全电子计算机联锁系统的通信协议设计及安全性分析

全电子计算机联锁系统主要由联锁主机和全电子执行单元组成,全电子执行单元由转辙机模块、信号机模块、轨道模块等共计11种控制模块组成.在分析联锁主机与转辙机模块、信号机模块、轨道模块需要交换信息的基础上,根据系统通信的安全性、实时性和封闭性特点,设计联锁主机和全电子执行单元之间的通信协议.通信协议通过设置源地址、目标地址、报文类型码、帧序列号,采用延时无效和32位CRC校验码等措施有效地消除了联锁主机与全电子执行单元通信中存在的重复、删除、插入、错序、延时等危害.对通信协议分析计算表明:该协议的每小时危险失效率小于1.9×10-11,其安全性远远高于欧洲安全标准SIL4的要求.目前,采用该协议的全电子计算机联锁系统已经在多个车站开通使用,运行安全、可靠.     

基于二乘二取二的全电子计算机联锁系统

基于二乘二取二的铁路车站全电子计算机联锁系统由人机接口、二乘二取二联锁计算机、全电子执行系统3部分组成。人机接口由监控机、维修监测机组成。二乘二取二联锁计算机由2套联锁主机、冗余光纤网络和冗余热备的实时通信单元3部分组成。CPU主板由2路独立的CPU处理器、总线硬件比较控制器、硬件自检控制器、硬件同步控制器、I/F控制部件、全局冗余时钟和光纤通信接口组成。通过采取硬件同步控制器、总线硬件比较控制器和软件时间点同步相结合的方式实现1种新的同步机制。全电子执行系统由道岔模块、信号模块、轨道模块和其他接口模块等全电子执行单元构成。全电子执行单元均采用"二取二"与逻辑控制结构,具有过流保护功能,实现了信号的控制、监测、监督一体化。该系统已在铁路车站投入应用,运行稳定、可靠。     

基于全电子的有轨电车正线道岔控制系统研究

为实现有轨电车信号系统国产化,推进有轨电车应用,对系统中唯一涉及安全的正线道岔控制子系统进行研究。采用轨旁优先控制方式,为满足设备体积小、可靠性高的要求,基于全电子分析其结构组成,执行采集部分采用全电子执行单元代替传统的继电器;参考EN系列标准,重点研究系统中的安全平台、道岔逻辑控制软件、全电子执行单元及安全通信采用的技术及原理;系统能够达到SIL3级所要求的安全性及可靠性。     

基于通信技术的铁路信号轨旁设备控制方案研究

针对既有铁路信号轨旁设备,如信号机、转辙机和轨道电路等,采用继电电路和全电子执行单元控制方式的不足,如大量使用继电器、室外电缆以及备品备件种类多等,提出一种将通信技术应用于铁路信号轨旁设备控制的方案。详细介绍在既有设备内部分别加装RCM-XH,RCM-DC及RCM-QD通信模块,然后根据铁路信号安全通信协议RSSP-I实现与计算机联锁系统的直接通信模式。这种模式可以取消组合柜、接口柜、分线盘和全电子执行分单元,减少中间环节带来的故障点。     

YPDM-2型移频电码化模块的设计

以LDJLZ-Ⅱ型计算机联锁全电子执行单元为工程背景,实现了该执行单元中的YPDM-2型移频电码化模块的软、硬件设计.YPDM-2型移频电码化模块是将现场既有的移频设备与全电子化执行单元所构成的联锁系统进行数据处理与传输的一个接口设备,能够可靠地实现站内电码化的各项技术要求.     

全电子计算机联锁系统提速道岔多机牵引控制方案

结合全电子计算机联锁系统的特点及多机牵引控制的需求,给出一种全电子化的解决方案。该方案对联锁主机和全电子执行单元中的转辙机控制模块的功能进行重新分配,并给出两者之间需要交互的信息。由联锁主机向多个独立的转辙机控制模块同时发送相同的动作命令,从而保证多机动作的一致性。联锁主机向转辙机控制模块发送不同的启动顺序号,由控制模块自行计算延时时间,保证本组道岔中多机按照设定的顺序依次启动。转辙机控制模块计算保护继电器(BHJ)的状态并上传给联锁主机,由联锁主机综合本组道岔中所有转辙机控制模块的BHJ,计算切断继电器(QDJ)的结果,并下发给各转辙机执行模块,在出现多机动作不一致时由各执行模块根据QDJ的命令来切断动作电源。     

车辆段计算机联锁系统全电子化研究

基于控制技术、电子技术及自动检测技术的发展,提出用电子执行单元取代车辆段计算机联锁执行层的采集/驱动板和继电接口电路方案,实现计算机联锁的全电子化。对全电子化后的功能结构进行详细说明,并介绍全电子化后的联锁双机与电子执行单元的信息交互方式,列举为提高电子执行单元的安全性、可靠性在软件、硬件方面所采取的防护措施,证明全电子化联锁在维护性、扩展性、安全性方面与计算机联锁相比更有优势,是联锁系统发展的方向。     

铁路车站信号计算机联锁全电子执行单元研究

介绍了一种新型的铁路车站计算机联锁全电子执行单元,用来取代由安全型继电器构成的传统计算机联锁系统执行层。以四线制道岔电子模块为例,对执行单元的软硬件设计、技术特点以及故障安全实现方法等方面进行了详细的论述。本文所论述的执行单元具有可靠性高、体积小、功能强大、便于组网、易于维护、外线短路自动保护等优点,并能够对外部设备和自身设备进行实时监测,可以为铁路自动化、信息化提供基础信息,便于实现远程管理和远程诊断。以全电子执行单元为基础的全电子计算机联锁系统结构清晰、层次分明,目前已投入运营,设备运行稳定可靠。     

计算机联锁全电子三相交流转辙机控制模块

全电子计算机联锁系统已开始试点推广。本文介绍了全电子计算机联锁系统中的一个关键核心控制模块,采用模块化电子电路取代由安全型继电器构成的三相交流转辙机控制表示电路,用于驱动S700K系列、ZDJ9系列和ZYJ系列等三相交流电动或电液转辙机。详细论述全电子三相交流转辙机控制模块的"二取二"模块化硬件架构,对模块的微控制器电路、转辙机动作驱动电路、表示信号采集电路等关键的单元电路进行深入剖析。本文采用流程图对嵌入式软件的原理进行说明和描述,并按照EN50129标准,利用故障树分析法对该控制模块进行可靠性和安全性的计算和评估,结果表明模块完全满足信号系统对高安全性的要求。最后分析影响模块安全性指标的主要因素,为进一步提高模块的安全性提供参考。     

基于AVR128的电码化移频接口模块的电子化设计

在车站联锁控制系统中,全电子化计算机联锁系统是在软、硬件的基础上实现全电子执行、监测系统,取代原来的继电器逻辑,使系统便于维护和升级,从而实现站内电码化的技术需求.详述全电子化计算机联锁控制系统执行单元中一个基于AVR128微处理器的接口模块的硬软件设计,该模块采用CAN总线与上位联锁机通信.     

铁路信号全电子执行单元在汉阴站的应用

目前在铁路车站信号控制领域,应用最广的是6502电气集中和以继电器为执行机构的计算机联锁系统。采用智能化的全电子执行单元替代继电器组合电路,是计算机联锁系统的发展方向。主要介绍全电子执行单元系统构成及其在汉阴站的应用。     

智能化电子模块在ZD6型电动转辙机上的应用

智能化电子控制模块作为独立的控制驱动单元，集信息采集、逻辑判断、控制执行、状态记忆监测报警等功能为一体，直接完成对转辙机、信号机等的控制和对轨道区段工作状态的识别。本文主要研究电子控制模块中的转辙机控制模块。针对不同型号转辙机工作电流的大小，驱动电压的高低，控制线制的不同及运营技术要求的差异，进行软硬件的配置。     

CAD二次开发在铁路车站信号工程设计中应用的研究

结合CAD二次开发全电子微机联锁执行单元模块排列表和铁路站场联锁表工程设计,介绍Visual Lisp在CAD二次开发铁路车站信号工程设计中的应用,包括Visual Lisp在CAD二次开发中的总体思想、优点、数据结构、流程等.     

全电子计算机联锁道岔控制电路模拟试验

全电子计算机联锁是用电子执行单元代替执行继电器的联锁系统，可使车站控制系统更趋于简单化、集成化。全电子计算机联锁由联锁机、电子执行单元、监测机和电源系统组成。下面结合全电子计算机联锁的特点，介绍其道岔控制电路的模拟试验方法。[第一段]     

全电子执行模块在信号计算机联锁工程设计中的应用

通过介绍全电子执行模块中的道岔模块、轨道电路模块、信号机模块、零散电路模块、半自动闭塞模块、ZPW-2000模块、站间联系模块的特点以及取代继电执行电路用于计算机联锁的设计和应用。     

改进型EDF算法在计算机联锁全电子执行单元中的应用研究

针对计算机联锁全电子执行单元的安全性、可靠性、大数据量传输的要求,结合CAN总线的特点,提出一种基于指数分区的EDF动态调度算法,以此来提高CAN总线的实时性以及全电子执行单元发送消息的成功率。对改进后的EDF算法的编码进行详细的描述,通过使用量化误差的概念,推导任务的可调度性公式,以此来衡量算法的优化程度。使用Matlab中的truetime工具箱和全电子执行单元的通信数据,对该算法进行仿真实验,并与平均分区的EDF算法进行比较。仿真结果表明:本文算法能够平衡高低优先级的关系;发送消息的成功率更高。改进后的调度算法能够实现消息的动态调度,良好地解决了计算机联锁全电子执行单元中CAN总线网络资源不足时任务不可调度的问题。     

全电子道岔模块的设计

在铁路信号控制领域，目前应用最广的是6502电气集中和以继电器为执行机构的计算机联锁系统。应用全电子模块设计的计算机联锁系统虽起步较晚，但一定是未来计算机联锁系统的发展方向。本文介绍的全电子道岔控制单元，采用了四线制道岔控制电路，其结构框图如图1所示。     

铁路信号计算机联锁全电子模块改进性研究

深入分析计算机联锁重力继电器式执行电路在应用过程中暴露出的问题,并分析目前既有全电子制式模块的不足,针对提出问题,从电路结构、可信测量、自检测以及功能角度提出了一种改进方案,使全电子模块的设计不断趋于完善。     

铁路车站分布式计算机联锁系统

分布式计算机联锁系统将控制转辙机、信号机、轨道电路、机车信号等室外设备的轨旁执行单元前移至被控设备的旁边,通过安全通信系统实现分布式控制。该系统由监控机、维修机、联锁主机、轨旁执行单元、安全通信系统、电源及供电网络等组成。轨旁执行单元由电源模块、轨旁通信分机、转辙机模块、信号机模块、轨道模块、机车信号模块等组成。安全通信系统由通信主机、轨旁通信分机和通信网络组成。联锁主机与通信主机之间采用冗余RS-422总线方式进行通信;通信主机与轨旁通信分机之间采用点对点冗余光纤进行通信;轨旁通信分机与各控制模块之间采用双CAN总线进行通信。由电源屏通过独立的上、下行咽喉区冗余供电网络向轨旁执行单元提供电源。该系统具有节省电缆、降低工程造价、减少断线故障等优点;该系统于2010年10月在兰州市西固电厂站试用,已安全稳定运行至今。     

一种城轨车辆牵引变流器控制单元的硬件设计

为满足城轨车辆部件轻量化、小型化、集成化的要求,通过对城轨车辆牵引变流器的功能进行分析,明确了牵引变流器控制单元应具备系统级和逆变器级控制、通讯、信号处理和故障诊断等功能,从而提出以控制系统模块、数据处理和监控模块、信号处理模块组成的紧凑型牵引控制单元架构。在硬件设计中,采用微控制单元(MCU)完成系统级控制;采用数字信号处理器(DSP)完成逆变器级控制;采用可编程逻辑器件(FPGA)作为MCU和DSP的协处理器,并负责所有对外部电路的接口;采用开关量处理电路、模拟量采集和处理电路、脉冲输出及反馈处理电路,对牵引变流器的各类型信号进行处理,完成控制系统模块指令的输出和系统状态的采集。通过型式试验和牵引系统地面联调试验,验证了牵引变流器控制单元的性能符合设计要求,适用于集成度较高、空间相对紧张的场合。