联锁系统冗余结构设计方案及问题探讨

联锁系统是轨道交通系统中最基础的信号子系统，该系统对可靠性和安全性均有较高要求，为满足这些要求，需要对联锁系统的硬件和软件分别采取特殊的安全技术措施。从系统硬件结构、热备冗余功能和通信接口3个方面进行设计，并在设计过程中分别实施安全措施。在系统硬件结构设计中，采用组合式故障安全技术，从系统的内部独立性和外部独立性进行考虑；系统冗余功能设计中采用双机热备冗余功能，功能上重点考虑双机同步、双机切换、备系热备的逻辑进行设计；系统通信接口设计采用序列号、时间戳、CRC等技术保证通信数据的安全性。     

集中控制形式的计算机联锁系统冗余和切换技术研究

冗余和切换技术是计算机系统可靠性设计中常采用的一种技术。在区域集中控制方面,计算机联锁系统的典型应用包括区域联锁和远程控显。在基本计算机联锁系统的基础上,开发这两种典型的应用,重点是要设计好新增部分的冗余和切换。以采用高安全性和高可靠性的二乘二取二安全冗余结构的TYJL-ADX型计算机联锁为例,分析了2种应用的系统架构、硬件冗余设计,以及新增子系统的切换方式、故障情况下的切换设计和系统处理。     

二取二制式计算机联锁系统中的通信技术

对二取二制式计算机联锁系统中的一项关键技术--通信技术进行研究.工作联锁机与备用联锁机之间的通信,是两台联锁机实现系统级同步的必要条件,也是整个系统实现故障安全防护（故障倒机）的必要前提.从数据分包方式、收发调度机制和差错处理原则等几个方面的分析表明,其工作模式简单、双机同步迅速、信息传输安全.上位机与联锁机之间的通信,采用冗余的通信网以及数据校验等安全措施,保证了车务终端与联锁系统之间信息交换的安全性,从联锁机发送、接收和上位机发送、接收四个方面的分析表明,其通信稳定性高,收发调度灵活,无通信时延.联锁机与安全智能I/O模块之间的通信,工作模式采用应答方式,分为数据预处理和CAN智能卡驱动两个通信层次,所采用的数据校验和正反码传输技术可以达到可靠的数据传送,该通信过程具有适应分布式系统控制、系统升级方便、多重安全防护等特点.     

云联锁系统冗余结构研究

为保障联锁系统在云平台中的运行安全，文章通过对既有计算机联锁系统冗余结构进行分析，结合云平台特征，提出了基于虚拟机容错技术的云联锁系统冗余结构。首先，阐述了云联锁冗余结构的特点和优势。其次，通过对云联锁冗余结构的工作模式和服务器失效因素进行分析，建立服务器故障树模型、云联锁系统冗余结构关于危险失效概率PFD和安全失效概率PFS的动态故障树模型。最后，对云联锁冗余结构的可靠性进行研究，对动态故障树模型进行仿真分析。研究结果表明：云平台更适合部署形如Moo N结构的多重冗余结构联锁系统，开展云联锁冗余结构研究对云联锁的发展具有一定的借鉴意义。     

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.     

VPI型计算机联锁系统

介绍了VPI型计算机联锁系统的人机接口和联锁机的软、硬件，系统的双机热备自动重组技术提高了系统的可用性，此外还对系统其他特点进行了总结。     

SWJTU-Ⅱ型计算机联锁控制系统设计和实现

铁路信号计算机联锁系统是一个有着高可靠性、故障-安全性和实时性要求的安全-关键系统.本单位自行设计研制了一个满足这种高可靠性、故障-安全性和实时性要求的容错计算机联锁系统SWJTU-II.计算机联锁系统SWJTU-II,硬件结构上,采用SIEMENS公司PLC作为主要控制部件,双机热备冗余结构,能实现无扰动的故障切换;联锁软件采用Petri网模型化,面向对象方法设计,Step 7 STL语言实现;通过仿真软件模拟列车运行来对系统进行仿真测试并取得良好效果.该系统已开发完成并投入应用.     

基于动态故障树的计算机联锁系统安全性及性能分析研究

针对2种常用冗余结构计算机联锁系统中的联锁机子系统,在考虑单元模块、比较模块和系统间切换模块全故障模式的情况下,建立双机热备和2×2取2计算机联锁系统的危险失效概率PFD和安全失效概率PFS的动态故障树模型。由于故障树概率近似法和Markov方法计算结果非常近似且概率近似法的求解过程简单和存储要求低等特点,采用概率近似法求解对应的PFD和PFS,实例对比分析2种冗余结构计算机联锁系统的安全性。研究结果表明:在全故障模式下,2×2取2计算机联锁系统的安全性高于双机热备。     

铁路车站计算机联锁软件研究与设计

计算机联锁是铁路车站的重要系统之一,主要是控制列车在站内的安全运行。联锁系统分硬件和软件系统,联锁逻辑运算模块是计算机联锁软件系统的核心,其完整性和优越性决定着联锁系统的功能和性能。针对基于"与或"逻辑的联锁软件逻辑繁琐、集成度和可移植性差等问题,在采用模块化思想和结构化语言的基础上,通过分析联锁逻辑运算模块的功能需求和实现方法,设计了详尽的软件执行流程。通过实际应用,结果表明采用模块化结构和结构化语言的联锁软件功能完善,具有良好的可维护性和可移植性,符合计算机联锁技术条件第8条规定。     

PLC在铁路机务折返段微机联锁系统中的应用

介绍在铁路机务折返段微机联锁系统中使用可编程控制器PLC技术,实现道岔集中联锁控制功能,并从系统的总体结构、冗余方式,软件的总体结构、PLC联锁软件的分类和调用,程序嵌套思想等方面进行了分析.证明它是一种适合机务段使用的性价比高的微机联锁系统.     

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。     

城市轨道交通联锁系统发展趋势分析

城市轨道交通信号的联锁系统是保障列车运行安全的核心设备,根据安全防护条件和时序实现进路、信号和道岔之间联锁控制,满足列车安全运行的需求.分析了在大客流、高密度及超大网络的形势下,联锁系统作为信号系统安全最后一道防线所面临的发展需求.基于安全防护机理,结合当前信号系统故障-安全-持续运行的发展方向,从联锁系统的安全-效率平衡、全自动化运行适配及互联互通等方面分析了联锁系统的未来发展趋势.从联锁系统的安全理念、功能、形式和控制方式等方面阐述其演变要求,即:从"小联锁"向"大联锁"转变,从"硬联锁"向"软联锁"转变.     

实时远程诊断系统信息传输网络的研究

远程诊断是计算机联锁系统维护、维修及故障诊断的一个重要手段。为了能够及时、准确地诊断、处理现场故障，电务维修人员对其实时性提出了更高的要求。介绍了计算机联锁实时远程诊断系统信息传输网络的具体要求及其软、硬件系统构成，详细阐述了系统的具体实施方案及其安全保证措施。     

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。     

SWJTU—II型计算机联锁控制系统设计和实现

铁路信号计算机联锁系统是一个有着高可靠性、故障安全性和实时性要求的安全关键系统。本单位自行设计研制了一个满足这种高可靠性、故障安全性和实时性要求的容错计算机联锁系统SWJTUII。计算机联锁系统SWJTUII,硬件结构上,采用SIEMENS公司PLC作为主要控制部件,双机热备冗余结构,能实现无扰动的故障切换;联锁软件采用Petri网模型化,面向对象方法设计,Step7STL语言实现;通过仿真软件模拟列车运行来对系统进行仿真测试并取得良好效果。该系统已开发完成并投入应用。     

计算机联锁报警设计的改进

JD-IA及DS6-11计算机联锁系统都采用双机热备的动态冗余结构,两套联锁机互为主、备,没有主次之分,在主用机发生故障,备机同步热备的情况下,能自动转换到备机工作,从而能实现无缝倒接,     

无联锁道岔及线路集中监控系统

无联锁道岔及线路集中监控系统适用于铁路机务、车辆段内，以及其他无联锁道岔线路的车站、货场等进行机车整备作业、调车作业的安全监控与作业信息化管理。该系统采用分布式结构和模块化设计原则，硬件由道岔检测模块、机车自停模块、股道定位模块三部分组成；软件包括主控机控制软件和局域网客户浏览软件。整个系统由线路控制子系统（上位机）、通信管理子系统（股道下位机）、机车定位子系统、机车信号子系统、道岔子系统、     

WorldFIP通讯网络技术的研究与开发

介绍了国内外列车通讯网络的发展趋势.介绍了WorldFIP技术的主要特点、通讯协议及应用WorldFIP技术实现简单功能站点和管理功能站点的软、硬件开发方法.最后介绍了应用WorldFIP技术实现行车安全监测系统的主要结构.     

列控系统安全通信计算机设计

CTCS-2级、CTCS-3级列控系统的地面子系统中,列控中心、临时限速服务器、无线闭塞中心都具有安全相关通信功能,且绝大部分采用2oo2×2的软、硬件安全冗余结构,需要采用具备较强通信功能和运算性能、能够适应2oo2×2冗余结构的安全平台来实现。由于通信对象较多及安全通信协议较为复杂的算法和严格的实时性要求,采用专用的安全通信计算机实现与相关系统的安全通信是一种合理可行的解决方案。结合CTCS-3级列控系统地面设备的需求提出一种安全通信计算机的实现方案,设计其硬件结构,研究同步关键算法并实现安全协议的功能。     

成灌铁路计算机联锁系统的设计与实现

成灌铁路是我国第一条通车运营的市域铁路,联锁系统采用TYJL-ADX型二乘二取二计算机联锁。该系统是在既有结构的基础上,按市域铁路信号系统的技术要求开发完成。介绍了成灌铁路计算机联锁系统的硬件构成,软件的显著特点,新增客运专线信号机点灯控制功能的设计方法,无配线车站控制功能的软件实现等,以及对一次解锁等功能的探讨与研究。