计算机联锁系统软件-计算机系统软件
DSKB计算机联锁控制系统解析解析
程序流程图：描 述系统功能模块 之间的关系和流 程
算法设计：包括 数据输入、数据 处理、数据输出 等步骤
算法优化：提高 系统运行效率和 稳定性
安全性考虑：确 保系统安全运行 ，防止数据丢失 或泄露
数据结构与数据库设计
数据结构：采用树形结构，便于管理和查询 数据库设计：采用关系型数据库，便于存储和检索 数据库表设计：包括设备表、信号表、操作表等 数据库索引设计：提高查询效率，减少查询时间
系统安全与可靠性设计
安全设计：采用多层次、多角度的安全防护措施，确保系统安全
冗余设计：采用冗余设计，提高系统的可靠性和稳定性
容错设计：采用容错设计，提高系统的容错能力和稳定性 监控设计：采用监控设计，实时监控系统运行状态，及时发现并处 理异常情况
05
DSKB计算机联锁控制系统应用案例分析
应用场景与需求分析
实时监控： 实时监控列 车运行状态， 确保行车安
全
自动控制： 自动控制列 车运行，提 高运行效率
故障诊断： 自动诊断系 统故障，及 时报警并采
取措施
信息管理： 管理列车运 行信息，方 便查询和分
析
兼容性强： 支持多种信 号系统，易 于升级和维
护
安全性高： 采用多重安 全机制，确 保系统安全
可靠
03
04
DSKB计算机联锁控制系统软件设计
系统软件概述
软件设计包括硬件接口、数 据处理、逻辑控制等功能模 块
DSKB计算机联锁控制系统 软件设计是DSKB系统的核 心部分
软件设计需要满足铁路信号 系统的安全性、可靠性和实
时性要求
软件设计需要与硬件设备紧 密配合，实现信号设备的控
制和监测
程序流程图与算法
CIS-1型计算机联锁系统
四、CIS-1型计算机联锁系统接口电路
• CIS-1型系统采用“电平—动/静变换”电路构成表 示信息的闭环输入电路，采用“代码—动/静”和 “动/静—电平”两级变换电路构成联锁机输出电 路。 • CIS-1系统包含了CTC、TDCS等系统的联网接口。 CIS-1系统能直接与卡斯柯公司的CTC及TDCS系 统的基层信息网互联，而无需增加任何额外的硬 件和软件投资。
二、CIS-1型计算机联锁系统的主要结构
• 1、该系统采用高可靠工业控制计算机，以双机热 备冗余结构组成联锁处理系统，可实现双套联锁 系统的快速同步切换的功能，不影响值班人员的 任何操作和现场显示。 • 2、该系统特有的联锁上位机并行工作机制，可以 保证联锁上位机之间无需相互倒切即可同时进行 车站的各种列调车作业。 • 3、该系统独有的共享式网段隔离的双以太网互联 结构，通过网络传输经过加密编码的安全信息， 保证系统内各设备获得安全、可靠、稳定的信息。
六、CIS-1型计算机联锁系统典型故障分析与处理
系统发生故障时，应根据电务维修机的提示和各 子系统指示灯的显示分析故障的原因，最大限度 地缩小故障范围，及时准确地处理故障。下面以 举例的形式介绍系统常见故障的分析处理。 • 1、无驱动、无采集故障 原因：机械室混线故障或驱动盒故障。 现象： （1）全站信号立即关闭； （2）上位机、维修机提示故障组合的位 置。
五、CIS-1型计算机联锁系统软件
• 4．网络通信子系统
• 数据通信子系统包含上位机服务器模块、上位机客 户模块、下位机服务器模块、下位机客户模块和处 理模块。 • 处理模块包含上位机处理模块和下位机处理模块 上位机的处理模块主要完成按钮和命令的分析与发 送以及对下位机送过来的表示信息、同步信息、硬 件故障信息和报警信息进行处理等功能。 • 下位机的处理模块主要完成联锁运算、向上位机发 送硬件故障信息、表示信息、同步信息、报警信息 以及联锁机之间输出结果的比较信息等功能。
计算机连锁详解2
计算机联锁系统软件一、计算机联锁系统软件的总体结构计算机联锁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，其软件的基本结构可归纳如下。
1．按照系统层次结构分类按照软件的层次结构，可分为三个层次，即人机对话层、联锁运算层和执行层，其结构如图7—17所示。
人机对话层完成人机界面信息处理；联锁运算层完成联锁运算；执行层完成控制命令的输出和表示信息的输入。
2．按照冗余结构划分按照冗余结构，可分为三取二系统的单软件结构和双机热备系统的双版本软件结构。
其小双版本软件结构，如图7—18所示。
3．按照联锁数据的组织形式划分按照联锁数据的组织形式，可分为联锁图表式软件结构和进路控制式的软件结构。
进路控制式的软结构(即模块化结构)如图7—19所示。
二、联锁数据与数据结构在计算机联锁系统中，凡参与联锁运算的有关数据统称为联锁数据：，联锁数据在存储器中的组成方法称为数据结构。
联锁数据包括静态数据(常量)和动态数据(变量)两大类，与之相对应的有静态数据结构和动态数据结构。
]．静态数据及其结构联锁程序需要哪些静态数据以及这些数据在存储器中的组织形式，对于联锁程序结构有很大的影响。
目前采用最多的是进路表型联锁和站场型联锁，对应的就存在两种不同的静态数据结构；进路表型静态数据结构和站场型静态数据结构。
建立任何一条进路都必须指明该进路的特性和有关监控对象的特征及其数量等，包括：进路性质，是列车进路还是调车进路；进路方向，是接车方向还是发车方向；进路的范围，即进路的两端，如果是迂回进路，还应指明变更点(相当于变通按钮所对应的位置)；肪护进路的信号机(名称)；进路中的轨道电路区段(名称)及数量；进路中的道岔(名称)、应处的位置、数量；进路所涉及的侵限绝缘轨道区段(名称)及检查条件；进路的接近区段(名称)；进路的离去区段(名称)；进路末端是否存在需要结合或照查的设施，如闭塞设备、机务段联系、驼峰信号设备等。
计算机联锁
室外三大设备：色灯信号机、转辙机、轨道电路。
双热系统的工作状态：①工作状态（正在使用的设备）②热备状态（电源灯亮）③冷机状态（A机工作，B机只供电）计算机连锁几大系列：①铁科院：TYJL-Ⅱ型、TYJL-TR9型②通号总公司：DS6系列、DS6-11、DS6-K5B③北京交大：JD-1A、EI32-JD④卡斯柯：CIS-1型⑤全电子单元：VPI型。
总线：是一组公用信号线的集合，通过这组公用信号线把计算机系统中的各个模板以及各种设备连接成一个整体，以便彼此之间进行信息交换。
总线分类：系统总线（内）、通信总线（外）、现场总线（CAN）。
基本原理框图信号机道岔轨道计算机联锁系统硬件：主要有人机对话设备：联锁控制计算机系统（主机）输入/输出通道接口：继电器结合电路监控对象：主机：上位机（操作表示机或控制显示机或监视控制机）、下位机（联锁处理机）维修机（监测机）计算机连锁系统软件：系统软件和应用软件联锁程序：①操作输入模块②操作命令形成模块③操作命令执行模块④进路处理模块⑤状态输入模块⑥控制命令输出模块7表示信息输出模块系统软件包括：①标准程序库②语言处理程序③操作系统④服务型程序⑤数据库管理系统⑥网络软件。
作用：管理整个计算机系统、监视服务、使系统资源得到合理调度、确保高效运行。
TYJL-Ⅱ组成：控制台、监控机、联锁机、执表机和电务维修机。
功能：①控制台：显示站场状态，接受操作命令，将操作人员的操作命令传输给监控机。
②联锁机：实现与监控机和执表机的通信调度、实现信号设备的联锁逻辑处理、采集现场信号设备状态③执表机：接收联锁发出的执行命令、采集站场信号设备状态、输出动态控制命令④电务维修机：屏幕显示、记录、图像再现。
系统切换：实现切换功能，必须解决双机通信、双机同步、单机自检测和双机切换四个技术问题。
备机状态：脱机、联锁和热备同步。
Power ：电源指示灯HDD：硬盘工作指示灯KB-LK：键盘锁指示灯红色自复式按钮：复位蓝色自复式按键：键盘锁。
计算机联锁系统介绍_V0.0.1
- - P 10
计算机联锁系统的发展概况
• 我国的计算机联锁系统的研制工作是从 80年代在一些研究部门和高等院校相继 开始的。 • 1984年，通信信号总公司研究设计 院研制生产出了国内第一个车站计算机 联锁系统，并成功的应用于地方铁路， 填补了我国计算机联锁控制系统的空白。
- - P 11
计算机联锁系统的发展概况
铁路运输系统及分工
• 铁路运输：以机车车辆等移动设备和铁道线路、桥梁 隧道、站场等固定设备为基本设备，以车站为运输生 产基地的实现旅客和货物运输的系统 • 车：车务段，运输指挥部门 • 机：机务段，负责机车的维修保养及司机 • 工：工务段，负责线路的维修保养养护 • 电 : 电务段，负责维修地面及机车信号 设备，负责 “交通红绿灯”，保障各部门能协调工作，保证列车 按计划有效运行 • 辆：车辆段，负责客车的车厢及列车员 • 其他：通信、水电、建筑、物资、生活
K5B
- - P 26
交大微联计算机联锁产品
- - P 27
铁科院计算机联锁产品
TYJL-II
TYJL-TR9
TYJL-III
- - P 28
计算机联锁系统的技术要求
• 《TB-T_3027-2002_计算机联锁技术条件》总则 – 计算机联锁是以计算机为主要技术手段实现车站联锁的信号系统。计算机联锁应能满足 各种车站、车场（不含驼峰场）规模和运输作业的需要，应保证行车安全, 提高运输效 率, 改善劳动条件,并具备大信息量和联网能力。 – 计算机联锁必须工作可靠并符合故障-安全原则。 – 联锁计算机必须采用高可靠性硬件和冗余结构。 – 计算机联锁软件的安全完整性等级宜划分为5级，由高至低依次为4～0级。等级的划分 等同于EN50128和EN50129的规定。 – 有关电源、电磁环境、外部接口、人机接口（考虑操作失误）等环境条件和使用条件的 设计应采用与安全完整性等级相适应的设计方法。 – 联锁计算机在发生一处故障与一次错误办理同时存在的情况下，不得产生危险侧输出。 – 计算机联锁的硬件和软件结构应实现模块化和标准化。 – 计算机联锁应能与其他信号系统结合, 并能与其他管理信息系统交换数据。 – 计算机联锁与其他系统通信时，应遵循规定的通信协议。 – 计算机联锁应能够与分散自律调度集中系统接口，向其提供车站状态信息，接收调度集 中传来的操作命令并予以执行。 – 计算机联锁应能够与无线闭塞中心、车站列控中心等列控系统接口，向其提供行车必要 的状态信息，接收传来的信号降级显示命令并予以执行。 – 计算机联锁应能与微机监测系统接口，向其提供室内外联锁设备的联锁状态监测信息。 -- 计算机联锁必须向规定的软件检测设备提供必要的接口。
PMI计算机联锁系统软件的开发及验证流程
PMI计算机联锁系统软件的开发及验证流程乌晓雯【摘要】PMI("计算机联锁系统"的法文缩写,泰雷兹联锁设备的型号)计算机联锁系统不仅通过硬件的安全冗余架构确保系统安全,而且还通过提高软件的安全可靠性来确保系统安全.介绍了PMI计算机联锁系统软件的开发及验证工具,给出了PMI 计算机联锁系统软件的开发、验证流程图,并详细介绍了每一个流程的目的和验证方法.实际应用证明,严格的开发、验证流程及对这些流程的严格执行是PMI计算机联锁系统软件安全的重要保证.%The safety of PMI (Postes des Manoeuvre a enclenchements Informatiques, THALES Computer Based Interlocking) is not only guaranteed by the safe and redundant system architecture, but also by the improvement of software quality.The tools used for PMI computer based interlocking software development and software verification process, the flow chat of software development and verification of PMI, as well as the goal and method of every process are introduced in detail.The practical application has proved that the strict process of software development and verification, the strict performance of the process are the guarantee for PMI interlocking safety.【期刊名称】《城市轨道交通研究》【年(卷),期】2014(017)0z2【总页数】4页(P40-43)【关键词】计算机联锁系统;软件开发;软件测试【作者】乌晓雯【作者单位】上海自仪泰雷兹交通自动化系统有限公司,201206,上海【正文语种】中文【中图分类】U284.3联锁系统是信号系统中最基本的系统,即使在CBTC(基于通信的列车控制)系统中,联锁系统也扮演着重要的角色。
(完整word版)计算机联锁系统软件教案
计算机联锁系统的软件计算机联锁的软件由联锁数据和联锁程序组成，各种型号的计算机联锁系统最大的区别就是软件的不同,而且各家公司对其软件均采取保密措施，具体程序均不对外公布。
当然维修单位也没有必要掌握具体的程序,这里对计算机联锁系统的软件只作简单的介绍。
1 联锁数据在计算机联锁系统中，所有的信息进入计算机后均变为数据，计算机只能对这些数据进行运算处理，凡参与联锁运算的有关数据统称为联锁数据.在联锁运算中有些数据是固定不变的,如表示设备的编号或位置的数据。
这些在联锁运算中不发生变化的数据被称为静态数据,也称常量。
而在联锁运算中发生变化的数据,如表示状态输入信息、操作数入信息的数据，被称为动态数据，也称作逻辑变量。
在联锁程序运行的过程中有大量的静态和动态数据参与联锁运算,各种数据存放在存储器中，数据在存储器中的组成方法被称为数据结构。
1。
1 数据编码代表信号设备状态或控制命令的开关量有两个状态被称为二值逻辑变量。
为了实现故障—安全, 一般用多位二进制数表示一个二值逻辑变量。
即用码长为n 的二进制代码，取其两个码与二值逻辑量对应，其它2n-2个代码均为非法码，两个有效码一个对应安全侧另一个对应危险侧（次安全侧)。
如果由于信息受到干扰，而产生非法码时，计算机将其作为安全侧信息处理,从而实现故障导向安全。
这种方式称为信息冗余。
实践证明，在数据编码时，取1、0相间的代码对应危险侧，则安全性更高。
在数据存储时，将同一数据存入不同的单元，数据输出时采用比较法和多数表决法还可进一步提高系统的安全性。
1.2 静态数据在静态数据库中，将进路的特性及与该进路有关的监控对象的特征用一组数据表示出来,这组数据与联锁表相似，在这里被称为进路表。
一般的系统进路表均采用站场形数据结构。
其构成方法是先将信号平面布置图上各监控对象及操作按钮的位置数据化，这些数据存放在只读存储器中，即每一个信号设备对应有一个数据块，各设备的数据合起来形成一个小型静态数据库,即站形数据库。
计算机联锁习题与解答
操作输入变量：反映操作人员操作动作的开关量
状态输入变量：反映监控对象状态的变量，如轨道电路，道岔定反位，信号状态等。
表示输出变量：指向控制台，表示盘或屏幕显示器提供的变量。
控制变量：指控制信号和道岔的变量
中间变量：指联锁程序执行过程中产生的一些变量
十、联锁控制程序的六个模块及相应的功能：
按冗余结构分：三取二系统的单软件结构、双机热备制式的双版本软件结构
按联锁数据的组织形式分：小站规模的联锁图表式软件结构、中站以上规模的进路控制式的软件结构
八、连锁数据 静态数据
联锁数据：指在联锁计算机中，所有参与联锁运算的数据。
静态数据：进路性质、进路方向、进路范围、防护进路的信号机、进路中的轨道电路区段及数量、进路中的道岔应处于的位置和数量、进路所涉及的侵限绝缘轨道区段及检查条件、进路的接近区段、进路的离去区段、进路末端是否存在需要结合或照查的设施。
监控层 接受联锁层的信号控制命令改变信号显示，接受道岔控制命令，驱动道岔转换，向连锁机构传输信号状态信息、道岔状态信息，
以及轨道电路状态信息。
室外设备 执行命令
四、铁路信号系统包括：
列车运行控制系统(CTCS)：作用是安全防护（在任何情况下防止列车许可运行、防止列车超速运行、防止列车溜速）、人机界面、检测功能、可靠性和安全性.
轨道电路的主要工作状态有：
调理状态：指轨道电路在没有机车车辆占用时，不论在任何不利的电源和天气等条件下：接收端的继电器都处于励磁状态，发出轨道电路区段空闲的信息。
分路状态：轨道电路被机车车辆占用时，不论在任何不利的电源和天气条件下，接收端的继电器都处于失磁状态，发出轨道电路区段被占用的信息。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第六章计算机联锁系统软件
第一节软件的功能与总体结构
一、软件的功能
一般来说，计算机联锁系统的软件应具有以下功能：
1．人机界面信息处理功能
（l）操作信息处理
对正常的操作进行处理，形成有效的操作命令，并在屏幕上给出相应的表示，以便使值班员确认自己的操作：对错误的操作进行处理，并在屏幕上给出相应的提示，以便使值班员能够立即发现自己的错误操作，及时采取措施纠正错误的操作。
（2）表示信息处理
对现场信号设备的状态，在屏幕上实时地给出显示，使值班员能随时监督现场设备的运用情况。
（3）维护与管理信息处理
对现场的信号设备的故障状态，在屏幕上及时地给出特殊的显示，以便使维护人员迅速、准确地查找故障；自动记录并储存值班员办理作业的时间及被操作的按钮，完成与其他周边系统的联系。
2．进路控制功能（基本联锁控制）
能够完成规定的联锁功能，主要包括：
（1）进路选出（建立）；
（2）进路锁闭；
（3）信号开放；
（4）信号保持开放；
（5）进路解锁；
（6）进路正常解锁；
（7）进路非正常解锁；
（8）道岔单独操纵；
（9）进路引导总锁闭等。
3．执行控制功能
（1）输出控制：根据联锁软件生成的控制命令来驱动现场设备控制电路。
（2）输入控制：采集现场设备的状态信息，为联锁运算提供数据。
4.自动检测与诊断功能
主要是在执行联锁程序的过程中检测故障的外在现象，检查硬件资源的物
理失效，软件的缺陷以及故障的位置。
5．其他功能
（1）非进路调车控制功能：
（2）平面调车溜放控制功能：
（3）站内道口控制功能：
（4）与调度集中系统联系功能；
（5）与调度监督系统联系功能：
（6）与其他系统，如站内调度、管理信息系统等的结合功能
（7）监测联锁设备状态功能等。
上列各项功能尽管存在着某些联系，但它们的目的性是不同的，而且在一个具体车站上也不需要联锁系统具备所有这些功能，因此对于每项功能需由独立的软件甚至是由独立的计算机来实现。
在这些软件中，人机界面信息处理软件、基本联锁软件、执行控制软件、自动检测与诊断软件，是计算机联锁系统必须具备的。
二、软件的总体结构
计算机联锁系统是以计算机为主要技术实现车站联锁控制的系统，该系统应保证行车安全，提高运输效率，改善劳动条件，并为管理、服务现代化创造条件；应能满足各种站场规模和运输作业的需要。
因此，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。
综合分析国内外研制的计算机联锁系统，其软件的基本结构可归结如下： 1．按照系统层次结构分类
按照软件的层次结构，可分为三个层次，即人机会话层、联锁运算层和执行层，其结构如图4-1所示。
人机对话层完成人机界面信息处理；联锁运算层完成联锁运算，执行层完成控制命令的输出和表示信息的输入。
2．按照冗余结构划分
按照冗余结构，可分为三取二系统的单软件结构和双机热备制式的双版本软件结构。
其中双版本软件结构，如图4－2所示。
3．按照联锁数据的组织形式划分
按照联锁数据的组织形式，可分为小站规模的联锁图表式软件结构和中站以上规模的进路控制式的软件结构。
其中进路控制式的软件结构（即模块化结构）如图4-3所示。
在图4-3中，各个模块之间相对独立，只有数据交换，没有程序上的联系，使得系统结构清晰，设计、编程均可实现标准化。
第二节联锁数据与数据结构
联锁数据，是指在联锁计算机中，所有参与联锁运算的数据。
在联锁数据中，有一些数据有可能由于硬件故障或受到干扰而发生错误时，其后果不仅能导致系统失败，而且会造成危险输出。
例如，一个涉及行车安全的逻辑变量的安全侧代码可能由于故障而畸变成危险侧代码，这是十分危险的。
又如，一个地址码在传输过程中发生错误而未识别出来，也将造成数据传输的去向混乱，其后果也是十分危险的。
因此必须采取适当的数据编码和差错控制技术以提高系统的可靠性和安全性。
关于编码和差错控制的一般原理，在数字和通信的技术书籍中多有介绍，在这里将从安全的角度强调一些应注意的问题。
另外，参与联锁的数据量是很大的，它们在存储器中的组织方法称做数据结构。
数据有静态数据（常量）和动态数据（变量）两类。
相应地有静态数据结构和动态数据结构。
数据结构的形式不仅影响联锁程序的结构，而且关系到数据结构自身的生成方式问题。
一种好的数据结构可用计算机辅助设计方法生成，这样可以减少或避免编制数据结构时的人为错误。
一、联锁数据
1．数据的编码
在计算机联锁系统所处理的大量数据中，代表安全信息的二值逻辑变量占有重要的地位。
如果简单地用一个二值码元（bit）代表一个具体逻辑量，显然是不符合故障—安全要求的。
因此，必须采取多个码元编码。
编码技术是冗余技术在信息领域里的具体应用。
对于涉及安全的逻辑量，取一个字节（1 Byte）的全8位编码作为一个逻辑量值，并取其中的相间码和01010101作为有效值。
因为和01010101间具有最大的码距，且具有更高的故障—安全值。
对于参与运算的一些非逻辑变量（如一些标志），可以采用增加码位的方法来判别它是否因故障而出现错误，还可以采用比较法或多数表决法来提高该类数据的安全性。
在计算机系统中还有一些常量。
对于参与运算的一些常量的检测，除了用比较法外更多的是用校验法，即设计一种算法对数据进行整批的检测。
常量一般是存于ROM中的，对于常量的检测也就是对ROM的检测，检查方法很多，在此不再多述。
2．数据的传输
在多个计算机的安全系统中，当计算机之间相距较远时，一般采取串行数据。