【正文】 路后不會(huì)產(chǎn)生一個(gè)高電平，因此相應(yīng)的繼電器總是落下，實(shí)現(xiàn)了故障一安全。采用 3 個(gè)遼寧鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 10 采集電路進(jìn)行表決輸出，當(dāng)有 2 個(gè)或 3 個(gè)電路的輸 是一致時(shí)，認(rèn)為是正確信息，這樣就防止了由于采集電路的故障而導(dǎo)致計(jì)算機(jī)錯(cuò)誤判斷的現(xiàn)象。繼電器吸起則 將信息編為 11l1，落下則編為 0000。 3． 1 輸入接口 通常故障一安全的輸入接口電路是采用光電隔離技術(shù)，編碼輸入，表決確定輸入信息的。如果一致，則產(chǎn)生輸出，否則說(shuō)明系統(tǒng)故障，立即進(jìn)行切換，使備機(jī)工作，從而提高系統(tǒng)的可靠性。最常見(jiàn)的是采用 2 種不同的軟件處理數(shù)據(jù)，同時(shí)結(jié)合硬件冗余共同提高系統(tǒng)的可靠性。如果程序間相互不獨(dú)立，故障可能同時(shí)存在于各個(gè)程序，則無(wú)法提高系統(tǒng)的可靠性。在結(jié)構(gòu)上可按比較的范圍分為 2種：第 1種是把系 統(tǒng)按功能劃分成小段，各段之間進(jìn)行比較；第 2 種是采用幾個(gè)系統(tǒng)功能相同的軟件相比較。如果檢測(cè)出其中 1 個(gè)模塊故障，則由切換電路切斷故障模塊，接通備用模塊。這種系統(tǒng)中有 N個(gè)正常工作的模塊，有 S個(gè)備用模塊。二冗余系統(tǒng)的分布式處理方式是二機(jī)共同承擔(dān)不同的任務(wù)，若其中一機(jī)出現(xiàn)故障，則將任務(wù)重新調(diào)整，讓無(wú)故障機(jī)承擔(dān)故障機(jī)的任 務(wù)，或者讓系統(tǒng)的功能降級(jí)，這樣系統(tǒng)故障時(shí)喪失了一些控制功能。這種方式需要等待一定的時(shí)間，系統(tǒng)的連續(xù)性受到影響，適用于對(duì)連續(xù)性要求不高的系統(tǒng)。 二冗余系統(tǒng)的 熱備方式為主機(jī)和備機(jī)同時(shí)工作，但平時(shí)只有主機(jī)能夠輸 ，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到主機(jī)錯(cuò)誤時(shí)， 自動(dòng)切換到備機(jī)輸 。 1． 2 動(dòng)態(tài)冗余技術(shù) 這種系統(tǒng)由多個(gè)模塊組成，其中只有 1 個(gè)模塊在運(yùn)行輸出，同時(shí)系統(tǒng)不斷地進(jìn)行故障檢測(cè)，隨時(shí)將發(fā)生故障的模塊用其他模塊代 替，確保系統(tǒng)的安全性，此時(shí)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，故稱(chēng)為動(dòng)態(tài)冗余。靜態(tài)冗余技術(shù)在模塊級(jí)上應(yīng)用最廣的是 N 冗余系統(tǒng)，這種表決系統(tǒng)中有 N 個(gè)相同的模塊同時(shí)運(yùn)行，各模塊的輸由表決器進(jìn)行多數(shù)表決，其中 N 為奇數(shù)，可隔離 (N一 1)／ z 個(gè)模塊的故障。 1． 1 靜態(tài)冗余技術(shù) 靜態(tài)冗余技術(shù)是通過(guò)冗余資源來(lái)隔離或校正故障，使故障不能在系統(tǒng)輸出中造成差錯(cuò)，不能改變電路或系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，所以稱(chēng)為靜態(tài)冗余。為實(shí)現(xiàn)這一目的，主要手段就是投入更多的所 需資源，如硬件冗余、軟件冗余、時(shí)間冗余等，主要是硬件和軟件冗余。在這種情況下，要想進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性，就要用到容錯(cuò)技術(shù)。 避錯(cuò)技術(shù)采用高可靠性芯片，以減少故障概率。 一般來(lái)講，計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖 系統(tǒng)是采用避錯(cuò)技術(shù)和容錯(cuò)技術(shù)來(lái)提高系統(tǒng)的可靠性。其次我們可以基于這樣一個(gè)思路來(lái)考慮問(wèn)題：如果計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖 系統(tǒng)在保證一定可靠性要求基礎(chǔ)上并結(jié)合故障 — 安全技術(shù)來(lái)得以實(shí)現(xiàn)，實(shí)質(zhì)上也就是說(shuō)犧牲少量的效率來(lái)避免昂貴的成本并換取系統(tǒng)的高安全性，同樣也能滿(mǎn)足鐵路信號(hào)對(duì) 聯(lián)鎖 系統(tǒng)的性能要求 ? 容錯(cuò)技術(shù)在計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖 系統(tǒng)中的應(yīng)用： 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，尤其是高可靠性技術(shù)及容錯(cuò)理論與技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)在鐵路信號(hào) 聯(lián)鎖 設(shè)備的應(yīng)用也逐漸廣泛。其一是強(qiáng)化系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)，這是基于可靠性理論包含了系統(tǒng)故障的屏蔽效應(yīng)，因而用高可靠性換取系統(tǒng)的低故障率，以此隱含了對(duì)安全性的相對(duì)提升。目前這二類(lèi)系統(tǒng)的可靠性計(jì)算都是在設(shè)定表決器或冗 余管理機(jī)構(gòu)的可靠度 R(t)=1 的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，同時(shí)由于設(shè)備直接投資成本過(guò)高，因而在非航天、通訊等可靠性要求很高的領(lǐng)域應(yīng)用不多。這二種方案的共同特點(diǎn)是對(duì)硬件故障具有較強(qiáng)的屏蔽與糾錯(cuò)能力。 計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖 系統(tǒng)可靠性及安全技術(shù) 目前，國(guó)內(nèi)外進(jìn)行高可靠系統(tǒng)的容錯(cuò)設(shè)計(jì)多采用三模靜態(tài)冗余方案或二模動(dòng)態(tài)冗余方案。任務(wù)之二是用專(zhuān)用電路規(guī)范監(jiān)控設(shè)備的測(cè)控過(guò)程，即包括表示 信息采集 機(jī)制與設(shè)備驅(qū)動(dòng)流程。 復(fù)核驅(qū)動(dòng)層 復(fù)核驅(qū)動(dòng)層由 PLC 組成，其承擔(dān)著采集表示信息并將 聯(lián)鎖 微機(jī)下達(dá)的操作命令轉(zhuǎn)化為故障 — 安全的控制信號(hào)的任務(wù)，作為系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)之一， PLC 還承擔(dān)著對(duì) 聯(lián)鎖 微機(jī)形成的操作命令進(jìn)行復(fù)核檢查的屏障作用。在站場(chǎng)規(guī)模較大致使 聯(lián)鎖 計(jì)算 機(jī)負(fù)擔(dān)較重或需要多終端操作的情況下，可設(shè)置操作命令采集機(jī)進(jìn)行操作命令輸入的有效性判別并轉(zhuǎn) 換成約定格式傳送給 聯(lián)鎖計(jì)算機(jī)。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于可根據(jù)車(chē)站規(guī)模的大小、作業(yè)需求的不同，在不改變 聯(lián)鎖 軟件的基礎(chǔ)上通過(guò)修改站場(chǎng)靜態(tài)數(shù)據(jù)并增設(shè)相應(yīng)硬件模塊，即可滿(mǎn)足系統(tǒng)的擴(kuò)容要求，先進(jìn)的控制體系結(jié)構(gòu)結(jié)合工藝設(shè)計(jì)使得系統(tǒng)調(diào)試周期與現(xiàn)場(chǎng)施工、開(kāi)通周期均大為縮短，具有很好的經(jīng)濟(jì)與實(shí)用性。 CPU RAMMM ROM 主機(jī) 系統(tǒng)支持板 人機(jī)對(duì)話(huà)設(shè)備 人機(jī)接口 其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 通信接口 外部設(shè)備 內(nèi)部總線(xiàn) 磁盤(pán)系統(tǒng) 通用I\O 接口 開(kāi)關(guān)量輸入通道 通用I\O 接口 開(kāi)關(guān)量輸出通道 繼電結(jié)合電路 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控對(duì)象 工業(yè)控制計(jì)算機(jī) 遼寧鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 6 圖 22 聯(lián)鎖 邏輯運(yùn)算系統(tǒng)原理圖 計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖 系統(tǒng)基本原理 從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)來(lái)看屬于 二 級(jí)集散式控制系統(tǒng)，突破了舊有的集中式信號(hào)系統(tǒng)模式，具有模塊化、層次化等特點(diǎn)。具體來(lái)說(shuō)計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖 系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在適時(shí)性、安全性、可靠性、可維護(hù)性及 性?xún)r(jià)比 等若干方面。典型的計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖 系統(tǒng)硬件組成如圖 21 所示。它由工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和生產(chǎn)過(guò)程兩大部分組成，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)是指按生產(chǎn)過(guò)程控制特點(diǎn)和要求而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)，它包括硬件和軟件兩部分。 除此之外 , 對(duì)要投入使用的所有計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖 產(chǎn)品的 聯(lián)鎖 軟件 ,在出廠前均要經(jīng)過(guò)詳細(xì)完備的功能測(cè)試，通過(guò)制式測(cè)試和出廠測(cè)試 ,有效地保證了計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖 產(chǎn)品的質(zhì)量 [5]。 （六）建立了計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖 系統(tǒng)檢測(cè)制度。 （五）在繼承現(xiàn)有計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖 系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)、特點(diǎn) 的基礎(chǔ)上 , 研究鐵路信號(hào)控制新技術(shù) , 積極開(kāi)發(fā)新一代計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖 系統(tǒng) , 努力拓展計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖 系統(tǒng)的功能 , 以適應(yīng)鐵路信號(hào)控制現(xiàn)代化、鐵路管理信息化建設(shè)、鐵路跨越式發(fā)展的需要。 （三）計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖 系統(tǒng)向多制式方向發(fā)展 , 在路內(nèi)上道使用的計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖 系統(tǒng)有雙機(jī)熱備、三取二、二乘二取二等三種制式 , 能滿(mǎn)足不同線(xiàn)路、不同工程和不同用戶(hù)的需要。在鐵道部 “ 十五 ” 科技發(fā)展技術(shù)政策中明確規(guī)定要積極發(fā)展計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖 , 在此期間 , 車(chē)站計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖 系統(tǒng)獲得了更快的發(fā)展 , 計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖 可靠性、安全性進(jìn)一步提高 , 進(jìn)入了以技術(shù)為依托 , 面向市場(chǎng)和服務(wù) , 從實(shí)現(xiàn)功能到完善拓展功能 , 從單站 聯(lián)鎖 到一體化、電碼化等擴(kuò)大應(yīng)用的新的發(fā)展階段。比如 : 2021 年 12 月開(kāi)通的日本東北新干線(xiàn)盛崗 八戶(hù)段遼寧鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 4 數(shù)字 ATC 地面設(shè)備 , 包括列控 聯(lián)鎖 一體化系統(tǒng)局域網(wǎng) (SAINT LAN )、列控 聯(lián)鎖 一體化系統(tǒng)邏輯部 (SAINT) 。 計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖 的 應(yīng)用現(xiàn)狀 一、 國(guó)外車(chē)站計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖 系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀 1978 年世界第一個(gè)計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖 系統(tǒng)在瑞典哥德堡問(wèn)世 , 從 20 世紀(jì) 80 年代起各國(guó)競(jìng)相研究開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖 系統(tǒng) , 并取得了顯著的成績(jī) ,日本在 1980 年由鐵路綜合技術(shù)研究所、京三公司、日信公司合作開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)了由三重冗余微計(jì)算機(jī)組成的計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖裝置 , 1985年實(shí)際投入使用的 JR 東日本的南古谷車(chē)庫(kù)的 計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖 裝置是日本第一臺(tái)計(jì)算機(jī)聯(lián)裝置 ,90 年代起很多國(guó)家已開(kāi)始大面積推廣微機(jī) 聯(lián)鎖 系統(tǒng) , 如日本、英國(guó)制定技術(shù)政策 , 不再發(fā)展繼電 聯(lián)鎖 , 而由計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖 取代 ,經(jīng)過(guò) 20 多年的發(fā)展 , 計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖 技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家已發(fā)展成為完善成熟的技術(shù) , 計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖 由面向工程技術(shù)研究轉(zhuǎn)向以面向服務(wù)為中心 , 其應(yīng)用現(xiàn)狀總體上可歸納為以下幾方面 : （一）計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖 制式主要由三取二和二乘二取二兩種 , 通過(guò)軟件、硬件容錯(cuò)技術(shù)提高計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖 系統(tǒng)的可靠性、安全性、可維護(hù)性 , 雙機(jī)熱備系統(tǒng)已經(jīng)淘汰； （二）計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖 系統(tǒng)的性能逐漸提高 , 比如 : 快速計(jì)算能力 , 高速率數(shù)據(jù)交換的通信能力 , 以適應(yīng)高速鐵路和綜合化信號(hào)控制系統(tǒng)的要求； （三）面向工程和服務(wù) , 采用計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù) , 開(kāi)發(fā)功能非常完善和強(qiáng)大的CAD 系統(tǒng) , 并從制度和設(shè)備上建立完善的維修體系和仿真檢測(cè)體系； （四）積極發(fā)展、推廣使用全電子模塊化的計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖 系統(tǒng) , 使計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖 系統(tǒng)具有開(kāi)放式結(jié)構(gòu) ,并且更加小型化、智能化； （五）以旅客營(yíng)業(yè)系統(tǒng)為中心 , 采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)通信技術(shù) , 成功發(fā)展分布式分層處理的綜合信號(hào)控制系統(tǒng)和運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)，計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖 不僅僅是一個(gè)特定的車(chē)站的控制系統(tǒng) , 而逐漸 演變成綜合行車(chē)指揮系統(tǒng)的一個(gè)重要的基礎(chǔ)設(shè)備； （六）通過(guò)分布式結(jié)構(gòu)擴(kuò)大控制范圍 ,實(shí)現(xiàn)集中 聯(lián)鎖 分散控制的區(qū)域計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖 系統(tǒng) , 使計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化； （七）計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖 系統(tǒng)功能逐漸擴(kuò)大 ,實(shí)現(xiàn)信號(hào)機(jī)、道岔、軌道電路 聯(lián)鎖 關(guān)系而直接控制信號(hào)設(shè)備是計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖 系統(tǒng)的基本功能 , 通過(guò)系統(tǒng)集成 , 將車(chē)站和區(qū)間設(shè)備一體化 , 由計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖 系統(tǒng)代替繼電器節(jié)點(diǎn)邏輯控制方式提供豐富的列車(chē)控制信息 。 1監(jiān)測(cè)子系 統(tǒng)作為系統(tǒng)基本組成部分，為維護(hù)使用部門(mén)