CN101580073B - 计算机联锁系统码位级冗余方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及计算机联锁系统码位级冗余方法，该方法包括以下步骤：(1)输出并行控制；(2)采集信息共享。与原有的技术相比，本发明可以提高系统的可靠性，在一定程度上缓解计算机系统在大站或对运营要求较高的系统中可靠性降低的压力，尤其是针对中国继电接口电路的端子配线故障较多的现实情况，以及站场存在较大干扰的情况，“输出并行控制”和“采集信息共享”措施能很好地杜绝信号因故突然关闭的现象，引起列车紧急制动，产生危险。

Description

计算机联锁系统码位级冗余方法

技术领域

本发明涉及高速铁路、普通铁路、城市轨道交通线路的信号联锁领域，特别涉及计算机联锁系统码位级冗余方法。

背景技术

计算机联锁系统必须在规定的联锁条件和规定的时序下对进路、信号和道岔实行控制，并能对状态信息进行采集。为了提高系统可靠性，保证铁路/城市轨道交通系统24小时不间断运营，计算机联锁应采用硬件安全冗余结构，如2乘2取2(或3取2)、双机热备的系统结构。

iLOCK联锁处理子系统采用双系热冗余的2乘2取2系统，A系和B系无论是否同时启动，如果两系均无故障且同步检查条件满足，经过一定时间后能自动同步，当工作子系统发生故障，系统都可以自动切换至备用子系统；也可以通过机柜上的切换开关手动在双系之间进行切换；并且双系切换不影响系统正常工作。

现有的计算机联锁系统一般采用单系工作另一系备用的方式，或者可以达到板级热备，虽然两系同时采集，但各系在进行联锁运算时，仅使用本系采集的信息，并且只有作为工作系的联锁系统输出驱动接口电路的继电器，从而实现对现场设备的控制。这种工作方式，当两系同时出现不影响系统工作的交叉故障时，两系均不能完成正常的工作。对于较大型车站/场，势必影响工作效率。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高可靠的、安全冗余的计算机联锁系统码位级冗余方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：计算机联锁系统码位级冗余方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)输出并行控制；

(2)采集信息共享。

所述的输出并行控制包括以下步骤：

(1)设置信号机：主备系并行输出，主系没有输出时，备系对应该输出关闭；

(2)设置道岔：备系不输出道岔控制命令，以保证系统的安全性；

(3)设置长时间输出有效的输出端口实行并行输出；主备系逻辑不同步时，备系不输出；备系与人机界面子系统通信中断时，不输出；对于短时间输出有效的输出端口实行单系输出，备系不输出；

(4)设置仿真测试时被测系输出关闭；

(5)设置切换开关处于手动档，备系关闭输出；

(6)设置主备系通信中断时，备系不输出。

所述的采集信息共享包括以下步骤：

(1)设置除系统码位外所有采集均相互共享；

a.区段用于信号开放时的空闲检查时，使用共享的区段采集信息；

b.区段用于列车运行三点检查解锁时，使用本系的区段采集信息；

(2)设置切换开关处于手动档，主备系不再共享采集信息；

(3)设置仿真测试状态时不使用采集共享信息；

(4)设置当对方子系统自检不正常时，不共享对方系的采集信息。

与原有的技术相比，本发明可以提高系统的可靠性，在一定程度上缓解计算机系统在大站或对运营要求较高的系统中可靠性降低的压力，尤其是针对中国继电接口电路的端子配线故障较多的现实情况，以及站场存在较大干扰的情况，“输出并行控制”和“采集信息共享”措施能很好地杜绝信号因故突然关闭的现象，引起列车紧急制动，产生危险。

附图说明

图1是本发明计算机联锁系统码位级冗余方法的输出并行控制的接口电路示意图；

图2是本发明计算机联锁系统码位级冗余方法的采集信息共享的接口电路示意图；

图3是本发明计算机联锁系统的结构示意图。

具体实施方式

以下以iLOCK系统的联锁处理子系统(IPS)为例，结合附图对本发明具体实施方式作详细描述。

输出并行控制

如图1所示，从电源屏引出的KZ和KF电源分别送至IPS，用于产生驱动相关的接口继电器的驱动电源。

输出并行控制由应用软件实现。针对同一个驱动继电器，IPSA和IPSB分别驱动继电器的一组线圈，当某输出端口的A-OUT和B-OUT同时输出时，实现该端口的并行控制。否则，应用软件判断某端口不能并行控制时，关闭该端口备系的输出，只有主系这组继电器的线圈有驱动电源，实现单系驱动。

采集信息共享

如图2所示，联锁处理子系统的采集电源由IPSA和IPSB分别提供。采集电源送接口架，再经过被采集继电器的接点送至联锁机各采集端口，实现信息采集。

采集共享由应用软件实现。针对同一个采集信息，IPSA和IPSB分别采集接口继电器的不同接点，只要继电器工作正常且接配线可靠接触，IPSA和IPSB能同时接收到该采集信息，即A-IN和B-IN同时有信息输入。IPSA和IPSB将采集的信息通过安全通信发送给对方，由应用软件根据具体信息类型及应用情况判断是否使用共享的信息。

根据不同的信号设备以及应用的实际特点，有选择地采用不同的输出并行控制和采集信息共享的方式。

本发明的目的是提供一种计算机联锁系统的码位级冗余技术——计算机联锁系统与车站/场信号设备采用采集信息共享、选择性输出并行控制的接口方式，它可以提高计算机联锁系统的可靠性。

1.输出并行控制

针对不同的信号设备，iLOCK系统输出并行控制的实现方式如下：

1)信号机：主备系并行输出，主系没有输出时，备系对应该输出关闭。

2)道岔：备系不输出道岔控制命令，以保证系统的安全性。在中国，道岔启动电路是继电器电路，该继电电路由联锁处理子系统输出的继电器作为启动条件，该电路一经启动，即通过电动转辙机构成自保电路，此时，联锁处理子系统输出的道岔启动条件已经不起作用，既道岔输出命令仅维持一段很短的时间(一般为8秒)。

3)其它：

a)长时间输出有效的输出端口实行并行输出；

主备系逻辑不同步时，备系不输出；

备系与人机界面子系统(MMI)通信中断时，不输出。

b)对于短时间输出有效的输出端口(一般仅几秒，如半自动接口电路的正电继电器)实行单系输出，备系不输出。

4)仿真测试时被测系输出关闭。

5)切换开关处于手动档以后，备系关闭输出。

6)主备系统通信中断时，备系不输出。

2.采集信息共享

采集信息共享是通过安全通信将主备联锁处理子系统采集的信息互相传递，避免了单套联锁处理子系统采集断线或受到干扰时对系统的影响。

针对不同的信号设备，iLOCK系统采集信息共享的实现方式如下：

1)除系统码位外所有采集信息均相互共享。

由于区段表示了列车运行的相关状态，iLOCK对区段采用了两种共享方式：

a)区段用于信号开放时的空闲检查时，使用共享的区段采集信息。当单系区段采集故障时，信号不会突然关闭，从而避免行驶中的列车紧急制动给乘客、车辆、路轨等带来的损伤。

b)区段用于列车运行三点检查解锁时，使用本系的区段采集信息。随着列车运行速度的不断提高，在三点检查解锁时如果使用共享信息，由于共享信息的传输时延，可能会导致区段漏解锁的现象发生。三点检查解锁时使用本系区段采集信息，当出现某区段采集故障时，首先联锁处理子系统会自动切换，其次，如果出现双重故障，列车运行后，采集故障区段仍可以通过人工解锁的方式进行解锁，不影响系统使用。

2)切换开关处于手动档以后，主备系不再共享采集信息。

3)仿真测试状态时不使用采集共享信息。

4)当对方子系统自检不正常时，不共享对方系的采集信息。

联锁处理子系统可以通过人工切换开关进行主备系切换。人工切换开关有三档：联锁A机、自动、联锁B机。正常情况下该开关设在自动挡。

人工切换有两种情况：

1)长时间将该开关置于某个联锁处理子系统(如联锁A机)，这时，联锁B机不输出；

2)如果原来联锁A机是主系，现在要通过人工切换开关将主系改为联锁B机，这时，将开关转换到“联锁B机”档，随后将开关转回“自动”档。

在第二种情况下，联锁备系继续输出，以避免联锁主系意外宕机时，影响信号显示和列车运行。为此，切换开关处于手动档以后，不进行“输出并行控制”和“采集信息共享”。

如图3所示，一种计算机联锁系统，该系统包括操作机A、操作机B、联锁机A、联锁机B、采集模块1、采集模块2……采集模块N、驱动模块1、驱动模块2……驱动模块N，所述的操作机通过通信线与联锁机连接，所述的联锁机通过采集线与采集模块连接，所述的联锁机通过驱动线与驱动模块连接。

Claims (1)

1.计算机联锁系统码位级冗余方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)输出并行控制；

(2)采集信息共享；

所述的输出并行控制包括以下步骤：

(1)设置信号机：主备系并行输出，主系没有输出时，备系对应该输出关闭；

(2)设置道岔：备系不输出道岔控制命令，以保证系统的安全性；

(3)设置长时间输出有效的输出端口实行并行输出；主备系逻辑不同步时，备系不输出；备系与人机界面子系统通信中断时，不输出；对于短时间输出有效的输出端口实行单系输出，备系不输出；

(4)设置仿真测试时被测系输出关闭；

(5)设置切换开关处于手动档，备系关闭输出；

(6)设置主备系通信中断时，备系不输出；

所述的采集信息共享包括以下步骤：

(1)设置除系统码位外所有采集均相互共享；

a.区段用于信号开放时的空闲检查时，使用共享的区段采集信息；

b.区段用于列车运行三点检查解锁时，使用本系的区段采集信息；

(2)设置切换开关处于手动档，主备系不再共享采集信息；

(3)设置仿真测试状态时不使用采集共享信息；

(4)设置当对方子系统自检不正常时，不共享对方系的采集信息。

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