计算机联锁功能

《计算机联锁》中国铁道出版社
一、联锁功能，即进路控制功能。

主要包括：
1.建立进路
2.进路封锁
3.信号开发
4.信号保存开发
5.进路正常解锁
6.进路非正常解锁
7.道岔单独解锁
8.进路引导总锁闭
执行控制功能：
1.输入控制
采集现场设备的状态信息，为联锁运输提供数据。

2.输出控制
根据联锁软件生成的控制命令来驱动现场设备控制电路。

自动检测与诊断功能：
1.在执行程序的过程中，检测故障的现象，检查硬件的失效，软件的缺以及故障
的位置
计算机联锁系统软件的任务划分：
1.上位机系统
人机会话，维修诊断
2.下位机系统
联锁运输、输入和输出
计算机联锁系统软件的总体结构：
1.联锁图表式的软件结构（小）
2.进路控制式的软件结构（中站以上）
二、联锁数据与数据
参与联锁计算的数据，必须采取适当的数据编码和差错控制技术，以提高系统的可靠性和安全性。

联锁数据在存储器中的组织方法叫做“数据结构”。

在联锁程序中，参与逻辑运算的逻辑变量统称为联锁数据。

联锁数据按信号机、道岔和轨道电路等监控对象划分为相应的数据块。

例如道岔，在数据块中应包括道岔定位操作、反位操纵、定位表示、反位表示、道岔闭锁等数据结构。

1)数据的编码
采用多个码元编码，以多元代码代表开关量，才是故障-安全的。

①逻辑量：取一个字节的全8位编码作为一个逻辑量值
②非逻辑变量：采用增加码位的方法来判断是否因故障而出现错误
③常量：比较法、多数表决法
2)数据传输
在多计算机的安全系统中，当计算机之间相距较远时，一般采取串行数据传输方式。

所传输的数据有逻辑量、数字量和地址数据等。

当计算机之间距离较近时，采用并行传输
方式。

为了克服数据在传输中出错，一般采取避错和容错结合的技术。

①避错技术：采用可靠的器件，抗干扰的通道介质以及严格的工业措施等，力求数
据不发生错误。

②在传输理论中的差错控制技术。

在实时控制系统中，要求数据及时刷新，因此可以利用周期循环传输的特点采取比较或表决方法提高数据的安全性，这也就是说数据的接收端必须是安全系统。

三、静态数据及其结构
建立任何一条进路，它的静态数据包括：
①进路性质：列车进路或调车进路
②进路方向：接车方向还是发车方向
③进路的范围：进路的始端和终端《由操作人员按压按钮确定》
④进路信号机
⑤与建立进路相敌对的信号机及敌对条件
⑥进路中的轨道电路区段（名称）及数量
⑦进路中的道岔（名称）、所在位置、数量
⑧进路的接近区段（名称）和离去区段（名称）
给定一个车站的信号平面布置图后，其全部静态数据块就可以确定。

静态数据结构：
①进路表结构：
将各项数据纳入一个数据表中就构成一个进路表。

所以的进路表汇总在一起就构成了“静态数据库“。

在进路表结构中各个数据之间快间没有联系，而是利用进路表“指明”
每条进路所涉及的数据块。

办理进路时，根据进路操作命令可从静态数据库中选出相应
的进路，从而可找到所需的静态数据。

通过进路表查询数据的过程是：
1.根据操作信息确定进路号；
2.根据进路号查到数据块的首址
3.根据数据块首址算出数据所在单元的地址，读出或写入数据。

②战场形结构
动态数据及其结构
参与联锁运算的动态数据是变量，主要包括操作输入变量、状态输入变量、表示输出变量、控制输出变量以及实现联锁逻辑所需的控制变量及中间变量等。

1.操作输入变量，是反映操作人员操作动作的开关量，如：进路的始端和终端《由操作人
员按压按钮确定》
2.状态输入变量，是反映监控对象状态的变量。

如轨道段的状态、道岔状态、信号机状态
等。

状态变量是参与联锁运算的安全数据，每个变量最好经由两个通道输入分别存入
两个相距较远的存储单元中，其目的在于对两个变量进行直接地或间接地比较可以发现
输入通道是否发生了故障。

状态变量应周期性地及时刷新，以保证变量能够确切反映监控对象的实际状态。

刷新周期一般应不大于250ms。

3.表示输出变量，是指向控制台、表示盘或显示器提供的变量。

4.设备控制变量，是控制信号机和转辙机的变量。

对于任何一个控制对象都由两套程序产
生双份控制变量，只有双份变量一致时才可以形成有效控制命令并经由安全输出通道输出。

控制变量和控制命令都应周期性地刷新，以保证数据的实时性。

四、联锁软件
1.联锁软件的基本模块
车站规模的大小、站场结构的繁简主要影响进路的数量，而各条进路的控制过程则基本上是一样的，这是由安全作业的要求所决定。

一天进路从办理到解锁需要一个过程。

这个过程包括：
操作（始终端按钮）
选路
选排一致性检查
进路锁闭
信号开发
进路解锁阶段
这些阶段的划分与车站结构无关。

因此进路控制过程很自然地久作为设计联锁程序的依据，这可使它各条进路所共用，也使得联锁程序标准化，为各个车站所
通用。

对于每一个阶段的程序，可设计成相应的模块，以及再划分为若干子模块，这样可使联锁程序尽量模块化，以摆脱受车站结构的影响。

对于进路控制，有些阶段是信号机完成的，有些是道岔完成的，因此，联锁软件一般可分为六个模块：
2.联锁软件的任务调度方式
1.集中调度方式：在各个程序模块之外，令设计一套实时调度程序，由它统一
调度各个任务的执行。

这种调度方式是由调度程序确定向哪个任务发送一组
信息，有这些信息激活任务开始工作。

任务执行结束时也向调度程序提供一
组信息，调度程序收到该组信息后确定下一步调用哪个任务。

2.分散调度方式：一个任务执行结束时由任务自身确定下一步执行哪个任务。

3.进路处理程序
对进路的处理采用进程控制方式。

进路的处理主要包括进路搜索和进路处理。

进路搜索程序：根据形成的进路操作命令搜索进路，选出符合进路需要的静态数
据构成一个进路表，并存于进路总表中。

目前广泛采用的进路搜索方式有动态生
成进路和从进路表中选出进路两种。

【1】、动态生成进路：从进路的终端向进路的始端进行搜索，把设备作为进路中的结点，根据进路中相关结点之间的关联关系。

【2】、从进路总表中选出进路：这种方式是事先把与进路相关的数据都存于进路总表中，在进路总表中指明各设备之间的联锁关系，从而便于进路的处
理。

当进路搜索时，从进路总表中选出符合进路需要的静态数据，并存于进
路控制表中。

（需要很大的内存的空间）。

《目前计算机的发展已经解决了内存了容量限制问题》。

进路处理模块：
●标准检查子模块：在进路处理过程中，不少地方需检查进路空闲、道岔位置
正确是否满足等，对此，可设计相应的标准检查子模块以供调用。

a)进路空闲检查子模块：就是检查进路上的所有的轨道驱区段都无车占用或
轨道故障；因此必须设置输入参数与返回参数才能实现完备的检查。

输入参数主要是所有检查进路的首地址。

这样就可以从静态进路表中提取进路上各区段的状态地址，从而完成进路空闲的检查。

如图所示：
b)道岔位置检查子模块：检查进路上的道岔开通位置是否为满足进路建立的
状态。

过程如图所示：
c)进路控制表的设置子模块：？
●进路处理基本子模块：
进路选排及道岔控制命令生成模块
进路锁闭模块
信号开发与保持模块
进路正常解锁模块
取消进路模块
●进路处理模块的调度：进路处理模块是为各条进路共用的，每条进路的处理
有包括多个子模块。

因此，必须为同时能办理的各条进路及每条进路的处理各个阶段安排好顺序。

即必须正确而有效地进行进路处理模块的调度。

进路处理模块的调度，一般采用进程控制方式实现：
【a】、多条进路的处理
【b】、一条进路的处理。