论文部分内容阅读
摘要： 微机联锁系统经济效益好，传送信息量大，还便于联网和升级。我国车站对微机联锁系统需求紧迫，普及使用微机联锁系统是铁路信号的必然。介绍铁路信号微机联锁系统的设计方案和系统特点，重点阐述微机联锁系统的层次结构和连锁功能设计的实现方法。
关键词： 铁路信号；微机连锁；机车信号
中图分类号：R952 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0520094－01
0 前言
微机联锁是直接控制列车安全运行的设备，随着大量电子设备的在铁路信号系统的引用，微机联锁发挥着越来越重要的作用，它以微机为主要技术载体、结合集中联锁信号设备来实现行车、调车进路的自动控制，极大地提高了管理水平、改善了劳动条件，保障着列车高效安全运行。
1 铁路信号微机联锁系统概述
车站联锁系统就技术经历了机械联锁、电气联锁的阶段，正向电子化阶段发展。在我国铁路上应用着多种车站联锁系统，比如安徽省淮北矿业集团铁路运输处临涣电务段，使用上海亨均的微机联锁，站场设备只有ZD-6电动转辙机、25HZ相敏轨道电路、信号机是普通调车信号机和进出站信号机，以及预告信号机。根据控制道岔、信号机以及实现联锁的集中化程度，基本上分为非集中联锁系统和集中联锁系统。
由于微机联锁系统的综合性能远远超过以往的任何联锁系统，因此车站联锁系统由传统的落后装置向微机联锁系统转化趋势不可扭转。 随着计算机技术的普及以及容错理论和可靠性技术的不断提高，各国相继出现计算机代替继电器电路的微机联锁系统。该系统能够完成对车站值班员的操作命令、对现场各种表示信息进行逻辑运算，具备各种“冗余”及“故障/安全”处理措施，从而对信号机和道岔进行有效的安全控制，体现出适时性、安全性、可靠性、可维护性及性价比等明显优势。从这个意义上讲，微机联锁系统就是以计算机语言操作指令为主要技术手段实现车站联锁的实时控制系统。
2 微机联锁系统特点分析
微机联锁系统的运行需要连锁软件的支持，作为微机联锁系统重要组成部分的联锁软件，支配着连锁系统的功能发挥和实现，让微机体现出联锁系统自身的特点。
2.1 系统兼容性
联锁程序建模时采用通用的标准框架结构，按照进路控制过程来设计，当运用在不同结构、不同模块的车站时，只要修改站场基本数据后就能向连锁模型提供不同的进路数据表，容易变更控制数据和改变进路关键控制节点，实现不同进路的控制。联锁程序建模的好处是大大提高了系统维护的效率，其兼容普遍性能适用不同规模车站的需要，不需针对每条具体进路设计程序。再就是当应用于不同结构的进路时，隐含在程序中某些缺陷极易暴露和发现，调试过程中可以及时修改和纠正，轻松做到扩展、更新和重构。提高了系统运行的可靠性、安全性。
2.2 处理即时性
联锁程序模块具有实时处理能力，确保微机联锁系统的实时性要求，完成联锁处理任务。联锁系统可以连续不断地采集采集控制台按钮操作信息和现场设备状态变化信息等输入变量的情况，及时刷新站场各类表示信息，以脉冲串形式输出道岔和信号的控制命令，对涉及安全的控制命令还能以带有警示安全特征的形式输出。
2.3 结构模块化
微机联锁系统的软件设计采用模块化结构，因为不同铁路站场的规模与作业需求不尽相同，为了能提高连锁系统的通用性，对联锁数据和联锁程序实现模块化结构。单个数据模块是描述某个信号特征的所有数据的集合，而联锁程序的单个模块则是按进路处理不同功能
来编制设计，所有的模块既共同服务于连锁系统又相对独立。存储在系统中以备随时调用，微机连锁系统实现了程序、数据的有效分离，增加了应用的灵活性和实用性。
3 微机联锁控制系统结构
微机联锁控制系统结构采用三层安全联锁结构。具有操作控制层、联锁运算层、执行层等三个物理层次。
3.1 操作控制层层
将管理人员通过键盘、鼠标的操作输入反应到联锁微机，系统处理中心对正常的上位机操作进行处理，形成有效的操作命令，并在屏幕上给出相应的表示，以便管理人员确认自己的操作。同时对站场现场信号设备的状态通过在屏幕显示出来，以便管理人员随时监控现场设备的运用情况。
3.2 联锁运算层
联锁微机是系统的核心部分，承担着操作输入指令的判别、联锁信号的逻辑运算分析、控制命令生成和发送等任务，要求系统联锁层完成规定的联锁功能，根据管理员的指令自动建立列车进路和调车进路，还要能够引导接车进路。进行站内车况进出站仿真和模拟，通过鼠标在轨道区段上的点击检测，实时仿真轨道区段的占用和出清。实现进路的自动正常解锁、排障解锁和人工解锁功能。可以完成人工对道岔的单独操纵指令控制，联锁运算层的可靠性对系统的安全性能有较大影响。
3.3 执行层
执行层是管理操作和联锁运算结果的最后结果表现，是代表综合计算和智能判断之后对正确指令的执行。实时采集现场信号机和道岔的状态信息，为联锁运算提供数据，实现站场监控设备表示信息与微机输出的驱动信号的安全逻辑转换，根据联锁软件生成的控制命令来控制现场设备电路运作，还负责使用专用电路规范监控设备的信息采集机制与设备驱动流程。
4 小结
微机联锁是控制列车在站内运行的主要设备之一，铁路运输按正常运行图安全可靠的运行，需要列车和地面设备都按常规作业，在“以人為本”的今天，列车运行可靠性和安全性更是人们关注的问题。微机联锁系统是铁路信号联锁的发展方向，微机连锁系统的优越性，吸引着业内人士不断的对连锁微机系统改进和开发，从传统的结构式程序，到面向对象的程序建模，再到面向Agent的智能模块，微机连锁系统也在不断的升级着。
参考文献：
[1]赵志熙，微机联锁技术，中国铁道出版社，1995：77-79.
[2][美]P.K.拉.拉，容错与故障可测性系统设计，中国铁道出版社，1989：92-114.
[3]李卢强，铁路信号计算机联锁系统自动测试系统的构造研究[D].合肥工业大学，2010.
[4][英]保罗.鲁克，软件可靠性手册，航空工业出版社，1996：73-82.
作者简介：
张飞（1982-），男，现为淮北矿业集团铁路运输处临涣电务段袁店领工区技术主管，助理工程师。
关键词： 铁路信号；微机连锁；机车信号
中图分类号：R952 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0520094－01
0 前言
微机联锁是直接控制列车安全运行的设备，随着大量电子设备的在铁路信号系统的引用，微机联锁发挥着越来越重要的作用，它以微机为主要技术载体、结合集中联锁信号设备来实现行车、调车进路的自动控制，极大地提高了管理水平、改善了劳动条件，保障着列车高效安全运行。
1 铁路信号微机联锁系统概述
车站联锁系统就技术经历了机械联锁、电气联锁的阶段，正向电子化阶段发展。在我国铁路上应用着多种车站联锁系统，比如安徽省淮北矿业集团铁路运输处临涣电务段，使用上海亨均的微机联锁，站场设备只有ZD-6电动转辙机、25HZ相敏轨道电路、信号机是普通调车信号机和进出站信号机，以及预告信号机。根据控制道岔、信号机以及实现联锁的集中化程度，基本上分为非集中联锁系统和集中联锁系统。
由于微机联锁系统的综合性能远远超过以往的任何联锁系统，因此车站联锁系统由传统的落后装置向微机联锁系统转化趋势不可扭转。 随着计算机技术的普及以及容错理论和可靠性技术的不断提高，各国相继出现计算机代替继电器电路的微机联锁系统。该系统能够完成对车站值班员的操作命令、对现场各种表示信息进行逻辑运算，具备各种“冗余”及“故障/安全”处理措施，从而对信号机和道岔进行有效的安全控制，体现出适时性、安全性、可靠性、可维护性及性价比等明显优势。从这个意义上讲，微机联锁系统就是以计算机语言操作指令为主要技术手段实现车站联锁的实时控制系统。
2 微机联锁系统特点分析
微机联锁系统的运行需要连锁软件的支持，作为微机联锁系统重要组成部分的联锁软件，支配着连锁系统的功能发挥和实现，让微机体现出联锁系统自身的特点。
2.1 系统兼容性
联锁程序建模时采用通用的标准框架结构，按照进路控制过程来设计，当运用在不同结构、不同模块的车站时，只要修改站场基本数据后就能向连锁模型提供不同的进路数据表，容易变更控制数据和改变进路关键控制节点，实现不同进路的控制。联锁程序建模的好处是大大提高了系统维护的效率，其兼容普遍性能适用不同规模车站的需要，不需针对每条具体进路设计程序。再就是当应用于不同结构的进路时，隐含在程序中某些缺陷极易暴露和发现，调试过程中可以及时修改和纠正，轻松做到扩展、更新和重构。提高了系统运行的可靠性、安全性。
2.2 处理即时性
联锁程序模块具有实时处理能力，确保微机联锁系统的实时性要求，完成联锁处理任务。联锁系统可以连续不断地采集采集控制台按钮操作信息和现场设备状态变化信息等输入变量的情况，及时刷新站场各类表示信息，以脉冲串形式输出道岔和信号的控制命令，对涉及安全的控制命令还能以带有警示安全特征的形式输出。
2.3 结构模块化
微机联锁系统的软件设计采用模块化结构，因为不同铁路站场的规模与作业需求不尽相同，为了能提高连锁系统的通用性，对联锁数据和联锁程序实现模块化结构。单个数据模块是描述某个信号特征的所有数据的集合，而联锁程序的单个模块则是按进路处理不同功能
来编制设计，所有的模块既共同服务于连锁系统又相对独立。存储在系统中以备随时调用，微机连锁系统实现了程序、数据的有效分离，增加了应用的灵活性和实用性。
3 微机联锁控制系统结构
微机联锁控制系统结构采用三层安全联锁结构。具有操作控制层、联锁运算层、执行层等三个物理层次。
3.1 操作控制层层
将管理人员通过键盘、鼠标的操作输入反应到联锁微机，系统处理中心对正常的上位机操作进行处理，形成有效的操作命令，并在屏幕上给出相应的表示，以便管理人员确认自己的操作。同时对站场现场信号设备的状态通过在屏幕显示出来，以便管理人员随时监控现场设备的运用情况。
3.2 联锁运算层
联锁微机是系统的核心部分，承担着操作输入指令的判别、联锁信号的逻辑运算分析、控制命令生成和发送等任务，要求系统联锁层完成规定的联锁功能，根据管理员的指令自动建立列车进路和调车进路，还要能够引导接车进路。进行站内车况进出站仿真和模拟，通过鼠标在轨道区段上的点击检测，实时仿真轨道区段的占用和出清。实现进路的自动正常解锁、排障解锁和人工解锁功能。可以完成人工对道岔的单独操纵指令控制，联锁运算层的可靠性对系统的安全性能有较大影响。
3.3 执行层
执行层是管理操作和联锁运算结果的最后结果表现，是代表综合计算和智能判断之后对正确指令的执行。实时采集现场信号机和道岔的状态信息，为联锁运算提供数据，实现站场监控设备表示信息与微机输出的驱动信号的安全逻辑转换，根据联锁软件生成的控制命令来控制现场设备电路运作，还负责使用专用电路规范监控设备的信息采集机制与设备驱动流程。
4 小结
微机联锁是控制列车在站内运行的主要设备之一，铁路运输按正常运行图安全可靠的运行，需要列车和地面设备都按常规作业，在“以人為本”的今天，列车运行可靠性和安全性更是人们关注的问题。微机联锁系统是铁路信号联锁的发展方向，微机连锁系统的优越性，吸引着业内人士不断的对连锁微机系统改进和开发，从传统的结构式程序，到面向对象的程序建模，再到面向Agent的智能模块，微机连锁系统也在不断的升级着。
参考文献：
[1]赵志熙，微机联锁技术，中国铁道出版社，1995：77-79.
[2][美]P.K.拉.拉，容错与故障可测性系统设计，中国铁道出版社，1989：92-114.
[3]李卢强，铁路信号计算机联锁系统自动测试系统的构造研究[D].合肥工业大学，2010.
[4][英]保罗.鲁克，软件可靠性手册，航空工业出版社，1996：73-82.
作者简介：
张飞（1982-），男，现为淮北矿业集团铁路运输处临涣电务段袁店领工区技术主管，助理工程师。