微機(jī)聯(lián)鎖概論

高鐵技術(shù)概論-計算機(jī)聯(lián)鎖郭君2015年3月21日目錄發(fā)展概況1系統(tǒng)特點2基本結(jié)構(gòu)3安全性和可靠性4中國鐵路的發(fā)展中國鐵路的坎坷發(fā)展二月23什么是聯(lián)鎖？開放信號的條件？聯(lián)鎖的定義指利用計算機(jī)對車站作業(yè)人員的操作命令及現(xiàn)場表示的信息進(jìn)行邏輯運算，從而實現(xiàn)對道岔、進(jìn)路和信號機(jī)進(jìn)行集中控制與監(jiān)督，使其達(dá)到相互制約的車站聯(lián)鎖設(shè)備。是以計算機(jī)技術(shù)為核心，采用通信技術(shù)、可靠性與容錯技術(shù)以及“故障－安全”技術(shù)實現(xiàn)鐵路車站聯(lián)鎖要求的實時控制系統(tǒng)。研制背景目前國內(nèi)雙機(jī)熱備正在向2×2取2過渡，2×2取2正在成為主流機(jī)型。高速、提速、重載、大型客運站、重點車站提出了可靠性、更高安全性的更高要求。主要干線使用2×2取2系統(tǒng)，雙機(jī)熱備僅在支線、半自動閉塞區(qū)段使用。

引進(jìn)國外先進(jìn)成熟的計算機(jī)硬件既有技術(shù)與國內(nèi)成熟的聯(lián)鎖軟件結(jié)合與國內(nèi)具體的應(yīng)用需求結(jié)合

----利用國外的技術(shù)核心，包括硬件單板產(chǎn)品和支持的軟件內(nèi)核，配以適合我國具體應(yīng)用國情的應(yīng)用軟件，在較短時間內(nèi)形成（目標(biāo)）：達(dá)到國際先進(jìn)技術(shù)水平符合我國具體應(yīng)用需求可實際應(yīng)用的產(chǎn)品我們的思路日本信號株式會社幾十年歷史，專營鐵道信號產(chǎn)品，在國際上知名的信號產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)80年開始，計算機(jī)聯(lián)鎖產(chǎn)品上道使用，一開始即為多重冗余的高擋產(chǎn)品。95年開始推出32位的2×2取2產(chǎn)品。日本信號計算機(jī)聯(lián)鎖專用計算機(jī)認(rèn)證日本國鐵研究所（官方）的認(rèn)證：32比特故障-安全CPU板的設(shè)計評審EI32型計算機(jī)聯(lián)鎖的安全性評價國內(nèi)認(rèn)證測試：EMC測試：防雷、干擾、靜電等耐壓測試、絕緣測試聯(lián)鎖軟件制式安全性測試鐵道部審查意見審查意見（第1條）

EI32-JD型由雙機(jī)熱備操作表示機(jī)、2×2取2聯(lián)鎖機(jī)、2重驅(qū)采機(jī)構(gòu)成硬件冗余系統(tǒng)，其中：

聯(lián)鎖機(jī)采用經(jīng)日本鐵道綜合研究所安全認(rèn)證的日本信號株式會社的EI-32型專用計算機(jī)及系統(tǒng)軟件。 操作表示機(jī)采用JD-IA型的工控機(jī)。聯(lián)鎖軟件移植經(jīng)制式測試合格的JD-IA型聯(lián)鎖軟件。審查意見（第2條）雙系的切換采用JD-IA型計算機(jī)聯(lián)鎖的設(shè)計原理，無主從之分，切換不影響正常作業(yè)。（操作表示機(jī)的雙機(jī)（無縫）切換受到專家好評）。EI32-JD系統(tǒng)的驅(qū)動繼電器電路為獨立的雙線方式，沒有共用回線。具有較高的防止混線誤動的能力，提高了系統(tǒng)的安全性。審查意見（第3條）EI32-JD型：傳統(tǒng)的：審查意見（第4條）EI32-JD型集成了兩個成熟系統(tǒng)的核心技術(shù)，特別是2×2取2聯(lián)鎖機(jī)、2系并聯(lián)的驅(qū)采機(jī)，進(jìn)一步提高了計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的可靠性和安全性。經(jīng)北京局張辛車站近半年的運用和鐵道部測試組現(xiàn)場測試證明系統(tǒng)工作穩(wěn)定、安全可靠，滿足運營要求。研制方提供的技術(shù)資料齊全。審查委員會一致同意通過技術(shù)審查，建議推廣使用。二月23車站信號控制系統(tǒng)的發(fā)展概況計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)電氣集中機(jī)械聯(lián)鎖人工信號二月23人工信號中國鐵路的發(fā)展二月23鐵路路票中國鐵路的發(fā)展二月23電鎖器中國鐵路的發(fā)展二月236502控制臺中國鐵路的發(fā)展二月23機(jī)械室中國鐵路的發(fā)展計算機(jī)聯(lián)鎖控制臺中國鐵路的發(fā)展二月23機(jī)械室中國鐵路的發(fā)展計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的發(fā)展概況首先是國外的一些發(fā)達(dá)國家相繼開展了計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的研究。1978年瑞典ABB公司研制的世界上第一套計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)EBILOCK首先在歌德堡站成功投入使用，掀開了車站聯(lián)鎖控制系統(tǒng)研究與應(yīng)用的新篇章。后來德國、美國、日本、英國、法國、奧地利等一些發(fā)達(dá)國家也陸續(xù)地使用了計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)。到了90年代，不少國家已開始大面積推廣計算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)。我國的計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的研制工作是從80年代在一些研究部門和高等院校相繼開始的。1984年，通信信號總公司研究設(shè)計院研制生產(chǎn)出了國內(nèi)第一個車站計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，并成功的應(yīng)用于地方鐵路，填補了我國計算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的空白。計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的發(fā)展概況二月23引進(jìn)核心硬件進(jìn)行系統(tǒng)集成TYJL-TR9、DS6-20、DS6-K5B、EI32-JD、TYJL-ECC、TYJL-ADX自主研發(fā)DS6-30、TYJL-I、TYJL-II、DS6-11、JD-1A、TYJL-2000、CIS-1、TYJL-III全套引進(jìn)SSI、VPI、K5、ACC、SIMENS-W、EBILOCK850現(xiàn)階段我國的發(fā)展經(jīng)歷第一階段第二階段第三階段二月23國內(nèi)計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的研制單位鐵道科學(xué)研究院通信信號所鐵道部通信信號研究設(shè)計院北京交通大學(xué)微聯(lián)公司卡斯柯信號有限公司二月23各研發(fā)單位的主要產(chǎn)品鐵道科學(xué)研究院通信信號所：TYJL-I、TYJL-II、TYJL-III、TYJL-TR9、TYJL-ECC、TYJL-ADX、TYJL-2000。鐵道部通信信號研究設(shè)計院：DS6-30、DS6-11、DS6-20、DS6-K5B。北京交通大學(xué)微聯(lián)公司：JD-1A、EI32-JD卡斯柯信號有限公司：

VPI、CIS-1、Ilock。二月23計算機(jī)聯(lián)鎖的特點

（1）利用計算機(jī)對車站值班員的操作命令和現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備的表示信息進(jìn)行邏輯運算后，完成對信號機(jī)、道岔及進(jìn)路的聯(lián)鎖和控制。（2）計算機(jī)發(fā)出的控制信息和現(xiàn)場發(fā)回的表示信息，若實現(xiàn)串行信息接口，均能由傳輸通道串行傳送，可節(jié)省大量的干線電纜，并使采用光纜傳輸成為可能。1、計算機(jī)聯(lián)鎖與傳統(tǒng)的繼電聯(lián)鎖的主要區(qū)別：二月23

（3）用CRT屏幕顯示代替現(xiàn)行的表示盤，大大縮小了體積，簡化了結(jié)構(gòu)，不但方便使用，還可根據(jù)需要多臺并機(jī)使用。（4）采用積木式的模塊化軟件和硬件結(jié)構(gòu)，便于站場變更，并容易實現(xiàn)故障控制、分析等功能。計算機(jī)聯(lián)鎖的特點計算機(jī)聯(lián)鎖的特點實時工業(yè)控制計算機(jī)系統(tǒng)的主要特點有：①、實時性強(qiáng)；②、具有充分的過程輸入和過程輸出能力③、具有通信和聯(lián)網(wǎng)能力；④、高可靠性；⑤、可維護(hù)性；⑥、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化；⑦、模塊化。31高鐵信號系統(tǒng)構(gòu)成行車指揮子系統(tǒng)列控子系統(tǒng)聯(lián)鎖子系統(tǒng)輔助子系統(tǒng)計算機(jī)聯(lián)鎖的原理和組成二月23計算機(jī)聯(lián)鎖的原理和組成CTCS-3級列控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)包括：地面設(shè)備、車載設(shè)備、GSM-R無線通信網(wǎng)絡(luò)、信號數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)四部分。1.系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)GSM-R無線通信網(wǎng)絡(luò)車載設(shè)備地面設(shè)備信號數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)與RBC、TCC、CTC、CSM接口電源屏結(jié)構(gòu)二月23

按執(zhí)行功能的計算機(jī)數(shù)量劃分，計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)可分為：單模塊結(jié)構(gòu)；多模塊結(jié)構(gòu)。1、分類計算機(jī)聯(lián)鎖的分類二月23

1、單模塊結(jié)構(gòu)計算機(jī)聯(lián)鎖的分類二月23

1、多模塊結(jié)構(gòu)計算機(jī)聯(lián)鎖的分類執(zhí)行層人機(jī)會話層人機(jī)對話設(shè)備聯(lián)鎖設(shè)備

信號機(jī)點燈電路道岔控制電路軌道電路聯(lián)鎖層室外設(shè)備層計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu):計算機(jī)聯(lián)鎖的原理和組成二月233、計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的室內(nèi)外聯(lián)系方式

專線方式總線方式計算機(jī)聯(lián)鎖的分類二月23

1、專線方式

計算機(jī)聯(lián)鎖的分類二月23

2、總線方式計算機(jī)聯(lián)鎖的分類二月23故障-安全反應(yīng)故障——安全組合故障——安全固有故障——安全二月232、避錯技術(shù)和容錯技術(shù)質(zhì)量控制技術(shù)避錯技術(shù)環(huán)境防護(hù)技術(shù)采用高可靠性的部件和微機(jī)系統(tǒng)采用各種抗干擾措施，提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和環(huán)境適應(yīng)性二月23容錯技術(shù)冗余資源硬件冗余信息冗余時間冗余軟件冗余二月23

歸納：其中，更多采用的是硬件冗余和軟件冗余。因此，容錯控制技術(shù)無論在硬件結(jié)構(gòu)方面還是在軟件結(jié)構(gòu)方面均存在著一些明顯的特點。2、避錯技術(shù)和容錯技術(shù)二月23容

錯

技

術(shù)屏蔽冗余動態(tài)冗余雙機(jī)比較雙機(jī)協(xié)同2、避錯技術(shù)和容錯技術(shù)二月23三模靜態(tài)冗余結(jié)構(gòu)2、避錯技術(shù)和容錯技術(shù)二月233、計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的冗余結(jié)構(gòu)冗余結(jié)構(gòu)故障切換故障屏蔽3取22×2取2二月233、計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的冗余結(jié)構(gòu)二月23總結(jié)1、車站信號控制系統(tǒng)的發(fā)展概況一、發(fā)展概況人工信號機(jī)械聯(lián)鎖電氣集中計算機(jī)聯(lián)鎖2、我國的計算機(jī)聯(lián)鎖發(fā)展經(jīng)歷第一階段第二階段第三階段二月23二、計算機(jī)聯(lián)鎖的特點1、主要區(qū)別：(1)操作方式(2)傳輸方式(3)用計算機(jī)代替控制臺(4)模塊化的硬件和軟件2、優(yōu)點:(1)提高安全性、可靠性(2)增加和完善了功能(3)方便設(shè)計(4)省工省料，降低造價