基于通信方式实现的超大规模站场联锁系统解决方案

梁志国 刘 鹏 徐德龙

随着计算机联锁相关通信、网络、电子技术的发展，根据现场应用实际需要，在原有计算机联锁系统的基础上，现已衍生出多种形式的计算机联锁控制系统，它们能够控制超大规模站场的车站。

超大规模的站场一般已经接近或者超过普通联锁设备的容量极限，如采用普通联锁设备，其实时性、稳定性、可靠性等指标都会较差，给以后的使用、维护带来隐患。本文假设图1所示超大规模车站，并以此为例介绍一种基于通信方式实现的超大规模站场计算机联锁系统的解决方案。

1 系统构成

图1所示站场以股道为界一分为二，分别为X行联锁系统、S行联锁系统，2套联锁系统同时控制一个车站，系统框图如图2所示。

图1 超大规模站场简单示意图

X行、S行联锁分别使用一套既有的联锁系统，2套联锁系统中的每台联锁机分别增加2块通信板，采用通信的方式来传递信息，实现分割处的联锁关系检查，称之为“通信场联”。整套联锁系统按照功能可分为操作表示层、联锁逻辑层、执行表示层。其中操作表示层是接受值班员的操作命令，与联锁逻辑层通信，将整个站场状态显示给值班员;联锁逻辑层接收操作表示层转发过来的操作命令，负责联锁逻辑运算，并将运算结果发送给操作表示层和执行表示层;执行表示层是对继电器的接口，根据联锁逻辑层的驱动命令驱动相关的继电器，并采集站场的继电器状态发送给联锁逻辑层。

2 系统分析

1.每套联锁系统分别包含2台联锁机LSA、LSB;每台联锁机分别有3种工作状态：主机、备机、脱机。常态工作时，每套联锁系统中的一台为主机、另外一台为备机并保持在热备状态。当主机故障时，备机可自动升为主机工作状态，原主机的主机状态转换到脱机状态，当故障联锁机修复后由脱机状态升为备机状态并保持在热备状态。状态转移图如图3所示。

通信场联联锁控制系统是在既有2套双机热备联锁系统的基础上增加通信场联功能，每台联锁机分别增加2块场联通信板，与对方咽喉联锁系统的2台联锁机通信，传递股道划分处的联锁逻辑照查信息。

2.常态工作时，2套联锁系统之间主机与主机传递的联锁逻辑照查信息有效;主机与备机以及备机与备机传递的信息只是用来检查通信状态，用于2套联锁系统之间主机与主机的场联通信中断后，主机、备机的切换判断。当2套联锁系统的主机与主机场联通信中断，且本联锁系统备机都与对方联锁系统主机通信场联状态正常时，X行联锁系统先进行主机、备机状态的切换，X行联锁系统主机、备机切换优于S行。场联通信有效转移状态图如图4所示。

图3 联锁机工作状态转移图

其中XLSA、XLSB分别代表X行联锁系统联锁A机、B机;SLSA、SLSB分别代表S行联锁系统联锁A机、B机，XLSA主、SLSA主分别代表X行、S行联锁系统联锁A机为主机，其传递的联锁逻辑照查信息有效。

图4 场联通信有效信息转移状态图

3 场联通信软件实现

以股道划分时，X、S行联锁系统需要软件传递的联锁逻辑信息为ZCJ、ZJ、GJ，实现2套联锁系统在股道分割处的联锁逻辑关系检查。为传递此信息，需要在既有的联锁软件循环中增加对场联通信的软件调用。调用流程图如图5所示。

场联通信传递的信息位“ZCJ、ZJ、GJ”等都为安全信息，需符合故障-安全原则，为保证传递信息的安全采取了如下措施：

1.采用编码传输，每个字节代表一位信息。

2.代表编码信息的吸起值、落下值与传输信息之间按顺序号绑定。

3.编码信息的吸起为顺序号正码，落下值为顺序号反码，吸起值与落下值之间码距为8。

4.编码信息除顺序号正码、反码的其他值为非法，均按照落下处理。

5.每个信息包数据采用CRC校验进行传输编码的差错检验。

举例：X行联锁系统向S行传递的信息为S1ZCJ、S1ZJ、1G、……;其中S1ZCJ用1代表吸起，其他值代表落下;S1ZJ用2代表吸起，其他值代表落下;1G用3代表吸起，其他值代表落下。对于每一个信息位吸起值与落下值之间码距为8，落下值畸变为吸起的概率为1/255，且吸起值与传输信息之间按顺序号绑定，当程序取指指针错误时，取到的值对本信息位也为非法值，按落下处理，并对整个数据包进行CRC校验。通过以上措施，可有效保证传输场联通信信息的安全性。

4 总结

基于通信方式实现的超大规模站场联锁系统解决方案，也可推广到其他型号的联锁系统，能巧妙地将2套联锁系统通过最小的改动将联锁系统可控制站场规模扩展到原来的2倍，对既有系统改动较小，开发周期短。同时针对不同的站场类型可灵活的选择2套联锁系统的分割控制处，具体分析分割处的联锁逻辑条件，都可通过通信的方式传递到对方控制的联锁系统，在面对超大规模站场时是十分可行的工程实施方案。

［1］ TYJL-II型计算机联锁系统用户手册［Z］.北京市华铁信息技术开发总公司，2005，5.

［2］ 何文卿.6502电气集中电路［M］.北京：中国铁道出版社，1997.

［3］ 中华人民共和国铁道部.TB/T 3027-2002.计算机联锁技术条件.2002.

［4］ 杨季文.80X86汇编语言程序设计教程［M］.北京：清华大学出版社，1998.