基于Linux系统的铁路信号计算机联锁安全平台软件设计
计算机联锁系统在铁路信号方面的应用
计算机联锁系统在铁路信号方面的应用摘要：计算机联锁系统是铁路通信的重要应用，对于铁路现代化及自动化运营起到至关重要的作用。
利用计算机联锁系统可以实现车站之间的联锁，从而让铁路运营更加高效、安全、可靠。
本文首先对计算机联锁系统进行介绍，并分别对其系统结构的硬件部分和软件部分进行分析，对计算机联锁系统通信方式进行研究，并提出系统日常注意事项及设备维护措施。
关键词：计算机联锁系统；铁路信号；控制应用科学技术水平的不断提升，其为各个产业的发展均产生了积极的推动作用，计算机联锁系统作为一种现代化的技术系统，通过其在铁路产业中的有效应用，进一步为确保铁路的行车安全，提高运营效率以及降低调度人员的工作强度均产生了有利的影响。
因此，只有确保计算机联锁系统在铁路工程中的有效应用，才能有效降低铁路信号故障的发生机率，为铁路的安全稳定运行提供了保障。
1 计算机联锁系统概述及功能计算机联锁系统利用计算机技术来确保铁路行车安全及通过能力，通过一些技术手段，保证铁路信号、岔道及进路之间的制约关系以及操作顺序，我们将这种制约关系和操作顺序称之为“联”，这个系统也就是计算机联锁系统。
对计算机联锁系统和继电集中联锁进行比较，计算机联锁系统具有以下优点：首先是在安全性、可靠性、可用性以及可维修性方面有所提升；其次是功能更加丰富，设计方便；最后，省工省料，造价经济，并且为铁路信号未来智能化、网络化发展提供基础条件。
计算机联锁系统的功能主要有几个方面：（1）联锁系统通过采集轨道继电器接点来获取轨道区段的占用及出清状态，从而为联锁下位机执行逻辑运算提供前置条件；（2）进路控制，进路相关操作，建立、锁闭及解锁；（3）道岔控制，道岔相关操作，解锁、转换及锁闭；（4）信号机控制，对信号机显示进行控制。
2 车站计算机联锁系统应用现状2.1 国外车站计算机联锁系统的应用现状1978 年世界第一个计算机联锁系统在瑞典哥德堡问世, 从20世纪80 年代起各国竞相研究开发计算机联锁系统, 90 年代起很多国家已开始大面积推广微机联锁系统,经过20 多年的发展, 计算机联锁技术在发达国家已发展成为完善成熟的技术。
Linux环境下计算机联锁系统进程通信的实现
１ 人机会话设备
＾ 人 哥 会 话 层
＋
Ｉ 联锁机构
ｔ ｔ ｔ 联剖层
层
件系统 的可靠性和安全性． 因此－ 计算机联锁系统中
进程间的数据交换 的准确性与可靠性是保证铁路运
营安全 的关键技术之一． 选择好的系统开发环境是安全软件保证安全性 的重要方面， ｎ ｘ因其健壮性和稳定性等特点， ｉ ｕ Ａ 越 来越显示出其在控制领域 的优越性． 同时提供 了丰 富的进程通信的方法． 此系统在投入使用 以来运行 稳定 ， 取得预期的效果．
是根据联锁的需求 ， 对输入的操作命令 ， 以及联锁机
构当前 的内部信息进行处理 ， 改变内部信息 ， 产生相
在使用 ＩＣ机制的进程间进行 自由流动［ ］如图 ２ Ｐ ２．
所共 享 内存 的实 现 ．
收疆 日期 ，０ ６ ８２ ２ ０ — —４ ０
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２０ ０ ６年 １ ２月
文章埔号 ｌ０ １４ ７ （０ ６０ －０ ００ ０ ＂３ ３２ ０ ） ６０ ２ —３ １
Ｌｎ ｘ 境下计算机联锁 系统进程通信 的实现 ｉｕ 环
路小娟， 董 昱， ’朱正平
７０７ ） ３００
系统的一般结构层次如图 １ 所示． 从 图中可以看 出， 联锁机构是联锁系统的核心．
把信号、 道岔和轨道 区段设计为 ３ 个无关的进程 ， 即 信号灯状态进程、 道岔状态进程和区段状态进程 ， 他 们完成各 自功能 的同时， 还实 现进程 间的通 信． 把 ＩＣ几种结构（ Ｐ 信号量 、 消息队列和共享 内存） 结合
Ｆ孚２ Ｉｅ ｌ 睫翻 ｃ哪ｍ ｉ 岫 ｉ ｔｕ ｉ一 ｉ Ｉ ｔ 时 ０ ｍｌ Ｉ 卜ｐ 酬 ｎＬｎ ｘ
计算机联锁软件设计和锁闭模块设计
Ｕ Ｍ Ｌ 是一 种 面 向对 象 的标 准 建 模 语 言 ， 主 要 用 于 分 析 和 设 计 阶 段 的 系 统建 模 。 由于 Ｕ Ｍ Ｌ 易于 表 达 、 功 能 强 大 ， 融 入 了软 件 工 程 领 域 的 新 思 想 、 新 方 法 和 新 技 术 ， 适 合 用 于 支 持 面 向对 象 语 言 实 现 的项 目， 应 用 范 围不 仅 限 于 支 持 面 向对 象 的 分 析 与 设 计 ，还 包 括 从 需 求 分 析 开 始 的软 件 开 发 全 过 程 ， 己被 广泛 应 用 到 描 述 系 统 的静 态 结 构 和 动 态 行 为 ，所 以 Ｕ Ｍ Ｌ 模 型成 为 了 测试 用 例 生 成 的有 效 来源 。 根 据 系 统 不 同方 面 的 描 述 ，Ｕ Ｍ Ｌ 分 为 静 态 建 模 和 动 态 建 模 。 其 中 静 态 建 模 包 括 类 图 、 用 例 图 、包 图 、 构 件 图 和 配 置 图 ； 动 态 建模 包括 顺 序 图 、协 作 图和 活 动 图 。 ２ ． 系统软件分析与建模 计 算 机 联 锁 系 统 的功 能 主 要包 括 ： 人 机 界 面 信 息 处 理 功 能 、 进 路 控 制 功 能 和 执 行 控 的 ， 尤 其 是 通 信 技 术 、 计 算 机 技 术 、 网 络 技 术 和 电子 商 务 的 发 展 ，它 们 为 供 应链 的 重 构 提 供 了技 术 支 持 。在 网络 环 境 下 ， 企 业 间 及 企 业 与 客 户 的 信 息 交 流 更 方 便 ； 随 着 电子 商 务 的 发 展 ， 客 户 响 应 速 度 得 到 明 显 提 高 ，为 了 适 应 客 户 驱 动 生 产 和 供 应 链 中 企 业 联 盟 的 需 要 ，分 销 商 、 零 售 商 的作 用 将 不 断 减 弱 ， 直 至 消 失 。 作 为 广 义 的企 业 一 一 供 应 链 ，也 向“ 扁 平 化 ” 发 展 ， 即制 造 商 直 接 与 用 户 连 接 ，实行更好的信息交 互，能够较好地掌握 用 户 需求 ， 能 很 好 地 消 除传 统 供 应 链 存 在 的 问题 ，实 现 有 效 的 运 营 和 管 理 。 互 联 网等信 息 技术 促 进 了从供 应 商直 到 顾 客 的 整 条 供 应 链 双 向 的 、 及 时 的 、完 整 的 信 息交 流 ， 成 为 企 业 获得 顾 客 和 市 场 需求 信 息 的 有 效 途 径 。 同 时 ， 现 代 化 信 息 技 术 的 应 用 可 以 使 企 业 的业 务 延 伸 到 世 界 的 各 个 角 落 ； 企 业 利 用 信 息 技 术 还 可 以 开 展 虚 拟 经
计算机联锁系统安全可靠性设计略谈
206铁路计算机联锁系统中对铁路的安全运行有着重要的价值,计算机联锁系统充分运用计算机的以下优点代替继电器联锁设备:(1)逻辑功能;(2)通信高效且迅速;(3)结构灵活等[1]。
与此同时,对计算机联锁系统设备的安全性和可靠性等提出更高的要求。
铁路信号系统中最大的特点是实现故障安全性的高要求,以期在出现故障情况下,为保证行车安全且实现系统方面的功能,因此需要降低硬件故障发生的安全故障。
1 计算机联锁系统计算机联锁系统的安全性是对计算机联锁性能进行相关验证的主要可靠依据,计算机联锁设备通过连续工作系统,不断满足轨道交通安全运输要求和高效需求。
计算机联锁系统的可靠性定义为:在规定时间内与相应条件下完成相应功能。
计算机联锁系统安全性定义为:在系统运行过程中,一旦发生系统故障时不会产生人员伤亡和财产损失等后果。
计算机联锁系统设备在任何情况下都不会发生危险,从而影响到列车的正常运行。
2 计算机联锁系统部分硬件安全性与可靠性分析2.1联锁安全可靠性设计由于联锁机在信号控制系统过程中处于核心地位,所以在设计过程中,应该注重解决故障安全功能的以下几个方面的问题:(1)数据处理方面的故障安全;(2)数据控制放慢的故障安全;(3)数据采集方面的故障安全[2]。
采用三重化系统,为了保证出错的模块能够有正确的接口,需要采用三台微机同步工作方式,从而避免出现系统紊乱状况的出现。
2.2 防雷设计由于计算机联锁信号控制设备使用越来越多的微电子器件,使用抵抗雷电脉冲侵害能力能够显著低于继电设备,因此防雷设计问题更为突出,继而需要采取以下几种预防措施:(1)在原来信号无防雷设施基础上,信号楼此时处于雷区中,在楼房房顶使用钢筋网,在周围伸出一些避雷针,当信号遭遇雷击时,通过雷电流导入大地中,避免雷电直接攻击大楼建筑物内的设备;(2)在计算机机房地面采用防静电地板,在其周围尽量封闭,室外不宜设置窗户和管道等;(3)防护电源系统,采取多种防雷措施,在电力线路下引入开关柜,设置A 级或者B 级电源防雷装置。
提高铁路信号系统的安全性能及其对策
提高铁路信号系统的安全性能及其对策摘要：近些年，生产力水平的提高推动着我国社会经济不断实现跨越式发展，铁路系统作为经济社会中重要的交通工具，在经济建设中起到了不可替代的作用。
但是由铁路信号系统故障引发的人员死伤悲剧和财产损失事故也着实令人惊惧。
严格来讲，铁路信号系统在运行中会受到自然环境、谐波等多种因素的干扰。
深入分析铁路信号系统故障的成因及影响因素，结合铁路运行工况制定更合理、更可行的防范信号系统故障的方案、措施，对于保障城市居民安全出行具有非常重要的意义。
关键词：铁路信号系统；安全性能；对策铁路信号系统的安全性对交通系统的稳定性有着直接影响，系统操作的稳定与设备的发展技术有着紧密的关联，目前铁路信号系统是一个多方面发展的局面，以提高信号设备为前提，来促进系统的全面改善，提高技术的融合，改进铁路行车调度的自动化，打破传统技术的思想和阻碍，推出全新的思想技术，开创出独立的创新技术理念，以推动信号系统技术的科学发展为基础，加强对其科学研究，来确保铁路信号系统的安全性，从中来加强信号系统的稳定性。
1常见的铁路信号系统1.1基于通用产品的信号系统整个信号系统的安全保障由CRSCD负责，全信号系统评估方为劳氏工业技术服务（上海）有限公司。
此种类型的项目分包商只提供通用的产品和工程生产活动，没有单独的特殊应用的系统安全保障，整个项目的系统安全保障工作是在通用产品的系统安全保障工作基础上展开。
系统结构示意图如图1所示。
2铁路信号系统设备故障及原因2.1电源故障及原因铁路信号设备的电源输出端没有电压，造成这一故障问题的原因在于：铁路运行过程中发生停电，同时没有备用电源等；导致信号设备供电不足，造成信号系统故障。
2.2电路故障及原因铁路信号系统电路断线。
导致这一故障产生的原因在于：铁路信号设备的外线路发生断线、连接线断线以及熔丝烧断等情况；电路半断线现象主要发生在导线存在伤痕以及导线头剪力点等部位。
2.3信号设备辐射干扰当铁路接触网与受电弓存在接触时，若是存在过分电段、受电弓降弓以及驶过存在硬点的接触网或者是开关主断电路等状况，就会使得铁路牵引供电网产生较大冲击电流。
铁路信号计算机联锁仿真系统的设计与实现的开题报告
铁路信号计算机联锁仿真系统的设计与实现的开题报告一、选题背景和意义铁路信号联锁系统是保障铁路交通安全和运行的关键系统之一，它通过控制信号和道岔的开闭，实现列车运行的安全与高效。
计算机联锁仿真系统是为了方便信号计算机的联锁设计师在设计过程中，通过电脑仿真技术进行实时调试和联锁表的生成。
同时，针对联锁系统的故障和补救措施，可以进行模拟实验，以提高联锁系统的可靠性和稳定性。
二、主要研究内容和方向1. 设计一个实用的铁路信号计算机联锁仿真系统，支持信号机的设置、道岔的变化和列车的运行仿真。
2. 实现联锁控制逻辑的编写和正常运行的验证，包括信号机和道岔的间接控制和直接控制。
3. 合理选择仿真器的数据结构和算法，提高系统的运算效率和速度。
4. 制定可靠的测试方案，对仿真系统进行全面测试和评估。
三、研究计划与进度安排第一阶段（10天）：调研现有的仿真系统，研究信号联锁的原理和方法，确定仿真系统的需求和目标。
第二阶段（20天）：设计仿真系统的总体框架和流程，尝试通过UML等建模工具进行可行性分析和要求分析，确定仿真器的模块分配、互相调用的规定和交互方式。
第三阶段（60天）：实现仿真器的主要功能模块，包括信号机和道岔的控制和操作逻辑、联锁表的生成和仿真、列车的运行和控制逻辑等。
第四阶段（20天）：测试和评估仿真系统的性能和稳定性，实现自动化测试的方法和流程。
第五阶段（10天）：完善系统的用户手册和技术文档，并提交毕业论文。
四、论文的创新之处1. 设计一个可实用的信号计算机联锁仿真系统，通过多种仿真手段进行实际联锁的仿真，较大程度上避免了现有仿真器中所产生的误操作和漏操作等情况。
2. 仿真器的设计和实现采用C++等面向对象的编程思想，层次清晰，模块化，易于维护和升级，并在总体结构中实现了完备性和高效性的平衡。
3. 通过自动化测试协助，提高了仿真系统的可靠性和实用性，实现了自主操作和维护的便捷性和高效性。
五、预期的研究成果和应用价值完成本课题后，可以获得以下成果：1. 能够设计和实现一个实用的信号计算机联锁仿真系统，满足实际需求。
车站计算机联锁系统配置信息软件设计
车站计算机联锁系统配置信息软件设计李笑涵;殷田一男;杨扬【摘要】The conifguration information software of Computer based Interlocking System for railway station is the software that could be used to display all kinds of static and dynamic data of stations. The purpose of this software was to lower the difficulties of remote fault diagnosis and decrease the dependence on technical personnel. For technical graph and circuit diagrams, as well as conifguration information for railway station, this software was used C# programming language on Visual Studio platform, based on the data from existing drawings to implement the function of display static information electronically. For the method of circuit running, in this software, the graph depth traversal method was used to ifnd and display each circuit path. Users could click to change the connection of the relay contacts, and change the circuit path display. The characteristic of this software is its generality. For different stations, after inputting data with uniifed standard, the software could be used to display the operation of circuit choosing and conifguration information. With the help of this software, in practical circumstances, many dififculties of searching information can be solved properly, and enhancing the automation degree of fault diagnosis.%车站计算机联锁系统配置信息软件是显示车站各类静态和动态资料的一款软件。
铁路信号计算机联锁系统的研究与设计 康宏武
铁路信号计算机联锁系统的研究与设计康宏武发表时间：2020-11-20T11:41:57.660Z 来源：《基层建设》2020年第20期作者：康宏武[导读] 摘要：本文针对计算机联锁系统的基本组成及特点展开分析，通过研究联锁层、采集驱动层、编程终端、系统接口、联锁模块、模块化结构、故障诊断系统等设计内容，其目的在于提高计算机联锁系统运行稳定性，确保铁路交通运行过程的安全性。
中国铁路呼和浩特局集团有限公司包头电务段内蒙古包头市 014040摘要：本文针对计算机联锁系统的基本组成及特点展开分析，通过研究联锁层、采集驱动层、编程终端、系统接口、联锁模块、模块化结构、故障诊断系统等设计内容，其目的在于提高计算机联锁系统运行稳定性，确保铁路交通运行过程的安全性。
关键词：计算机联锁系统；铁路信号系统；联锁模块；采集驱动层计算机联锁系统作为一种现代化的技术系统，通过其在铁路产业中的有效应用，进一步为确保地铁铁路的行车安全，提高运营效率以及降低调度人员的工作强度均产生了有利的影响。
因此，只有确保计算机联锁系统在铁路工程中的有效应用，才能有效降低铁路信号故障的发生机率，为铁路的安全稳定运行提供了保障。
1计算机联锁系统的基本组成及特点 1.1基本组成计算机联锁系统主要由以下几部分组成：（1）人机对话层，该层结构的主要作用是进行采集信息显示和反馈指令执行结果显示，以便于后续指令内容的动态调节。
在实际应用中，如果传输的信息总量过大，那么计算机运行也将面临负荷较高的问题，因此目前在系统运行期间，多采用程序转换约定格式的方式对其进行处理，以减轻系统运行负担。
（2）联锁运算层，该结构在系统运行过程中，主要用于信息识别、信息逻辑计算、信息综合处理等内容，同时也是整个系统可以稳定的运行的安全保障。
（3）执行层，其主要的工作内容便是进行信息之间的逻辑转化，确保输出和输出信息的安全性，同时也会对执行指令的操作结果进行反馈，提升信息运行过程的安全性和稳定性。
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基于Linux系统的铁路信号计算机联锁安全平台软件设
计
基于Linux系统的铁路信号计算机联锁安全平台软件设计
摘要：随着现代化铁路系统的发展，信号计算机联锁安全成为保障铁路运行的重要组成部分。
本文基于Linux系统，设计了一种铁路信号计算机联锁安全平台软件，旨在提高铁路运行的安全可靠性。
1.引言
铁路信号计算机联锁是保障铁路系统运行安全的主要控制手段。
联锁接在计算机上，通过软件控制铁路信号设备和运行机车的安全系统。
本文提出了一种基于Linux系统的联锁安全平台软件设计方案，旨在提高铁路信号计算机的操作效率和系统的稳定性。
2. 软件设计目标
本设计旨在实现以下目标：
2.1 提高系统的安全性和可靠性，确保铁路运行的平稳和可控；
2.2 改善联锁软件的操作界面，提升用户体验和工作效率；
2.3 增强系统的故障诊断能力，快速定位和处理问题，减少停机时间；
2.4 兼容现有的信号设备，减少硬件更换和成本。
3. 软件架构设计
基于Linux系统的铁路信号计算机联锁安全平台软件设计采用模块化、分层化的架构，包括以下几个主要模块：
3.1界面模块：设计友好的操作界面，方便用户进行信号设备
控制和参数配置；
3.2逻辑控制模块：实现信号设备之间的逻辑控制和联锁功能；
3.3通信模块：使用高效的通信协议，确保信号设备之间的准确、及时的通信；
3.4数据存储模块：将关键数据进行持久化存储，以便故障诊断和数据分析；
3.5故障监控模块：实时监测联锁系统的运行情况，及时发现和处理故障。
4.关键技术实现
4.1 采用多线程技术实现并发处理，提高系统的吞吐量和响应时间；
4.2 利用数据库技术进行数据存储和管理，保证数据的完整性和一致性；
4.3 引入自动故障诊断算法，实现快速定位和处理问题；
4.4 使用加密算法对关键数据进行加密，提高系统的安全性。
5.实验与结果
为验证基于Linux系统的铁路信号计算机联锁安全平台软件设计的可行性和有效性，在实际铁路信号计算机系统上进行了实验。
实验结果表明，该软件设计能够提高系统的稳定性和可靠性，操作界面友好，故障诊断能力强，极大地提高了铁路运行的安全性和效率。
6.讨论与展望
本文设计的基于Linux系统的铁路信号计算机联锁安全平台软件，在实验中取得了较好的效果。
但还存在一些问题，如：系统的可扩展性和兼容性需要进一步研究和改进。
未来的研究方向包括进一步优化系统性能，增强故障诊断能力，提高系统的可靠性和安全性。
7.结论
本文设计了一种基于Linux系统的铁路信号计算机联锁安全平
台软件，旨在提高铁路运行的安全可靠性。
实验证明，该软件设计能够有效提高系统的稳定性和可靠性，改善用户体验，具备良好的工程应用前景。
未来还需进一步研究和改进，以满足不断发展的铁路交通需求
本研究设计了一种基于Linux系统的铁路信号计算机联锁安全平台软件，旨在提高铁路运行的安全可靠性。
通过采用数据库技术进行数据存储和管理，引入自动故障诊断算法，使用加密算法对关键数据进行加密，该软件设计能够保证数据的完整性和一致性，实现快速定位和处理问题，并提高系统的安全性。
实验结果表明，该软件设计能够提高系统的稳定性和可靠性，操作界面友好，故障诊断能力强，极大地提高了铁路运行的安全性和效率。
然而，还存在一些问题需要进一步研究和改进，如系统的可扩展性和兼容性。
未来的研究方向包括进一步优化系统性能，增强故障诊断能力，提高系统的可靠性和安全性。
总之，该软件设计具备良好的工程应用前景，能够满足不断发展的铁路交通需求。