计算机联锁系统安全可靠性设计略谈

徐燕飞

摘要：随着科学技术的不断进步和发展，对计算机联锁系统（Computer interlocking system）的安全性和可靠性提出了更高的要求。尤其是在铁路方面的运输，计算机联锁系统是保证铁路安全的关键信号设备。一旦计算机联锁系统发生故障，势必会引起列车行走过程中发生危险事故。基于此，保证计算机联锁系统软件的可靠性非常重要。笔者将根据相关工作经验，通过分析计算机联锁系统的软件可靠性，從而提出针对性的设计方法，以期对计算机联锁系统软件的研发起到重要的参考作用，从而提高数据信息传输的改进措施。

关键词：计算机联锁系统；安全性；可靠性；设计研究

中图分类号：TP309 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）01-0206-01

铁路计算机联锁系统中对铁路的安全运行有着重要的价值，计算机联锁系统充分运用计算机的以下优点代替继电器联锁设备：（1）逻辑功能；（2）通信高效且迅速；（3）结构灵活等[1]。与此同时，对计算机联锁系统设备的安全性和可靠性等提出更高的要求。铁路信号系统中最大的特点是实现故障安全性的高要求，以期在出现故障情况下，为保证行车安全且实现系统方面的功能，因此需要降低硬件故障发生的安全故障。

1 计算机联锁系统

计算机联锁系统的安全性是对计算机联锁性能进行相关验证的主要可靠依据，计算机联锁设备通过连续工作系统，不断满足轨道交通安全运输要求和高效需求。计算机联锁系统的可靠性定义为：在规定时间内与相应条件下完成相应功能。计算机联锁系统安全性定义为：在系统运行过程中，一旦发生系统故障时不会产生人员伤亡和财产损失等后果。计算机联锁系统设备在任何情况下都不会发生危险，从而影响到列车的正常运行。

2 计算机联锁系统部分硬件安全性与可靠性分析

2.1联锁安全可靠性设计

由于联锁机在信号控制系统过程中处于核心地位，所以在设计过程中，应该注重解决故障安全功能的以下几个方面的问题：（1）数据处理方面的故障安全；（2）数据控制放慢的故障安全；（3）数据采集方面的故障安全[2]。采用三重化系统，为了保证出错的模块能够有正确的接口，需要采用三台微机同步工作方式，从而避免出现系统紊乱状况的出现。

2.2 防雷设计

由于计算机联锁信号控制设备使用越来越多的微电子器件，使用抵抗雷电脉冲侵害能力能够显著低于继电设备，因此防雷设计问题更为突出，继而需要采取以下几种预防措施：（1）在原来信号无防雷设施基础上，信号楼此时处于雷区中，在楼房房顶使用钢筋网，在周围伸出一些避雷针，当信号遭遇雷击时，通过雷电流导入大地中，避免雷电直接攻击大楼建筑物内的设备；（2）在计算机机房地面采用防静电地板，在其周围尽量封闭，室外不宜设置窗户和管道等；（3）防护电源系统，采取多种防雷措施，在电力线路下引入开关柜，设置A级或者B级电源防雷装置。动态电源下输出220V直流和220V交流，在继电器电源处设置B级电源防雷装置[3]。

2.3 输入控制部分设计

对输入控制部分进行故障安全设计中主要包括以下几个方面的措施：（1）对CPU读写时序和操作码进行测试；（2）备份双层数据，尤其要备份故障安全数据；（3）校验输入电路闭环；（4）应用光电隔离技术。一般而言，在电路正常运行的情况下，不管继电器工作状态是那种，CPU应该获取相应的检测信号。

2.4 采用编码技术来提高计算机联锁系统的可靠性和安全性

为了确保铁路列车的安全性与可靠性，在传送数据信息过程中需要满足以下几个方面的要求：（1）计算机联锁系统与其他系统之间可以采用CCITT的数据通信方式；（2）此阿勇双份编码形式，每一份编码采用的数据均要来自不同物理地址的空间；（3）双份编码此阿勇的与形成安全想相关的信息编码要保持一定的码距离。综合考虑到计算机联锁系统的特殊性要求，在处理计算机联锁系统的数据中，需要确保二值逻辑变量地位。在安全信息的输入和运算过程中，采用不小于7位代码来表示二值变量。数据信号在计算机联锁设备的传输中，采用串行数据传输的方式可以保证数据传输的可靠性，尤其是采用容错技术。不仅仅可以及时纠正措施，还可以提高计算机联锁系统的可靠性。

3 结语

综上所述，从计算机联锁系统的硬件结构方面和软件设计方面等加大考虑能够显著提高计算机联锁系统的安全性与可靠性。

参考文献

[1]姜楠.浅谈DS6-K5B系统在客运专线和提速线上的安全可靠性控制[J].中国科技纵横，2012，10（12）：61-63.

[2]唐忠江.基于HRA事件树的计算机联锁设备人因失误分析[J].铁道通信信号，2015，51（6）：30-32.

[3]刘福新.基于RCM理论的计算机联锁系统维护的探讨[J].铁路通信信号工程技术，2016，13（5）：89-91.