鐵路信號計算機聯(lián)鎖畢業(yè)論文(2)
鐵路信號計算機聯(lián)鎖畢業(yè)論文篇二
淺談鐵路信號計算機聯(lián)鎖及調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)
【摘要】本文簡要介紹了我公司鐵路運輸系統(tǒng)概況、計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)及其在我公司鐵路信號當中的應用。以計算機網(wǎng)絡設備技術為基礎，將下屬各鐵路站場的信息資源集中起來，設計了用于鐵路調(diào)車作業(yè)宏觀調(diào)控與監(jiān)督的調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)。
【關鍵詞】計算機聯(lián)鎖 調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)
一、天津石化公司鐵路系統(tǒng)運輸概況
由于我公司是集石油化工化纖采集、運輸、加工、生產(chǎn)、銷售于一體的特大型國有企業(yè)。二級單位的位置分布決定了我們?nèi)齻€鐵路站場的特點是：每個隊作為一個相對獨立的站場，以各隊的調(diào)度為中心的線路向各作業(yè)部發(fā)射延伸、點多線長、位置分散。設備所在地區(qū)受風沙、鹽堿、潮濕、干燥、地質(zhì)等方面的不良影響較為嚴重，從而導致的計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)室內(nèi)外設備尤其是室外設備故障發(fā)生率較高。
二、計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)
1、聯(lián)鎖及故障導向安全
所謂聯(lián)鎖即道岔、進路和信號三者之間相互制約、相互依存的關系，實現(xiàn)聯(lián)鎖的設備叫做聯(lián)鎖設備。計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)是在電氣集中成功經(jīng)驗的基礎上，以工業(yè)控制計算機裝置取代電氣集中選擇組和執(zhí)行組的繼電器電路，用計算機軟件實現(xiàn)電氣集中全部技術要求的新型車站集中聯(lián)鎖系統(tǒng)。計算機聯(lián)鎖裝置主要由室內(nèi)設備和室外設備兩大部分組成。車站值班人員通過計算機聯(lián)鎖控制臺或操作員站辦理行車作業(yè)、進行人機對話，該控制臺包括按鈕盤或鼠標和彩色站場顯示器，可實時顯示該站的各項作業(yè)情況和現(xiàn)場設備工作狀態(tài)。
通俗的來說故障導向安全就是當影響機車運行的設備發(fā)生或存在故障時，聯(lián)鎖計算機應當在機車作業(yè)前事先發(fā)出警報，通知電務或工務人員及時解決，防止機車或列車在作業(yè)中發(fā)生事故，任何計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)都必須首先保證故障導向安全這一前提。
2、VSI 2000A計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)
由于我們?nèi)齻€調(diào)車場聯(lián)鎖系統(tǒng)大同小異，以二隊系統(tǒng)為例對計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)做簡要分析說明。VSI 2000A計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)可以分成三層結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)框圖如1所示：
上層為操作員站(通常也叫上位機)。是供信號操作員辦理進路，操縱設備的人機對話設備。它是由兩臺高可靠工業(yè)控制計算機，構(gòu)成冗余工作方式。兩套操作員站分別設置顯示器、鼠標和音箱等操作表示設備。用彩色光帶圖形和文字語音等手段，提供站場圖、設備狀態(tài)顯示及操作提示和報警。
三、調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)及其設計
1、調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)簡析。調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)是以信息處理為核心，以網(wǎng)絡技術為基礎構(gòu)成的實時監(jiān)督和管理信息系統(tǒng)，它利用各車站計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)中的各車站的股道占用、信號顯示、進路排列、列車運行及相關資料等重要信息，經(jīng)處理后及時準確地提供給各級調(diào)度指揮人員，實現(xiàn)列車運行和車站站場作業(yè)的實時監(jiān)督顯示，提高調(diào)度指揮管理水平。
2、調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)的模式選擇。調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)的實現(xiàn)通常有兩種模式。一種是利用聯(lián)鎖系統(tǒng)的遠程點對點通訊功能，每個站場利用電話線將一對調(diào)制解調(diào)器連接起來配上相應的通訊軟件使數(shù)據(jù)傳送到服務器上，服務器提供給其它共享終端使用數(shù)據(jù)。第二種模式是利用聯(lián)鎖系統(tǒng)提供的以太網(wǎng)功能和其它網(wǎng)絡進行互聯(lián)通訊，共享有關數(shù)據(jù)信息。為了安全起見，不宜對聯(lián)鎖主機進行操作，而是將歷史站中時時更新的數(shù)據(jù)庫發(fā)送到調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)中的服務器上。
3、調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)的總體設計方案。如圖2可以看出，系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)分為三部分。上層調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)和基層車站系統(tǒng)和公司辦公共享部分。上層調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)由服務器、局域網(wǎng)交換機、調(diào)監(jiān)顯示工作站、調(diào)度員工作站、UPS電源等構(gòu)成局域網(wǎng)系統(tǒng)。利用計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)遠程通訊或以太網(wǎng)互聯(lián)功能，采用客戶端/服務器(Client/Server)型數(shù)據(jù)庫，用光纖將上層調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)和各基層站場計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫聯(lián)接起來構(gòu)成一個星形專線網(wǎng)絡連接，完成基層車站與上層調(diào)度系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。將各站場的數(shù)據(jù)庫作為監(jiān)督系統(tǒng)的遠程數(shù)據(jù)庫，對于運行在服務器上的應用程序而言，遠程、本地數(shù)據(jù)庫是完全一樣的，這就保證了監(jiān)督系統(tǒng)與個站場信息的一致性。
調(diào)度監(jiān)督操作系統(tǒng)采用通用標準的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)WindowsNT/2000和網(wǎng)絡通信協(xié)議TCP/IP，為調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)的擴展和資源共享提供軟件基礎。根據(jù)各鐵路系統(tǒng)不同條件，服務器可考慮采用高可靠性的DELL微機或雙機熱備份系統(tǒng)，以確保適應惡劣的環(huán)境。
四、計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)和調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)的維護與檢修
(1)在日常巡檢時，加強對執(zhí)行機、模塊狀態(tài)燈、電源各種板塊、聯(lián)鎖機的檢查，只有這樣才能及時通過狀態(tài)燈的變化發(fā)現(xiàn)并處理設備中存在的問題。(2)加強對UPS、電源的監(jiān)控，對電源電流、電壓每日進行在線測試，按季度對UPS實行容量和充放電檢查。通過對電源進行實時測試，發(fā)現(xiàn)二路電源具有不穩(wěn)定性，停電次數(shù)較多。所以為了減少單電源運行對現(xiàn)場運輸作業(yè)造成的安全隱患，應該制訂信號電源停電的應急方案，找出突發(fā)停電狀況下現(xiàn)場運輸操作的注意事項。(3)定期對電源、上位機、通訊板、UPS等進行切換試驗，從而避免設備長期運行造成通訊異常、死機等問題，在降低對現(xiàn)場作業(yè)產(chǎn)生影響的基礎上，定期實行重新起機測試、切換試驗等操作，從而使設備能夠長周期運行。(4)利用計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)和調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)的監(jiān)測機和電務維修機記錄的數(shù)據(jù)，并根據(jù)回放的站場運行情況、電壓電流值的檢索記錄，正確的對電源供電狀態(tài)、執(zhí)行機模塊狀態(tài)、聯(lián)鎖機、通訊狀態(tài)等進行分析，從而準確把握整個系統(tǒng)的運行趨勢。重點分析執(zhí)行機模塊的進行狀態(tài)，記錄執(zhí)行模塊產(chǎn)生問題時的原因和狀態(tài)，并提出相應地維修建議。
通過對計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)和調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)的關鍵部位進行精細維護檢修，充分利用和分析監(jiān)測機記錄的數(shù)據(jù)，這兩個系統(tǒng)一定能長期、穩(wěn)定、安全地運行，確鐵路的運輸安全。
參考文獻
[1] [美]Sue Plumley 著. 中小型網(wǎng)絡聯(lián)網(wǎng)寶典. 北京：電子工業(yè)出版社
[2] 李馥娟 編. 局域網(wǎng)經(jīng)典案例教程. 北京：清華大學出版社
[3] HOLLIAS VSI 2000A.三取二鐵路信號計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)
[4] 鐵道通信信號.鐵道科學研究院通信信號研究所
[5] 中華人民共和國鐵路技術管理規(guī)程.中華人民共和國鐵道部
鐵路信號計算機聯(lián)鎖畢業(yè)論文篇三
淺談安全型鐵路信號計算機聯(lián)鎖熱備系統(tǒng)實現(xiàn)
摘要：鐵路信號是鐵路日常運行管理中的重點項目。計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)是實現(xiàn)鐵路現(xiàn)代化運行的重要基礎，能有效的提升車站的通車能力。與傳統(tǒng)的電氣聯(lián)鎖系統(tǒng)相比，計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)擁有維修方便、設計簡單等優(yōu)勢，便于日后的改造和管理，推動了鐵路管理的智能化、信息化和網(wǎng)絡化。
關鍵詞：計算機聯(lián)鎖;鐵路信號;提升
隨著信息技術的不斷發(fā)展，鐵路信號聯(lián)鎖控制系統(tǒng)經(jīng)歷了諸多發(fā)展時期，有傳統(tǒng)的機械、機電系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)代社會中微電子、計算機等現(xiàn)代控制系統(tǒng)。計算機聯(lián)鎖能高效、安全的維持車站運轉(zhuǎn)，提高車站整體運行效率。本文結(jié)合相關計算機聯(lián)鎖技術分析我國應該如何開展安全型鐵路信號計算機聯(lián)鎖熱備系統(tǒng)的實現(xiàn)工作。
一、安全型鐵路信號計算機聯(lián)鎖熱備系統(tǒng)的總體設計
鐵路信號計算機聯(lián)鎖熱備系統(tǒng)能有效的提高鐵路信號系統(tǒng)的實用性可靠性。本文依據(jù)傳統(tǒng)鐵路信號的計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)的特點，設計實用性能較高的雙機熱備系統(tǒng)。
1、雙機熱備系統(tǒng)
雙機熱備計算機連鎖系統(tǒng)是由兩臺計算機同時控制，進行邏輯運轉(zhuǎn)計算。在工作過程中，只有一臺計算機控制輸電線路，另一臺則保持待機狀態(tài)。如果在運轉(zhuǎn)中主機出現(xiàn)故障而備機無故障，則自動切換到備機工作，由備機切換成主機，繼續(xù)控制輸電線路運行。
在傳統(tǒng)鐵路信號計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)中，大多都采用人工冷備份來保證聯(lián)鎖系統(tǒng)的穩(wěn)定性，但與雙機熱備系統(tǒng)相比，這種存在明顯的弊端。首先當主機出現(xiàn)故障時，需要用人工來切換備機設備，便捷性能差。其次，在主機和備機切換過程中，容易出現(xiàn)信息缺失。最后，在安全性能方面，雙機冷備系統(tǒng)具有明顯缺陷，單機效率不足。正是由于傳統(tǒng)的雙冷備分中存在明顯不足，因此要加快雙機熱備系統(tǒng)研制工作。
2、設計雙機熱備系統(tǒng)的原則
在設計雙機熱備系統(tǒng)過程中，要明確設計工作的前提、目標和原則，保證設計過程的科學性。、
設計雙機熱備系統(tǒng)的前提條件就是確保信息傳輸?shù)陌踩院托市?，最大程度保證行車安全。
在設計過程中，要考慮到以下幾個因素：
(1)準確性：主機和備機之間工作互補是雙機熱備系統(tǒng)中的一大特色。當主機發(fā)生故障時，要保證備機能準時發(fā)送信號并開始工作，同時展開主機與備機之間的信息交換程序。當主機重新恢復工作時，備機要將信息再次傳輸回主機。
(2)便捷性：便捷性主要是指主機和備機之間能順利完成信息交換工作。
3、系統(tǒng)功能的實現(xiàn)
雙機熱備系統(tǒng)要從五個層次加以實現(xiàn)，包括：人機對話層、聯(lián)鎖運算層、復核驅(qū)動層、接口層和監(jiān)控對象層。本文通過劃分該五個層面，對開展設計分析。
(1)人機對話層
人機對話層由顯示屏、音響、鼠標等計算機基礎設備組成。它依靠鼠標、鍵盤出入命令信息，通過串口傳輸?shù)絻膳_計算機中。通常情況下，可以使用一機多屏的技術來顯示整個車站情況(車站大小決定顯示器數(shù)量)，也要將車站站臺的動態(tài)信息與計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)中的文字信息通過動態(tài)顯示屏或LED顯示屏上顯示，方便工作人員檢查管理。當主機出現(xiàn)故障時，要通過音響音樂進行報警。在顯示屏上也應該設置故障閃爍信號燈，保證管理人員能在第一時間掌握故障情況并加以處理。
在設置人機對話層過程中，要保證系統(tǒng)能夠自動實現(xiàn)啟動和關閉。要根據(jù)站臺的實際情況發(fā)送開車、停車指令。能準時實施光學報警，方便操作人員管理維修。
(2)聯(lián)鎖運算層
在雙機熱備系統(tǒng)中，聯(lián)鎖計算機是整個系統(tǒng)的核心部分，它由互補的兩臺熱備份聯(lián)鎖計算機及相關共享器組成。在運行過程中，聯(lián)鎖計算機通過內(nèi)部聯(lián)鎖軟件的完成命令信號的判斷、對聯(lián)鎖信號的分析、生成控制命令、診斷鐵路信號故障等工作。在雙機熱備系統(tǒng)中，兩臺熱備份聯(lián)鎖計算機要具有相同的配置，保證系統(tǒng)和操作人員在檢測出聯(lián)鎖計算機出現(xiàn)故障時，通過共享器完成信息的自動切換或人工切換，使故障計算機退出應用信息管理程序，并發(fā)出警報。
(3)復核驅(qū)動層
復合驅(qū)動層是由兩套配置完全相同的PLC可編程邏輯控制器組成。復核驅(qū)動器主要負責采集車站的具體信息，并完成對相關信息進行分析、對聯(lián)鎖運算機所發(fā)出的命令進行復核同時驅(qū)動車站信號、輔助系統(tǒng)完成自我監(jiān)測等工作。PLC可編程邏輯程序控制器同樣是互為熱備的系統(tǒng)，它能通過對故障的檢測發(fā)現(xiàn)CPU和I/O等功能模塊的故障狀態(tài)，也能進行PLC程序中CPU和I/O等功能模塊之間相互切換工作。
(4)接口層
接口層是鏈接計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)和監(jiān)控對象的關鍵。接口層主要承擔以下任務：
①時刻監(jiān)控車站現(xiàn)場的監(jiān)控，完成表示信息的電平向靜/動轉(zhuǎn)換以及PLC系統(tǒng)信號的之間的脈沖驅(qū)動信號向電平表示信息轉(zhuǎn)換。
②監(jiān)控專用電路控制設備運行，并支持系統(tǒng)完成監(jiān)控。
(5)監(jiān)控對象層
監(jiān)控對象層主要指將計算機連鎖系統(tǒng)用于監(jiān)控車站狀態(tài)控制以及調(diào)動機車的信號控制設備。在車站運行中，監(jiān)控對象層的相關設備主要包括車站中用于指示列車運行的有色信號燈、轉(zhuǎn)動岔道的轉(zhuǎn)轍機、檢測車站中軌道空閑區(qū)段以及占用狀態(tài)的軌道電路等。
二、系統(tǒng)安全保護
在提高計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)安全性過程中，國內(nèi)外都采用二模動態(tài)亢余方案或三模靜態(tài)亢余方案。三模靜態(tài)亢余方案能利用硬件亢余提升系統(tǒng)的可靠性，二模動態(tài)亢余方案是利用整合硬件亢余資源，結(jié)合相關故障檢測技術進行分析處理。在保護雙機熱備系統(tǒng)安全工作中，可以根據(jù)具體形式選擇解決方案。
結(jié)束語：本文通過簡單分析安全型鐵路信號計算機聯(lián)鎖熱備系統(tǒng)中雙機熱備系統(tǒng)的設計流程，為未來鐵路信號信息化發(fā)展提供一個方向，希望能為相關部門解決實際問題提供幫助。在具體實施過程中，會出現(xiàn)信息交換不流暢、數(shù)據(jù)不穩(wěn)定等情況，希望工作人員能克服實際困難，大膽實踐，不斷豐富雙機熱備系統(tǒng)，使雙機熱備系統(tǒng)更具體化、實用化。
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