微机联锁概论

高铁技术概论-计算机联锁郭君2015年3月21日目录发展概况1系统特点2基本结构3安全性和可靠性4中国铁路的发展中国铁路的坎坷发展二月23什么是联锁？开放信号的条件？联锁的定义指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行逻辑运算，从而实现对道岔、进路和信号机进行集中控制与监督，使其达到相互制约的车站联锁设备。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。研制背景目前国内双机热备正在向2×2取2过渡，2×2取2正在成为主流机型。高速、提速、重载、大型客运站、重点车站提出了可靠性、更高安全性的更高要求。主要干线使用2×2取2系统，双机热备仅在支线、半自动闭塞区段使用。

引进国外先进成熟的计算机硬件既有技术与国内成熟的联锁软件结合与国内具体的应用需求结合

----利用国外的技术核心，包括硬件单板产品和支持的软件内核，配以适合我国具体应用国情的应用软件，在较短时间内形成（目标）：达到国际先进技术水平符合我国具体应用需求可实际应用的产品我们的思路日本信号株式会社几十年历史，专营铁道信号产品，在国际上知名的信号产品生产企业80年开始，计算机联锁产品上道使用，一开始即为多重冗余的高挡产品。95年开始推出32位的2×2取2产品。日本信号计算机联锁专用计算机认证日本国铁研究所（官方）的认证：32比特故障-安全CPU板的设计评审EI32型计算机联锁的安全性评价国内认证测试：EMC测试：防雷、干扰、静电等耐压测试、绝缘测试联锁软件制式安全性测试铁道部审查意见审查意见（第1条）

EI32-JD型由双机热备操作表示机、2×2取2联锁机、2重驱采机构成硬件冗余系统，其中：

联锁机采用经日本铁道综合研究所安全认证的日本信号株式会社的EI-32型专用计算机及系统软件。 操作表示机采用JD-IA型的工控机。联锁软件移植经制式测试合格的JD-IA型联锁软件。审查意见（第2条）双系的切换采用JD-IA型计算机联锁的设计原理，无主从之分，切换不影响正常作业。（操作表示机的双机（无缝）切换受到专家好评）。EI32-JD系统的驱动继电器电路为独立的双线方式，没有共用回线。具有较高的防止混线误动的能力，提高了系统的安全性。审查意见（第3条）EI32-JD型：传统的：审查意见（第4条）EI32-JD型集成了两个成熟系统的核心技术，特别是2×2取2联锁机、2系并联的驱采机，进一步提高了计算机联锁系统的可靠性和安全性。经北京局张辛车站近半年的运用和铁道部测试组现场测试证明系统工作稳定、安全可靠，满足运营要求。研制方提供的技术资料齐全。审查委员会一致同意通过技术审查，建议推广使用。二月23车站信号控制系统的发展概况计算机联锁系统电气集中机械联锁人工信号二月23人工信号中国铁路的发展二月23铁路路票中国铁路的发展二月23电锁器中国铁路的发展二月236502控制台中国铁路的发展二月23机械室中国铁路的发展计算机联锁控制台中国铁路的发展二月23机械室中国铁路的发展计算机联锁系统的发展概况首先是国外的一些发达国家相继开展了计算机联锁系统的研究。1978年瑞典ABB公司研制的世界上第一套计算机联锁系统EBILOCK首先在歌德堡站成功投入使用，掀开了车站联锁控制系统研究与应用的新篇章。后来德国、美国、日本、英国、法国、奥地利等一些发达国家也陆续地使用了计算机联锁系统。到了90年代，不少国家已开始大面积推广计算机联锁控制系统。我国的计算机联锁系统的研制工作是从80年代在一些研究部门和高等院校相继开始的。1984年，通信信号总公司研究设计院研制生产出了国内第一个车站计算机联锁系统，并成功的应用于地方铁路，填补了我国计算机联锁控制系统的空白。计算机联锁系统的发展概况二月23引进核心硬件进行系统集成TYJL-TR9、DS6-20、DS6-K5B、EI32-JD、TYJL-ECC、TYJL-ADX自主研发DS6-30、TYJL-I、TYJL-II、DS6-11、JD-1A、TYJL-2000、CIS-1、TYJL-III全套引进SSI、VPI、K5、ACC、SIMENS-W、EBILOCK850现阶段我国的发展经历第一阶段第二阶段第三阶段二月23国内计算机联锁系统的研制单位铁道科学研究院通信信号所铁道部通信信号研究设计院北京交通大学微联公司卡斯柯信号有限公司二月23各研发单位的主要产品铁道科学研究院通信信号所：TYJL-I、TYJL-II、TYJL-III、TYJL-TR9、TYJL-ECC、TYJL-ADX、TYJL-2000。铁道部通信信号研究设计院：DS6-30、DS6-11、DS6-20、DS6-K5B。北京交通大学微联公司：JD-1A、EI32-JD卡斯柯信号有限公司：

VPI、CIS-1、Ilock。二月23计算机联锁的特点

（1）利用计算机对车站值班员的操作命令和现场监控设备的表示信息进行逻辑运算后，完成对信号机、道岔及进路的联锁和控制。（2）计算机发出的控制信息和现场发回的表示信息，若实现串行信息接口，均能由传输通道串行传送，可节省大量的干线电缆，并使采用光缆传输成为可能。1、计算机联锁与传统的继电联锁的主要区别：二月23

（3）用CRT屏幕显示代替现行的表示盘，大大缩小了体积，简化了结构，不但方便使用，还可根据需要多台并机使用。（4）采用积木式的模块化软件和硬件结构，便于站场变更，并容易实现故障控制、分析等功能。计算机联锁的特点计算机联锁的特点实时工业控制计算机系统的主要特点有：①、实时性强；②、具有充分的过程输入和过程输出能力③、具有通信和联网能力；④、高可靠性；⑤、可维护性；⑥、标准化、系列化；⑦、模块化。31高铁信号系统构成行车指挥子系统列控子系统联锁子系统辅助子系统计算机联锁的原理和组成二月23计算机联锁的原理和组成CTCS-3级列控系统总体结构包括：地面设备、车载设备、GSM-R无线通信网络、信号数据传输网络四部分。1.系统总体结构GSM-R无线通信网络车载设备地面设备信号数据传输网络与RBC、TCC、CTC、CSM接口电源屏结构二月23

按执行功能的计算机数量划分，计算机联锁系统可分为：单模块结构；多模块结构。1、分类计算机联锁的分类二月23

1、单模块结构计算机联锁的分类二月23

1、多模块结构计算机联锁的分类执行层人机会话层人机对话设备联锁设备

信号机点灯电路道岔控制电路轨道电路联锁层室外设备层计算机联锁系统功能结构:计算机联锁的原理和组成二月233、计算机联锁系统的室内外联系方式

专线方式总线方式计算机联锁的分类二月23

1、专线方式

计算机联锁的分类二月23

2、总线方式计算机联锁的分类二月23故障-安全反应故障——安全组合故障——安全固有故障——安全二月232、避错技术和容错技术质量控制技术避错技术环境防护技术采用高可靠性的部件和微机系统采用各种抗干扰措施，提高系统运行的稳定性和环境适应性二月23容错技术冗余资源硬件冗余信息冗余时间冗余软件冗余二月23

归纳：其中，更多采用的是硬件冗余和软件冗余。因此，容错控制技术无论在硬件结构方面还是在软件结构方面均存在着一些明显的特点。2、避错技术和容错技术二月23容

错

技

术屏蔽冗余动态冗余双机比较双机协同2、避错技术和容错技术二月23三模静态冗余结构2、避错技术和容错技术二月233、计算机联锁系统的冗余结构冗余结构故障切换故障屏蔽3取22×2取2二月233、计算机联锁系统的冗余结构二月23总结1、车站信号控制系统的发展概况一、发展概况人工信号机械联锁电气集中计算机联锁2、我国的计算机联锁发展经历第一阶段第二阶段第三阶段二月23二、计算机联锁的特点1、主要区别：(1)操作方式(2)传输方式(3)用计算机代替控制台(4)模块化的硬件和软件2、优点:(1)提高安全性、可靠性(2)增加和完善了功能(3)方便设计(4)省工省料，降低造价