铁路信号微机联锁系统分析

刘凯

摘 要：伴随铁路运输发展速度的不断提升，要求必须实现铁路信号控制的高效性、安全性与可靠性。近几年来，微型计算机技术的快速发展与可靠性、安全性理论也得到了极大的进步，为产生与发展微机联锁系统提供了技术保障。电气集中联锁系统正逐步被微机联锁系统所取代，且应用的车站越来越多。为此，本文主要对铁路信号微机联锁系统的概况、应用进行了分析与研究。

关键词：铁路信号；微机联锁系统；概况；应用

随着科学技术的快速发展，我国铁路信号技术与设备已经从传统单一向综合化、系统性发展方向转变，为达到安全行车及全面提高列车运输效率，必须重视铁路信号联锁系统的合理应用。微机联锁系统作为现阶段应用最多的联锁系统，其车站信号自动控制系统主要依靠计算机技术进行，系统控制主要应用于进路、道岔与信号，利用计算机技术达到三者联锁的作用。通过根据实际情况，如列车运营现状等，对进路选择、道岔转换与信号开放等进行自动控制。在铁路技术人员培训中，为确保其能够对微机联锁系统的基本技能进行更快更好地掌握，要求铁路部门必须进行微机联锁仿真系统的研制，确保其便于操作、经济使用与功能完备。

1 微机联锁系统的概况

在社会经济快速发展的今天，如何提升铁路运输发展水平，如何降低铁路运营故障，已经成为摆在相关部门、相关人员面前的重要问题。铁路信号联锁系统的发展，对提高列车行驶安全性、运行效率与操作人员劳动减压具有至关重要的作用，为此，必须全面分析其信号联锁系统的现状。以技术方面分析，车站联锁系统已由机械联锁、电气联锁向电子化阶段转变。在我国铁路方面车站联锁系统应用较多，按照控制道岔、信号机与联锁集中化程度实现等条件，可将其进行集中与非集中联锁系统划分。现阶段应用最为广泛的系统为集中联锁系统，其通过继电器元件达到联锁逻辑的目的，随着计算机技术速度的提升，继电器电路被计算机所取代，也就是微机联锁系统。其主要工作内容就是利用计算机对车站值班人员的操作命令、现场所有表示信息实施逻辑运算，且通过各类冗余、故障—安全措施辅助，实现安全控制信号机、道岔的目的。因此，微机联锁系统可理解为通过计算机技术方式达到车站联锁对系统实时控制的目的。通常情况，要求微机联锁系统具有较高功能及性能，为完成各项技术要求不能只选取单层结构。此时需通过上下2层或多层分层结构进行系统构建。以上下2层作为微机联锁系统，人机会话层为上层，联锁监控层为下层。该系统不仅具备友好、准确的人机界面，还具备良好的联锁测控效率。

2 铁路信号微机联锁系统的应用

铁路信号设备故障将存在重大事故隐患，如处理不到位，将给铁路行车安全造成极大的影响。随着社会主义市场经济的快速发展与科学技术的不断进步，作为列车运行的根本保障，将计算机技术广泛应用于铁路信号联锁系统，可确保铁路信号具备良好的安全性、稳定性及高效性。联锁软件与控制系统为微机联锁系统的主要构成部分，具体如下：

1、联锁软件

铁路站场规模、作业要求存在极大的不同，因此模块化结构为其硬件、软件所具备的相同特点，要求软件程序必须与数据分开，只有这样才能确保铁路信号联锁的安全性。双机热备型联锁系统为现阶段我国最为推广的联锁制式，“单机确保安全，双机提升可靠性”为其根本思想。双机热备单机安全型的实现主要利用硬软件结合方法。硬件方面CPU为单系统以外，其输入输出系统与单机而言还存有一定区别，如回读（输出系统）、板内动态（输入系统）都需进行特定性设计，普通工业控制并不具有此效果。具体应用中，一套输出系统与一套输入系统（回读）可组成输出系统；一套输出系统（板内动态）与一套输入系统可组成输入系统。利用此类硬件冗余方法与一套应用软件结合的管理，能够提升输入、出系统的安全性。通常选取“双软件和编码技术”作为单CPU的安全性措施，但因其内部所有部件之间都存有密切联系，为达到安全性提升的目的，需确保系统软件具备良好的自诊断功能，这就必须做好应用软件故障—安全设计，只有这样才能确保系统的完整性、科学性。

利用双机方法实现双机热备联锁系统的可靠性，故障产生过程中可实施整机切换。此方法中双机是否同步或进行比较为其技术难点，在比较其是否具有一致性时，故障位置的确定与切换方式选择与自诊断息息相关。也可依托软件达到单机系统故障诊断的目的。伴随计算机技术水平的提升，大幅度降低了系统成本，微机联锁系统愈加成熟，这都为联锁系统的可靠性、安全性提供了强有力的保障。但微机联锁系统与普通工业控制系统有所区别，其核心为“故障—安全”的高可靠性，其中对微机联锁系统特殊性起决定作用的条件为高可用性、快速技术支持等。

2、站场设备控制方式

在科技快速发展的今天，铁路信号联锁系统愈加完善，将微机联锁系统合理应用于铁路信号系统，对提升系统实时性、可靠性具有至关重要的作用，为此，本文以站场设备控制方式的应用进行了分析与探究。

（1）站场设备集中控制方式

作为一种实时控制系统，信号联锁系统应具有良好可靠性、安全性，集中控制方式为现阶段我国微机联锁系统中普遍选取的站场设备。具体如图1所示。

（2）站场设备现场总线控制方式

于系统可靠性而言，集中式计算机控制将直接影响其可靠性，甚至产生风险集中问题。作为一种工业数据总线，现场总线的功能为各个通信数据、控制设备间信息传送问题的处理，如数字通信等。

选取现场总线控制的方式作为微机联锁控制系统，可对输入、输出接口卡大大降低，与集中控制方式相比，电缆长度也所有减少。调度控制系统接收的进程信息由列车运行进程发出。调度控制设备在分解控制信息后向相关设备，如转辙机等发送，且对所有设备的运行进行监控。当所有设备在对控制信息接收后，将自身相关信息发送给和此次动作相关的其他设备，并对其他设备发出的有关信息进行接收，除此之外，对控制信息内的动作命令加以执行。

现场总线控制方式中系统与设备安全性普遍较高，可选取标准化信息技术得以实现。同时，信息流控制方式系统自身可实时检测所有设备，并具备报警作用。通过现场总线技术车站信号微机联锁系统可对铁路信号设备运行的可靠性全面提升。数字信号传输在现场总线内具有较强抗干扰性与精度，进而能够对成本有效降低。

3 结束语

综上所述，将计算机技术设置于铁路信号联锁系统的目的在于对车站行车作业的安全性、效率进一步提升，為现代化运营提供可靠信息依据，进而对车站控制监督功能加以改善，达到车站现代化管理水平提升及经济效益最大化的目标。

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