铁路车站计算机联锁基本原理共30页
N5_计算机联锁控制系统原理-系统结构
直接计算机联锁控制系统分解图
主机板
I/O 板
… …
I/O 板
工控机 1
现场设备继电器输入输出接口
轨道、道岔、信号机等现场设备
监督控制式计算机联锁控制系统框图
主机板
通信板
工控机 1
上 位 机（ 监 控 机 ）
主机板
通信板
I/O 通 道 扩 展 板
…
I/O 通 道 扩 展 板
工控机 2
I/O 板
…
I/O接口
安全型继电器
二取二联锁子系统结构示意图
上位机 MMI
电务维修机
3 1 2
MODEM
8
6 7
网络系统
监测系统 /CTC
4
9
5
10
MODEM
电源
联锁机下位机
远程诊断系统
CIS-1型计算机联锁系统结构图
主机板 检测控制部分 室内继电部分 室外设备部分
通信板
I/O 板
…
I/O 计 算 机 1
…
I/O 计 算 机 N
现场设备继电器输入输出接口
… …
继电器接口
轨道、道岔、信号机等现场设备
现场设备
JD-1A双机热备硬件总体结构
音箱 大屏幕A 大屏幕B 鼠标 打印机 监测机 电务维修机 操作机A 切换电路 操作机B
热备 热备 输入 电路 A I/O 总线
主 处理器
TriBus
主 处理器
输出 电路 A
A
TriBus I/O 总线 输出 电路 B
输入 电路 B 输入 端子 输入 电路 C
表决 输 出 端子
B TriBus I/O 总线
主 处理器
铁路电务K5B计算机联锁技术说明
K5B计算机联锁技术说明`DS6-K5B计算机联锁技术说明北京全路通信信号研究设计院2002年8月目录1.概述2.硬件系统构成3.软件系统构成4.设备安装5.电源6.操作与维护7.继电器接口电路8.电源9.地线1．概述DS6-K5B型计算机联锁，是我院与日本京三公司联合开发的新系统。
系统的联锁机和输入输出电路采用京三公司的K5B型产品。
该产品所有涉及到安全信息处理和传输的部件均按照“故障-安全”原则采取了2重系结构设计。
联锁处理部件采取双CPU共用时钟，对数据母线信号执行同步比较，发生错误时使输出倒向安全，具备了“故障—安全”性能。
联锁2重系为主从式热备冗余，通过高速通道进行数据交换，保证2重系同步运行，可实现不间断切换。
输入输出电路采用京三公司生产的电子终端，电路为2重系并行工作，具有“故障-安全”性能。
输入输出均采取静态方式。
省去了“静态-动态”变换电路，简化继电器接口电路设计。
DS6-K5B系统内各微机之间的通信全部通过光缆连接，提高了系统抗干扰能力和防雷性能，保证系统具有高的运行稳定性。
DS6-K5B系统的联锁软件，在我院DS6系统联锁软件基础上移植生成，保留了通过铁道部计算机联锁检验站测试的联锁软件的核心程序和数据结构，保证新系统的联锁功能满足我国车站计算机联锁技术条件的要求。
控显机和监测机的应用软件，由我院承担，在WIN NT操作平台重新进行了开发，使得操作界面得到改善，功能进一步提高。
DS6-K5B系统把我院应用软件的开发成果和日本京三公司生产的具有高可靠性和高安全性的专用计算机设备结合在一起，使系统的安全性、可靠性和适用性达到了新的水平。
2.硬件系统构成K5B计算机联锁系统由控制台、电务维护台、联锁机、输入输出接口（在 K5B系统中，输入输出电路称作“电子终端”，用字符“ET”表示）、微机检测和电源六个部分组成。
如图1所示。
控制台由控显双机和车站值班员办理行车作业的操作、表示设备组成。
车站计算机联锁
智能化与自动化技术的应用前景
总结词
智能化与自动化技术将广泛应用于车站计算 机联锁系统，提高系统的自动化程度和智能 化水平。
详细描述
未来的车站计算机联锁系统将更加注重智能 化与自动化技术的应用，包括采用人工智能 技术进行故障诊断与预测、自动化控制技术 实现设备的自动控制等。同时，还将更加注 重与其它系统的融合，如与列车控制系统、 车站综合自动化系统等相互配合，实现更高 效的车站运营管理。
特点
车站计算机联锁系统具有高可靠性、高安全性、高灵活性以 及高性价比等特点。它采用了计算机技术、网络技术、自动 化技术等先进技术，能够满足现代铁路运输的需求。
系统组成与功能
系统组成
车站计算机联锁系统主要由联锁主机、输入设备、输出设备、网络设备等组成。其中，联锁主机是系统的核心， 负责处理各种信号和指令；输入设备包括各种传感器、开关等，用于采集现场信号；输出设备包括继电器、显示 屏等，用于控制现场设备；网络设备则用于连接各个组成部分，实现信息交换。
车站计算机联锁
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目录
• 车站计算机联锁系统概述 • 车站计算机联锁的硬件设备 • 车站计算机联锁的软件系统 • 车站计算机联锁的维护与管理 • 车站计算机联锁的应用案例 • 车站计算机联锁的未来发展趋势与挑战
01
车站计算机联锁系统概述
定义与特点
定义
车站计算机联锁系统是指利用计算机对车站的信号设备进行 控制和监督的系统，以实现列车运行的安全和效率。
处理，并实时更新输出结果。
可靠性设计
为保证行车安全，联锁程序应采 用多重冗余设计和故障诊断技术 ，对设备故障进行及时检测和处
理，提高系统的可靠性。
监督程序
设备状态监测
计算机联锁系统的基本原理
与门
对106h的可靠性冗余系统采取
系统B
安全性技术措施即为安全性冗
余结构。
安全性冗余结构图
二乘二取二
系统A 系统B 系统A 系统B
为了使统既具有可靠性又具有安全性，就需要 采用多重冗余结构，如二乘二取二系统，利用了四台 计算机系统，其中的两个系统处于热备状态。
与门
与门
或门
二乘二取二
在一套子系统上集成两套CPU，两套CPU严格同步，实 二取二 时比较，只有双机运行一致才对外输出运算结果。
联锁程序的执行
进路搜索必须采取的措施：
①按照进路的操作命令，确定相邻的指定节点对，按节点对分段依次搜索。 ②设置搜索引导标志Yd，确定优先搜索方向。
直股优先：当搜索遇到每个对向道岔（以搜索方向为准）节点时，先沿直股搜索下去，当搜索不 到目标节点（节点对中第二个节点）时，再返回到道岔节点，沿弯股搜索。
目录
Contents
学习目标
1、层次结构 2、层次功能 3、冗余结构 4、数据组织形式
总体结构
计算机联锁系统以计算机为主要核心技术实现车站联 锁要求的实时控制系统，为此，系统软件的基本结构应设 计成实时操作系统或实时调度程序支持下的多任务的实时 系统。
层次结构
人机接口模块
通信模块
信息提示模块 人机对话层
该模块是根据操作命令执行相应功能的程序模块。在该执行模块中 包括许多子模块，有多少种操作命令就有多少个子模块。
基本模块
（3）进路处理模块
该模块是在执行了进路生成模块且对所办进路已形成进路表后，对进路进行 处理的模块。对进路处理模块执行可以划分为四个阶段，所以进路处理程序也就 分成了四个子模块。
①检查进路选排一致性和形成道岔控制命令子模块。该模块的功能是检查道岔 位置是否符合要求，若不符合要Байду номын сангаас，则应形成相应道岔控制命令，使该道岔转至 规定位置。
计算机连锁详解
计算机联锁系统的基本原理计算机联锁系统是一种利用计算机技术取代继电技术构成的车站信号实时控制系统。
它的基本硬件结构与工业上应用的一般计算机实时控制系统有许多相似之处，主要是由工业控制计算机、过程输入／输出通道以及外部设备等组成，并通过标准总线联结在一起，构成一个基本的联锁控制系统。
有了硬件系统，要保证它们可靠有序地工作，必须配备软件系统，因此计赁：机联锁系统中的软件和硬件一样都是计算机控制系统的重要组成部分。
由硬件系统和软件系统构成的基本计算机联锁系统，其可靠性尚不能满足人们对联锁装置的高可靠性要求，且本身不具备故障一安全性能。
必须利用汁算机的可靠性和妄全性技术用最简单、最经济的手段构成一个高可靠的故障一安全计算机系统。
第一节计算机联锁系统硬件一、计算机联锁系统的技术基础计算机联锁系统采用的是工业控制计算机系统，用以实现对铁路车站运输生产过程的监测与控制。
它由工业控制计算机和牛产过程两人部分组成。
工业控制计算机是指按生产过程控制的特点和要求而设计的计算机，它包括硬件和软件两部分。
对铁路信号领域来说，生产过程就是指工业控制计算机通过过程输入／输出通道和继电结合电路对现场监控对象如道岔和信号机等进行实时控制。
1．工业控制计算机(1)工业控制计算机的硬件组成工业控制计算机的硬件组成结构如图7—2所示，它主要由主机板、内部总线和外部总线、人一机接口、系统支持板、磁息系统、通信接口和过程输入／输出通道等组成。
（2)工业控制计算机的特点1.可靠性和可维修性好。
叮靠性和可维修性决定着系统在控制上的可用程度。
可靠性是指设备在规定的时间内运行不发生故障，采用可靠性技术来解决；平均故障间隔时间MTBF 是表征可靠性的重要定量性标准。
可维修性是指工：1lk控制机发生故障时，维修快速、苘单、方便。
平均故障修复时间h4丌R是表征可维修性的重要定量性标准：2.高抗干扰能力。
釆用具有抗干扰能力的工业级专用电源，用以抑制电网电压的波动，阻止通过供电线路可能侵入计算机的杂波和尖峰脉冲下扰，保护计算机正常运行的电源环境。
计算机联锁的基本原理
（1）通用I/O接口原理
在计算机联锁系统中，外部通道是不能直接与中 央处理单元（CPU）相连的，因为它们的速度、数 据格式不一定相同，信号形式也不一定匹配。为了 便于两者交换信息，往往需要一套连接CPU和外部 通道的中间环节，即接口电路（简称接口）。 接口是计算机联锁系统各通道中多个设备协调一 致地运行的保证，它具有电平变换、数据转换、缓 冲和状态信息提供等功能，所以接口是通道建立的 基础。
输入 监视控制机主机
监视控制机备机
切换开关
上位机的冗余结构
输出
联锁机采用的冗余结构
对于联锁机来说，由于所处理的状态信息和控制命令 均属于安全信息。因此， 不仅需要采取可靠性冗余结构以 提高它的可靠性，而且还要采取安全性冗余结构来确保它 的安全性。 a、双机热备冗余结构
系统 A 与门 系统 B 系统 I 或门 系统 A 与门 系统 B 系统 II
联 锁 层 控 制 层
就系统的层次结构来说，有集中式控制结构和分散 式控制结构两种。
分散式控制结构的计算机联锁系统组成
控制台
人机对话层 上位机 联锁机 联锁运算层 接口设备 微机 室 机械 室 运转 室 室内
继电器控制设备 执行控制层
室外信号设备
室外
联锁机 上位机 也称下位机，主要用于实现信号设备的联锁逻辑处理功能， 上位机也称监视控制机，它是联锁机的通信前置机，是一种 完成进路确选、锁闭、发出开放信号和动作道岔的控制命令。它经 信息管理计算机。主要任务是完成任机对话功能。 串口与上位机相连而与执行层的联系方式有两种：专线方式和总线 方式。
开关量输出通道主要由输出锁存器、输出驱动电路、口地址译码器 等组成，如图所示。
内 部 总 线 去 生 产 过 程
计算机联锁控制系统技术基础_联锁基础
计算机联锁控制系统技术基础
• 车站运营及联锁技术基础 • 计算机控制技术基础 • 现场设备及其继电接口电路
车站运营及联锁技术基础
(一)、基本概念
(二)、联锁基本内容 (三)、铁路车站信号的联锁的技术
(一)基本概念
1、线路 定义：机车车辆走行的通路。 组成：轨道和下部建筑。 基本环节：区间和分界点 (分界点：车站、线路所、区间通过色灯信号 机) 图1
6．进路控制
(5)．取消进路和人工解锁 • a)进路在预先锁闭状态时，办理取消解锁应 检查信号机关闭和进路空闲，取消解锁不 应延时。 • b)进路在接近锁闭后，应能办理人工解锁。 接车进路及正线发车进路的人工解锁自信 号机关闭时起延时3min，其他进路的人工 解锁自信号机关闭时起延营业， 小作业量列车的编组和解体 编组站 列车接发和通过、客货营业， 大作业量列车的编组和解体 会让站 单线区段的列车接、发和通过作业， 少量客货营业 越行站 双线区段的列车接、发和通过作业， 少量客货营业
4、车站
车站里的线路分类：
(1)正线：列车可以直接通过的线路 (2)站线：到发线、调车线、牵出线、机待线、装卸 线和留置线 (3)段管线：机务段和车辆段的线路
进路的种类和划分
(二)联锁基本内容
2、进路与道岔的联锁关系
关系： 道岔是进路方向的约束条件，进路建立后道 岔不允许再动作，锁闭道岔。 道岔在进路中的表示方法： 定位：1，反位：（1）， 防护道岔：定位锁闭[4/6]，反位锁闭[(4/6)] 带动道岔：定位锁闭{4/6}，反位锁闭{(4/6)}
(二)联锁基本内容
(一)基本概念
7、轨道电路 （1）划分原则： 信号机前后划分成不同的区段、平行进路间隔 开、每个轨道电路区段道岔数不得超过三组、大 站为提高通过能力而适当划短。 （2）极性交叉 有绝缘轨道电路的特点是用轨道绝缘来分割轨 道电路区段的，在绝缘的两侧，要求轨面电压具 有不同的极性（直流）或相位相反（交流），这 就是所谓的轨道电路的“极性交叉”
计算机联锁控制技术—01概述-文档资料
计算机联锁的基本概念
一、计算机联锁的定义
计算机联锁是以计算机技术为核心，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。
二、计算机联锁系统和电气集中联锁系统的比较
控制台
记录电路 表示灯电路
输入、输出设备 上位机（人机对话层）
也称监控机 或操作表示
机
选Hale Waihona Puke 组电路车站联锁控制系统发展概况
随着电子技术的飞速发展，20世纪60年代人们开始尝试 采用电子器件取代继电器实现联锁功能组成铁路信号联锁控 制系统，1978年由瑞典研制的世界第一套计算机联锁控制系 统在瑞典哥德堡站成功应用，掀开了车站联锁控制系统研究 与应用的新篇章，随后，各国竞相开发研究计算机联锁控制 系统，90年代起不少国家已开始大面积推广计算机联锁系统。
计算机联锁系统的特点
一、系统的功能 计算机联锁系统是一种以计算机为主要技术手段实现车 站联锁的系统。因此，它不仅具备继电联锁设备的联锁控制 功能，移而且利用计算机的快速信息处理能力、储存能力和 联网能力，可方便地实现继电联锁设备难以实现的一些功能。 其主要功能有： 1.联锁控制功能 2.显示功能 3.记录存储和故障检测与诊断功能 4.语音提示功能 5.结合功能
3、计算机联锁控制系统采取了必要的技术措施以后， 系统的可靠性和安全性将更高；
经济方面：
1、随着大规模集成电路的发展，计算机联锁的性能－ 价格比与继电联锁相比将更占优势，使得大站的计算机联锁 系统的价格低于电气集中联锁；
2、采用分布式系统结构时，计算机联锁控制系统可以 省去干线电缆，大幅降低工程造价；
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，发展十分迅速。 至今全路已有上千个车站使用各种计算机联锁系统。目前应 用的比较广泛的有TYJL—Ⅱ型、DS6—11型、JD—1A型、 VPI型双机热备计算机联锁系统；TYJL—TR9型三取二系统； EI32-JD型和DS6-KB5型二乘二取二计算机联锁系统。