鐵路信號計算機(jī)聯(lián)鎖畢業(yè)論文(2)
鐵路信號計算機(jī)聯(lián)鎖畢業(yè)論文篇二
淺談鐵路信號計算機(jī)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(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)及其在我公司鐵路信號當(dāng)中的應(yīng)用。以計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備技術(shù)為基礎(chǔ)，將下屬各鐵路站場的信息資源集中起來，設(shè)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(guān)鍵詞】計算機(jī)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(shè)備所在地區(qū)受風(fēng)沙、鹽堿、潮濕、干燥、地質(zhì)等方面的不良影響較為嚴(yán)重，從而導(dǎo)致的計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)室內(nèi)外設(shè)備尤其是室外設(shè)備故障發(fā)生率較高。
二、計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)
1、聯(lián)鎖及故障導(dǎo)向安全
所謂聯(lián)鎖即道岔、進(jìn)路和信號三者之間相互制約、相互依存的關(guān)系，實現(xiàn)聯(lián)鎖的設(shè)備叫做聯(lián)鎖設(shè)備。計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)是在電氣集中成功經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，以工業(yè)控制計算機(jī)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(jī)軟件實現(xiàn)電氣集中全部技術(shù)要求的新型車站集中聯(lián)鎖系統(tǒng)。計算機(jī)聯(lián)鎖裝置主要由室內(nèi)設(shè)備和室外設(shè)備兩大部分組成。車站值班人員通過計算機(jī)聯(lián)鎖控制臺或操作員站辦理行車作業(yè)、進(jìn)行人機(jī)對話，該控制臺包括按鈕盤或鼠標(biāo)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(shè)備工作狀態(tài)。
通俗的來說故障導(dǎo)向安全就是當(dāng)影響機(jī)車運行的設(shè)備發(fā)生或存在故障時，聯(lián)鎖計算機(jī)應(yīng)當(dāng)在機(jī)車作業(yè)前事先發(fā)出警報，通知電務(wù)或工務(wù)人員及時解決，防止機(jī)車或列車在作業(yè)中發(fā)生事故，任何計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)都必須首先保證故障導(dǎo)向安全這一前提。
2、VSI 2000A計算機(jī)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(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)做簡要分析說明。VSI 2000A計算機(jī)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(jī))。是供信號操作員辦理進(jìn)路，操縱設(shè)備的人機(jī)對話設(shè)備。它是由兩臺高可靠工業(yè)控制計算機(jī)，構(gòu)成冗余工作方式。兩套操作員站分別設(shè)置顯示器、鼠標(biāo)和音箱等操作表示設(shè)備。用彩色光帶圖形和文字語音等手段，提供站場圖、設(shè)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(shè)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(luò)技術(shù)為基礎(chǔ)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(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)中的各車站的股道占用、信號顯示、進(jìn)路排列、列車運行及相關(guān)資料等重要信息，經(jīng)處理后及時準(zhǔn)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(yuǎn)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(yīng)的通訊軟件使數(shù)據(jù)傳送到服務(wù)器上，服務(wù)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(luò)進(jìn)行互聯(lián)通訊，共享有關(guān)數(shù)據(jù)信息。為了安全起見，不宜對聯(lián)鎖主機(jī)進(jìn)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(wù)器上。
3、調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)的總體設(shè)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(wù)器、局域網(wǎng)交換機(jī)、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(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)遠(yuǎn)程通訊或以太網(wǎng)互聯(lián)功能，采用客戶端/服務(wù)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(jī)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(luò)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(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫，對于運行在服務(wù)器上的應(yīng)用程序而言，遠(yuǎn)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(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)WindowsNT/2000和網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議TCP/IP，為調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)的擴(kuò)展和資源共享提供軟件基礎(chǔ)。根據(jù)各鐵路系統(tǒng)不同條件，服務(wù)器可考慮采用高可靠性的DELL微機(jī)或雙機(jī)熱備份系統(tǒng)，以確保適應(yīng)惡劣的環(huán)境。
四、計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)和調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)的維護(hù)與檢修
(1)在日常巡檢時，加強(qiáng)對執(zhí)行機(jī)、模塊狀態(tài)燈、電源各種板塊、聯(lián)鎖機(jī)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(shè)備中存在的問題。(2)加強(qiáng)對UPS、電源的監(jiān)控，對電源電流、電壓每日進(jìn)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(jìn)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(yīng)該制訂信號電源停電的應(yīng)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(jī)、通訊板、UPS等進(jìn)行切換試驗，從而避免設(shè)備長期運行造成通訊異常、死機(jī)等問題，在降低對現(xiàn)場作業(yè)產(chǎn)生影響的基礎(chǔ)上，定期實行重新起機(jī)測試、切換試驗等操作，從而使設(shè)備能夠長周期運行。(4)利用計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)和調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)的監(jiān)測機(jī)和電務(wù)維修機(jī)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(jī)模塊狀態(tài)、聯(lián)鎖機(jī)、通訊狀態(tài)等進(jìn)行分析，從而準(zhǔn)確把握整個系統(tǒng)的運行趨勢。重點分析執(zhí)行機(jī)模塊的進(jìn)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(yīng)地維修建議。
通過對計算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)和調(diào)度監(jiān)督系統(tǒng)的關(guān)鍵部位進(jìn)行精細(xì)維護(hù)檢修，充分利用和分析監(jiān)測機(jī)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。
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鐵路信號計算機(jī)聯(lián)鎖畢業(yè)論文篇三
淺談安全型鐵路信號計算機(jī)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(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)是實現(xiàn)鐵路現(xiàn)代化運行的重要基礎(chǔ)，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(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)擁有維修方便、設(shè)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(luò)化。
關(guān)鍵詞：計算機(jī)聯(lián)鎖;鐵路信號;提升
隨著信息技術(shù)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(jī)械、機(jī)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)代社會中微電子、計算機(jī)等現(xiàn)代控制系統(tǒng)。計算機(jī)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(guān)計算機(jī)聯(lián)鎖技術(shù)分析我國應(yīng)該如何開展安全型鐵路信號計算機(jī)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(jī)聯(lián)鎖熱備系統(tǒng)的總體設(shè)計
鐵路信號計算機(jī)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(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的特點，設(shè)計實用性能較高的雙機(jī)熱備系統(tǒng)。
1、雙機(jī)熱備系統(tǒng)
雙機(jī)熱備計算機(jī)連鎖系統(tǒng)是由兩臺計算機(jī)同時控制，進(jìn)行邏輯運轉(zhuǎn)計算。在工作過程中，只有一臺計算機(jī)控制輸電線路，另一臺則保持待機(jī)狀態(tài)。如果在運轉(zhuǎn)中主機(jī)出現(xiàn)故障而備機(jī)無故障，則自動切換到備機(jī)工作，由備機(jī)切換成主機(jī)，繼續(xù)控制輸電線路運行。
在傳統(tǒng)鐵路信號計算機(jī)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(jī)熱備系統(tǒng)相比，這種存在明顯的弊端。首先當(dāng)主機(jī)出現(xiàn)故障時，需要用人工來切換備機(jī)設(shè)備，便捷性能差。其次，在主機(jī)和備機(jī)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(jī)冷備系統(tǒng)具有明顯缺陷，單機(jī)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(jī)熱備系統(tǒng)研制工作。
2、設(shè)計雙機(jī)熱備系統(tǒng)的原則
在設(shè)計雙機(jī)熱備系統(tǒng)過程中，要明確設(shè)計工作的前提、目標(biāo)和原則，保證設(shè)計過程的科學(xué)性。、
設(shè)計雙機(jī)熱備系統(tǒng)的前提條件就是確保信息傳輸?shù)陌踩院托市裕畲蟪潭缺ＷC行車安全。
在設(shè)計過程中，要考慮到以下幾個因素：
(1)準(zhǔn)確性：主機(jī)和備機(jī)之間工作互補(bǔ)是雙機(jī)熱備系統(tǒng)中的一大特色。當(dāng)主機(jī)發(fā)生故障時，要保證備機(jī)能準(zhǔn)時發(fā)送信號并開始工作，同時展開主機(jī)與備機(jī)之間的信息交換程序。當(dāng)主機(jī)重新恢復(fù)工作時，備機(jī)要將信息再次傳輸回主機(jī)。
(2)便捷性：便捷性主要是指主機(jī)和備機(jī)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(jī)熱備系統(tǒng)要從五個層次加以實現(xiàn)，包括：人機(jī)對話層、聯(lián)鎖運算層、復(fù)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(shè)計分析。
(1)人機(jī)對話層
人機(jī)對話層由顯示屏、音響、鼠標(biāo)等計算機(jī)基礎(chǔ)設(shè)備組成。它依靠鼠標(biāo)、鍵盤出入命令信息，通過串口傳輸?shù)絻膳_計算機(jī)中。通常情況下，可以使用一機(jī)多屏的技術(shù)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(jī)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(dāng)主機(jī)出現(xiàn)故障時，要通過音響音樂進(jìn)行報警。在顯示屏上也應(yīng)該設(shè)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(shè)置人機(jī)對話層過程中，要保證系統(tǒng)能夠自動實現(xiàn)啟動和關(guān)閉。要根據(jù)站臺的實際情況發(fā)送開車、停車指令。能準(zhǔn)時實施光學(xué)報警，方便操作人員管理維修。
(2)聯(lián)鎖運算層
在雙機(jī)熱備系統(tǒng)中，聯(lián)鎖計算機(jī)是整個系統(tǒng)的核心部分，它由互補(bǔ)的兩臺熱備份聯(lián)鎖計算機(jī)及相關(guān)共享器組成。在運行過程中，聯(lián)鎖計算機(jī)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(jī)熱備系統(tǒng)中，兩臺熱備份聯(lián)鎖計算機(jī)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(jī)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(jī)退出應(yīng)用信息管理程序，并發(fā)出警報。
(3)復(fù)核驅(qū)動層
復(fù)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(fù)核驅(qū)動器主要負(fù)責(zé)采集車站的具體信息，并完成對相關(guān)信息進(jìn)行分析、對聯(lián)鎖運算機(jī)所發(fā)出的命令進(jìn)行復(fù)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(jìn)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(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)和監(jiān)控對象的關(guān)鍵。接口層主要承擔(dān)以下任務(wù)：
?、贂r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(shè)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(jī)連鎖系統(tǒng)用于監(jiān)控車站狀態(tài)控制以及調(diào)動機(jī)車的信號控制設(shè)備。在車站運行中，監(jiān)控對象層的相關(guān)設(shè)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(jī)、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(hù)
在提高計算機(jī)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(guān)故障檢測技術(shù)進(jìn)行分析處理。在保護(hù)雙機(jī)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(jī)聯(lián)鎖熱備系統(tǒng)中雙機(jī)熱備系統(tǒng)的設(shè)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(guān)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(jī)熱備系統(tǒng)，使雙機(jī)熱備系統(tǒng)更具體化、實用化。
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