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1、计算机联锁系统计算机联锁系统计算机联锁计算机联锁COMPUTER INTERLOCKINGCOMPUTER INTERLOCKING兰州交通高校兰州交通高校兰州交通高校兰州交通高校第一部分第一部分第一部分第一部分 计算机联锁的概念计算机联锁的概念计算机联锁的概念计算机联锁的概念1第二部分第二部分第二部分第二部分 计算机联锁的主要技术条件计算机联锁的主要技术条件计算机联锁的主要技术条件计算机联锁的主要技术条件2第四部分第四部分第四部分第四部分 计算机联锁系统的功能计算机联锁系统的功能计算机联锁系统的功能计算机联锁系统的功能4第五部分第五部分第五部分第五部分 计算机联锁系统的优越性计算机联锁系统的
2、优越性计算机联锁系统的优越性计算机联锁系统的优越性5第三部分第三部分第三部分第三部分 计算机联锁的发展计算机联锁的发展计算机联锁的发展计算机联锁的发展3计算机联锁系统概述计算机联锁系统概述第六部分第六部分第六部分第六部分 计算机联锁系统的技术特点计算机联锁系统的技术特点计算机联锁系统的技术特点计算机联锁系统的技术特点6l 什么是联锁？l 联锁是以技术手段保证行车平安，实现信号机、道岔与进路之间保持的确定制约关系和操作依次。l 什么是计算机联锁？l 计算机联锁是以计算机技术为核心，接受通信技术、牢靠性与容错技术以及“故障平安”技术实现铁路车站联锁要求的实时限制系统。第一部分第一部分 计算机联锁的
3、概念计算机联锁的概念 车站信号联锁系统是保证站内行车平安，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须要，在不断的更新和发展，其发展过程已经阅历了机械化联锁、机电联锁和电气集中联锁几个阶段，目前普遍接受计算机联锁，并有向全电子计算机联锁发展的趋势。第一部分第一部分 计算机联锁的概念计算机联锁的概念v计算机联锁能满足各种车站（场）规模和运输作业的须要，保证行车平安，提高运输效率，并具备大信息量和联网实力。v计算机联锁接受硬件冗余结构，如双机热备、三取二或二乘二取二的结构。牢靠度指标：平均故障间隔时间大于或等于106h
4、；平安度指标：平均紧急侧输出间隔时间大于或等于1011h。v计算机联锁运用的涉及平安的电路符合故障平安原则；电路故障能刚好发觉，当故障会危及行车平安时，能切断系统的紧急侧输出。v计算机硬件体系结构为层次结构，如分为人机对话层、联锁运算层和执行表示层。v计算机联锁具有通过通信前置处理机和通信网与其他系统实现通信实力，与调度指挥系统的数椐通信符合有关规定。其次部分其次部分 计算机联锁的主要技术条件计算机联锁的主要技术条件v计算机联锁的软件系统达到软件制式检测要求的牢靠性和平安性，全部程序都具有模块化、结构化和标准化的特点。v计算机联锁的各种接口与通道能保证长期运用的高稳定性和高牢靠性。与平安有关的
5、接口与通道符合故障平安原则，还接受了光电隔离、动态冗余编码、参数限界冗余、故障检测及其它特殊方法，以防止紧急后果的发生。v计算机联锁能通过外部数椐通道或计算机网络与其它自动化或管理系统，如CTC、TDCS等连接，与之信息交换。v计算机联锁设有两路独立电源供电，并且有自动转接功能，以保证不间断供电。计算机和电子设备的直流电源具有不间断供电和有效去除脉冲及浪涌干扰的性能。v计算机联锁实行了必要的防电磁干扰和防雷措施，以保证在规定严酷性等级的运用环境中，设备都能正常工作。其次部分其次部分 计算机联锁的主要技术条件计算机联锁的主要技术条件v信号设备的接地电阻值不大于10，用于防护电子设备的平安疼惜地线
6、的接地装置其接地电阻值不大于4。对于重雷害地区，地线设置还实行了特殊措施。v监测子系统作为系统的基本组成部分，为维护运用部门供应监测、报警、统计、分析、管理、远程诊断及维护功能。v依据须要设应急盘，在计算机联锁失效时限制道岔和引导信号。其次部分其次部分 计算机联锁的主要技术条件计算机联锁的主要技术条件v1825年9月7日第一条铁路在英国诞生，主要问题是平安和效率；v1830年出现铁路信号；v1856年第一套简洁的机械式车站联锁限制设备诞生；v1927年基于布线逻辑的继电器联锁限制系统问世，其联锁逻辑由继电器实现。我国的典型代表为6502电气集中联锁限制系统；v1978年，由瑞典ABB公司研制的
7、世界上第一套计算机联锁限制系统在瑞典哥德堡站成功应用。第三部分第三部分 计算机联锁的发展计算机联锁的发展 自20世纪80年头初，我国发展了计算机联锁系统探讨，1984年在南京梅山铁矿投入运用。驼峰编组场尾部计算机联锁系统于1989年未通过鉴定并在郑州北编组站运用。在干线铁路上引进并结合我国铁路实际运营技术条件开发的计算机联锁系统，于1991年在广深线的红海站投入运营。国内研制的第一套计算机联锁系统于1993年在哈尔滨局平房站正式开通运用。二十余年来，国内计算机联锁从路外到路内，从小站到大站，从支线到干线，从中间站到编组站，发展特殊快速。至今全路大部分车站己运用各种型号的计算机联锁系统。起先用得
8、比较广泛的有TYJL型双机热备系统、TYJLTR9型三取二系统；DS611型双机热备系统；JD1A型计算机联锁系统；VPI型计算机联锁系统。第三部分第三部分 我国计算机联锁的发展我国计算机联锁的发展 双机热备计算机系统在长期应用和发展中己经逐步成熟和稳定，但由于其先天的不足，照旧暴露出很多软、硬件设计上的缺欠。随着提速、客运专线、大型客运站、重点车站、重载线路的建设和改造，它们对计算机联锁系统的牢靠性、平安性提出了更高的要求。我国目前的探讨成果主要为三取二冗余系统和二乘二取二冗余系统。因此实现计算机联锁在结构上的突破，向多重冗余校核方向发展，接受三取二或二乘二取二模式是一个必定。第三部分第三部
9、分 我国计算机联锁的发展我国计算机联锁的发展 2000年，中国通信信号集团公司探讨设计院与日本京三制作所合作，接受K5B故障平安型硬件，结合本院自行开发的计算机联锁软件，成功研制开发出了适合我国铁路运输的DS6K5B型计算机联锁系统。2001年，北京交大微联科技有限公司、北京铁路局与日本信号株式会社进行了合作，利用日本信号公司的故障平安二取二CPU单板（EI32单元）的先进技术，结合在中国国内已成功应用的JDIA型计算机联锁的软件，成功开发了EI32JD型计算机联锁系统。第三部分第三部分 我国计算机联锁的发展我国计算机联锁的发展 CASCO平安型计算机联锁（VPI）系统：一种“故障-平安”的、
10、以多处理器为基础的车站联锁信号限制系统。该系统是中美合资卡斯柯信号有限公司从阿尔斯通信号（美国）公司（ALSTOM Signaling Inc.-即原美国GRS公司）引进，结合中国铁路运营技术条件，经过二次开发的一种平安型车站联锁设备。VPI型计算机联锁系统具有综合的限制和管理功能，能确保行车平安，提高运输效率，改善劳动条件，并为实现管理和信息现代化创建条件。在工程实施中，可以以计算机联锁系统（VPI）为核心，构成包括计算机联锁和调度集中/调度监督、信号微机监测等子系统的综合信号系统。第三部分第三部分 我国计算机联锁的发展我国计算机联锁的发展第三部分第三部分 我国计算机联锁的发展我国计算机联锁
11、的发展第三部分第三部分 我国计算机联锁的发展我国计算机联锁的发展 铁道科学探讨院通号所研制的 TYJL-型双机热备系统、TYJL-TR9型三取二容错计算机联锁系统已于 1997年12 月通过铁道部的鉴定；双机热备系统那主要应用于：北京1号线四惠车辆段 广州地铁2号线车辆段深圳地铁车辆段 南京地铁1号线车辆段、大连轻轨车辆段 重庆单轨交通北京13号正线车站计算机联锁以及车辆段计算机联 北京全路通信信号探讨设计院研制开发的DS6-11型双机热备系统和DS6-20 型三取二系统也于 1999 年 1 月通过铁道部鉴定。由此可见，计算机联锁已成为我国铁路车站信号设备的发展方向。可以认为，随着技术的进步
12、和铁路运输现代化要求的不断提高，计算机联锁设备必将成为继电联锁的换代产品。第三部分第三部分 我国计算机联锁的发展我国计算机联锁的发展 【瑞典】计算机联锁发展三个阶段：接受的典型产品为EBILOCK750系列，特点是信号机和道岔的限制器件仍由继电器来完成，保留轨道继电器；接受无接点方式的电子器件限制信号机和道岔，仍保留轨道继电器；实现全电子化限制，典型产品有EBILOCK850系统和EBILOCK950系统，限制电路、轨道继电器均接受无接点方式的功能块。平安性与牢靠性：接受分散限制方式，实行双机热备、单机运行双套软件。第三部分第三部分 国外计算机联锁的发展国外计算机联锁的发展 【英国】计算机联锁
13、又称为固体联锁（Solid State Interlocking，简称SSI）1985年SSI系统首次在明斯顿车站正式应用，其接受分散三级限制方式，为保障平安性与牢靠性，接受三取二表决的模式。参与表决的每个模块运行单套软件，每一模块与其他两个模块的运算结果相比较以检验自身的运算结果。第三部分第三部分 国外计算机联锁的发展国外计算机联锁的发展 【德国】于1979年确定研制计算机联锁1985年西门子公司以SIMIS系统为核心构成车站联锁限制系统在慕尼黑米腾瓦尔特区段的穆尔脑（Mulmau）站交付运用。早期的SIMIS-B型（8080 CPU）、SIMIS-C型（8085 CPU）、SIMIS311
14、6、SIMIS3216、SIMISE型（80386）、SIMIS-W型，前几种为双机硬件比较，后两种为三中取二表决型。第三部分第三部分 国外计算机联锁的发展国外计算机联锁的发展 【日本】于1985年起先运用计算机联锁，已经安装运用了200多个车站。主要产品为SMILE I、II、III型和K、N型五种类型,主要生产厂家是日本信号公司、京山制作所和大同信号公司。【美国】美国开发的计算机联锁产品主要有通用信号公司(GRS)的VPI平安型系统和联合道岔与信号公司(US&S)的Microlock系统两种。这两种制式目前大部分用在单机运行状态，系统的平安性则是由主机系统中的“平安逻辑”得到保证的。目前
15、VPI 系统安装运用了数十个车站，Microloek 系统也正式投入运用。第三部分第三部分 国外计算机联锁的发展国外计算机联锁的发展计算机联锁系统不仅具备继电联锁设备的联锁限制功能，而且利用计算机的快速信息处理实力、储存实力和联网实力，可便利的实现继电联锁设备难以实现的一些功能。联锁限制功能 计算机联锁系统的联锁功能与继电式电气集中是相同的，能依据车站行车平安的须要，在规定的联锁条件和规定的时序下自动对进路、信号和道岔实行限制。路的限制。进包括列车进路和调车进路的选排、锁闭和解锁；引导进路的限制等。列车进路的办理方法和继电联锁设备办理方法基本相同，仍沿用按压双按钮才形成操作叮嘱的规定，这样可避
16、开因误动一个按钮而产生错误操作叮嘱的可能。一些系统为办理慎重起见，对原铅封按钮的相应办理作了一些改动。第四部分第四部分 计算机联锁系统的功能计算机联锁系统的功能信号的正常开放、关闭、人工重复开放以及防止自动重复开放。道岔的单独操纵、锁闭和解锁。此外，通过在联锁软件中增加相应的功能模块，再加上少量的硬件电路，系统可进一步实现一些特殊电路的联锁功能。例如：非进路调车限制、道发线出岔进路限制、持续进路限制以及场间联系等。第四部分第四部分 计算机联锁系统的功能计算机联锁系统的功能 显示功能 计算机联锁系统接受大屏幕显示器取代表示盘，可以向操作人员供应更加丰富、直观的显示信息。站场基本图形显示。现场信号
17、设备状态显示。主要有：道岔的定、反位和四开位置，道岔单独锁闭和封闭状态；信号机的开放和关闭状态，灯丝断丝；轨道电路区段的空闲、占用、锁闭状态。一般用不同颜色代表不同含义。第四部分第四部分 计算机联锁系统的功能计算机联锁系统的功能车站值班员按压按钮动作的确认显示。联锁系统的工作状态、故障报警显示。时钟显示，必要的汉字提示，如操作错误提示、联锁状况提示、执行失败缘由提示等。第四部分第四部分 计算机联锁系统的功能计算机联锁系统的功能 记录存储和故障检测与诊断功能 利用计算机的信息处理实力和存储量大的优点，计算机联锁系统为实现系统维护、行车管理自动化奠定了基础。主要体现在：系统可按时间依次自动记录和储
18、存车站值班员按钮操作状况、现场设备动作状况和行车作业状况。电务修理人员只需依据功能菜单提示，按压相应的功能键，将前一段时间内的系统运行状况或作业状况按规定格式显示出来，作为查找故障、分析故障的参考。这些信息也可打印出来。供应图像再现功能，即系统可将前一阶段储存的数据以站场图形方式显示在屏幕上，依据实际操作和车列运行状况再现出来，以便更直观的地查找故障及分析问题。第四部分第四部分 计算机联锁系统的功能计算机联锁系统的功能实现进路储存和自动办理，可进一步提高车站行车作业效率。具有集中检测和报警功能。主要体现在两个方面：一是联锁系统的自检测功能，当系统自身出现故障时，维护人员可通过屏幕提示的错误号推
19、断、查找故障；二是对信号机、转辙机、轨道电路等现场设备的工作状态进行集中监测，一旦发觉故障，刚好记录并报警。监测和报警的具体内容，可根椐修理须要，全天候或定时对主体信号设备的参数进行测试、分析、推断、超限时刚好报警。第四部分第四部分 计算机联锁系统的功能计算机联锁系统的功能 语音提示功能 该系统具有通过语音或音响在限制台上播放提示信息的实力。当有多条信息须要同时播放时，这些信息轮番播放。结合功能 利用标准化的通信接口板、网络接口板以及通信规程，可干脆与现代化信息处理系统（如CTC、微机监测系统、TDCS、列车自动限制系统等）相联结进行数椐交换。第四部分第四部分 计算机联锁系统的功能计算机联锁系
20、统的功能 计算机联锁系统具有技术上与经济上的优越性。计算机联锁系统能够用较少的硬件投资和发挥软件的作用，较简洁地克服继电电路难以解决的一些问题。对接近区段小车的跳动，能够防止错误取消进路；对信号继电器、锁闭继电器前接点的粘连，系统能够刚好检出并报警等等。另外，在进路限制方式上，计算机联锁系统为实现进路储存和自动办理创建了条件。计算机联锁系统可以最大限度地利用软、硬件资源及冗余和其它容错技术，因此牢靠性与平安性更高。第五部分第五部分 计算机联锁系统的优越性计算机联锁系统的优越性u计算机联锁系统无论是硬件还是软件均接受标准化，模块化结构，不同规模和作业性质的车站或站场，只须要编制一些站场数据，选用
21、功能不同和数量不等的模块组装即可。因此系统设计、施工工作量也大大削减。u在维护方面，计算机联锁系统的修理工作量小，并且具有自诊断、故障定位功能，降低了维护难度并可通过远距离联网，实现远程故障诊断。另外系统的继电部分结构简洁，便于维护，而且继电器用量少，使得继电器检修工作量少。u计算机联锁系统能供应现代化的声、像、图文显示，人机交互的功能更加完善，内容更加丰富，信息量更大，工作效率更高。第五部分第五部分 计算机联锁系统的优越性计算机联锁系统的优越性u计算机联锁系统便于联网，为铁路信号系统向智能化和网络化方向发展创建了条件。通过与CTC联网，可依据调度支配实现进路程序限制。通过与旅客向导服务系统、
22、车次号跟踪系统联网，可构成全方位的计算机综合限制、管理系统，增加了运输调度指挥自动化、智能化水平。u接受分布式系统结构时，计算机联锁系统可以省去干线电缆，大幅度降低工程造价。u体积小、占地面积小，且随车站规模，节约更为显著。第五部分第五部分 计算机联锁系统的优越性计算机联锁系统的优越性 计算机联锁系统在技术实现上主要有以下特点计算机联锁系统在技术实现上主要有以下特点人机对话设备己由传统的限制台改为数字化仪、键盘或鼠标加大屏幕显示器人机对话设备己由传统的限制台改为数字化仪、键盘或鼠标加大屏幕显示器等，使得系统操作简便，显示清晰、直观，显示内容更为丰富。等，使得系统操作简便，显示清晰、直观，显示内
23、容更为丰富。系统软、硬件设计全部接受标准化、模块化结构，不同规模和作业性质的车系统软、硬件设计全部接受标准化、模块化结构，不同规模和作业性质的车站或站场可通过增减模块，便可适应其须要。硬件模块连接接受接插件结构，站或站场可通过增减模块，便可适应其须要。硬件模块连接接受接插件结构，便于系统维护。便于系统维护。联锁软件设计为双程序比较，两套独立版本的程序接受分层结构，各自运用联锁软件设计为双程序比较，两套独立版本的程序接受分层结构，各自运用完全独立的数据，程序和数据运用冗余编码技术，使得故障在每层都得到检完全独立的数据，程序和数据运用冗余编码技术，使得故障在每层都得到检查，将紧急侧故障最终降到最低
24、限度。查，将紧急侧故障最终降到最低限度。第六部分第六部分 计算机联锁系统的技术特点计算机联锁系统的技术特点u接受高牢靠、故障平安硬件结构。通常与联锁有关的计算机模块均接受冗余比较或多数表决的方式实现系统的故障平安保证，并接受双重或三重系统不停顿故障重组技术，提高系统的牢靠性和可用性。输入输出接口电路遵循闭环工作原理，并接受动态脉冲形式的故障平安电路，电路中的任何一个器件发生故障，均可导致脉冲信息的中断，从而使设备导向平安。u在信息传输方面，系统各计算机之间逐步过渡为光纤连接并进行网络通信；信息接受特殊编码和多重冗余等措施，确保数据传输平安牢靠。第六部分第六部分 计算机联锁系统的技术特点计算机联
25、锁系统的技术特点u为了提高系统运行稳定性，实行了一系列的抗干扰措施，外部设备和计算机之间接受光电隔离，系统设有单独的防雷柜进行通道防雷等，保证系统不受干扰影响、运输稳定牢靠。u系统功能齐全，除联锁限制功能外，普遍还有显示、检错、诊断、储存记录、语音提示以及与室外设备结合等功能。u预留有与其他自动化设备（如CTC、TDCS、微机监测系统、列车自动限制系统等）相连接的接口。第六部分第六部分 计算机联锁系统的技术特点计算机联锁系统的技术特点 今后，随着计算机通信技术(包括光缆通信和网络通信等技术)的进一步发展，计算机联锁系统本身将不再是一个孤立的车站信号联锁设备，而是综合行车指挥限制系统的一个重要组成部分，是具有多种功能和平安保证的行车指挥系统的一个基础设备。通过各种制式的联锁总线、局域网、广域网实行多层次限制，使限制范围扩大，削减投资，并可与运行图管理系统联网，依据调度支配实现进路程序限制，还可与旅客向导服务系统、车次号跟踪系统联网，构成全方位的计算机综合自动化限制、管理系统。第六部分第六部分 计算机联锁系统的技术特点计算机联锁系统的技术特点谢谢 谢！谢！计算机联锁系统概述计算机联锁系统概述