淺談鐵路信號計算機聯鎖及調度監督系統
摘要本文簡要介紹了我公司鐵路運輸系統概況、計算機聯鎖系統及其在我公司鐵路信號當中的應用。以計算機網絡設備技術為基礎，將下屬各鐵路站場的信息資源集中起來，設計了用於鐵路調車作業宏觀調控與監督的調度監督系統。
關鍵詞計算機聯鎖 調度監督系統
壹、天津石化公司鐵路系統運輸概況
由於我公司是集石油化工化纖采集、運輸、加工、生產、銷售於壹體的特大型國有企業。二級單位的位置分布決定了我們三個鐵路站場的特點是：每個隊作為壹個相對獨立的站場，以各隊的調度為中心的線路向各作業部發射延伸、點多線長、位置分散。設備所在地區受風沙、鹽堿、潮濕、幹燥、地質等方面的不良影響較為嚴重，從而導致的計算機聯鎖系統室內外設備尤其是室外設備故障發生率較高。
二、計算機聯鎖系統
1、聯鎖及故障導向安全
所謂聯鎖即道岔、進路和信號三者之間相互制約、相互依存的關系，實現聯鎖的設備叫做聯鎖設備。計算機聯鎖系統是在電氣集中成功 經驗 的基礎上，以工業控制計算機裝置取代電氣集中選擇組和執行組的繼電器電路，用計算機軟件實現電氣集中全部技術要求的新型車站集中聯鎖系統。計算機聯鎖裝置主要由室內設備和室外設備兩大部分組成。車站值班人員通過計算機聯鎖控制臺或操作員站辦理行車作業、進行人機對話，該控制臺包括按鈕盤或鼠標和彩色站場 顯示器 ，可實時顯示該站的各項作業情況和現場設備工作狀態。
通俗的來說故障導向安全就是當影響機車運行的設備發生或存在故障時，聯鎖計算機應當在機車作業前事先發出警報，通知電務或工務人員及時解決，防止機車或列車在作業中發生事故，任何計算機聯鎖系統都必須首先保證故障導向安全這壹前提。
2、VSI 2000A計算機聯鎖系統
由於我們三個調車場聯鎖系統大同小異，以二隊系統為例對計算機聯鎖系統做簡要分析說明。VSI 2000A計算機聯鎖系統可以分成三層結構。結構框圖如1所示：
上層為操作員站(通常也叫上位機)。是供信號操作員辦理進路，操縱設備的人機對話設備。它是由兩臺高可靠工業控制計算機，構成冗余工作方式。兩套操作員站分別設置顯示器、鼠標和音箱等操作表示設備。用彩色光帶圖形和文字語音等手段，提供站場圖、設備狀態顯示及操作提示和報警。
三、調度監督系統及其設計
1、調度監督系統簡析。調度監督系統是以信息處理為核心，以 網絡技術 為基礎構成的實時監督和管理信息系統，它利用各車站計算機聯鎖系統中的各車站的股道占用、信號顯示、進路排列、列車運行及相關資料等重要信息，經處理後及時準確地提供給各級調度指揮人員，實現列車運行和車站站場作業的實時監督顯示，提高調度指揮管理水平。
2、調度監督系統的模式選擇。調度監督系統的實現通常有兩種模式。壹種是利用聯鎖系統的遠程點對點通訊功能，每個站場利用電話線將壹對調制解調器連接起來配上相應的通訊軟件使數據傳送到服務器上，服務器提供給 其它 ***享終端使用數據。第二種模式是利用聯鎖系統提供的以太網功能和其它網絡進行互聯通訊，***享有關數據信息。為了安全起見，不宜對聯鎖主機進行操作，而是將歷史站中時時更新的數據庫發送到調度監督系統中的服務器上。
3、調度監督系統的總體設計方案。如圖2可以看出，系統的整體結構分為三部分。上層調度監督系統和基層車站系統和公司辦公***享部分。上層調度監督系統由服務器、局域網交換機、調監顯示工作站、調度員工作站、UPS電源等構成局域網系統。利用計算機聯鎖系統遠程通訊或以太網互聯功能，采用客戶端/服務器(Client/Server)型數據庫，用光纖將上層調度監督系統和各基層站場計算機聯鎖系統的數據庫聯接起來構成壹個星形專線網絡連接，完成基層車站與上層調度系統的數據交換。將各站場的數據庫作為監督系統的遠程數據庫，對於運行在服務器上的應用程序而言，遠程、本地數據庫是完全壹樣的，這就保證了監督系統與個站場信息的壹致性。
調度監督 操作系統 采用通用標準的網絡操作系統WindowsNT/2000和網絡通信協議TCP/IP，為調度監督系統的擴展和資源***享提供軟件基礎。根據各鐵路系統不同條件，服務器可考慮采用高可靠性的DELL微機或雙機熱備份系統，以確保適應惡劣的環境。
四、計算機聯鎖系統和調度監督系統的維護與檢修
(1)在日常巡檢時，加強對執行機、模塊狀態燈、電源各種板塊、聯鎖機的檢查，只有這樣才能及時通過狀態燈的變化發現並處理設備中存在的問題。(2)加強對UPS、電源的監控，對電源電流、電壓每日進行在線測試，按季度對UPS實行容量和充放電檢查。通過對電源進行實時測試，發現二路電源具有不穩定性，停電次數較多。所以為了減少單電源運行對現場運輸作業造成的安全隱患，應該制訂信號電源停電的應急方案，找出突發停電狀況下現場運輸操作的註意事項。(3)定期對電源、上位機、通訊板、UPS等進行切換試驗，從而避免設備長期運行造成通訊異常、 死機 等問題，在降低對現場作業產生影響的基礎上，定期實行重新起機測試、切換試驗等操作，從而使設備能夠長周期運行。(4)利用計算機聯鎖系統和調度監督系統的監測機和電務維修機記錄的數據，並根據回放的站場運行情況、電壓電流值的檢索記錄，正確的對電源供電狀態、執行機模塊狀態、聯鎖機、通訊狀態等進行分析，從而準確把握整個系統的運行趨勢。重點分析執行機模塊的進行狀態，記錄執行模塊產生問題時的原因和狀態，並提出相應地維修建議。
通過對計算機聯鎖系統和調度監督系統的關鍵部位進行精細維護檢修，充分利用和分析監測機記錄的數據，這兩個系統壹定能長期、穩定、安全地運行，確鐵路的運輸安全。
參考文獻
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鐵路信號計算機聯鎖畢業論文篇三
淺談安全型鐵路信號計算機聯鎖熱備系統實現
摘要：鐵路信號是鐵路日常運行管理中的重點項目。計算機聯鎖系統是實現鐵路現代化運行的重要基礎，能有效的提升車站的通車能力。與傳統的電氣聯鎖系統相比，計算機聯鎖系統擁有維修方便、設計簡單等優勢，便於日後的改造和管理，推動了鐵路管理的智能化、信息化和網絡化。
關鍵詞：計算機聯鎖;鐵路信號;提升
隨著信息技術的不斷發展，鐵路信號聯鎖控制系統經歷了諸多發展時期，有傳統的機械、機電系統轉化為現代社會中微電子、計算機等現代控制系統。計算機聯鎖能高效、安全的維持車站運轉，提高車站整體運行效率。本文結合相關計算機聯鎖技術分析我國應該如何開展安全型鐵路信號計算機聯鎖熱備系統的實現工作。
壹、安全型鐵路信號計算機聯鎖熱備系統的總體設計
鐵路信號計算機聯鎖熱備系統能有效的提高鐵路信號系統的實用性可靠性。本文依據傳統鐵路信號的計算機聯鎖系統的特點，設計實用性能較高的雙機熱備系統。
1、雙機熱備系統
雙機熱備計算機連鎖系統是由兩臺計算機同時控制，進行邏輯運轉計算。在工作過程中，只有壹臺計算機控制輸電線路，另壹臺則保持待機狀態。如果在運轉中主機出現故障而備機無故障，則自動切換到備機工作，由備機切換成主機，繼續控制輸電線路運行。
在傳統鐵路信號計算機聯鎖系統中，大多都采用人工冷備份來保證聯鎖系統的穩定性，但與雙機熱備系統相比，這種存在明顯的弊端。首先當主機出現故障時，需要用人工來切換備機設備，便捷性能差。其次，在主機和備機切換過程中，容易出現信息缺失。最後，在安全性能方面，雙機冷備系統具有明顯缺陷，單機效率不足。正是由於傳統的雙冷備分中存在明顯不足，因此要加快雙機熱備系統研制工作。
2、設計雙機熱備系統的原則
在設計雙機熱備系統過程中，要明確設計工作的前提、目標和原則，保證設計過程的科學性。、
設計雙機熱備系統的前提條件就是確保信息傳輸的安全性和效率性，最大程度保證行車安全。
在設計過程中，要考慮到以下幾個因素：
(1)準確性：主機和備機之間工作互補是雙機熱備系統中的壹大特色。當主機發生故障時，要保證備機能準時發送信號並開始工作，同時展開主機與備機之間的信息交換程序。當主機重新恢復工作時，備機要將信息再次傳輸回主機。
(2)便捷性：便捷性主要是指主機和備機之間能順利完成信息交換工作。
3、系統功能的實現
雙機熱備系統要從五個層次加以實現，包括：人機對話層、聯鎖運算層、復核驅動層、接口層和監控對象層。本文通過劃分該五個層面，對開展設計分析。
(1)人機對話層
人機對話層由顯示屏、音響、鼠標等計算機基礎設備組成。它依靠鼠標、鍵盤出入命令信息，通過串口傳輸到兩臺計算機中。通常情況下，可以使用壹機多屏的技術來顯示整個車站情況(車站大小決定顯示器數量)，也要將車站站臺的動態信息與計算機聯鎖系統中的文字信息通過動態顯示屏或LED顯示屏上顯示，方便工作人員檢查管理。當主機出現故障時，要通過音響音樂進行報警。在顯示屏上也應該設置故障閃爍信號燈，保證管理人員能在第壹時間掌握故障情況並加以處理。
在設置人機對話層過程中，要保證系統能夠自動實現啟動和關閉。要根據站臺的實際情況發送開車、停車指令。能準時實施光學報警，方便操作人員管理維修。
(2)聯鎖運算層
在雙機熱備系統中，聯鎖計算機是整個系統的核心部分，它由互補的兩臺熱備份聯鎖計算機及相關***享器組成。在運行過程中，聯鎖計算機通過內部聯鎖軟件的完成命令信號的判斷、對聯鎖信號的分析、生成控制命令、診斷鐵路信號故障等工作。在雙機熱備系統中，兩臺熱備份聯鎖計算機要具有相同的配置，保證系統和操作人員在檢測出聯鎖計算機出現故障時，通過***享器完成信息的自動切換或人工切換，使故障計算機退出應用信息管理程序，並發出警報。
(3)復核驅動層
復合驅動層是由兩套配置完全相同的PLC可編程邏輯控制器組成。復核驅動器主要負責采集車站的具體信息，並完成對相關信息進行分析、對聯鎖運算機所發出的命令進行復核同時驅動車站信號、輔助系統完成自我監測等工作。PLC可編程邏輯程序控制器同樣是互為熱備的系統，它能通過對故障的檢測發現CPU和I/O等功能模塊的故障狀態，也能進行PLC程序中CPU和I/O等功能模塊之間相互切換工作。
(4)接口層
接口層是鏈接計算機聯鎖系統和監控對象的關鍵。接口層主要承擔以下任務：
①時刻監控車站現場的監控，完成表示信息的電平向靜/動轉換以及PLC系統信號的之間的脈沖驅動信號向電平表示信息轉換。
②監控專用電路控制設備運行，並支持系統完成監控。
(5)監控對象層
監控對象層主要指將計算機連鎖系統用於監控車站狀態控制以及調動機車的信號控制設備。在車站運行中，監控對象層的相關設備主要包括車站中用於指示列車運行的有色信號燈、轉動岔道的轉轍機、檢測車站中軌道空閑區段以及占用狀態的軌道電路等。
二、 系統安全 保護
在提高計算機聯鎖系統安全性過程中，國內外都采用二模動態亢余方案或三模靜態亢余方案。三模靜態亢余方案能利用硬件亢余提升系統的可靠性，二模動態亢余方案是利用整合硬件亢余資源，結合相關故障檢測技術進行分析處理。在保護雙機熱備系統安全工作中，可以根據具體形式選擇解決方案。
結束語：本文通過簡單分析安全型鐵路信號計算機聯鎖熱備系統中雙機熱備系統的設計流程，為未來鐵路信號信息化發展提供壹個方向，希望能為相關部門解決實際問題提供幫助。在具體實施過程中，會出現信息交換不流暢、數據不穩定等情況，希望工作人員能克服實際困難，大膽實踐，不斷豐富雙機熱備系統，使雙機熱備系統更具體化、實用化。
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