铁路车站计算机联锁基本原理共32页文档
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
计算机联锁讲义(修改)
第一章计算机联锁基础第一节计算机联锁概述一、计算机联锁的基本原理众所周知，继电联锁是靠继电器的线圈、接点组成一套复杂的开关量控制电路，实现对信号设备的联锁控制。
而计算机是一个能够对二进制代码进行各种复杂运算的智能机器，要用计算机取代继电器实现联锁控制就必须将各种开关量转换为1、0相间的代码，构成一套复杂的控制系统。
图1—1计算机联锁基本原理框图图1—1是计算机联锁控制的原理框图，实现联锁控制主要经过信息输入、联锁运算和信息输出三个环节。
计算机一方面通过操作输入通道和接口接收由操作设备(控制台)产生的操作信息；另一方面通过状态输入通道和接口采集室外信号设备的状态信息，将上述两种开关量的动作变为二进制代码送入计算机。
信息代码进入计算机以后,计算机按照联锁程序的要求对输入的信息进行分析处理和复杂的逻辑运算(这里称为联锁运算)，其结果形成了对信号设备的控制信息和各种表示信息。
控制信息通过输出通道和接口控制道岔转换和信号变换显示；表示信息则通过表示输出通道和接口控制显示器的显示。
第二节计算机联锁系统的硬件组成一、计算机联锁的硬件基本结构各种型号的计算机联锁系统由于设计思路不同，所采用的硬件不完全相同。
即使同一种型号的系统，其控制的车站规模不同，所需要的硬件数量也不相同。
但各种系统的基本功能和基本任务大致一样，因此它们的硬件组成的基本形式差异不大。
计算机联锁系统主要由人机对话设备、联锁控制计算机系统(简称主机) 、输入/输出通道与接口、继电器结合电路及其监控对象(信号机、道岔、轨道电路) 等部分组成。
图1—2是计算机联锁系统的硬件结构框图。
下面对各组成部分作以简要说明。
1、主机主机是计算机联锁系统的核心，它要完成所有信息的处理、接口管理及与外部设备的信息交换。
由于计算机联锁系统接收和处理的信息很多，而且许多信息在时间上重叠，为了避免信息丢失，提高系统的运行速度，目前应用的各种型号的计算机联锁设备均采用多主系统。
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。
计算机联锁系统的基本原理本
2013-6-21
1
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 典型的计算机联锁系统硬件组成如图所示。 继电器结合电路
主机
外部设备
总线
总线
过程输 入/输 出通道
现场监控对象
• 1、工业控制计算机
计算机联锁系统硬件组成
• 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。 • （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－机接口、系统支持板、磁盘系统、 通信接口和过程输入/输出通道等组成。
下面主要介绍开关量输入/输出通道和故障—安全输入输出接口。 (2)开关量输入通道 开关量输入通道的作用：一是将二值开关量信息变换成寄存器能够接收的 TTL两种电平；二是抗干扰，以保证输入信号的正确性。 ① 开关量输入通道的结构 主要由输入缓冲器、输入电路、地址译码器等组成。
内 部 总 线
输入 缓冲器
（2）工业控制计算机的特点
可靠性和可维护性好 高抗干扰能力 环境适应性强 完善的输入、输出通道 控制的实时性 通用性和可扩充性好 具有通信与联网能力 适当的计算机精度信号线的集合，它定义了各引线的信号、电气、机械 特性，把计算机或计算机联锁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。 • 计算机联锁系统中的总线，一般根据其功能和规模分类。一般分为 三类，即内部总线、外部总线和现场总线。
• （2）外部总线
• 外部总线（E-BUS）又称“通信总线”， 它是计算机系统之间或是计算机系统与其他 系统（仪器、仪表、控制装置）之间信息传 输的通路，常借用其他领域已有的总线标准。 计算机的外部总线通常分为并行总线和串行 总线两种。
铁路车站计算机联锁基本原理共32页
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
TYJL系列计算机联锁结构原理
2020年1月9日
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通信信号研究所
第30页 共 106 页
动态继电器工作原理图
驱
R5
动
C3
板
D2
C4
PX1000
H
2020年1月9日
通信信号研究所
第31页 共 106 页
动态继电器励磁条件
DKZ(DKF)[参见图2-9]
B机驱动回线
QHJ
73
52 72
B机驱动信号
2020年1月9日
通信信号研究所
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控制台切换板
OUT
B-IN A-IN
显示器1
CRT1
OUT
B-IN A-IN
鼠标1
SB1
OUT
B-IN A-IN
显示器2
CRT2
OUT
B-IN A-IN
鼠标2
SB2
OUT
B-IN A-IN
显示器3
CRT3
OUT
音箱
B-IN A-IN
YX
2020年1月9日
第7页 共 106 页
执表机功能
• 与联锁机交换信息，接收联锁机发来的 设备动作信息，向联锁机发送信号设备 的状态信息
• 采集、驱动现场信号设备的状态
2020年1月9日
通信信号研究所
第8页 共 106 页
联锁机、执表机组成
2020年1月9日
电源指示层 • •
STD－5V、采集12V、驱动12V电源 CPU板
2020年1月9日
通信信号研究所
第14页 共 106 页
采集板原理图
VCC（５Ｖ）
联锁讲义MicrosoftWord文档
铁路信号联锁关系及规章制度讲课教师：王树国联锁联锁定义：为了保证列车运行及调车作业的安全，在信号机与其防护进路的有关道岔之间，有关信号机之间及有关的进路之间必须建立一定的相互制约的关系。
这种关系称为联锁。
联锁设备：帮助人们实现联锁关系，防止人为失误，以确保列车及调车安全并提高运输效率的设备，称为联锁设备。
一通则1、联锁设备必须工作可靠并符合故障安全原则。
2、当外线任何一处发生断线或混线时，不能导致进路错误解锁、道岔错误转换以及信号机错误开放。
3、当进路上的有关道岔开通位置不正确，道岔的尖轨与基本轨、心轨与翼轨有4 mm及其以上间隙，敌对进路未解锁或照查条件不符时，防护该进路的信号机不能开放。
4、信号机开放后，与该进路有关的道岔应被锁闭，其敌对信号机不得开放。
5、向占用线路排列进路时，有关列车信号机不得开放(引导信号除外)。
6、正线出站信号机未开放时，进站信号机的通过信号不能开放；主体信号机未开放时，预告、接近信号机或复示信号机不得开放。
7、站内联锁设备中，除引导接车外，敌对进路(必须互相照查，不能同时开通的进路)为：a)同一到发线上对向的列车进路与列车进路。
b)同一到发线上对向的列车进路与调车进路。
c)同一咽喉区内对向重叠的列车进路。
d)同一咽喉区内对向重叠的调车进路。
e)同一咽喉区内对向重叠或顺向重叠的列车进路与调车进路。
f)进站信号机外方，列车制动距离内接车方向为超过6‰的下坡道，而在该下坡道方向的接车线末端未设线路隔开设备时，该下坡道方向的接车进路与对方咽喉的接车进路、非同一到发线顺向的发车进路以及对方咽喉调车进路。
g)防护进路的信号机设在侵入限界的轨道绝缘节处，禁止同时开通的进路。
h)向驼峰推送车列占用的股道与另一端向该股道的接车进路或调车进路i)咽喉区内无岔区段上对向的调车进路(到发线上无岔区段应根据具体情况及运营要求另作规定)。
8、进站或接车进路信号机因故障不能正常开放信号或开通非固定接车线路时，应使用引导信号。