铁路信号计算机联锁系统的设计与实现

铁路信号计算机联锁系统的设计与实现

摘要：随着我国经济的快速发展，我国的科技也进入了飞速发展的时期，基于

此我国铁路在经济和科技同时发展的背景之下，取得了突出性的进步，对于目前

我国先进的铁路技术来说，传统的铁路信号技术已经跟上铁路发展的步伐。甚至，一些铁路信号，由于传统的铁路信号问题而导致故障事件不断发生，而现今计算

机联锁系统是一个先进化的系统，可以作为计算机为基础进行铁路信号系统的传递。本文将针对于计算机的联锁系统功能进行阐述，并且切实结合到联锁系统的

特点进行一定分析，切实对铁路信号计算机联锁系统进行一定的分析和设计，希

望以后对铁路工程当中提供相关的应用依据。

关键词：铁路信号；计算机系统；联锁系统；设计应用

目前科学技术的快速发展，也切实推动了各行各业的创新发展，铁路行业的发展也切实受到

了科学技术发展的影响，计算机联锁系统是给予现代化科技系统的技术提升，并且计算机联

锁系统在铁路当中得到了非常广泛的应用。有效地保障了目前铁路出行的安全，也切实提高

了铁路的运行效率，运行效率的提升也切实降低了铁路工作人员的工作量。产生了非常有利

的影响，所以基于此，计算机联锁系统在我国的铁路运行当中得到了广泛的应用，切实降低

了铁路信号故障的发生几率，计算机联锁系统的使用为铁路运行的安全提供了保障。

一、计算机联锁系统概述

（一）计算机联锁系统的功能以及定义

计算机联锁系统，主要是将计算机系统当中的控制系统加以运用，从而将计算机的硬件

系统和软件系统得到有效的组合。帮助铁路信号以及铁路、进路、插道之间形成一个有效的

连锁关系[1]。从一定程度来看，计算机的连锁系统是一种连锁逻辑的运算系统，并且其中具

有安全信号，在联锁运算系统当中，计算机对相关信息进行输入，并且计算机内部会运用逻

辑系统对相关数据进行分析，并且还需要将数据输入到执行机构内，切实实现相关数据的传送。从计算机联锁系统的功能方面分析来看，计算机联锁系统，首先可以实现对继电器联锁

设备的控制，这种连锁控制可以通过计算机的快速处理，具备非常好的联网和储存能力，所

以这样的联锁控制为继电器设备的使用奠定稳定基础[2]。

（二）计算机联锁系统的特点

首先是计算机联锁系统具有实时性，由于计算机联锁系统具有信息的输出和输入功能，

并且可以及时对相关信息进行处理，而且实时进行更新，可以以安全的信息形式将信息进行

输出[3]。第二是计算机联锁系统的功能扩展性，不同于传统的继电联锁系统，随着计算机联

锁系统的不断更新，最新版本的计算机联锁系统可以为客户提供相关的操作页面，这也确实

强大了相关的远程通讯功能，还可以提升故障判断功能这是非常重要的。然后是计算机联锁

系统具有经济性，相比于其他的连锁系统，计算机联锁系统具有非常低的应用成本，这使得

通过对计算机联锁系统应用，切实降低了本企业的运营成本，所以计算机联锁系统具有非常

强的经济性。最后是计算机联锁系统的结构模块标准化，由于计算机系统可以在不同的行业

和领域当中，有着不同的功能和要求，所以计算机在无论是在硬件上还是软件上都具有着标

准化的重要特点，由于计算机联锁系统具有着强大的功能，也因此被各个行业所广泛使用，

发挥出了非常良好的应用效果[4]。

二、铁路信号计算机联锁系统的设计

（一）铁路信号计算机联锁系统的基本结构以及原理

计算机联锁系统不同于其他连锁系统，这种系统具有非常强的层次化和模块化的特点。

层次化的特点，主要体现在计算机联锁系统具有人机对话的层次、联锁运算层次、执行层次

等三个主要层次，而模块化主要体现在计算机联锁系统的主模块、信号模块等多个模块，同

时进行运行铁路信号计算机联锁系统。具有非常多的优点，可以根据不同的需求，对不同的

数据进行修改，基础上增加相应的硬件模块，从而满足该系统的兼容性，也有因此产生了非

常有利的影响，不仅可以有利于调试周期的缩短，还可以有效地发挥出非常好的实用性能以

及经济性能[5]。

单从铁路信号，计算机联锁系统的工作原理来分析，不同的事物层次具有不同的工作原理，主要表现为以下几点：

1、人机对话

人机对话将信息录入到连锁系统当中，可以使用键盘对相关信息进行操作，，在信息传

输过程当中，可以连锁传输到计算机联锁系统的内部。若站点存在信息量过大的情况，则会

增加到计算机联锁系统的运行负担当中，所以需要将相关的操作命令转化为约定的格式，最

终上传到计算机联锁系统之中

2、联锁运算层

这是一个以物理层面作为计算机联锁系统的核心部分，这一部分主要负责的是信息的识别，从而对相关的运算功能进行利用，从而实现相关数据的整合，可以保障连锁信息运算层

出现故障时，可以实现故障的自我修复，这是由于系统具有自我修复功能，这是具有非常良

好的应用安全性。

3、执行层计算机

联锁系统当中，信号和信号之间的逻辑转换是其主要工作，可以保障相关的编程逻辑控

制器进行信息有效的输出和输入，实现相关系统安全的保障，从而在执行层次时负责对于设

备运行的监督，从而保障信息的有效采集，并且设置相应的驱动流程。

（二）铁路信号计算机联锁系统的设计和实现

目前三模静态的冗余技术以及二模静态的冗余技术，是系统容错设计方案当中非常经常

用到的。三模静态冗余技术，可以有效提高系统当中的可靠性以及安全性，二模静态冗余技

术可以对硬件的安全性保障，还可以采取相关的故障检测。但是通过两种技术的比较可以发现，两者都具备有屏蔽性能，并且两个技术都可以切实实现对硬件故障的屏蔽和修复，并且

三模静态冗余技术和二模静态冗余技术都存在着一些缺点，三模静态冗余技术其存在有无法

解决的技术上的容错问题，而二模静态冗余技术，其缺点是在于没有办法有效提高系统的可

靠性，所以在对计算机联锁系统进行相关设计时必须满足一些基本条件[6]。

计算机联锁系统的设计，首先是必须要具有非常好的结构模块，其标准化特点和结构化

特点、主要表现在对连锁机可编程逻辑控制器和安全信号组合灯设备上，进行标准化的设计。可以将连锁软件结合的电路上，并可以广泛地用于不同的战场规模以及相关的作业要求当中。需要发挥出较为好的系统故障判断能力，以安全作为导向。并且对计算机联锁系统应用二级

复核式容错结构，首先要强大系统的故障判断能力，从而使得系统在故障的状态下也可以快

速的进行自我的修复。其中连锁系统的硬件故障是较多的，其往往多于主机。可编程逻辑控

制器，需要结合到相应的电路模块等设备当中，而故障也表现的是一些技术性的条件错误等等，严重时还可能会造成危险事故，所以要针对不同的故障采取不同的处理方式。

连锁信号逻辑要通过表达形式进行变化，在连锁系统当中，通常以一些硬件设备的状态

来实现相关安全信息的表达，所以硬件设备也存在着危险测信息和安全测两个逻辑状态，这