计算机联锁系统的研究(1)

1、 目 录绪 论1第一章 计算机联锁综述2第一节 计算机联锁的基本概念2第二节 计算机联锁系统的功能、优越性3第二章 计算机联锁系统的原理和相关技术7第一节 计算机联锁系统的原理7第二节 计算机联锁的可靠性保障技术10第三章 市场现有联锁系统及其发展14第一节 双机热备配置的微机联锁系统14第二节 我国微机联锁的现状与前景19结 束 语22参 考 文 献23绪 论计算机联锁（computer interlocking）是以计算机技术为核心，采用通信技术、可靠性与容错技术以及"故障安全"技术实现铁路车站联锁要求的实时控制系统。利用计算机对车站作业人员的操作命令及现场表示的信息进

2、行逻辑运算，从而实现对信号机及道岔等进行集中控制，使其达到相互制约的车站联锁设备，即微机集中联锁。计算机联锁始于1978年在瑞典哥德堡投入运用，进入20世纪80年后，美、日、英、法，德国、丹麦、荷兰等国进入试验阶段或开始使用，各国在系统上各有不同的方案。1984年中国铁道部通信信号公司开发出中国第一台计算机联锁，此后取得迅速进展，截至1995年底中国铁路及厂矿企业使用计算机联锁的车站已有47个。 随着计算机技术的迅速发展，尤其是对于可靠性技术和容错技术的深入研究，计算机联锁技术已日趋成熟，在大力推广使用。根据各国对计算机联锁的研究和使用情况来看，由于计算机在逻辑功能和信息处理方面具有很强的功能

3、，它非常适用于车站联锁。计算机联锁是用微型计算机和其他一些电子、继电器件以及各种计算机软件组成的具有故障安全性能的实时控制系统。随着计算机技术的迅速发展，尤其是对于可靠性技术和容错技术的深入研究，计算机联锁技术已日趋成熟，在大力推广使用。根据各国对计算机联锁的研究和使用情况来看，由于计算机在逻辑功能和信息处理方面具有很强的功能，它非常适用于车站联锁。计算机联锁是信号设备采用微机的重要突破口，它的研制成功和推广使用使铁路信号自动控制进入了一个新的阶段。第一章 计算机联锁综述第一节 计算机联锁的基本概念 一、计算机联锁的定义计算机联锁是以计算机技术为核心，采用通信技术、可靠性与容错技术以及&quo

4、t;故障安全"技术实现铁路车站联锁要求的实时控制系统。二、计算机联锁的主要技术条件计算机联锁的主要技术条件如下： 1.计算机联锁能满足各种车站规模和运输作业的需要，保证行车安全，提高运输效率，并具备大信息量和联网能力。2.计算机联锁采用硬件冗余结构，如双机热备、三取二或二乘二取儿二的结构。可靠度指标：平均故障间隔时间（MTBF）大于或等于106 H；安全度指标：平均危险侧输出间隔时间大于或等于1011h。3.计算机联锁使用的涉及安全的电路符合故障安全原则；电路故障能及时发现，当故障会危及行车安全时，能切断系统的危险侧输出。4.计算机硬件体系结构为层次结构，如分为人机对话层、联锁运算层

5、和执行表示层。5.计算机联锁具有通过通信前置处理机和通信网与其他系统实现通信能力，与调度指挥系统的数据通信符合有关规定。6.计算机联锁的软件系统达到软件制式检测要求的可靠性和安全性，所有程序都具有模块化和标准化的特点。7.计算机联锁的各个接口与通道能保持长期使用的高稳定性和高可靠性。与安全有关的接口与通道符合故障安全原则，还采用了光电隔离、动态冗余编码、参数限界冗余、故障检测及其他特殊方法，以防止危险后果的发生。8.计算机联锁能通过外部数据通道或计算机网络与其他自动化或管理系统，如CTC、TDCS等连接，与之信息交换。9.计算机联锁设有两路独立电源供电，并且有自动转接功能，以保证不间断供电。计

6、算机和电子设备的直流电源具有不间断供电和有效去除脉冲及浪涌干扰的性能。10.计算机联锁采取了必要的防电磁干扰和防雷措施，以保证在规定严酷性等级的运用环境中，设备都能正常工作。11.信号设备的接地电阻值不大于10欧姆，用于防护电子设备的安全保护地线的接地装备，其接地电阻值不大于4欧姆。对于重雷害地区，地线设备还采取了特殊措施。12.监测子系统作为系统的基本组成部分，为维护使用部门提供监测、报警、统计、分析、管理、远程诊断及维护功能。13.根据需要设应急盘，在计算机联锁失效时控制道岔和引导信号。第二节 计算机联锁系统的功能、优越性一、系统的功能 计算机联锁系统是一种以计算机为主要技术手段实现车站联

7、锁的系统。因此，它不仅具备继电联锁设备的联锁控制功能，而且利用计算机的快速信息处理能力和储存能力，可方便地实现继电联锁设备难以实现的一些功能。1联锁控制功能计算机联锁系统的联锁功能是与继电式电气集中相通的，能根据车站行车安全的需要，在规定的联锁条件和规定的时序下自动对进路、信号和道岔实行控制。具体包括： (1)进路的控制。包括列车进路和调车进路的选排、锁闭和解锁；引导进路的控制等。行车进路的办理方法和继电联锁设备办理方法基本相同，仍沿用按压双按钮才形成操作命令的规定，这样可避免因误动一个按钮而产生错误操作命令的可能。一些系统为办理慎重起见，对原铅封按钮的相应办理作了一些改动。如采用数字化仪操作

8、，相对于原铅封按钮点压后，屏幕将提示输入口令，点压口令后，操作才被执行。(2)信号的正常开放、关闭、人丁重复开放以及防止自动重复开放。(3) 道岔的单独操纵、锁闭和解锁。此外，通过在联锁软件中增加相应的功能模块，再加上少量的硬件电路，系统可进一步实现6502电气集中一些特殊电路的联锁功能。例如：非进路调车控制、平面调车溜放控制、站内道口控制以及场间联系等。2显示功能计算机联锁系统采用大屏幕显示器取代6502电气集中表示盘，可以向操作人员提供更加丰富、直观的显示信息。具体包括： (1)站场基本图形显示。(2)现场信号设备状态显示。主要有道岔的定、反位和四开位置；道岔单独锁闭和封闭状态；信号机的开

9、放和关闭状态，灯丝断丝也能表示出来：轨道电路区段的空闲、占用、锁闭状态，一般用不同的颜色代表不同的含义。(3)值班员按压按钮动作的确认显示。(4)联锁系统的工作状态、故障报警显示。 (5)时钟显示，必要的汉字提示等等。3记录存储和故障检测与诊断功能利用计算机的信息处理能力和存储容量大的优点，计算机联锁系统为实现系统维护、行车管理自动化奠定了基础。这主要体现在： (1)系统可按时间顺序自动记录和储存值班员按钮操作情况、现场设备动作情况和行车作业情况。电务维修人员只需根据功能菜单提示，按压相应的功能键，将前一段时间内的系统运行状况或作业情况按规定格式显示出来，作为查找故障、分析事故的参考。这些信息

10、也可以由打印机打印出来。(2)提供图像再现功能，即系统可将前一阶段储存的数据以站场图形方式显示在屏幕上，按照实际操作和车列运行情况再现出来，以便更直观的查找故障及分析问题.(3)实现进路储存和自动办理，可进一步提高车站行车作业效率。(4)具有集中监测和报警功能。这主要体现在两个方面：是联锁系统的自检测功能，当系统自身出现故障时，维护人员可通过屏幕提示的错误号判断、查找故障；二是对信号机、道岔转辙机、轨道电路等现场设备的工作状态进行集中监测，一旦发现故障，及时记录并报警。监测和报警的具体内容，可根据维修需要，全天候或定时对主体信号设备的参数进行测试、分析、判断，超限时及时报警。4.语音提示功能该

11、系统具有通过语音或音响在控制台上播放提示信息的能力。当有多条信息需要同时播放时，这些信息轮流播放。5.结合功能 利用标准化的通信接口板、网络接口板以及通信规程，可直接与现代化信息处理系统（如CTC/微机监测系统、TDCS/列车自动控制系统等）相连接进行数据交换。这里所说的结合功能是指计算机联锁系统利用标准化的通信接口板，网络接口板以及标准化的通信规程，可直接与现代化信息处理系统相联结进行数据交换。二、系统的优越性与传统的继电联锁相比，计算机联锁在技术和经济上的优越性：1.在技术上 (1)进一步完善了联锁控制功能。由于计算机联锁系统完全摆脱了继电联锁系统的网络结构，因此，在技术上能够用较少的硬件

12、投资和发挥软件的作用，较容易地克服网状电路难以解决的一些问题。例如，能够防止由于轨道电路分路不良造成的漏解锁：对接近区段小车的跳动，能够防止错误取消进路：对信号继电器、锁闭继电器前接点的粘连，系统能够及时检出并报警等等。另外，在进路控制方式上，计算机联锁系统为实现进路储存和自动办理创造了条件。 (2)可靠性、安全性高。计算机联锁系统可以最大限度地利用软、硬件资源，对直接危及行车安全的联锁逻辑处理和执行表示环节采用冗余及其他容错技术，从而保证整个系统的可靠性和安全性指标比继电联锁系统高。(3)灵活性大。计算机联锁系统无论是硬件还是软件均采用标准化、模块化结构，不同规模和作业性质的车站或站场，只需

13、要编制一些站场数据，选用功能不同和数量不等的模块组装即可。当站场改扩建时，计算机联锁系统用修改数据的方法；需要变更既有电路和联锁程序就能满足需要。 (4)便于系统维护。计算机联锁系统大部分是电子设备，这些电子设备没有机械磨损，所以日常维修量小。此外，计算机联锁系统往往具有完善的监测和故障诊断功能，便于维修人员分析查找和及时排除故障。 (5)计算机联锁系统便于联网，为铁路信号系统向智能化和网络化方向发展创造力条件。通过与CTC联网，可根据调度计划实现进路程序控制，通过与旅客向导服务系统、车次号跟踪系统联网，可构成全方位的计算机综合控制、管理系统，增强了运输调度指挥自动化、智能化水平。 (6)采用

14、分布式系统结构时，计算机联锁系统可以省去干线电缆，大幅度降低工程造价。2在经济上(1)可以降低设备投资成本。继电联锁系统的联锁机构是以铁路专用的安全型继电器为主要部件，而采用计算机联锁系统，联锁机构完全由计算机系统取代，这样可以大大减少继电器的使用数，从而降低设备费。另外，室内外设备之间的联系若采用公共传输通道，则可进一步降低：厂线电缆的费用。(2)重量轻、体积小，可节省基建费用。占地面积小，且随车站规模大，节省更为显著。此外，计算机联锁系统的标准化程度远高于继电联锁系统，不仅可以缩短设计，制造、施工周期，有利于降低设计、施工、维护费用，而且可以从减少对行车的干扰。第二章 计算机联锁系统的原理

15、和相关技术第一节 计算机联锁系统的原理 计算机联锁系统是利用计算机技术取代继电技术构成的车站信号实时监控系统。它的基本硬件结构与工业应用的一般计算机实时监控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，并通过标准总线连结在一个基本的联锁控制系统。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，且本身不具备故障安全性能。必须利用计算机的可靠性和安全性技术，用最简单、最经济的手段构成一个靠可靠的故障安全计算机系统。 一、微机联锁系统的层次结构微机联锁控制系统是实现以进路控制为主要内容的联锁功能控制系统，它主要以色灯信

16、号机、动力转辙机和轨道电路作为三大室外设备，并以电子设备实现联锁功能对轨道区段状态、信号状态和道岔状态进行监测，并对信号机和道岔实施控制的系统。图1-1：微机联锁系统整体层次结构示意图 (1) 人机交互层：操作员通过操作与微机联锁机构进行信息的输入和输出操作，来反映设备的工作状态和行车作业情况，该层位于车站值班室内； (2) 联锁层：微机联锁机构是系统的核心，它出了接收来自人机会话层的操作信息外，还接收来自监控层的反映信号机、动力转辙机和轨道电路状态的信息，并根据这些信息进行内部处理，产生相应的输出信息，即信号控制命令和道岔控制命令，交付监控层控制电路执行。联锁机构处理的都是二值逻辑信息，大多

17、设在车站信号楼的机械室内；(3) I/O接口层：接收来自微机联锁层的控制命令，经过信号机控制电路和道岔控制电路，改变信号显示，驱动道岔状态转换；向微机联锁机构传输信号状态信息、道岔状态信息和轨道电路状态信息。(4) 室外设备：主要包括轨道（轨道电路）、道岔、信号机等现场设备位于室外。二、微机二、联锁系统的硬件组成 由于铁路系统使用的微机联锁控制系统所要控制的对象数量很多，或者控制对象所分布的地理范围非常广，这时就需要多台计算机完成输入输出功能，并再此基础上进行功能上的细致划分。图1-2是多台计算机参与的分布式微机联锁控制系统的结构框图。其中的联锁机与多台检测控制机笼通过串行通信网络连接，进行集

18、中监视、操作和分散控制，并由此构成一套完整的系统。图12分布:式计算机联锁控制系统结构框图三、微机联锁系统的软件功能分解(1)操作表示功能：包括操作信息的处理和表示信息的处理，还包括信息的维护与管理功能，以及相关信息的自动记录功能；(2)联锁控制功能：其中进路建立阶段包括进路选择、进路锁闭、信号开放、信号保持等四个部分；进路解锁阶段包括自动解锁方式和非自动解锁方式，前者分为正常通过解锁和调车中途返回解锁，后者分为取消进路、人工延时解锁、故障解锁等等； (3)设备控制功能：包括信号操作功能、道岔操作功能、引导操作功能、非进路调车控制、平面调车溜放、站内道口控制等等；(4)设备信息采集与驱动功能：

19、包括信息采集的输入和驱动控制信息的输出；(5)接口预留功能：例如与调度集中系统联系的功能、与调度监督系统联系的功能、自动检测与诊断功能等等。图1-3：微机联锁控制系统软件的总体结构图由以上的功能划分规则，以及完好软件所必备的层次化、结构化、模块化、标准化特点要求，铁路信号微机联锁控制系统应分为操作表示层、联锁运算层和I/O控制层。对应每层结构都有相应的控制软件。因此，系统必须包括控制显示软件、联锁运算软件和I/O采集驱动软件，以及完成各个软件模块间相互减缓数据的通信软件，如图1-3所示。由此可知，在只考虑功能安全的情况下，一套完整的微机联锁控制软件系统应该包含以下几个功能模块：控制显示软件模块

20、、联锁软件模块、采集驱动软件模块和通信功能模块。各个模块的功能不同，相应的软件安全性要求也不尽相同，需要不同的对待和处理。第二节 计算机联锁的可靠性保障技术上面从功能安全的角度讨论了无故障的情况下，微机联锁系统实现联锁控制的原理。但是任何设备和装置的故障使不可避免的，因此就要对系统的可靠性进行研究，减小不可预知的故障发生概率，从而最大限度的提高系统的可靠性。本节文章将重点讨论这方面的内容。一、技术概述为了提高系统的可靠性指标，人们在长期的研究中发展了两类技术。一类使防止和减少故障发生的技术，叫做避错技术；另一类是当系统的某部分发生故障时，系统仍能保持正常工作的技术，称之为容错技术。微机联锁控制

21、系统主要也是通过避错和容错技术来提高系统的可靠性的。表2-1给出了微机联锁控制系统的避错技术和容错技术研究范畴及研究方法。分类研究范畴相关技术避错技术硬件避错技术高可靠性元部件；环境防护；质量控制软件避错技术可靠性程序设计；程序验证容错技术系统级保障技术静态冗余；动态冗余设备级保障技术硬件保障；软件保障；数据保障网络通信保障技术硬件信道冗余；软件重发；数据编码；抗干扰设计表2-1：避错技术和容错技术研究范畴及研究方法对照表其中，避错技术分为硬件避错和软件避错。前者主要是选择并使用高可靠性的元部件来组成微机联锁控制系统，并充分考虑到环境的因素，从而提高系统整体的可靠性；而软件避错技术最基本的是尽

22、量减少软件中的缺陷，确保软件不出错或者少出错。常用的软件避错技术有：开展软件工程、加强软件可靠性管理、优化程序设计、强化程序验证等等。对于计算机联锁控制系统的容错技术，主要是通过系统各部分的冗余来实现的，下面将重点介绍系统级、设备级和网络通信三个层次的微机联锁控制系统的可靠性保障技术。二、系统级保障技术为了实现微机联锁系统的可靠性指标，系统设计往往采用可靠性冗余结构配置。其中广泛研究和使用的冗余结构包括三取二静态冗余结构，双机热备动态冗余结构和二乘二取二动态冗余结构。1.三取二静态冗余结构 三取二静态冗余结构结构配置采用三台构造相同又彼此独立的计算机和表决器组成计算机表决系统。当其中任何两台计

23、算机输出一致时，表决器就产生控制命令并输出。构成三模冗余系统需要解决表决技术和同步处理两大问题，尤其时同步问题，可以采用共同时钟方式、时钟反馈调节方式、事件调节同步方式等等。三模冗余系统的平均无故障工作时间(MTBF)不及单模系统。这是因为MTBF的计算与系统的无限期工作有关，而在工作时间增加之后，任何模块的可靠性都会下降。而三模结构中至少要有两个模块正常，系统才能正常工作，因此没有单模系统可靠。但是系统不能无限期工作，即存在一个期限，在这之前的三模冗余系统的可靠度是高于单模系统的。而如果在三模系统中增加故障诊断环节，并可以及时得到修复，则三模冗余系统的可靠性将大大提高。2.双机热备动态冗余结

24、构双机动态冗余是最基本的二模动态冗余系统，它包括三种工作方式：热备方式、冷备方式、温备方式。它们各自有各自的特点，适用于不同的场合。而对比这三种方式，热备方式能够满足控制的连续性、瞬时控制能力的要求。因此，双机热备冗余配置成为目前微机联锁控制系统广泛采用的结构之一。其基本思想是“单机保证安全，双击提高可靠性”。双机热备系统由两个独立单元组成，其硬件结构相同，能独立完成规定的同样功能。正常工作两个单元均上电工作，同时采集并处理数据。不过只有工作单元的输出有效，并经过切换单元输出。两个模块均有故障检测功能并进行自检。当工作单元发现自身故障后，就发出控制信号给切换单元，由后者驱动热备单元工作，并驱动

25、原工作单元停机维修。若是热备单元故障，则自动停机进行维修。双机热备冗余系统的结构如图2-4所示。图2-2：双机热备冗余系统的结构框图 经计算表明，双机热备动态冗余系统的可靠度要比单模系统高出很多，如果能够及时修复故障模块，那么双机热备动态冗余系统的可靠性将会进一步提高。三、设备级保障技术 要保证系统整体的可靠性，需要采取各种软硬件措施，保证各个模块能够可靠的工作。设备级的保障技术主要包括三种，分别是硬件可靠性保障、软件可靠性保障、数据可靠性保障。1.硬件可靠性保障硬件的可靠性保障技术主要从故障检测技术以及故障屏蔽技术两个方面着手。故障检测技术是实现容错计算、提高系统可靠性的基础。只有检测故障模

26、块才能进行故障屏蔽或者系统重组。其中常用的故障检测技术包括自检法、比较法、仲裁法、自检互检法等等。故障屏蔽技术包括元件级屏障、逻辑级屏障和模块级屏障等等。其中，元件级故障屏蔽技术应用最多的包括二模冗余、四模冗余和桥接冗余；逻辑级故障屏蔽技术用于那些不宜放在功能模块一级上进行容错设计的关键硬核，包括交织逻辑、编码状态机逻辑等；模块级故障屏蔽技术是通过构成N模冗余系统来实现的，其模型实际上就是NMR模型。此外，微机联锁系统还可以根据站场的实际情况针对相应模块采用N模冗余，从而提高局部的可靠性，有效的保障系统可靠性。2.软件可靠性保障 软件可靠性保障技术包括容错设计基本技术、容错算法以及减少程序失控

27、的编程技术等等。其中，容错设计基本技术包括NVP静态冗余结构设计、恢复块技术等；容错算法设计可以涉及到数值运算容错设计、逻辑运算容错设计等；而减少程序失控的编程技术包括单字节指令的采用、减少多字节指令的使用、慎用堆栈操作指令、指令冗余、关键指令双重化、指令复执等等。3.数据可靠性保障 实现数据的容错，实际上就是对检错码和纠错码的应用。利用编码技术进行检错和纠错，是一种基于信息冗余的容错技术。凡是具有检错纠错能力的可靠性编码，都具有一定数量的冗余校验位。这样踩可以在数据的传输、存储和处理过程中，根据信息位和校验位之间的相关性进行检查，从而判断信息的出错并进行纠正。第三章 市场现有联锁系统及其发展

28、 我国的微机联锁系统经过多年的发展，目前已经成为铁路信号领域的重要设备，也是关系到列车安全稳定运行的关键设备。目前国内市场上各种类型的微机联锁系统有很多种，从事微机联锁领域研究工作的厂家也有很多。为此，铁道部自1998年起加强了项目管理，开始对各种产品设备进行严格的技术质量评估，并制定了诸多规章制度来规范微机联锁系统领域的研究。从系统配置的角度来讲，目前市场上应用最为广泛的有三种，分别是双机热备配置、三取二冗余配置、二乘二取二冗余配置，属于这三种配置的产品也有很多种。本章将以双机热备配置为框架，系统介绍各种微机联锁控制系统产品的原理和应用，并对这种产品的特点和优势进行了详细介绍。 第一节 双机

29、热备配置的微机联锁系统 双机热备配置是目前技术比较成熟的硬件冗余配置方式，同时也是我国铁路使用的计算机联锁系统较多采用的硬件配置方式。这里将重点介绍具有双机热备配置特点的微机联锁系统，主要包括TYJL-II型、DS6-11型、JD-IA型、CIS-1型等等。一、TYJL-II型微机联锁系统 TYJL-II型微机联锁系统是由铁道部科学研究院通号所研制开发的微机联锁系统，也是第一个在我国铁路投入使用、第一个实现双机热备、第一个通过铁道部科技成果鉴定的国产计算机联锁系统。该系统全面采用高可靠性的工业控制产品，其关键核心部分采用专门研发的高可靠专用控制系统，全面和多层次的故障安全设计，再加上多年积累的

30、经验和坚持不懈的努力确保了系统的高安全性。TYJL-II型系统采用可灵活配置的系统结构，具有远程和区域控制能力。可满足从特大型枢纽站场到城市轨道交通等不同规模和不同功能的需求。具有优良的性能价格比。符合铁道行业标准和各项，管理规范，首批获得铁道部颁发的生产特许证，被列为国家重点新产品。TYJL-II型微机联锁系统集信号联锁、计算机、网络通信和数字信号处理等先进技术于一体，可以在城市快速轨道交通的新线建设和旧线改造中替代进口设备，实现联锁设备的故障在线诊断和状态维修，大大减少了故障恢复时间和维修工作量，降低运营成本。该项目的研制为我国城市轨道交通行车指挥和列车运行提供了必不可少的先进基础设备保障

31、，从而进一步推动了城市轨道交通国产信号设备的技术进步。 TYJL-II型微机联锁系统为分布式多微机系统，其主要设备包括监控机（上位机）、控制台、联锁机、执行表示机、继电接口电路、维修机、电源屏、人机接口设备和室外设备等，其中监控机、联锁机和执行表示机均为双机热备结构，具有自动切换和保护功能，并具备脱机试验维修使用的能力。TYJL-II型微机联锁系统的结构框图如图3-1所示，从中可以看到系统硬件设备的组成与关系。TYJL-II型微机联锁系统的系统软件包括人机对话层、联锁逻辑运算层和执行层三个层次，并采用C语言和汇编预言进行程序编写，采用通信软件进行数据的传输，实现微机控制联锁的功能。图3-1：T

32、YJL-II型微机联锁系统的结构框图图3-2是TYJL-II型微机联锁系统的设备布置示意图，从中可以看出该系统的实际设备在现场的实际分布。此外，不仅仅是TYJL-II型微机联锁系统，其他TYJL系列的微机联锁系统的设备分布都是按照这种方式来设计的，在后面的该系列产品介绍时就不再赘述。图3-2：TYJL-II型微机联锁系统的设备布置示意图TYJL-II型微机联锁系统的硬件优势主要包括以下几点： 1.为地铁行车组织和安全运营提供了先进、可靠的设备保障； 2.提高了城市快速轨道交通国产信号联锁设备的技术水平； 3.为提高地铁信号联锁系统设备管理和检修作业水平创造了必要条件； 4.减少了地铁信号联锁设

33、备安装、调试和维护的工作强度； 5.为城市快速轨道交通新线建设和旧线改造在联锁设备上节约大量外汇和资金； 6.可节约联锁设备维修备品和功能扩展软、硬件修改所需经费； 7.降低了运营成本，为近一步降低信号系统的设备投入创造了条件。 TYJL-II型微机联锁系统的软件按照硬件的结构划分为三个层次：人机对话层、联锁逻辑运算层和执行层，各个层次又可以根据功能划分为几个模块。其系统软件的结构如图3-3所示，各种软件包之间由专用通信软件实现沟通。图3-3：TYJL-II型微机联锁系统的软件层次结构 此外，TYJL-II型微机联锁系统还可以与ATS、试车线和正线联锁等设备良好的结合，并可以向ATS中央系统提

34、供进路、信号机、道岔、轨道电路、股道等状态信息，并采用可靠的隔离措施确保不影响联锁设备的正常工作。在市场应用方面，国内特大型枢纽站场（如沈阳、长春、哈尔滨等）全部采用TYJL-II型计算机联锁系统，该系统在大型复杂站场方面具有绝对的优势。同时，TYJL-II型计算机联锁系统也是第一个在国内城市轨道交通投入使用的微机联锁系统。1999年开通北京地铁四惠车辆段，2002年开通北京西直门东直门快速轨道交通全线16个车站，重庆轻轨较新线全线也采用了该制式的计算机联锁系统。目前TYJL-II型计算机联锁系统已在全国铁路、地方铁路、城市轨道交通以及厂矿专用线500多个站场开通使用，市场占有率全国第一。二、

35、DS6-11型微机联锁系统 DS6-11型计算机联锁系统是根据铁道部科技发展计划的要求，由通号总公司设计研究院研究开发取得的成果。该系统是双机热备计算机联锁系统，采用具有高可靠性的工业控制计算机，运用网络通信技术构成多机分布式控制系统。DS6-11型计算机联锁系统在我国的国铁和城轨系统都有了比较广泛的应用。DS6-11型计算机联锁系统具有如下特点： 1.联锁子系统采用动态冗余的双机热备结构，具有故障自动切换和人工切换功能，满足系统高可用性要求；2.联锁软件采用双份编码，模块化和结构化设计，程序设计标准化；3.安全输出采用动态驱动方式，表示信息输入采用动态编码方式，满足故障倒向安全要求；4.系统

36、具有完善的自检测和故障诊断功能，并可提供远程监视，为设备维护提供及时有效的技术支持；5.系统人机界面全部为汉字显示，具有多种可选择的操作方法和表示方式；6.系统设置统一的标准时钟，可通过统一控制段的微机监测网络实现时钟的统一校正；7.系统具有远程通信接口，具备与其他信息系统联网交换信息的能力。DS6-11型计算机联锁系统为多机分布式结构。系统由控制台子系统、网络通信子系统、联锁子系统、监测子系统、输入输出接口电路组和继电器接口电路组成，如图3-4所示。其中，控制台子系统是调度集中（CTC）分机接口和车站值班人员的人机界面，由控制显示分机、行车控制台、站场显示设备、控制显示机转换机箱、CTC通信

37、接口设备等组成；联锁子系统由热备的联锁双机组成，通过网络接受控制显示机发来的控制台操作命令，进行联锁和ATP速度控制逻辑运算，并通过采集接口驱动继电器工作，实现对道岔、信号机和ATP速度的控制；监测子系统的作用在于帮助系统管理和维护人员分析事故原因，查找设备故障，以实现故障设备的及时修复；网络通信系统是一个局域网络，实现各个子系统之间的信息传输与交换；输入输出接口是微机系统与继电器接口电路之间的界面，其设计采用闭环工作方式和动态编码信号；继电器接口电路是微机系统与室外设备之间的接口，主要由信号点灯电路、道岔控制电路等等，采用AX系列继电器。图3-4：DS6-11型微机联锁系统硬件配置图DS6-

38、11型微机联锁系统于1995年研制成功，1997年起开始上道使用，并于1999年1月通过铁道部技术鉴定，批准推广使用。目前，该设备已经在我国铁路系统中有了较多的运用。与此同时，在城轨交通领域该产品也有较多的运用。例如在大连快轨3号线的正线采用的就是DS6-11型计算机联锁系统。改系统投入使用多年，系统运行稳定。第二节 我国微机联锁的现状与前景 国内对计算机联锁系统的研究开始于20世纪80年代, 进入90年代后, 随着与发达国家在计算机联锁技术上的交流增多和计算机技术的发展, 计算机联锁进入快速发展阶段，铁科院通号所、通号公司设计院、北京交大、卡斯柯等单位相继开发出具有不同特点的单机、双机热备、

39、三取二和二乘二取二等计算机联锁系统, 至“九五”期末, 全路共装备了计算机联锁系统438个车站(场) 。在铁道部“十五” 科技发展技术政策中明确规定要积极发展计算机联锁, 在此期间, 车站计算机联锁系统获得了更快的发展, 计算机联锁可靠性、安全性进一步提高, 进入了以技术为依托, 面向市场和服务, 从实现功能到完善拓展功能, 从单站联锁到一体化、电码化等扩大应用的新的发展阶段。（一）随着计算机联锁系统大面积推广使用, 铁路相关人员和单位对计算机联锁的认识逐渐深入,计算机联锁系统已经被广为接受, 为计算机联锁系统的发展奠定了扎实的市场基础；（二）计算机联锁系统本身可靠性、安全性、可维护性、可用性

40、等越来越高, 性能逐渐增强, 功能逐渐完善, 目前已能完全满足中国铁路各种站场规模和运输作业的需要。（三）计算机联锁系统向多制式方向发展, 在路内上道使用的计算机联锁系统有双机热备、三取二、二乘二取二等三种制式, 能满足不同线路、不同工程和不同用户的需要。（四）各种型号的计算机联锁系统均配备有微机监测系统, 远程诊断系统, 为计算机联锁正常稳定运行提供保障。（五）在继承现有计算机联锁系统优点、特点的基础上, 研究铁路信号控制新技术, 积极开发新一代计算机联锁系统, 努力拓展计算机联锁系统的功能, 以适应铁路信号控制现代化、铁路管理信息化建设、铁路跨越式发展的需要。比如: 具有区域控制能力的计算机联锁系统的研究, 联锁、列控一体化安全控制系统的研究,车站进路电码化计算机控制系统的研究,与CTC系统结合的现代化行车调度指挥系统的研究, 高速铁路计算机联锁系统的研究等。（六）建立了计算机联锁系统检测制度。铁道部电务局在原上海铁道大学建立了计算机联锁检验站, 以技术手段加强计算机联锁系统。 我国第一套微机联锁设备于1984年在南京梅山铁矿地下运输线正式开通，而后陆续在冶金、矿山等铁路试用。1989年，铁科研通号所研制的微机联锁系统首先在郑州北编组站峰尾开通，这是微机联锁系统应用于国家铁路的开始。而后，铁科研通号所于199