車站信號自動控制（第二版） 課件 -4-計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)

車站信號自動控制系統(tǒng)

目錄|

CONTENTS信號集中監(jiān)測系統(tǒng)概述

車站信號理論技術(shù)基礎(chǔ)01.

車站室外設(shè)備接口電路02.

6502電氣集中聯(lián)鎖系統(tǒng)概述03.

計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)04.

北京交通大學(xué)電子信息工程學(xué)院計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)

04PART04本篇的主要內(nèi)容

1系統(tǒng)的功能、層次結(jié)構(gòu)與構(gòu)建方法

2

聯(lián)鎖系統(tǒng)硬件組成

3提高安全性可靠性技術(shù)手段

4計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)軟件設(shè)計計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)3

鐵路車站信號控制設(shè)備的發(fā)展歷程發(fā)展歷程鐵路信號（臂板信號機）機械式車站聯(lián)鎖繼電電氣聯(lián)鎖電子聯(lián)鎖控制系統(tǒng)計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)51978年，由瑞典研制的世界上第一套計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)在瑞典哥德堡站的成功應(yīng)用

90年代不少國家已開始大面積推廣計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)

1984年南京梅山礦井試驗，1986年太鋼配料站開通，國內(nèi)第一個計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)。1989年鐵道科學(xué)研究院研制生產(chǎn)的計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)在鄭州北編組站開通使用，使計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)首次應(yīng)用于國有鐵路

1994年鐵道科學(xué)研究院、鐵道部通信信號總公司研究設(shè)計院研制的計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)分別在哈爾濱局平房站和上海局交通站開通使用，這是我國鐵路首次將國產(chǎn)的計算機聯(lián)鎖設(shè)備用于鐵路客貨列車通過的正線車站。

國內(nèi)計算機聯(lián)鎖的發(fā)展-回顧61982~1989起步階段 1984.1DS6-30南京煤山井下 1989TYJL鄭州北1990~1996平穩(wěn)發(fā)展階段

開通53個站，1997~1998無序發(fā)展階段

開通153個站，出現(xiàn)11家生產(chǎn)廠家，12種制式

1999~2001整頓、規(guī)范階段我國處于實用階段的聯(lián)鎖系統(tǒng)7(1)鐵道科學(xué)研究院通號所研制的TYJL-II型、TYJL-III型和TYJL-ADX型；(2)北京全路通信信號研究設(shè)計院研制的DS6-11（改進型）和DS6-K5B系統(tǒng),DS6-60；(3)北京交通大學(xué)開發(fā)的JD-1A和EI32-JD型系統(tǒng)；(4)卡斯柯信號有限公司開發(fā)的CIS、VPI和ILOCK系統(tǒng)。一、計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的功能二、計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)三、基于功能實現(xiàn)的系統(tǒng)構(gòu)建方法四、基于高可靠高安全實用計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)架構(gòu)五、計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的接口§系統(tǒng)的功能、層次結(jié)構(gòu)與構(gòu)建方法81.人機交互功能（也稱為操作表示功能）操作功能，是指行車指揮人員通過操作人機交互設(shè)備（如鼠標、鍵盤等）向聯(lián)鎖機構(gòu)輸入操作指令，如按壓按鈕、排列進路、操縱道岔等。表示功能，是將站場信號設(shè)備狀態(tài)和行車作業(yè)情況的表示信息通過顯示屏等人機交互設(shè)備表示出來。2.聯(lián)鎖運算功能聯(lián)鎖運算是系統(tǒng)的核心功能，其主要功能包括以下三類：第一類是進路控制功能，也是整個計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)最重要的功能，包括選排進路、鎖閉進路、開放信號、關(guān)閉信號、解鎖進路等；第二類是道岔操作功能，包括單獨操作（定操/反操）、單獨鎖閉/單獨解鎖、封鎖/解封操作等；第三類是引導(dǎo)信號控制功能，包括進路式引導(dǎo)和引導(dǎo)總鎖閉兩類。

3.輸入/輸出功能輸入功能是指采集信號機、道岔以及軌道電路等現(xiàn)場設(shè)備的狀態(tài)信息，反饋給聯(lián)鎖運算主機，作為聯(lián)鎖運算的實時動態(tài)數(shù)據(jù)。輸出功能是指根據(jù)聯(lián)鎖運算結(jié)果，控制信號機顯示，驅(qū)動道岔轉(zhuǎn)換。

是以計算機或微處理器實現(xiàn)聯(lián)鎖邏輯運算功能的車站聯(lián)鎖控制系統(tǒng)。 一、計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的功能9二、計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)10上位機和維修機/操作輸入、狀態(tài)顯示聯(lián)鎖安全計算機/信息匯總、聯(lián)鎖運算輸入輸出接口設(shè)備/信息采集、安全輸出控制1.基于并行總線擴展的計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)系統(tǒng)的主要特點：上下位機間采用通信總線交互聯(lián)鎖主機與輸入輸出板通過并行總線交互。輸入輸出板通過繼電器接口電路與室外設(shè)備交互。輸入輸出板無CPU處理器。三、基于功能實現(xiàn)的系統(tǒng)構(gòu)建方法112.基于串行總線擴展的計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)-繼電接口系統(tǒng)的主要特點：上下位機間采用通信總線交互。聯(lián)鎖主機與I/O執(zhí)行機通過串行總線交互，易于規(guī)模擴展。I/0執(zhí)行機配置智能處理單元與聯(lián)鎖主機間進行通信交互，對內(nèi)一般采用并行總線與驅(qū)采板交互。I/O執(zhí)行機通過繼電器接口電路與室外設(shè)備交互。 二、計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)122.基于串行總線擴展的計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)-全電子化接口系統(tǒng)的主要特點：上下位機間通信總線交互。輸入輸出采用全電子化I/O接口單元。聯(lián)鎖主機與電子化接口單元通過串行總線交互。全電子化I/O接口單元直接通過電纜與室外設(shè)備連接。全電子化I/O接口單元為帶CPU處理器的邏輯控制單元。電子化接口單元一般分為道岔模塊、信號模塊、軌道模塊、零散模塊與對應(yīng)的室外設(shè)備相連接。

二、計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)13滿足鐵路現(xiàn)場需求的聯(lián)鎖系統(tǒng)基本要求：(1)功能完備(功能安全與故障安全)(2)高可靠和高安全(3)應(yīng)用與維護方便(高可用性）人機交互層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一般不涉及安全，采用“雙機熱備結(jié)構(gòu)”，兩套操作表示計算機互為熱備提高系統(tǒng)的可靠性。主流的計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)架構(gòu)（制式）(1)雙機熱備(2)三取二(3)二乘二取二

四、基于高可靠高安全的實用計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)141、雙機熱備模式-計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)操作機A操作機B聯(lián)鎖機A聯(lián)鎖機B通信總線大屏幕A大屏幕B采集板輸出驅(qū)動繼電器接口設(shè)備輸出驅(qū)動采集板音箱鼠標切換電路電務(wù)維修機倒機切換終端設(shè)備延長線纜驅(qū)采總線系統(tǒng)的主要特點：上位機雙套熱備聯(lián)鎖主機雙套互為熱備輸出驅(qū)動以倒切單元單套輸出一般采用繼電器接口電路實現(xiàn)對室外設(shè)備的控制四、基于高可靠高安全的實用計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)152、二乘二取二模式-計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)系統(tǒng)的主要特點：上位機雙套熱備聯(lián)鎖主機每系采用雙處理器二取二表決聯(lián)鎖兩系互為熱備驅(qū)采機每系也采用二取二處理器驅(qū)采機兩系一般采用并聯(lián)輸出采用繼電器接口電路實現(xiàn)對室外設(shè)備的控制

四、基于高可靠高安全的實用計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)16輸入電路A輸入電路B輸入電路C輸出電路A輸出電路B輸出電路C主處理器C主處理器BI/O總線I/O總線I/O總線TriBusTriBusTriBus表決主處理器A輸入端子輸出端子熱備熱備3、三取二模式-計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)系統(tǒng)的主要特點：上位機雙套熱備聯(lián)鎖主機采用三套完全一致的處理器，按三取二表決運算輸出3套輸入電路直接傳遞給3個主機，3輸出電路按三取二表決輸出，采用繼電器接口電路實現(xiàn)對室外設(shè)備的控制

四、基于高可靠高安全的實用計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)171.計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的接口--系統(tǒng)內(nèi)部接口人機交互層與聯(lián)鎖運算層之間的接口

工業(yè)總線：比如RS485串行總線、CAN總線、工業(yè)以太網(wǎng)等聯(lián)鎖層與輸入輸出層之間的接口

工業(yè)總線：串行總線也可以采用并行總線輸入輸出層與現(xiàn)場設(shè)備之間的接口

采用繼電器接口或全電子化接口完成系統(tǒng)驅(qū)動命令轉(zhuǎn)換為對室外設(shè)備的強電輸出以及狀態(tài)采集五、計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的接口182.計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的接口--系統(tǒng)外部接口與CTC的接口（一般采用標準串行總線接口）

CIS(站場狀態(tài)、命令回執(zhí)行)CTC(車站自律機)

CIS CTC(進路控制命令、設(shè)備操作)與列控系統(tǒng)的接口（標準RS422串行總線連接）

CIS(聯(lián)鎖狀態(tài)、軌道占用)

列控中心(或RBC)

CIS

列控中心(或RBC)(進站信號機點燈發(fā)碼控制信息)

與微機監(jiān)測的接口（標準串行方式，包括RS-232、RS-485）

CIS(站場狀態(tài)與作業(yè))

微機監(jiān)測

防止系統(tǒng)間混電措施：采用光電隔離五、計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的接口19典型的計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)外部接口示意圖20一、上位機的硬件組成二、聯(lián)鎖下位機的組成三、室外設(shè)備的接口硬件四、系統(tǒng)的可靠性安全性保障技術(shù)§計算機聯(lián)鎖控制系統(tǒng)硬件組成21光分路器DS6-K5B型二乘二取二計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的現(xiàn)場實物22JD-1A型雙機熱備計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的現(xiàn)場實物23操作表示工業(yè)控制計算機電務(wù)維修工業(yè)控制計算機操作表示倒機切換單元（*）調(diào)度員操作顯示平臺上位機子系統(tǒng)組成一、上位機（操作表示單元）的硬件組成24（1）互為熱備的上位機系統(tǒng)（2）并聯(lián)的上位機系統(tǒng)上位機的兩種硬件組成結(jié)構(gòu)

25聯(lián)鎖邏輯運算單元采集輸入單元驅(qū)動輸出單元通信單元聯(lián)鎖電源二、聯(lián)鎖下位機的硬件組成26聯(lián)鎖單元的機箱原理架構(gòu)27二乘二取二計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)機籠28輸入—采集繼電器節(jié)點狀態(tài)輸出—驅(qū)動控制繼電器線圈典型的繼電接口電路：信號機繼電器接口電路道岔轉(zhuǎn)轍機繼電器接口電路軌道區(qū)段繼電器接口電路三、室外信號設(shè)備的硬件接口電路

1、繼電接口電路

把聯(lián)鎖運算的控制命令轉(zhuǎn)換為對室外設(shè)備的驅(qū)動輸出（弱電轉(zhuǎn)強電)29計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)各層次接口關(guān)系示意圖3031ⅠⅡ～↓178ⅠⅡ～↓178ⅠⅡ～↑178ⅠⅡ～↓178ⅠⅡ～↓178XJZ220XJZ220XJF220RD10.5ARD30.5A0.5ARD2DJ2DJ↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓↑↑↑↑2DJ2DJLXJLXJFZXJLUXJTXJZXJLUXJTXJYXJYXJUDZJLDZJHDZJ2UDZJYBDZJUBLBHB2UBYBB45682232567714766LXZLXZYXULH2UYB進站信號機點燈電路LXJ信號變壓器燈泡燈絲轉(zhuǎn)換室內(nèi)繼電組合信號機的繼電接口：進站信號機繼電器接口電路出站信號機繼電器接口電路調(diào)車信號機繼電器接口電路進站及進路信號組合包括：LXJ、TXJ、ZXJ、LUXJ、YXJ、1DJ、2DJ，7個繼電器，每架進站及進路信號機設(shè)一個信號組合。其中驅(qū)動LXJ、ZXJ、YXJ、TXJ、LUXJ；采集LXJ、TXJ、ZXJ、YXJ、LUXJ、1DJ、2DJ。(1)進站信號機繼電器接口電路32信號機的繼電接口：進站信號機繼電器接口電路出站信號機繼電器接口電路調(diào)車信號機繼電器接口電路多方向出站信號機共設(shè)4個繼電器：LXJ、ZXJ、DXJ、DJ，其中驅(qū)動LXJ、DXJ、ZXJ；采集LXJ、ZXJ、DXJ、DJ(2)出站信號機繼電器接口電路33(3)調(diào)車信號機繼電器接口電路34信號機的繼電接口：進站信號機繼電器接口電路出站信號機繼電器接口電路調(diào)車信號機繼電器接口電路每架調(diào)車信號機共設(shè)2個繼電器：DXJ、DJ，每4架信號機設(shè)一個組合，其中驅(qū)動DXJ；采集DXJ、DJ（三）四線制直流道岔接口電路分析道岔位置：定位13235(4)道岔轉(zhuǎn)轍機繼電器接口電路36以四線制道岔結(jié)合電路為例。共設(shè)7個繼電器：FCJ、DCJ、DBJ、FBJ、SJ、1QDJ、2QDJ，其中驅(qū)動FCJ、DCJ、SJ；采集DBJ、FBJ、SJ(5)軌道區(qū)段繼電器接口電路只采不驅(qū)，一般采集GJ的前后節(jié)點狀態(tài)。2、全電子化接口電路37全電子化接口：對上基于CAN通信與聯(lián)鎖交互對內(nèi)完成安全輸入輸出運算對外采集狀態(tài)與模擬量，大功率電子控制模塊分類：信號控制模塊-進站、出站、調(diào)信道岔控制模塊-直流四線、交流五線軌道采集模塊-工頻、25Hz相敏零散模塊-（開關(guān)量驅(qū)采、場聯(lián)、半自閉結(jié)合等）（1）道岔轉(zhuǎn)轍機全電子化執(zhí)行模塊設(shè)計要點38要點說明：二取二表決機制的設(shè)計道岔接口的聯(lián)鎖條件實現(xiàn)（參見繼電道岔接口電路-6條）強電大電流電子開關(guān)的設(shè)計道岔動作電流監(jiān)測采集各級功能電路的狀態(tài)檢測故障導(dǎo)向安全的設(shè)計強電開關(guān)短路的安全防護設(shè)計各種混線混電的檢測（2）信號機全電子化執(zhí)行模塊設(shè)計要點39要點說明：二取二表決機制的設(shè)計信號機點燈接口的聯(lián)鎖條件實現(xiàn)（參見繼電信號機接口電路）交流強電電子開關(guān)的設(shè)計點燈狀態(tài)采集與燈絲監(jiān)測各級功能電路的狀態(tài)檢測故障導(dǎo)向安全的設(shè)計各部件的故障檢測與安全防護設(shè)計各種混線混電的檢測（3）軌道全電子化執(zhí)行模塊設(shè)計要點40要點說明：二取二表決機制的設(shè)計交流軌道信號的隔離與采樣軌道電壓的交流頻率與電壓判定設(shè)計故障導(dǎo)向安全的設(shè)計各部件的故障檢測與安全防護設(shè)計（4）零散模塊全電子化執(zhí)行模塊設(shè)計要點41要點說明：二取二表決機制的設(shè)計站內(nèi)信號設(shè)備監(jiān)測的開關(guān)量采集電路設(shè)計安全驅(qū)動的接口設(shè)計照查、場聯(lián)的電量采集設(shè)計帶功率輸出的接口設(shè)計各種混線混電的檢測42全電子化聯(lián)鎖工程實物圖43系統(tǒng)外部接口

與CTC的接口

CIS(站場狀態(tài)、命令回執(zhí)行)CTC(車站自律機)

CIS CTC(進路控制命令、設(shè)備操作)與列控系統(tǒng)的接口

CIS(聯(lián)鎖狀態(tài)、軌道占用)

列控中心(或RBC)

CIS

列控中心(或RBC)(進站信號機點燈發(fā)碼控制信息)

與微機監(jiān)測的接口

CIS(站場狀態(tài)與作業(yè))

微機監(jiān)測§計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的可靠性安全性保障技術(shù)44一、硬件的可靠性保障技術(shù)二、硬件的安全性保障技術(shù)概述三、通道級的安全性保障技術(shù)四、系統(tǒng)級的安全性保障技術(shù)一、硬件可靠性保障技術(shù)45(1)避錯技術(shù):防止和減少故障發(fā)生的技術(shù)

高可靠性元部件的選擇和降額使用環(huán)境防護設(shè)計:抗氣候環(huán)境設(shè)計、抗機械環(huán)境設(shè)計、電磁兼容性設(shè)計質(zhì)量控制:老化實驗和篩選(2)容錯技術(shù):當(dāng)系統(tǒng)的某一部分發(fā)生故障時仍使系統(tǒng)保持正常工作的技術(shù)故障掩蔽技術(shù)(靜態(tài)冗余技術(shù))-故障包容系統(tǒng)重組技術(shù)(動態(tài)冗余技術(shù))-故障復(fù)位(3)計算機聯(lián)鎖常采用的容錯技術(shù)：設(shè)備級可靠性保證技術(shù)：元件級、邏輯級以及模塊級通信級可靠性保障技術(shù)：網(wǎng)絡(luò)拓撲冗余、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點冗余、數(shù)據(jù)鏈路差錯控制二、硬件安全性保障技術(shù)概念46（1）鐵路信號的安全包括兩重含義

功能安全和故障-安全（2）安全側(cè)分配方法基于能量的安全側(cè)定義方法-低能量的狀態(tài)為安全側(cè)基于閉路法和串聯(lián)法的安全側(cè)定義方法-開路狀態(tài)對應(yīng)安全側(cè)基于時間的安全側(cè)定義方法-信息延時處理設(shè)備故障時維持現(xiàn)狀定義為安全側(cè)（3）提高系統(tǒng)故障安全度的有效方法危險側(cè)故障率最小化技術(shù)。故障弱化技術(shù)聯(lián)鎖技術(shù)47二、硬件安全性保障技術(shù)概念系統(tǒng)級安全保障技術(shù) 雙機熱備、三取二、二乘二取二設(shè)備級安全保障技術(shù) 輸入輸出通道安全電路（4）硬件安全性保障技術(shù)分類三、輸入/輸出通道的故障—安全技術(shù)48J落下：1010 J吸起：0101靜態(tài)故障-安全輸入電路靜態(tài)故障安全采集電路分析：工作原理：（1）當(dāng)繼電器J吸起時，12V電通過第1路光耦T1前級，T1前級導(dǎo)通，則次級導(dǎo)通，對應(yīng)第1路的計算機采集到低電平0；（2）同理分析可得，對于第2-4路的光耦T2-T4前級導(dǎo)通，次級分別得到電平1、0、1；

因此，當(dāng)J吸起時，對于采集位4321得到編碼信號1010（3）同理分析可得，當(dāng)繼電器落下時，對應(yīng)采集位4321得到編號0101.

故障安全原理：

當(dāng)繼電器落下或者任何元件及線路故障時，在采集端都無法采集到編號信號1010.因此，把其他任意編號作為安全側(cè)信息，則電路都會導(dǎo)向安全側(cè)，符合故障安全原則。49三、輸入/輸出通道的故障—安全技術(shù)50J吸起：編碼序列J落下：靜態(tài)電平動態(tài)故障-安全輸入電路↓T1T212思考：工作原理參考靜態(tài)故障安全電路分析方法動態(tài)故障安全采集電路分析：工作原理：（1）當(dāng)繼電器J吸起時，計算機發(fā)出低電平0時，T1前級導(dǎo)通，則次級導(dǎo)通，12V電通過J送到T2前級，T2前級導(dǎo)通，則T2次級導(dǎo)通，計算機采集到低電平0；（2）同理分析可得，當(dāng)J落下或者計算機發(fā)出高電平1時，對應(yīng)在T2截止，計算機采集到高電平1；

因此，當(dāng)J吸起時，計算機采集到動態(tài)編碼信號。故障安全原理：

當(dāng)繼電器落下或者任何元件及線路故障時，在采集端都無法采集到動態(tài)編友信號。因此，除了計算機發(fā)出的固定編碼，把其他任意編號作為安全側(cè)信息，則電路都會導(dǎo)向安全側(cè)，符合故障安全原則。5152三、輸入/輸出通道的故障—安全技術(shù)動態(tài)輸出：J吸起其他：J落下動態(tài)故障-安全輸出電路53三、輸入/輸出通道的故障—安全技術(shù)動態(tài)輸出：J吸起其他：J落下動態(tài)故障-安全輸出電路紅色充電回路藍色放電回路工作原理54

在電路正常情況下，當(dāng)沒有控制命令輸出時，計算機I/O接口送出高電平，此時電路處于穩(wěn)態(tài)。由于C1沒有充電電流，電容器C2兩端沒有電壓，此時偏極繼電器J處于釋放狀態(tài)。當(dāng)有控制命令輸出時，作用到U1端的是脈沖序列。C1和C2也就不斷地進行充電和放電，繼電器勵磁并保持吸起。具體工作過程為：當(dāng)計算機輸出為低電平時，如圖中紅色回路所示，此時U1截止，三極管T1和T2的基極為高電平，則T1導(dǎo)通而T2截止，此時向C1充電，同時C2向繼電器放電保持繼電器吸起；當(dāng)計算機輸出高電平時，如圖中兩個藍色回路所示，此時U1導(dǎo)通，T1和T2的基極為低電平，由T1截止T2導(dǎo)通，此時C1放電，分別給C2充電，并向繼電器J輸出工作電流保持吸起狀態(tài)。當(dāng)計算機無脈沖序列輸出，C2得不到能量補充，待其端電壓降到繼電器的落下值時，繼電器失磁落下。四、系統(tǒng)級安全性可靠性保障技術(shù)

55雙機熱備動態(tài)冗余結(jié)構(gòu)

三取二靜態(tài)冗余結(jié)構(gòu)二乘二取二冗余結(jié)構(gòu)1.雙機熱備動態(tài)冗余系統(tǒng)技術(shù)56基本思想：單機保證安全，雙機提高可靠性單機提高安全性手段（1）閉環(huán)自診斷（安全條件電源電路、輸出口的閉環(huán)檢驗和輸入電路的閉環(huán)校驗）（2）軟件冗余2.三取二結(jié)構(gòu)系統(tǒng)技術(shù)57用三臺構(gòu)造相同、彼此獨立的計算機和表決器組成的計算機表決系統(tǒng)，又稱TMR系統(tǒng)2.三取二結(jié)構(gòu)系統(tǒng)技術(shù)58關(guān)鍵技術(shù)：(1)表決技術(shù)

硬件表決

(速度快)、軟件表決(速度慢)(2)同步處理

共同時鐘方式時鐘反饋調(diào)節(jié)方式

事件調(diào)節(jié)的同步方式技術(shù)措施：三模緊密同步和三模松散同步3.二乘二取二結(jié)構(gòu)系統(tǒng)技術(shù)59四臺構(gòu)造和功能相同的計算機、兩個二取二表決單元及一個二乘二切換模塊。主系、備系603.二乘二取二結(jié)構(gòu)系統(tǒng)技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)：(1)二取二表決技術(shù)

(2)二取二同步技術(shù)(3)兩系切換技術(shù)(4)兩系同步技術(shù)§計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)軟件設(shè)計61一、計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)軟件的結(jié)構(gòu)與功能二、軟件設(shè)計的聯(lián)鎖數(shù)據(jù)與聯(lián)鎖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)三、操作表示軟件設(shè)計四、聯(lián)鎖軟件設(shè)計五、軟件的可靠性與安全性保障技術(shù)一、計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)劃分與功能62站場狀態(tài)與操作信息的視圖文字顯示操作輸入接收與命令形成重要操作的記錄與查詢------------------------------------聯(lián)鎖邏輯運算驅(qū)動命令的形成信息的傳遞------------------------------------輸入接口采集設(shè)備狀態(tài)輸出接口控制設(shè)備動作功能：（與硬件層次結(jié)構(gòu)相對應(yīng))

層次劃分63計算機聯(lián)鎖軟件-應(yīng)用程序文件聯(lián)鎖邏輯軟件上位機軟件64聯(lián)鎖邏輯軟件執(zhí)行界面上位機軟件執(zhí)行界面二、聯(lián)鎖數(shù)據(jù)與聯(lián)鎖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)65(一)計算機軟件系統(tǒng)的幾個概念1、計算機指令：計算機本身只能完成一些很簡單的基本操作，如加法、減法、傳送數(shù)據(jù)、發(fā)控制電壓脈沖等，這些簡單的基本工作。2、程序:計算機無論做多么復(fù)雜和高級的工作，都是靠著用指令適當(dāng)?shù)嘏帕谐梢粋€序列，逐條地執(zhí)行指令，最后完成整個工作。這種把指令排列成一定的執(zhí)行順序并能完成一定目標的工作的指令序列。(一)計算機軟件系統(tǒng)的幾個概念663、計算機軟件是以計算機作為硬件平臺，以數(shù)字量(也可以稱為數(shù)據(jù))為對象，通過對數(shù)字量各種操作來實現(xiàn)軟件的各種邏輯功能。(思想、概念、算法、流程、組織、效率、優(yōu)化等融合在一起)4、軟件與硬件的不同特點

(1)表現(xiàn)形式不同(2)生產(chǎn)方式不同(3)要求不同(4)維護不同（二）聯(lián)鎖數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義67動態(tài)數(shù)據(jù)用來表征設(shè)備狀態(tài)的數(shù)據(jù)、操作輸入變量、表示輸出變量等在聯(lián)鎖運算時都是變化的靜態(tài)數(shù)據(jù)

用來表征設(shè)備基本屬性和基于進路定義聯(lián)鎖關(guān)系的數(shù)據(jù)在聯(lián)鎖運算時是固定不變的聯(lián)鎖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)聯(lián)鎖數(shù)據(jù)在聯(lián)鎖軟件中的組織形式作用描述進路、道岔、信號機、區(qū)段等設(shè)備屬性及其相互關(guān)系含義在聯(lián)鎖計算機中，所有參與聯(lián)鎖運算的數(shù)據(jù)三、操作表示軟件的設(shè)計681.操作表示軟件功能操作功能、顯示功能、提示功能、記錄功能、數(shù)據(jù)接口功能2.操作表示軟件數(shù)據(jù)靜態(tài)數(shù)據(jù)：信號機、道岔、軌道區(qū)段、功能按鈕動態(tài)數(shù)據(jù)：操作輸入數(shù)據(jù)、表示輸出數(shù)據(jù)、其他輔助數(shù)據(jù)3.軟件模塊劃分操作輸入處理模塊、顯示輸出處理模塊、通信模塊4.編程環(huán)境與編程工具基于WINDOWS平臺，采用面向?qū)ο蟮目梢暬幊陶Z言VC++等69車站計算機聯(lián)鎖設(shè)備操作顯示規(guī)范70構(gòu)成操作顯示界面的畫面元素應(yīng)比例協(xié)調(diào)、布局合理、界面友好。操作顯示界面按顯示區(qū)域可劃分為站場圖區(qū)、常用功能按鈕區(qū)、提示信息窗、報警信息窗、預(yù)警信息窗和設(shè)備狀態(tài)信息窗等。操作顯示界面總體布局示意圖站場圖區(qū)站場名常用功能按鈕區(qū)提示信息窗設(shè)備狀態(tài)信息窗預(yù)警信息窗報警信息窗四、聯(lián)鎖軟件的設(shè)計711.聯(lián)鎖軟件的兩種設(shè)計思路2.聯(lián)鎖數(shù)據(jù)的設(shè)計3.聯(lián)鎖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計4.基本聯(lián)鎖功能模塊的軟件設(shè)計1.聯(lián)鎖軟件的兩種設(shè)計思路72（1）參考成熟的6502電氣集中聯(lián)鎖系統(tǒng)

核心聯(lián)鎖邏輯模擬6502十五條網(wǎng)絡(luò)線設(shè)計思路，定義相關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以計算機數(shù)據(jù)變量定義各種繼電器，模擬繼電器的相關(guān)參數(shù)和動作時序，完成進路的控制。（2）以計算機聯(lián)鎖技術(shù)條件為依據(jù)，以進路的控制過程為主線，設(shè)計進路控制的相關(guān)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以任務(wù)進程作為調(diào)度和控制的主要標識，完成各種作業(yè)進路的控制。

后述內(nèi)容即為此思路。2.聯(lián)鎖軟件的設(shè)計-聯(lián)鎖數(shù)據(jù)73D3-3G進路需要檢查的聯(lián)鎖條件表述：軌道區(qū)段3DG、5DG、9DG是否空閑，道岔1/3、5/7是否在定位、9是否在反位，敵對信號D9是否開放，向3G的迎面敵對進路是否存在。

以畫紅色虛線的D3至3G的進路為例如何轉(zhuǎn)換為計算機可以識別的數(shù)據(jù)？742.聯(lián)鎖軟件的設(shè)計-聯(lián)鎖數(shù)據(jù)聯(lián)鎖數(shù)據(jù)的定義#defineDWYS0xaa#defineFWYS0x55752.聯(lián)鎖軟件的設(shè)計-聯(lián)鎖數(shù)據(jù)(一)、靜態(tài)數(shù)據(jù)1、描述設(shè)備屬性的靜態(tài)數(shù)據(jù)信號機靜態(tài)數(shù)據(jù)、道岔靜態(tài)數(shù)據(jù)、區(qū)段靜態(tài)數(shù)據(jù)2、聯(lián)鎖表型靜態(tài)數(shù)據(jù)3、其他靜態(tài)數(shù)據(jù)(按鈕數(shù)據(jù))(二)、動態(tài)數(shù)據(jù)1、信號設(shè)備動態(tài)數(shù)據(jù)（信號機、道岔、軌道區(qū)段）2、操作輸入數(shù)據(jù)3、驅(qū)動控制數(shù)據(jù)4、模塊調(diào)度控制數(shù)據(jù)5、其他輔助數(shù)據(jù)（中間過程變量數(shù)據(jù)）3.計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)軟件設(shè)計—聯(lián)鎖靜態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)763.計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)軟件設(shè)計—聯(lián)鎖動態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)77編號屬性變量符號說明1信號機編號SignalID信號機的編號2信號點燈狀態(tài)SignalStatus信號機點燈狀態(tài)3燈絲狀態(tài)FilamentStatus信號機燈絲狀態(tài)4征用標志UsedFlag信號機征用狀態(tài)5鎖閉標志LockFlag信號機鎖閉標志6曾開放OpenedFlag信號機曾開放標志7信號控制SignalControl點燈命令控制標志信號機動態(tài)數(shù)據(jù)表783.計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)軟件設(shè)計—聯(lián)鎖動態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)道岔與軌道區(qū)段的動態(tài)數(shù)據(jù)表4、聯(lián)鎖軟件基本功能模塊79選排進路功能模塊鎖閉進路功能模塊

開放信號功能模塊信號開放保持功能模塊

正常解鎖進路功能模塊取消進路功能模塊

進路控制的核心模塊4、聯(lián)鎖軟件其他功能模塊80道岔單獨操作1人工延時解鎖2區(qū)段故障解鎖3調(diào)車中途折返解鎖4重復(fù)開放信號5引導(dǎo)總鎖閉6非進路調(diào)車7下坡道延續(xù)進路控制8到發(fā)線出岔控制9站(場)間聯(lián)系10軟件的模塊關(guān)系81（1）選排進路功能模塊82計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)軟件設(shè)計—選排模塊的程序流程

83開始結(jié)束選出進路征用該進路中的設(shè)備轉(zhuǎn)動該道岔有要轉(zhuǎn)動的道岔?YN進路是否可用YN（2）鎖閉進路功能模塊84階段編號階段名稱聯(lián)鎖條件備注信號機區(qū)段道岔1鎖閉敵對信號未開放空閑（相鄰的超限區(qū)段也空閑）未鎖閉位置正確未鎖閉未被封鎖調(diào)車進路時，不檢查最后一個無岔區(qū)段的占用情況針對選排成功的進路，鎖閉進路中的道岔、區(qū)段，然后清除其征用標志。85（3）開放信號功能模塊

86對已鎖閉成功的進路，開放其防護信號機。階段編號階段名稱聯(lián)鎖條件備注信號機區(qū)段道岔1開放信號敵對信號未開放紅燈燈絲狀態(tài)良好空閑（相鄰的超限區(qū)段也空閑）鎖閉位置正確鎖閉調(diào)車進路不檢查最后一個無岔區(qū)段的占用情況87（4）信號開放保持功能模塊