西南交通大学《计算机联锁》期末复习纲要

西南交通大学《计算机联锁》期末复习纲要题型：填空20、选择20、判断10、简答和分析50第一章计算机联锁系统的概述1、联锁、计算机联锁系统的定义为了保证行车安全，通过技术方法，使进路、进路道岔和信号机之间按一定程序、一定条件建立起的既相互联系，而又制约关系，这种制约关系即联锁。

计算机联锁系统是以计算机为主要技术手段，结合信息、控制、容错、故障-安全等技术来实现车站联锁的信号系统2、车站信号机开放的基本条件信号机开放的基本条件为：●防护进路在空闲状态；●进路中的道岔位置符合进路开通要求，而且锁在规定状态；●没有办理与本进路相冲突的进路（敌对进路），而且将敌对进路锁闭，不再办理；●信号必须在值班人员操纵下才能开放，而且每开放一次仅对一次列车或车列有效。

3、计算机联锁系统的基本概念4、计算机联锁系统的常用指标安全性完善度等级，平均危险侧输出时间，平均故障间隔时间，工作温度，先对湿度，大气压力5、计算机联锁系统的功能操作显示，联锁逻辑运算功能，任务调度和安全管理功能，冗余管理，驱采功能，通信功能，诊断维护功能6、计算机联锁系统的特点4个方面，高可靠性，高安全性，信息共享，节约资源7、计算机联锁系统的层次结构，每一层的具体含义主要从硬件结构，人机会话层，连锁层，接口层；每层的内容和具体含义；采集、驱动接口电路等人机会话层：与控制台相比，丰富了图像显示的颜色，增加声音报警与提示，还可增加安全性预检查、操作提示、信息记录、历史回放等功能联锁层：技术上：进一步完善了联锁控制功能；提高可靠性、安全性；便于系统维护、升级、改造。

经济上：降低设备投资成本；节省基本建设费用接口：接收联锁层的控制命令，改变信号设备状态，将信号设备状态反馈给联锁层。

必须是故障-安全的。

8、6502电气集中联锁、计算机联锁与全电子计算机联锁的区别需看表；主要从4个方面作了介绍，最大的区别是：从继电联锁到逻辑关系软件实现，再到继电器全部被软件所取代第二章现代工业控制计算机技术1、工业控制计算机技术的特点实时性强、具有充分的过程输入与输出能力、标准化与系列化、高可靠性、系统结构模块化、系统开发环境、通信与联网能力、质量与服务保障体系2、计算机联锁系统的总线标准、种类IEEE总线标准、STD总线标准、ISA/PCI总线标准、VME总线标准、嵌入式PC及其栈接式总线标准系统总线内总线，系统总线是各种模板插件之间信息传送的通路STD、ISA/PCI、VME通信总线外总线，用于系统之间或系统与设备之间的通信并行通信总线－速度高，但距离短串行通信总线－速度低，但成本低，用于长距离现场总线开放式实时系统，一种串行数字通信链路，处于现场与自动控制装置之间控制器局部网CAN3、开关量输入/输出通道由哪部分构成，及其信号形成电路的作用是什么？放大，室内室外隔离等组成：总线接口逻辑、输入缓冲器、输出锁存器、I/O电气接口信号形成电路的作用①变换。

对于有触点的开关，要把接点的“通”与“断”状态变换成计算机能识别的“0”或“1”。

②隔离。

防止现场强电磁干扰或工频电压通过输入通道反串到计算机系统，一般用光电隔离③去抖。

有触点的开关元件，在接点刚刚接通或断开时，有机械抖动，对继电器来说不会有影响，但对计算机是敏感的。

一般可以采用硬件或软件延时去抖。

第三章系统的硬件结构1、可靠性冗余与安全冗余的特点，其典型结构图可靠性是“与”，安全性是“或”；双机热备是“或”的关系2、2*2取2冗余结构图，三取二冗余结构图对结构进行进一步说明3、计算机联锁系统的层次结构分为哪几个部分？绘出机构示意图，并说明各层次的功能分为上下两层：上层为人际会话层，下层为连锁测控层第四章系统的软件结构1、软件的层次结构2、联锁数据、数据编码原则联锁数据：在联锁计算机中，所有参与联锁运算的数据。

参与联锁的数据有静态数据（常量）和动态数据（变量）两类数据编码原则：为符合故障－安全，采用多元编码设计安全的逻辑量，要取码距大的相间码3、静态数据的构成，一般分为两类1）进路表型静态数据结构（因果关联型联锁静态数据结构，相关进路型联锁静态数据结构，联锁表型静态数据结构）2）站场静态数据结构（一种是同步搜索，另一种方式是设定道岔导向标志）4、程序模块的调度1）有两种基本的调度方式，即集中调度方式和分散调度方式2）两种方式的比较5、进路搜索的三条基本措施，具体的进路搜索过程先找节点对，看是否有导向标志，同类渡线搜索措施第五章人机会话层的结构1、计算机联锁系统（为保障联锁功能的实现）1）上位机系统（人机会话层，电务维修机等）2）下位机系统——联锁机实现（联锁部分）2、基本操作方法（排列进路，取消进路，人工解锁等）列车始端按钮＋（变更按钮）＋列车终端按钮：排列列车进路。

调车始端按钮＋（变更按钮）＋调车终端按钮：排列调车进路总取消＋列车始端按钮：列车进路处于预先锁闭状态时取消列车进路用。

总取消＋调车始端按钮：调车进路处于预先锁闭状态时取消调车进路用。

总人解（带锁）＋列车始端按钮：列车进路处于接近锁闭状态时办理人工解锁用。

3、按钮操作方式及其优缺点（鼠标点击）第六章系统可靠性与安全性技术保障1、铁路信号的安全包括两重含义(1)功能安全即在无故障时设备能准确无误地工作。

(2)故障-安全即在故障时，设备应导向安全状态。

2、可靠性与安全性的区别各自的定义、目的和关系可靠性是以维护系统的功能正常执行为目的的。

安全性是以防止人身伤亡和财产损失为目的的。

安全性：指设备在运行过程中无论发生什么变故都不会产生有可能造成人民生命财产损失的危险因素可靠性:系统或设备在规定的时间和规定的条件下完成规定的功能的能力关系：可靠性是安全性的基础3、故障的分类故障可以分为危险侧故障和安全侧故障4、提高系统故障安全度的有效方法(1)．危险侧故障率最小化技术。

(2)．故障弱化技术(3). 联锁技术5、故障-安全的含义系统在任何部分发生故障及系统处于任何可能的外界环境中时系统的输出均处于安全状态安全侧的故障；危险侧的故障-安全侧6、计算机联锁系统的安全模型7、故障的时间特性（三类）永久性故障－——这种故障往往意味着器件的物理性损坏，此时只有更换该器件才可修复故障。

瞬间故障－——这种故障是突发性的，多由干扰引起。

通过再次计算、多次读入、比较等措施可以克服这种故障。

这种情况下，硬件往往没有造成损伤，不必修理或更换器件。

间歇故障－——例如接触不良等可能导致这种故障。

通过器件筛选、工艺老化等手段可在一定程度土防止这种故障的发生8、涉安信息的三种表达形式1.电平形式安全型继电器电路应采用非对称的电子电路或器件，同时须把前接点断开设定为安全侧，前接点接通设为危险侧2.代码形式当处理到非法代码后给出提示，同时，要将无效代码认作安全侧代码予以处理，使得错误发生导致的结果为安全的概率远大于导向危险的概率3.动/静形式用脉冲串（动态）代表变量的危险侧，稳态的高电平或稳态的低电平（静态）代表变量的安全侧，实现故障－安全9、动态输入电路（并联型）分析电路通与不通，故障-安全，3种情况采用两个光电耦合器，以防电路故障时计算机的输出脉冲窜到输入端，另外还起到电源隔离和一定的抗干扰作用10、典型的安全输出接口电路1）采用变压器的动态电路2）采用晶体管推挽输出的动态电路3）采用光控可控硅的电路11、四线制道岔控制电路的无接点化控制方式（启动电路与表示电路的改进方法）起动电路：首先考虑用固态器件取代道岔操纵继电器DCJ和FCJ，也就是说，将电路中1DQJ 的励磁电路予以改造。

下图是一种改造方案。

表示电路：将四线制道岔控制电路中，将道岔表示电路进行改造，用两个光电耦合器取代两个表示继电器12、系统的可靠性保障的基本概念（故障、差错、失效、失败）故障－系统硬件中发生的物理缺陷、设计制造的不完善或软件设计中隐含的错误差错－指系统由于故障而造成的信息或状态的不正确失效－指系统未能正确提供标准的服务或丧失了完成规定功能的能力失败—故障、差错和失效的出现都有可能造成系统不能正常工作，此时称为系统操作失败。

13、计算机系统硬件故障的分类本质上：硬件设计故障硬件物理故障性质上：逻辑故障非逻辑故障影响范围：局部型故障分布型故障持续时间上：永久故障瞬间故障间歇故障故障表现上：物理层故障逻辑层故障数据层故障系统层故障14、可靠性保障技术（具体及比较）（需看表）1）容错技术2）避错技术15、实现容错技术的两种途径1）故障掩蔽技术2）系统重组技术16、冗余技术故障掩蔽技术和系统重组技术的基础，是容错技术的核心1）静态冗余2）动态冗余二模动态冗余技术（1）四种工作方式（基本思想是“单机可以保证安全，双机提高可靠性”）冷备方式－要从断电状态切换，需要一定时间温备方式－备机通电但不运行，减少了一定的等待时间分布方式－两机共同担任不同的任务，故障时，一机降级承担任务，其容错能力强，但会丧失些控制能力热备方式－能满足其控制连续性、瞬时控制能力的要求分布方式去掉即为3种工作方式（2）具备的功能能检测出哪个模块发生了故障；发现故障后能及时驱动切换开关，将故障模块隔离，同时将备用模块作为系统的输出第八章计算机监测系统1、系统的功能及技术条件监测系统的功能:对计算机联锁系统进行实时监测对CPU板、输入板等监测站场的实时跟踪和运行回放联锁机直流电源的监测进路的办理与响应时间的登记对现场信号设备的监测轨道电路的检测动力转辙机的检测信号灯、电缆、电源屏等的监测对部分开关量的检测监测系统必须具有较强的自检功能，正确反映自身的工作状态监测系统的技术条件监测系统在任何条件下，均不能影响联锁系统的功能监测系统应具有较强的抗干扰能力和可靠性监测系统应具有较强的实时性，不断监视联锁机的工作状态2、检测系统的结构1）层次结构电务段层为信号调度管理及网络管理服务车间层设车间机一台，供车间掌握所辖各站信号设备的运用状态并对其进行处理车站层设站机，完成对计算机联锁系统、车站信号设备和区间信号设备的监测2）网络结构远程通信－电务段层监测系统同车间层车间机之间中程通信－车间机同所辖各站站机之间本地通信－站机与联锁机＆采集机之间第十章典型计算机联锁系统1、铁道部确定了四家上道企业“铁路科学研究院，通号集团公司研究设计院，北京交通大学（目前的交大微联公司），卡斯柯信号有限公司）哪些设备属于哪个厂家，哪些型号是国外的TYJL系列计算机联锁控制系统是铁道科学DS6系列计算机联锁控制系统是由通信信号总公司研究设计院研制的铁路车站信号控制系统JD系列计算机联锁控制系统是由北京交通大学研制的铁路车站信号控制系统JD－1A型双机热备结构计算机联锁系统关键部件采用日本信号株式会社专用计算机系统的CIS系列计算机联锁控制系统是由卡斯柯信号有限公司研制的铁路车站信号控制系统，主要产品有：CIS－I型双机热备结构计算机联锁控制系统基于美国的专用安全计算机的VPI型双机热备结构计算机联锁控制系2、计算机联锁与其他系统（CTC，RBC等）的接口情况联锁系统与列控中心、RBC均采用网络方式接口。