【正文】 的性能也在不斷提高。近年來，又推出了二乘二取二系統(tǒng)，由兩個(gè) CPU 構(gòu)成一個(gè)子系統(tǒng)執(zhí)行聯(lián)鎖任務(wù)（主機(jī)） ，另外兩個(gè) CPU 處于熱備狀態(tài)（備機(jī)） ，這就大大提高了計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的可靠性和安全性，而且方便維修，主要干線的技術(shù)改造都優(yōu)先考慮采用二乘二取二系統(tǒng)。總之，鐵路信號(hào)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)將向低成本、高效率、高安全、高可靠及信息化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和綜合自動(dòng)化的方向發(fā)展。（2）信號(hào)的正常開放、關(guān)閉、人工重復(fù)開放以及防止自動(dòng)重復(fù)開放。顯示功能（1）站場(chǎng)基本圖形顯示。（3）車站值班員按壓按鈕動(dòng)作的確認(rèn)顯示。（5）時(shí)鐘顯示、必要的漢字提示，如操作錯(cuò)誤提示、聯(lián)鎖狀況提示、執(zhí)行失敗原因提示等。（2）提供圖像再現(xiàn)功能。（4）具有集中檢測(cè)和報(bào)警功能。當(dāng)有多條信息需要同時(shí)播放時(shí)，這些信息輪流播放。 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖主要技術(shù)條件計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖能滿足各種車站（場(chǎng)）規(guī)模和運(yùn)輸作業(yè)的需要，保證行車安全，提高運(yùn)輸效率，并具備大信息量和聯(lián)網(wǎng)能力?？煽慷戎笜?biāo)：平均故障間隔時(shí)間（MTBF）大于或等于 106h；安全度指標(biāo)：平均危險(xiǎn)側(cè)輸出間隔時(shí)間大于或等于 1011h。計(jì)算機(jī)硬件體系結(jié)構(gòu)為層次結(jié)構(gòu)，如分為人及對(duì)話層、聯(lián)鎖運(yùn)用層和執(zhí)行表示層。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的軟件系統(tǒng)達(dá)到軟件制式檢測(cè)要求的可靠性和安全性，所有程序都具有模塊化，結(jié)構(gòu)化和標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖能通過外部數(shù)據(jù)通道或計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與其他自動(dòng)化或管理系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖采取了必要的防電磁干擾和防雷措施，以保證在規(guī)定嚴(yán)酷性等級(jí)的運(yùn)用環(huán)境中，設(shè)備都能正常工作。對(duì)于重雷害地區(qū)，地線設(shè)置還采取了特殊措施。1根據(jù)需要設(shè)應(yīng)急盤，在計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖失效時(shí)控制道岔和引導(dǎo)信號(hào)。在車站由計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)完成對(duì)電碼化控制信息的邏輯處理, 通過計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)站內(nèi)進(jìn)路電碼化, 由這兩種方式組合而成的聯(lián)鎖、列控一體化綜合系統(tǒng), 在日本、德國(guó)、法國(guó)等國(guó)家均得到成功應(yīng)用。二、國(guó)內(nèi)車站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)對(duì)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的研究開始于 20 世紀(jì) 80 年代, 進(jìn)入 90 年代后, 隨著與發(fā)達(dá)國(guó)家在計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖技術(shù)上的交流增多和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展, 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖進(jìn)入快速發(fā)展階段，鐵科院通號(hào)所、通號(hào)公司設(shè)計(jì)院、北京交大、卡斯柯等單位相繼開發(fā)出具有不同特點(diǎn)的單機(jī)、雙機(jī)熱備、三取二和二乘二取二等計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng), 至“九五”期末, 全路共裝備了計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng) 438 個(gè)車站(場(chǎng) ) 。（一）隨著計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)大面積推廣使用, 鐵路相關(guān)人員和單位對(duì)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的認(rèn)識(shí)逐漸深入,計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)已經(jīng)被廣為接受, 為計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的發(fā)展奠定了扎實(shí)的市場(chǎng)基礎(chǔ)；（二）計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)本身可靠性、安全性、可維護(hù)性、可用性等越來越高, 性能逐漸增強(qiáng), 功能逐漸完善 , 目前已能完全滿足中國(guó)鐵路各種站場(chǎng)規(guī)模和運(yùn)輸作業(yè)的需要。（四）各種型號(hào)的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)均配備有微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng), 遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng), 為計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖正常穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。比如: 具有區(qū)域控制能力的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的研究, 聯(lián)鎖、列控一體化安全控制系統(tǒng)的研究,車站進(jìn)路電碼化計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的研究,與 CTC 系統(tǒng)結(jié)合的現(xiàn)代化行車調(diào)度指揮系統(tǒng)的研究, 高速鐵路計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的研究等。鐵道部電務(wù)局在原上海鐵道大學(xué)建立了計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖檢驗(yàn)站, 以技術(shù)手段加強(qiáng)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)軟件安全的檢測(cè)。第 2 章 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖工作原理 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)硬件組成計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)采用的是工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，用以實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵路車站運(yùn)輸生產(chǎn)過程的監(jiān)測(cè)與控制。對(duì)鐵路信號(hào)領(lǐng)域來說，生產(chǎn)過程就是指工業(yè)控制計(jì)算機(jī)通過過程輸入\輸出通道和繼電結(jié)合電路對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控對(duì)象如道岔和信號(hào)機(jī)等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。CPURAMMMROM主機(jī)系統(tǒng)支持板人機(jī)對(duì)話設(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)部總線磁盤系統(tǒng)通用I\O 接口開關(guān)量輸入通道通用I\O 接口開關(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)圖 21 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)硬件組成框圖由于計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的綜合性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過繼電聯(lián)鎖系統(tǒng)，因此車站聯(lián)鎖系統(tǒng)由繼電裝置向計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)轉(zhuǎn)化已成為一種不可扭轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)是利用目前已有的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，研制一套專用的硬件與軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信號(hào)、進(jìn)路與道岔間的聯(lián)鎖關(guān)系，因此它實(shí)質(zhì)上是一個(gè)滿足故障——安全信號(hào)原則的聯(lián)鎖邏輯運(yùn)算系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)在系統(tǒng)中的作用是將操作命令與現(xiàn)場(chǎng)各種輸入的表示信息讀入，再根據(jù)計(jì)算機(jī)內(nèi)部狀態(tài)等條件進(jìn)行邏輯運(yùn)算，判斷后輸出控制信息至執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)多變量數(shù)字輸入和多變量數(shù)字輸出這樣一個(gè)復(fù)雜傳遞函數(shù)的變換，圖 22是邏輯運(yùn)算系統(tǒng)的原理圖。模塊化是指聯(lián)鎖機(jī)主模塊、PLC 及信號(hào)結(jié)合模塊等，層次化是指系統(tǒng)具有操作表示層、聯(lián)鎖運(yùn)算層、復(fù)核驅(qū)動(dòng)層、結(jié)合電路層及監(jiān)控對(duì)象層等五個(gè)物理層次。人機(jī)對(duì)話層將來自鍵盤、鼠標(biāo)等操作輸入，經(jīng)串口送達(dá)聯(lián)鎖計(jì)算機(jī)，同時(shí)在圖形顯示器上顯示站場(chǎng)表示信息。聯(lián)鎖運(yùn)算層聯(lián)鎖微機(jī)是系統(tǒng)的核心部分，承擔(dān)著操作輸入的判別、聯(lián)鎖信號(hào)的調(diào)理及分析、邏輯運(yùn)算、控制命令生成、故障診斷等任務(wù)，其可靠性、安全性對(duì)系統(tǒng)的總體故障—安全性能有較大影響，HJ04A 系統(tǒng)中設(shè)置了兩臺(tái)聯(lián)鎖微機(jī)，其中一臺(tái)為冷備機(jī)，可進(jìn)行人工切換。 結(jié)合電路層 結(jié)合電路的任務(wù)之一是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備表示信息與 PLC 輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的安全邏輯轉(zhuǎn)換，使 PLC 的輸入、輸出信息均具有故障—安全性能。監(jiān)控對(duì)象層監(jiān)控設(shè)備是指聯(lián)鎖系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，即道岔、信號(hào)機(jī)與軌道電路。其中前者完全是靠硬件冗余來提升可靠性的，后者則不僅使用了硬件冗余資源，同時(shí)也使用了故障檢測(cè)技術(shù)與軟件冗余資源。然而這二種方案均存在一定的實(shí)現(xiàn)難度與缺陷，三模冗余系統(tǒng)必須實(shí)現(xiàn)三模的同步進(jìn)程及表決器的高可靠設(shè)計(jì)，尤其需要解決時(shí)鐘容錯(cuò)的問題；二模動(dòng)態(tài)冗余系統(tǒng)則要求冗余管理機(jī)構(gòu)的高效與可靠性。在鐵路信號(hào)領(lǐng)域，由于行車安全被認(rèn)為是超過效率的重要考慮，因此相應(yīng)對(duì)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的可靠性與安全性要求很高，針對(duì)這種情況，可以有二種方式供我們?cè)谠O(shè)計(jì)中進(jìn)行選擇。但可靠性技術(shù)總是受一定的條件所限制，如硬件冗余資源使用、采用高可靠器件等，這完全取決于系統(tǒng)的可靠性要求及財(cái)力許可。由于計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)處理涉及安全的信息，而它主要是由大規(guī)模和超大規(guī)模的集成電路芯片組成，集成電路芯片具有對(duì)稱的錯(cuò)誤特性，即芯片的短路故障和斷路故障的概率是相同的，因此必須使采用集成電路芯片電路的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖具有故障安全特性。 （如圖 23 所示為容錯(cuò)技術(shù)示意圖） 。但是不能保證系統(tǒng)絕對(duì)可靠，因?yàn)樾酒煽啃缘奶岣呤怯邢薅鹊?，越過這個(gè)限度將付出巨大的代價(jià)。容錯(cuò)技術(shù)的基本 發(fā)點(diǎn)是承認(rèn)故障不可避免的事實(shí)，進(jìn)而考慮解除故障影響的措施。圖 23 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)容錯(cuò)技術(shù)靜態(tài)冗余為什么是最高追求? 從安全的角度確實(shí)他有自己的優(yōu)點(diǎn),但是靜態(tài)冗余也有自己的不足,比如他消耗的資源大,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜從而降低了可靠性,所以我覺得綜合來看,混合冗余比較合理. 應(yīng)該將安全等級(jí)對(duì)應(yīng)冗余方法從而對(duì)冗余的方式進(jìn)行選擇,如今的各個(gè)廠家所出設(shè)備感覺沒有秩序,思路有一些不明朗,其實(shí)按需提供不同安全等級(jí)的設(shè)備才是最經(jīng)濟(jì)合理呀.1 硬件冗余技術(shù)硬件冗余又有靜態(tài)冗余、動(dòng)態(tài)冗余和混合冗余 3 種基本形式。其基本原理是通過表決來隔離發(fā)生的故障。例如 3 取 2 系統(tǒng)。最基本的動(dòng)態(tài)冗余系統(tǒng)為二冗余系統(tǒng)，此外還有多冗余系統(tǒng)，其中二冗余系統(tǒng)又有熱備、冷備、溫備和分布式處理 4 種方式。二冗余系統(tǒng)的冷備方式為平時(shí)只有主機(jī)工作，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到主機(jī)錯(cuò)誤時(shí)，使主機(jī)停止輸出，同時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)備機(jī)工作。二冗余系統(tǒng)的溫備方式結(jié)構(gòu)類似冷備方式的結(jié)構(gòu)，只是備機(jī)處于通電但不工作狀態(tài)，這樣能減少一點(diǎn)等待時(shí)問，在實(shí)際中很少應(yīng)用。 1．3 混合冗余技術(shù) 混合冗余技術(shù)是將靜態(tài)冗余和動(dòng)態(tài)冗余相結(jié)合構(gòu)成的一種新的冗余結(jié)構(gòu)。N 個(gè)正常工作模塊經(jīng)過表決后作為系統(tǒng)的輸出，同時(shí)各模塊的輸出與系統(tǒng)的輸出作比較，以監(jiān)測(cè)任一模塊是否有故障。 2 軟件冗余技術(shù) 軟件冗余技術(shù)就是用幾種不同的軟件處理數(shù)據(jù)，對(duì)處理結(jié)果進(jìn)行比較，產(chǎn)生輸出。這種軟件冗余關(guān)鍵在于各個(gè)軟件的獨(dú)立性，相互獨(dú)立的程序即使可能存在故障，也可以通過表決將其屏蔽。由于采用了幾種不同的相互獨(dú)立的處理軟件，因此防止了某種軟件由于設(shè)計(jì)錯(cuò)誤而產(chǎn)生的故障，還可以屏蔽硬件的某些故障，確保了系統(tǒng)安全。例如，在二冗余系統(tǒng)中，主機(jī)和備機(jī)都采用 2 種軟件，平時(shí)主機(jī) T 作，此時(shí) 2 種軟件同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對(duì)結(jié)果進(jìn)行比較。 3 故障一安全接口電路 目前，在計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)中，對(duì)信號(hào)、道岔、軌道電路的控制及狀態(tài)的采集都是利用安全型繼電器來實(shí)現(xiàn)，岡此計(jì)算機(jī)與繼電器