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传统计算机联锁与全电子计算机联锁对比分析

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ＣＡＳＥＳ　Ｉ案例　
传统计算机联锁与全电子计算机联锁对比分析　
张新亭　
摘要：本文结合中国铁路计算机联锁系统的使用现状，比较分析了两种联锁设备的优缺点。　
关键词：传统计算机联锁全电子计算机联锁趋势　

随着微型计算机在工业系统中的广泛应用，全电子计　
算机联锁系统作为铁路信号控制的新一代联锁设备应运而　
生并得到逐步推广使用。笔者从结构、性能、经济等方面　
对传统计算机联锁系统和全电子联锁系统进行比较分析。　

一
、

传统计算机联锁系统　

传统计算机联锁系统的联锁电路采用计算机控制，　
保留了６５０２电气集中的执行电路，包括道岔启动电路、　
信号机点灯电路、轨道电路、各种联系电路等成熟的继电　
电路，这些电路经过几十年的改进和优化，其可靠性和抗　
外界冲击等性能已很成熟，为保证行车安全起到了很好的　
作用；计算机联锁内部电路也随着大量的工程应用日益完　
善、稳定性不断提高。　
传统计算机联锁系统由于保留了部分继电器电路，联　
锁电路与继电电路之间、继电电路内部之间还存在大量的　
人工配线，因此仍旧存在“封连线”隐患。继电电路发生　
故障时，仍需人工判断故障位置然后进行相应处理。电路　
短路熔断器断丝保护后，还需人工更换熔断器。这都给运　
行维修部门带来了一定问题，既要定期维护检修继电器部　
分，又要维修计算机系统，尤其是近些年上道投入运行的　
计算机联锁系统数目增加后，问题更加突出，很难实现减　
员增效的目的，也难以达到工厂化施工的目标，从技术发　
展上看，已难以适应更加繁忙的运输要求，安全运输上还　
存在一定的隐患。　

二、全电子计算机联锁　
全电子计算机联锁系统的联锁电路采用计算机控制，　
执行电路用全电子执行机代替了传统的继电器执行电路来　
完成计算机联锁的末端控制和采集。系统由三部分组成：　
联锁机、全电子执行机、监测机，它们之间通过工业控制　
总线相互通信。　
全电子执行机替代了计算机联锁系统中的执行组电　
路，去掉了传统联锁继电接触式控制方式，应用电力电子　
无触点功率器件，使控制更加简洁、可靠、灵活，可靠性　
也有所提高。全电子执行单元包括四个模块：道岔模块、　
信号模块、轨道模块和其他模块。模块通过网络总线直接　
与联锁机相连。这些模块替代了传统执行电路中的安全型　
继电器，通过联锁机下发的控制命令对信号室外设备进行　
控制和监测。监测机代替了传统的独立的微机监测设备，　

系统融合了计算机通信、自动检测和网络连通等技术，将　
电务维修与微机监测功能合为一体，通过监测并记录信号　
设备的主要运行状态，对整个系统的运行情况进行监测，　
为电务部门掌握信号设备当前状态提供科学依据。监测机　
系统满足铁道部颁发的信号微机监测技术条件。联锁机实　
现联锁功能，完成联锁逻辑运算，进行信号设备状态的采　
集与控制，与监测机交换信息。全电子计算机联锁系统　
实现了控制、执行、监测一体化智能控制，将道岔动作　
电流、轨道受电端电压等模拟量采集功能纳入其中，实现　
了微机监测系统对现场信号的采集、调理与处理功能。同　
时，它还具有过流保护、故障诊断、智能处理多项综合功　
能，可实现远程管理和远程诊断。　
全电子计算机联锁系统的控制台采用彩色监视器或单　
元控制台，与传统计算机联锁系统的控制台一致，显示器　
显示站场图形，实时反映现场信号、道岔、轨道等设备的　
状态和联锁逻辑状态，通过鼠标对现场设备进行操作，具　
有声光报警和提示功能，对需要引起操作人员注意的情况　
或有可能危及行车安全的情况及时给出提示或报警信息。　
全电子计算机联锁系统综合运用了计算机硬软件技　
术、网络通信技术、电力电子控制技术等多种高新技术，　
采用具有智能化和控制监督监测一体化的全电子模块，只　
保留了对外接口的少量配线，而且配线采用压接式端子，　
现场无需焊接，有效地提高了设备的安全性，消除了“封　
连线”隐患　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　
系统故障时，故障定位能够精确到板级，由人工更换故障　
板块，日常不需定期维护　全电子计算机联锁设备安全稳　
定性较高，故障模块更换简易方便。　
传统计算机联锁系统设备占地面积尽管远小于６５０２电　
气集中设备，但还没有达到最优最合理的使用房屋面积。　
以一个３０组道岔车站为例，计算机联锁系统需要３台标准　
机柜和８～９架组合架，组合架用来放置执行电路中的继电　
器。全电子计算机联锁系统设备只需５台机柜，这大大减　
小了信号房屋面积，节约了土地资源，降低了铁路建设成　
本。全电子计算机联锁设备执行单元电子模块成本高于传　
统计算机联锁设备继电执行电路，但综合考虑全电子计算　
机联锁系统的安全性、稳定性及可扩展性，且节约了信号　
设备房屋，其性价比高于传统计算机联锁系统。　

（作者单位：鸟鲁木齐铁路运输学校）

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1DS6-K5B计算机联锁控制系统解析详解

1DS6-K5B计算机联锁控制系统解析详解


7.5.4 系统技术特点
(1) 交流电源经UPS供给,UPS和直流稳压电源均采取热备冗余 设计，具有过压、过流保护功能。 (2) 计算机设备各模块内部用电均经过DC-DC变换，实现电气 绝缘；所有功能模块之间的连接全部采用光缆连接，做到 相互之间的电气隔离；与现场信号设备的连接，经过安全 型继电器和电子终端内部光电隔离电路的两级隔离。 (3) 联锁机的二重系通过交换同步定时信号，实现周期同步运 行。当一系因故障停止输出时，另一系自动接替工作，保 证现场信号设备控制不发生间断。 (4) 电子终端的每一系都接收联锁机二重系的输出，每一系的 输入都发送给联锁机的二重系。这种冗余的连接方式保证 任何一部分的单系发生故障，系统都能正常运行。既保证 故障-安全性又具有高可靠性。
语音 CTC接口 鼠标 显示器
远程监测
控制台
键盘 鼠标 显示器 打印机
MMIF Ⅰ系
DC24V 电源
MMIF Ⅱ系
控制台转换箱
A
AC220V
B
控显A机
INIO
控显B机
INIO
监测机
INIO
DS6-K5B 计算机联锁 系统由五个部分组成： • 控制台
模拟量 采集接口
人机接口 FSD486(或FSIO) 联锁逻辑部件 F486
4、电源：由 UPS 电源和两路直流 24V 稳压电 源组成。 • UPS 电源设计为双路热备冗余结构，一路为 逻辑 24伏（L24V），供联锁机和电子终端 的逻辑电路工作（经内部DC-DC变换成5V电 压）；另一路为接口 24伏（I24V），供输入 输出接口驱动继电器和采集表示信息。 • 24V稳压电源设计为 2 加 1 冗余方式，每一 路 24V 电源都由两个电源模块并联（互为热 备自动切换）工作，另设一个冷备模块人工 切换，保证具有高的可靠性。
铁路信号计算机联锁技术介

铁路信号计算机联锁技术介

铁路信号计算机联锁技术介绍张肖（中铁建电气化局第三工程有限公司，保定071000）摘要：阐述计算机联锁技术的原理结构，详细说明当前我国铁路信号施工技术中广泛应用的几种计算机联锁主流技术，展望计算机联锁技术的未来发展趋势。

关键词：计算机联锁；铁路通信；信号1、概述随着微电子技术、计算机科学和现代控制理论的发展，特别是可靠性和容错技术的提高，使铁路信号联锁控制系统在经历了以机械、机电、继电等传统技术手段组成的系统后，正向今天的以微电子、计算机和现代控制技术为基础组成的系统发展。

计算机联锁首先与1978年在瑞典哥德堡投入运用，后在世界各国推广使用。

1991年11月19日，中国铁路干线上第一个计算机联锁系统在广深线红海站开通，从此我国铁路信号进入了计算机联锁时代。

计算机联锁是一种由计算机及其他电子、电磁器件组成的具有故障-安全性能的实时控制系统。

计算机联锁系统由相关硬件和软件设备组成。

硬件设备包括联锁计算机（完成联锁和显示功能）、安全检验计算机（实现检验联锁计算机的运行情况，发现故障可导向安全）、彩色监视器、微型集中操纵台、安全继电器输入输出接口柜室外、计算机联锁专用电源以及现场信号机、转辙机、轨道电路等室外设备。

软件设备是实现进路、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库；二是进行联锁逻辑运算，完成联锁功能的运用程序。

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、时钟中段管理程序、表示信息采集及信息处理程序、操作命令输入及分析程序、选路及转岔程序、信号开放程序、解锁程序和站场彩色监视器显示程序模块等。

计算机联锁系统的功能包括如下几点。

1）联锁逻辑运算：接收ATS或车站值班员的进路命令，运行联锁逻辑运算，实现对道岔和信号机的控制。

2）轨道电路信息处理：处理列车检测功能的输出信息，以提高列车监测信息的完整。

3）进路控制：设定、锁闭和解锁进路。

EI32-JD计算机联锁介绍

EI32-JD计算机联锁介绍

板； 防雷地不大于10欧，可与信号防雷地共
用，保护地不大于4欧，一般需单设。
总体结构
上述结构的核心为联锁机、所有 驱动采集机均通过光缆连结为局域 网（LAN）。操作表示机与联锁机 直连的目的在于减少日信公司产品 和JD-ⅠA型计算机联锁产品之间的 耦合，提高开发的成功率。
示上 机述 与体 联系 锁结 机构 之的 间另 的一 连种 接表 关示 系方 。法
技术特点
1、联锁机/驱采机硬件及驱动、采集电路为日本 信号株式会社产品，操作表示机为工控机；
2、联锁机为二乘二取二结构，分为I、II系，各 系内部为二取二结构，双系互为热备；双系中 每一单系均包括双套计算机实时校核工作；每 一单系中必须双机工作一致才能对外输出，实 现全系的高安全性；任一单系检出故障均可立 即倒向备系工作，实现全系的高可靠性。
审查意见（第2条）
双系的切换采用JD-IA型计算机联锁的 设计原理，无主从之分，切换不影响正常 作业。
（操作表示机的双机（无缝）切换受到专家 好评）。
审查意见（第3条）
EI32-JD系统的驱动继电器电路为独立 的双线方式，没有共用回线。具有较高的 防止混线误动的能力，提高了系统的安全 性。
审查意见（第4条）
部门：技术部、市场部、联锁部、物资部、工程维护部、质检部、财 务部、行管部。
主要产品：
全路开通车站416个车站(06年底)
JD-IA型计算机联锁——全国14个铁路局都有使用车站。 EI32-JD型计算机联锁——2×2取2容错型。 TJWX-2000型微机监测系统——参与铁道部联合攻关组。 新一代CTC系统——已经通过铁道部评审。
10、联锁系统可与微机监测系统一并设计； 11、适用于区域联锁。联锁机和驱动采集
计算机联锁基本知识

计算机联锁基本知识


♦ 计算机联锁系统处于调度系统与列车间隔
调整系统之间，是联系两个系统的中间环 节。计算机联锁系统应当能够直接接受调 度计划并自动生成进路控制命令以及确定 命令的执行时机，并给调度人员提供更多 的信息，通过列车间隔调整系统、计算机 联锁系统、调度管理信息系统以及调度专 家系统的有机结合，将构成列车指挥与控 制的综合智能系统，为进一步保证行车安 全和提高行车效率创造条件。 ♦ 该系统的研制开发，在硬件选型、结构设 计、软件模块、系统冗余、故障－安全保 证方面，分别从以下几个方面给与考虑。
♦ 计算机联锁取代继电联锁具有以下优点：减少继 计算机联锁取代继电联锁具有以下优点：
电器检修工作量；减少系统设计、施工和维护的 工作量；减少建筑使用面积；当采用分布式系统 结构时，可以节省干线电缆，降低工程造价；当 采用了必要的提高系统的可靠性和安全性的技术 措施后（计算机联锁系统的安全性主要是由计算 机的联锁软件实现的），系统的可靠性和安全性 将得到提高；便于改造，便于增加新的功能。 ♦ 宏观地看，信息化是当代和今后较长时期内社会 发展的基本潮流，信息化的突出标志是智能工具 系统的不断涌现和应用。在系统方能够实现的功 能方面，若计算机联锁系统的水平仅仅达到或略 高于继电联锁系统的水平，则是非常不够的，这 样将不能适应铁路信号向信息化、智能化和综合 化发展的要求。
♦ 1.系统技术的先进性： 系统技术的先进性： 系统技术的先进性 ♦ 计算机联锁系统是由控制中心和车站构成的两层结构广域 实时控制系统，其主要设备由计算机、网络设备、调度集 中和专用设备及其接口电路组成。应用服务器和终端工作 站采用性能优异的X86系列计算机和显示装置，关键设备 采用双机热备工作方式。 ♦ 2.系统的高可靠性： 系统的高可靠性： 系统的高可靠性 ♦ 系统数据服务器采用双机和共享磁盘阵列组成高可靠的机 群系统。应用服务器采用双机热备工作模式。终端工作站 采用互备工作模式。 ♦ 3.系统的开放性和封闭性： 系统的开放性和封闭性： 系统的开放性和封闭性 ♦ 开放的计算机网络平台可以为用户和提供通用的计算机网 络编程技术，为实现版本升级、系统扩容、硬件兼容提供 十分简捷的途径。计算机联锁系统对内部的各子系统是充 分开放的，系统对外部而言，是完全封闭的，从而实现资 源的共享，又实现了与外界的隔离。