国内外计算机联锁发展概况概要
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铁道通信信号RAILWAY SIGNALLING & COMMUNICATION 2020年3月第56卷第3期March 2020Vol. 56 No. 3国外铁路动态国外联锁系统的创新和发展德国、法国、日本等国的铁路联锁技术一直处于世界领先水平,引领着联锁系统的发展。
与我国 联锁系统相比,其主要特点体现在2个方面:一是车站区间一体化联锁控制。
西门子SimisW 、泰雷兹 LockTrac 、阿尔斯通SMARTLOCK.日立 Saint 、LC 等是车 站区间一体化联锁系统。
日本在这方面更具代表性,日立公司的全部4个型号的联 锁系统都为车站区间一体化联锁系统。
二 是全电子化。
20世纪80年代,计算机联锁技术发展之初,欧洲就采用了安全电子执行单元代替继电器逻辑输入输出电路.西门子Simis W 、WESTTRACE, WESTLOCK,泰雷兹 LockTrac,阿尔斯通SMARTLOCK 、安萨尔多ACC 、日立Microlock 和LC 等,都是通过安全型 室内目标控制模块或轨旁目标控制器,与道岔、信号、道口等目标设备进行输入输出信息传输。
近年随着数字铁路技术研究的不断深入.国外 计算机联锁技术又有了新的创新和发展。
1德国数字联锁数字联锁DSTW 是德国数字铁路计划的一项 重要内容,经过几年的工程改造和试验测试,2018年初,西门子研发的第一套DSTW 联锁在DB Ne-upro 示范项目的安娜贝格一布赫霍尔茨南站线路上正式开通应用。
联锁设备首次实现了通过标准化 接口,以数字化信息对道岔和信号机等室外设备进行控制。
DSTW 是在西门子Simis W 联锁基础上开发 的,与Simis W 相比,主要变化如图1所示。
DSTW 用IP/ETH 轨道局域网代替电缆传输通道, 在联锁主机和目标控制器间传输控制信息和设备状态采集信息.并向目标控制器供电,既实现了数字化信息传输,也解决了目标控制器的供电问题。
高速铁路车站计算机联锁技术第一节车站计算机联锁概论控制车站内的道岔、进路和信号机并实现它们之间联锁的系统称为车站信号联锁系统。
车站信号联锁系统是保证站内行车安全,提高铁路运输效率,改善行车人员劳动条件的重要技术装备。
像其他技术一样,车站联锁系统也是随着科学技术的进步以及铁路运输发展的需要,在不断的更新和发展,其发展过程已经经历了机械化联锁、机电联锁和电气集中联锁几个阶段,目前正逐步向采用计算机联锁阶段过渡。
一、计算机联锁的功能及特点(一)国内外计算机联锁发展概况基于布线逻辑的继电集中联锁装置,自1927年问世以来已经统治了70多年,社会在发展,技术在进步,作为以技术手段实现联锁的车站信号自动控制系统也在不断地发展和完善。
在进入电子时代以来,世界上一些技术发达国家相继开展了电子联锁装置的研究,但是真正采用通用计算机构成联锁控制系统并在铁路运营车站上使用,还得从1978年计起。
1978年,由瑞典ABB公司研制的世界公认的第一套计算机联锁系统在哥德堡站开通使用,极大地推动了各国计算机联锁的研制和使用,计算机联锁系统的技术性能日趋成熟和完善。
进入20世纪90年代,不少国家已开始大面积推广应用计算机联锁系统,如日本、英国等许多国家已制订技术政策,今后不再发展继电联锁。
现将世界上主要技术发达国家的计算机联锁系统在技术和应用方而的情况概括如下:(1)瑞典瑞典计算机联锁的发展分为三个阶段:第一个阶段采用的典型产品为EBILOCK750系统,其特点是信号机和道岔的控制器件仍由继电器来完成,保留了轨道继电2S:第二个阶段是采用无接点方式的电子器件控制信号机和道岔,仍保留了轨道电路;第三个阶段则实现了全电子化控制,典型产品有EBILOCK850系统和20世纪90年代初期开发的EBILOCK950系统,控制电路、轨道继电器均采用无接点方式的功能块。
瑞典的计算机联锁系统在结构上均采用分散控制方式,采取双机热备、单机运行双套软件来提高整个系统的可靠性和安全性。
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。
我国计算机联锁系统的发展概况一、概况自20世纪70年代以来,由于微型计算机的问世以及容错技术的发展,一些发达国家相继着手研究计算机联锁系统。
直接原因是期望以通用的集成电子技术取代专用的继电器电路。
这样既降低了元器件的造价,又节省了继电器的维修费用。
于1978年在瑞典首先使用了计算机联锁系统。
此后,美、日、英、德等国家也开发出并使用了计算机联锁系统。
有的国家如日本,自80年代初就停止新建继电联锁系统而代之以计算机联锁系统。
在我国,第一套计算机联锁系统由铁道部通号公司于1984年研制成功并在矿山铁路投入使用。
铁道科学研究院研制的计算机联锁系统于1989年装于郑北编组站峰尾使用。
经过多年的研究改进,计算机联锁设备逐步在我国铁路正线上使用。
铁道部1994年发布的《铁路主要技术政策》中提出“积极采用微机联锁设备”。
根据几年的经验,在“九五”期间铁道部提出积极稳妥地发展计算机联锁设备的政策,并在“九五”的后期针对计算机联锁系统发展中存在的问题进行了整顿,制定了规范管理的措施。
经过审查,明确指定铁道科研院通号所、通号公司研究设计院、北方交通大学“北京微联公司”和通号公司的卡斯柯信号公司4家为计算机联锁系统的研制生产单位;指定上海通信工厂、北京信号工厂、沈阳信号工厂和成都通信工厂为计算机硬件生产厂家。
自整顿后,使我国的计算机联锁设备的开发使用进入到了健康有序的发展阶段。
到2000年底,全国铁路(不包括矿山铁路)已装备了447个车站的计算机联锁设备。
二、计算机联锁系统的优点(一)提高了联锁设备的安全性和可靠性1.安全性。
联锁设备的安全性体现在两个方面:一是功能方面的安全性。
例如,在6502电气集中设备中,当列车在运行过程中,若它的前方的轨道电路发生故障,此时值班人员又误办理了“故障解锁”操作,有可能造成列车在道岔处脱轨或进入异线的危险后果。
(完整版)计算机联锁的发展与功能分析题⽬:计算机联锁的发展与功能分析姓名:学号:专业:院系:2016年11⽉计算机联锁的发展与功能分析⽬录⼀、计算机联锁的历史与发展 (2)(⼀)联锁设备的发展历史 (2)(⼆)各国计算机联锁的发展。
(3)⼆、计算机联锁的结构与功能 (3)(⼀)计算机联锁系统的结构构特点 (4)(⼆)计算机联锁系统的功能 (7)计算机联锁的发展与功能分析张宁摘要:简述了计算机联锁的发展历史,各国计算机连锁的研究与使⽤情况。
对计算机连锁的功能结构以及特性⽅⾯进⾏分析总结。
关键词:计算机联锁; 现状; 发展;功能Abstract:Introduced the development history of computer interlocking, national research and use of computer interlocking. The function structure and the characteristics of computer chain aspects carries on the analysis summary.Keywords:railway signal; computer interlocking system; present application situation; development引⾔为满⾜我国铁路电务事业实现跨越式发展的需要,新时期要积极发展车站计算机联锁技术.计算机联锁系统不是传统的孤⽴的信号控制系统,⽽是信号安全综合控制监测系统和综合运营管理系统的⼀个⼦系统,它的功能也因超出了车站信号安全控制设备的概念范畴⽽得以多⽅⾯的拓展.⼀、计算机联锁的历史与发展(⼀)联锁设备的发展历史利⽤机械、电器⾃动控制和远程控制、计算机等技术和设备,使车站范围内的信号机、进路和进路上的道岔相互具有制约关系的技术设备称为联锁设备。
联锁设备是轨道交通的重要信号设备,⽤来在车站和车辆段实现联锁闭塞关系,建⽴进路,控制道岔的转换和信号机的开发,以及进路解锁,以保证⾏车安全。
我国计算机联锁系统的发展概况一、概况自20世纪70年代以来,由于微型计算机的问世以及容错技术的发展,一些发达国家相继着手研究计算机联锁系统。
直接原因是期望以通用的集成电子技术取代专用的继电器电路。
这样既降低了元器件的造价,又节省了继电器的维修费用。
于1978年在瑞典首先使用了计算机联锁系统。
此后,美、日、英、德等国家也开发出并使用了计算机联锁系统。
有的国家如日本,自80年代初就停止新建继电联锁系统而代之以计算机联锁系统。
在我国,第一套计算机联锁系统由铁道部通号公司于1984年研制成功并在矿山铁路投入使用。
铁道科学研究院研制的计算机联锁系统于1989年装于郑北编组站峰尾使用。
经过多年的研究改进,计算机联锁设备逐步在我国铁路正线上使用。
铁道部1994年发布的《铁路主要技术政策》中提出“积极采用微机联锁设备”。
根据几年的经验,在“九五”期间铁道部提出积极稳妥地发展计算机联锁设备的政策,并在“九五”的后期针对计算机联锁系统发展中存在的问题进行了整顿,制定了规范管理的措施。
经过审查,明确指定铁道科研院通号所、通号公司研究设计院、北方交通大学“北京微联公司”和通号公司的卡斯柯信号公司4家为计算机联锁系统的研制生产单位;指定上海通信工厂、北京信号工厂、沈阳信号工厂和成都通信工厂为计算机硬件生产厂家。
自整顿后,使我国的计算机联锁设备的开发使用进入到了健康有序的发展阶段。
到2000年底,全国铁路(不包括矿山铁路)已装备了447个车站的计算机联锁设备。
二、计算机联锁系统的优点(一)提高了联锁设备的安全性和可靠性1.安全性。
联锁设备的安全性体现在两个方面:一是功能方面的安全性。
例如,在6502电气集中设备中,当列车在运行过程中,若它的前方的轨道电路发生故障,此时值班人员又误办理了“故障解锁”操作,有可能造成列车在道岔处脱轨或进入异线的危险后果。
在现实中未发生这种严重后果主要是靠规章约束值班人员实现的。
但仍存在隐患。
采用计算机技术后,把类似的隐患克服了。
【原创】DS6--11学习一、计算机联锁概述1、计算机联锁的发展概况。
车站联锁设备经历了从机械联锁到继电联锁的发展过程,并进行过电子联锁的试验,目前正在向计算机联锁发展。
20世纪年代中期,有些国家从设计可靠的计算机硬件入手,应用故障-安全元器件构成计算机联锁,但因价格昂贵,没有得到推广。
20世纪70年代后期,随着电子计算机尤其是微型计算机的迅速发展和推广应用,以及可靠性技术的进步,各国相继研究计算机联锁,从软件入手,采用通用计算机,通过软件冗余来实现故障-安全。
我国第一套计算机联锁设备于1984年在南京梅山铁矿地下运输线正式开通,后陆续在冶金.矿山等铁路试用。
1989年铁道科学研究院通号所研制的计算机联锁系统首先在郑州北编组站峰尾开通,这是计算机联锁系统应用于国家铁路的开始。
以后,铁科院通号所于1993年又在拉滨线平房站安装计算机联锁,通号总公司于1994年在浦口交通站安装计算机联锁,至此,我国铁路开始在铁路干线采用计算机联锁。
铁道科学研究院通号所研制的TYJL-Ⅱ型.TYJL-TR9型计算机联锁于1997年12月通过铁道部技术鉴定。
通号总公司研究设计院研制的DS6-11型.DS6-20型计算机联锁于1999年1月通过铁道部技术鉴定。
北方交通大学(现北京交通大学)研制的JD-1A型计算机联锁于2000年5月通过铁道部技术鉴定。
卡斯柯公司研制的VPI型计算机联锁于2000年8月通过铁道部技术鉴定。
在此过程中,还相继引进了美国.英国德国日本意大利的计算机联锁共20多个站。
由于各方面的原因,主要是不适应我国铁路运输和联锁的特点,实际运用中大多数不理想。
我国的计算机联锁发展非常迅速,现已有数百个车站安装了计算机联锁设备,有的区段已发展为成段计算机联锁。
2、什么是计算机联锁(1)以计算机为主要技术手段实现车站联锁的系统。
(2)用微型计算机和其他一些电子.继电器件组成具有“故障-安全”性能的实时控制系统。
(3)采用计算机控制并实现道岔.进路和信号机之间联锁的设备称为计算机联锁。
世界范围计算机联锁的发展回顾近20多年来,在运输市场激烈竞争的压力下,各国铁路,特别是发达国家铁路为实现提速、高速和重载运输,积极引进采用新技术,大幅度提高了现代化通信信号设备的装备水平,新型技术系统不断涌现。
一、故障-安全技术的发展随着计算机技术、微电子技术和新材料的发展,故障—安全技术得到了飞速发展。
高可靠性、高安全性的故障—安全核心设备出现了双机热备、“二取二”、“二乘二取二”和“三取二”等不同结构形式,其同步方式有软同步和硬同步。
西门子公司、阿尔斯通公司、日本京山公司、日本日信公司等推出了不同类型的采用硬件同步方式的安全型计算机。
故障—安全技术的提高为高可靠和高安全的铁路信号系统的发展打下坚实的基础。
二、高水平的实时操作系统开发平台实时操作系统(RTOS,Real Time Operation System)是当今流行的嵌入式系统的软件开发平台。
RTOS最关键的部分是实时多任务内核,它的基本功能包括任务管理、定时器管理、存储器管理、资源管理、事件管理、系统管理、消息管理、队列管理、旗语管理等,这些管理功能是通过内核服务函数形式交给用户调用的,也就是RTOS的应用程序接口(API,Application Programming Interface)。
在铁路、航空航天以及核反应堆等安全性要求很高的系统中引入RTOS,可以有效地解决系统的安全性和嵌入式软件开发标准化的难题。
随着嵌入式系统中软件应用程序越来越大,对开发人员、应用程序接口、程序档案的组织管理成为一个大的课题。
在这种情况下,如何保证系统的容错性和故障—安全性成为一个亟待解决的难题。
基于RTOS开发出的程序,具有较高的可移植性,可实现90%以上设备独立,从而有利于系统故障—安全的实现。
另外一些成熟的通用程序可以作为专家库函数产品推向社会,嵌入式软件的函数化、产品化能够促进行业交流以及社会分工专业化,减少重复劳动,提高知识创新的效率。
在铁路这样恶劣工作环境下的计算机系统,对系统安全性、可靠性、可用性的要求更高,必须使用安全计算机,以保证系统能安全、可靠、不间断地工作。
世界各国计算机联锁系统的发展作者:金国富来源:《数字技术与应用》2012年第12期摘要:计算机联锁系统的研制成功,填补了我国车站计算机联锁技术领域的空白。
计算机联锁系统采用通信技术、可靠性与容错技术以及“故障—安全”技术实现铁路车站联锁要求的实时控制系统。
各国计算机车站联锁系统发展迅速,历经二十余年的发展,我国铁路计算机联锁从路外到路内,从小站到大站,至今已有千余个车站使用了计算机联锁系统。
关键词:各国计算机联锁系统发展我国计算联锁系统的发展中图分类号:TP3 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2012)12-0173-01车站联锁设备经历了从机械联锁到继电联锁的发展过程,并进行过电子联锁的试验,目前正在向计算机联锁发展。
20世纪年代中期,有些国家从设计可靠的计算机硬件人手,应用“故障一安全”元器件构成汁算机联锁,但因价格昂贵,没有得到推广。
自1927年继电集中联锁装置问世以来,已统治了70多年,社会在发展,技术在进步。
现将世界上主要技术发达国家的计算机联锁系统在技术和应用方面的情况概括如下:1、英国计算机联锁计算机联锁在英国又称为固体联锁(Solid State Interlocking,简称 SSI)。
1985年,SSI系统第一次在明斯顿车站正式使用。
该系统采用分散三级控制方式,为了保证系统的安全性和可靠性采用三取二表决的模式。
系统中参与表决的模块运行单套软件,每一模块与其他两个模块的运算结果相比较以校验自身的运算结果。
目前,SSI系统已在国内外数十个车站安装使用。
2、瑞典计算机联锁瑞典计算机联锁的典型产品有EBILOCK850系统和20世纪90年代初期开发的EBILOCK950系统控制电路、轨道继电器均采用无接点方式的功能块,采取双机热备、单击运行双套软件来提高整个系统的可靠性和安全性。
采用双套软件冗余方式构成以抬高安全计算机,在同一台计算机内装有担负相同功能的A、B两套独立的程序来处理联锁数据,程序A、和程序B计算出的数据先后输出给目标控制器,在那里对数据进行比较,只有当结果一致时才输出控制命令。