速度，可以在执行单元内部设置高速缓存。

3. 执行单元的调试3.1 功能验证在执行单元设计完成后，需要进行功能验证以确保系统的正常运行。

可以通过编写测试程序并在仿真环境中进行验证。

测试程序需要包含各种常见的指令，以及各种边界条件的测试用例，使得系统能够对各种情况进行正确处理。

I G I T C W技术 分析Technology Analysis84DIGITCW2024.02瑞典ABB 公司于1978年成功研制出了全球第一套计算机联锁，目前CITIFLO650信号系统FULL 方案的核心设备就是基于此发展出来的EBILock950，如今已经被广泛运用于亚欧美洲众多国家轨道交通项目上，经过不断的技术革新与实践检验的推动，该系统核心产品设计已经经历了四次技术革新。

如今，该系统在我国多地的地铁线上获得了推广，如深圳地铁3号线及延伸线、哈尔滨地铁2号线和天津地铁1号线等。

1 系统基本组成EBILock950全电子计算机联锁系统，简称CBI ，主要由三部分组成，分别是EBILock950联锁主机（简称CIS ）、OCS950全电子执行单元（简称OCS ）以及两者之间的独立数据传输网络（TRANS ）。

CBI 设计与开发的标准为欧洲标准，其设计理念是“安全平台+铁路应用”“二乘二取二冗余”以及“底层硬件和操作系统异构”。

在结构中，TRANS 能够为CIS 和OCS 提供实时通信，并且通过环形组网的方式，确保在单点故障发生时，整个系统的使用不受影响。

在芜湖跨座式单轨无人全自动驾驶项目中，该系统正线采用了三级配置方式，分别是一级设备集中站（CIS 站）、二级设备集中站（OCS 站）和非设备集中站；其半高式站台门的控制柜具有有线+无线通信功能；车辆段与试车线共用一套冗余配置的联锁、轨旁ATO/ATP 和区域恢复服务器（RRS ），可以实现自动出入段、列调自动化、自动折返、自动休眠与唤醒以及自动洗车等功能；其控制中心ATS 和车站/场段级ATS 服务器采用环网级联方式，兼作为联锁上位机[1]。

2 EBILock950计算机联锁主要特点2.1 联锁系统结构和硬件设计中央处理单元的构成均是两个彼此独立的处理单元，即VPC ，名为安全处理计算机，也称为故障处理单元，两个独立处理单元借助中央处理单元内部的交换机实现同步通信。

计算机联锁全电子执行单元概述全电子执行单元采用计算机技术、电子信息技术、电力电子开关技术、自动控制技术，替代了6502电气集中以安全型继电器作为控制单元的电路形式，与联锁计算机相结合，完成了计算机联锁系统的末级控制和采集功能；执行单元采用控制监测一体化的方式，将道岔动作电流、轨道受电端电压等模拟量采集功能也纳入其中，实现了微机监测系统对现场信号的采集、调理与处理功能，执行单元提供标准通信接口，将信息可传至微机监测系统；执行单元具有过流保护、故障诊断、智能处理多项综合功能。

执行单元按照闭环控制、抗干扰防护、硬软件双重校核、控制电路双断等安全技术进行产品设计，符合故障安全原则。

执行单元可以实现各种道岔、信号、轨道电路、闭塞、电码化、道口和场间联系的监测和控制，可以用于电气化和非电气化区段的车站。

系统特点执行单元采用无触点式控制技术，延长设备使用寿命，设备采用状态修执行单元具有过载和负载短路自动保护功能，取消了电路熔丝，故障排除后自动恢复，不需要人工干预执行单元采用控制监测一体化的方式通过监测通道向监测机提供轨道电压、道岔电流、道岔动作时间等数据，具有微机监测的功能，监测主机可以通过网络进行远程监测和诊断执行单元自检、报警功能完备，系统支持热插拔，允许用户不间断系统进行更换，因此故障恢复时间短执行单元采用模块化设计思路，无需专业维护人员，降低运营维护成本执行单元配线简单，可大幅缩短施工周期设备占地面积少，可节省房屋投资执行单元采用双现场总线逻辑与控制方式，可以与各种型号联锁计算机结合执行单元基于网络平台设计，支持远程操作与控制，为实现区域联锁控制提供了基础条件性能模块采用无触点式控制技术，延长模块使用寿命模块具有过载和负载短路自动保护功能，取消了电路熔丝，故障排除后自动恢复，不需要人工干预模块提供一个标准通信接口，可将道岔的动作情况及电流曲线传至微机监测系统模块具有完备的自检、报警功能，模块的工作状态可传至微机监测系统模块支持热插拔，允许用户不间断系统进行更换技术规格全电子执行单元—道岔模块DC4X-2型四线制直流简介DC4X-2型道岔模块替代四线制道岔控制表示电路，执行由联锁机下发的控制命令，直接控制ZD6型道岔的转动，并实时监测ZD6型道岔的工作状态。

全电子联锁概述一、概述用车站计算机联锁系统代替原有的6502系统具有很多优势，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, 便于联网。

本计算机联锁根据作业情况可办理列车、调车作业，单独操作道岔和单独锁闭道岔，引导接车或引导总锁闭接车等,有的站还可办理单钩溜放作业，储存溜放进路,具有检查、修改、增钩、减钩的功能。

操作方式采用鼠标,所有作业均用鼠标在屏幕上按压”按钮”进行操作。

操作表示是通过大屏幕液晶示器(简称LCD)来进行显示。

屏幕上有各种汉字提示，并通过语音报警代替电铃报警。

若办理进路的操作有误时，在屏幕上提示栏将显示办理有误的提示。

计算机联锁系统是双机热备，同步状态下故障时自动切换，切换时不影响进路的办理。

注：内容如目录所列，若本站不具备某些功能，例如没有连续溜放或没有驼峰场联系，阅读说明书时，请只阅读与本场功能相关的内容即可。

二、屏幕显示屏幕上有关进路、道岔和信号的信息能直观、及时和形象地显现出来，例如站场图中的许多信息。

有些不经常发生或不经常变化的信息则在屏幕最下一列的信息提示框中自动显示出来。

为了使屏幕简明清晰起见，有些信息，如道岔、轨道区段名等，可以根据需要点击相应的菜单进行隐藏和显示。

1、屏幕上的站场图形与信号平面布置图的站场图基本一致；2、绝缘节以白色短竖线表示；交叉渡线处的绝缘节以短横线表示；超限绝缘以红色竖线外加红圆圈表示；3、经由道岔的线路以实线连接为当前开通方向。

4、屏幕图形显示各种颜色的含义如下:a 、轨道区段灰色光带──轨道区段空闲且在解锁状态；白色光带──进路在空闲且锁闭状态；红色光带──轨道区段有车占用或故障；绿色光带──区段出清后尚未解锁或锁闭后的进路故障恢复后；蓝色光带──进路初选状态。

b、列车信号红色──信号关闭；绿色、单黄、绿黄、双黄、双绿──信号开放；红色、白色同时显示──引导信号开放；红色闪光──灯丝断丝。