CN101905700B - 一种计算机联锁系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种计算机联锁系统及其工作方法，该联锁系统包括联锁机、通信网关，以及道岔、信号和轨道执行单元；该信号执行单元包括信号灯控制单元、防护单元和信号采集单元，防护单元包括逻辑保护单元和信号安全继电器，逻辑保护单元接收由第一、二信号控制器分别输出的第一、二信号状态信息，第一、第二信号控制器和逻辑保护单元均接收由信号采集单元采集到的系统反馈信息；逻辑保护单元对第一、二信号状态信息和系统反馈信息通过硬件进行逻辑对比，并根据对比结果输出用于控制信号安全继电器的信号灯异常信号；在有信号灯异常信号输出的情况下，仅由信号灯异常信号控制信号安全继电器，使信号执行单元由故障导向安全。

Description

一种计算机联锁系统及其工作方法

技术领域

本发明涉及车站用计算机联锁系统及其工作方法，尤其涉及计算机联锁系统中用于控制信号机显示的信号执行单元的改进。

背景技术

目前的计算机联锁系统一般包括联锁机和通信网关，以及由联锁机控制的道岔执行单元、信号执行单元、轨道执行单元和零散执行单元，其中，所述道岔执行单元负责控制转辙机带动道岔进行定操和反操定位；所述信号执行单元用于控制调车信号机、进出站信号机显示，即控制各类信号灯的显示；所述轨道执行单元是最底层的轨道状态采集单元，主要用于从轨道电路受电端采集轨道电路的状态信息和轨面上的电压值；所述零散执行单元负责其余部分，如64D半自动电路、照查电路和场间联系电路的控制。联锁机与通信网关之间通过总线连接，所述通信网关与各执行单元之间也通过总线连接。

目前，各执行单元的故障安全导向均是通过继电器实现的，如信号执行单元，在实际应用中，如果信号灯出现乱显示的现象，则信号执行单元需要进行故障安全导向，其中，乱显示现象也即包括在信号执行单元中出现了“敌对信号”，例如，对于调车信号来讲，在点蓝灯信号的时候出现了白灯信号，或者两个色灯同时点亮属于出现了“敌对信号”；又如，对于出站信号，在点红灯信号时出现白灯或者绿灯信号，在绿灯信号时出现白灯信号，在白灯信号时出现绿灯信号，这均属于“敌对信号”。为了避免出现各种“敌对信号”，目前的信号执行单元大部分采用继电器实现互锁控制，即通过将各继电器的常开和常闭开关连接在彼此敌对的信号灯控制单元中的方式避免出现“敌对信号”。由此可知，上述控制方式将使用大量的继电器，这不仅使系统结构庞大复杂，而且也直接提升的设计成本。

鉴于此，目前也出现了一些通过电子开关代替继电器进行信号灯控制的信号执行单元，如专利号为ZL 200820128996.4，公开日为2009年12月2日的中国实用新型专利公开了一种车站信号灯控制装置，该控制装置包括CPU处理单元A和B、开关控制单元、故障安全单元和各种检测单元，检测单元与CPU处理单元A和B通讯连接，CPU处理单元A和B通过开关控制单元控制连接在禁止单路和允许电路中的处于常开状态的各开关，CPU处理单元A和B通过故障安全单元控制连接在允许电路中的处于常闭状态的开关。该控制装置在正常状态下由CPU处理单元A和B共同控制该处于常开状态的各开关，在出现异常情况下由CPU处理单元A和B共同控制该处于常闭状态的开关。该种控制装置虽然说明通过电子电路取代由安全继电器构成的铁路信号灯控制单元，但是，该种控制电路在应用过程中存在比较严重的问题，具体说明如下：

首先，上述故障安全单元由动态电路组成，其作用在于将CPU处理单元A和B输出的脉冲转化为用于控制处于常闭状态的开关的稳定电压，由此可知，实现故障安全导向的仅为CPU处理单元A和B，如果CPU处理单元A和/或B出现故障，如程序失控，则该种控制装置将无法完成故障安全导向，这对于铁路系统而言是致命的问题；另外，CPU处理单元需要根据预设的算法对各种指令信号和检测信号进行避错、容错处理，再根据软件上的分析结果输出作用于故障安全单元的脉冲信号，该过程的响应时间在3至5个时钟周期，这种处理方式的缺陷是增大了故障安全导向失效的几率，而且通过软件执行故障判断的延时时间相对直接的硬件逻辑运算时间要长(硬件的响应时间即使不同器件有区别也都在纳秒级)，因此，不能及时进行安全导向，这对于铁路控制系统来说是非常严重的问题；

其次，控制每个信号灯的允许电路中均连接有处于常闭状态的开关，在系统出现问题时，CPU处理单元A和B需要对所有处于常闭状态的开关进行断开处理，这无疑又增加了系统出现异常的可能性。因此，该种结构的信号控制器并不能满足控制铁路信号灯的要求；

再次，各检测单元均直接将采集到的信号传输至CPU处理单元A和B，不能实现信号的可信测量；

另外，在实际应用中，输出禁止信号的时间相对于输出允许信号的时间长，因此，在输出位于禁止电路上的开关常处于得电状态，这将大大影响开关的使用寿命；

最后，为了实现控制电路与监测电路的隔离，监测机通过CPU处理单元C获得的系统状态仅局限于状态监测单元采集到的信息，但却无法对负责执行动作的CPU处理单元A和B所获知的系统状态进行监测，这无疑降低了监测机的监测能力，影响了监测机的监测功能。

又如道岔执行单元，现有的道岔执行单元均是针对四线制交、直流电动转辙机进行设计的，即该电动转辙机具有X1、X2、X3和X4线，其中，X1线和X4线用于实现定操控制，X2线和X4线用于实现反操控制，X1和X3线用于进行定位表示，而X2和X3线用于进行反位表示。当定操动作到位后，所述转辙机会自动切换进入定位表示状态，并且转辙机内部在进行定位表示时会自动切断反位表示回路，同时，转辙机内部的表示二极管也将切换为反接于X1线与X3线之间的状态；当反操动作到位后，所述转辙机会自动切换进入反位表示状态，并且转辙机内部在进行反位表示时会自动切断定位表示回路，同时，转辙机内部的表示二极管也将切换为正接于X2线与X3线之间的状态。

车站联锁设备对道岔执行单元的要求是在定操运动与反操运动不能同时进行，并且在定操或者反操控制电路动作时禁止定位或者反位表示。由于继电器具有常开和常闭开关，能够实现电路的互锁，因此，现有的道岔执行单元均是通过继电器实现上述控制，控制电路如图1a至1d所示，图1a为反操控制电路，两个控制器通过继电器J4的常开开关，以及继电器J3的常开开关进行反操控制；图1b为定操控制电路，两个控制器通过继电器J2的常开开关，以及继电器J1的常开开关进行定操控制；图1c和1d分别为定操和反操闭锁电路，即将继电器J3和J4的常闭开关分别串接在控制器为继电器J1和J2的线圈供电的线路上，而将继电器J1和J2的常闭开关分别串接在控制器为继电器J3和J4的线圈供电的线路上，这样便实现了定操与反操动作之间的互锁。利用同样的原理也可以实现动作电路与表示电路的互锁。

专利号为ZL 200920209810.2，公开日为2010年06月23的中国实用新型专利公开了一种联锁道岔执行单元电路，该执行单元电路通过防护继电器FHJ和第一至第四电子开关实现定操和反操控制，该电路结构与图1a至1d说明的电路结构类似，只有第一至第四电子开关也均为继电器开关才能在软件和硬件上均实现互锁控制，如果第一至第四电子开关为其它类型开关，与上述说明的车站信号灯控制装置相似，其也需要两个控制器MCU1和MCU2进行软件上的故障判断，存在的问题也与其相同。

虽然，通过继电器能够得到较高的安全系数，但是继电器的大量使用一方面会导致系统的结构复杂和系统的体积较大，另一方面是极大地增加了设计成本，因为，车站计算机联锁系统中使用的继电器单价均在上千元，因此，如何能够在使用尽量少的继电器的基础上又能够确保故障导向安全的高可靠性也就成为研发计算机联锁系统的重要任务。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种成本低、且具有高可靠性的计算机联锁系统。

本发明采用的技术方案为：一种计算机联锁系统，包括联锁机、通信网关，以及道岔、信号和轨道执行单元；所述信号执行单元包括第一和第二信号控制器，以及由二者共同控制的信号灯控制单元，所述信号灯控制单元与信号灯一一对应；所述联锁机通过两条彼此独立的联锁机总线与通信网关通信连接，所述通信网关通过两条彼此独立的执行总线分别与信号执行单元的第一和第二信号控制器通信连接；所述信号执行单元还包括防护单元和信号采集单元，所述防护单元包括逻辑保护单元和信号安全继电器；

所述信号灯控制单元包括允许和禁止信号输出电路，所述允许信号输出电路中串联连接有分别受控于第一和第二信号控制器的第一和第二信号开关管，所述信号安全继电器的常开开关电连接在输入电源接入所有信号灯控制单元的允许信号输出电路的通路上；所述信号安全继电器的常闭开关电连接在输入电源接入所有信号灯控制单元的禁止信号输出电路的通路上；

所述逻辑保护单元接收由第一信号控制器输出的代表各信号灯控制单元工作状态的第一信号状态信息，由第二信号控制器输出的代表各信号灯控制单元工作状态的第二信号状态信息，所述第一、第二信号控制器和逻辑保护单元均接收由信号采集单元在各信号灯控制单元采集到的系统反馈信息；所述逻辑保护单元对第一、第二信号状态信息和系统反馈信息通过硬件电路进行逻辑对比，并根据对比结果输出用于控制信号安全继电器的信号灯异常信号；以及在无信号灯异常信号输出的情况下，所述第一和第二信号控制器的输出经由与逻辑处理控制所述信号安全继电器，在有信号灯异常信号输出的情况下，仅由所述信号灯异常信号控制信号安全继电器，使信号执行单元由故障导向安全。

优选地，所述信号采集单元包括第一和第二电流采样电路；所述第一电流采样电路采集各信号灯控制单元的电流作为第一电流信号，所述第二电流采样电路采样各信号灯控制单元的电流作为第二电流信号；所述第一电流信号作为系统反馈信息分别传输至第一信号控制器和逻辑保护单元，所述第二电流信号作为系统反馈信息分别传输至第二信号控制器和逻辑保护单元。

优选地，所述第一和第二信号状态信息分别包括第一和第二电流信号。

优选地，第一和第二电流采样电路均将通过各自的传感器采集到的电流信号整形为动态脉冲信号输出。

优选地，所述信号采集单元包括第一和第二过流反馈电路；所述第一过流反馈电路采集各信号灯控制单元的尖峰电流作为第一尖峰电流信号，所述第二过流反馈电路采样各信号灯控制单元的尖峰电流作为第二尖峰电流信号；所述第一和第二尖峰电流信号作为系统反馈信息分别传输至第一和第二信号控制器。

优选地，所述信号采集单元包括第一和第二数字量采集电路，所述第一数字量采集电路采集各信号灯控制单元的数字电流值作为第一电流值，所述第二数字量采集电路采集各信号灯控制单元的数字电流值作为第二电流值；所述第一和第二电流值作为所述系统反馈信息分别传输至第一和第二信号控制器。

优选地，还包括实现监测电路与控制电路之间电气隔离的状态监测电路，所述状态监测电路包括与上位监测机进行单向通讯连接的信号监测控制器和用于监测信号灯控制单元的电流值的数字量采集电路；所述第一信号控制器通过第一组光耦编码电路将其获知的第一信号状态信息传输至所述信号监测控制器，所述第二信号控制器通过第二组光耦编码电路将其获知的第二信号状态信息传输至所述监测控制器，所述数字量采集电路监测到的各信号灯控制单元的电流值直接传输至所述监测控制器；所述监测控制器将其获得的所有信息通过监测总线传输至通信网关，所述通信网关通过监测机总线将通过监测总线传输来的信息传输至上位监测机。

优选地，所述道岔执行单元包括第一和第二动作控制器，以及由二者共同控制的定操和反操控制电路，所述通信网关通过所述的两条执行总线分别与道岔执行单元的第一和第二动作控制器通信连接；所述道岔执行单元还包括安全继电器和选路开关；

所述第一动作控制器控制分别位于定操和反操控制电路上的一组开关管，所述第二动作控制器控制分别位于定操和反操控制电路上的另一组开关管；

所述安全继电器的常开开关设置在定操和反操控制电路的供电电路中；所述安全继电器的常闭开关设置在道岔执行单元的定位和反位表示电路的供电电路中，以在动作期间断开定位和反位表示电路的供电电路，并在表示期间断开定操和反操控制电路的供电电路；

所述第一和第二动作控制器与道岔执行单元的信号采集单元通讯连接；

所述选路开关接收第一动作控制器输出的第一系统状态信息，接收第二动作控制器输出的第二系统状态信息，以及接收通过道岔执行单元的信号采集单元反馈回的系统状态反馈信息，所述选路开关对第一、第二系统状态信息和系统状态反馈信息通过硬件电路进行逻辑对比，并根据对比结果输出用于控制安全继电器的系统异常信号；以及，

在无异常信号输出的情况下，所述第一和第二动作控制器的输出经由与逻辑处理控制所述安全继电器；在有系统异常信号输出的情况下，由所述系统异常信号控制安全继电器断开定操和反操控制电路的供电电路，使道岔执行单元由故障导向安全。

优选地，所述定位表示电路包括隔离变压器、第一和第二定表光耦，以及第一和第二定表检测光耦；所述隔离变压器的后级的第二输出端与道岔执行单元的用于接入转辙机的X3线的表示回线点电连接；所述第一和第二定表检测光耦的负极，以及第一和第二定表光耦的正极均与用于接入转辙机的X1线的定表输入点电连接；所述隔离变压器的后级的第一输出端与第一和第二定表检测光耦的正极，以及第一和第二定表光耦的负极电连接；所述第一定表光耦和第一定表检测光耦的输出作为第一系统状态信息的一部分输送至第一动作控制器，所述第二定表光耦和第二定表检测光耦的输出作为第二系统状态信息的一部分输送至第二动作控制器；所述安全继电器的常闭开关电连接在隔离变压器的后级的第二输出端与表示回线点之间；以及，

所述反位表示电路包括所述隔离变压器、第一和第二反表光耦，以及第一和第二反表检测光耦；所述第一和第二反表检测光耦的正极，以及第一和第二反表光耦的负极均与用于接入转辙机的X2线的反表输入点电连接；所述隔离变压器的后级第一输出端与第一和第二反表检测光耦的负极，以及第一和第二反表光耦的正极电连接；所述第一反表光耦和第一反表检测光耦的输出作为所述第一系统状态信息的一部分输送至第一动作控制器，所述第二反表光耦和第二反表检测光耦的输出作为第二系统状态信息的一部分输送至第二动作控制器。

本发明的另一个目的是提供一种根据上述计算机联锁系统的工作方法。

本发明采用的技术方案为：所述联锁机和通信网关分别通过一条联锁机总线和一条执行总线实现联锁机与道岔、信号和轨道执行单元的各一个控制器之间的双向通讯，所述联锁机和通信网关分别通过另一条联锁机总线和另一条执行总线实现联锁机与道岔、信号和轨道执行单元的各另一个控制器之间的双向通讯；所述联锁机对信号执行单元通过第一和第二动作控制器进行二取二冗余控制，所述信号执行单元的工作方法为：

在启动信号执行单元后，当第一和第二信号控制器均接收到对于某信号灯控制单元的点灯指令、且二者输出的点灯信号一致时，所述信号安全继电器的线圈得电，点灯指令所对应的信号灯控制单元上的第一和第二信号开关管导通，使得对应信号灯控制单元的允许信号输出电路动作；否则，由信号灯控制单元的禁止信号输出电路输出禁止信号；

在启动信号执行单元后，所述逻辑保护单元实时接收第一、第二信号状态信息和系统反馈信息，并通过硬件电路对第一、第二信号状态信息和系统反馈信息进行对比分析，当第一、第二信号状态信息和系统反馈信息各自自身的比对均未出现异常情况，且第一、第二信号状态信息和系统反馈信息三者之间的比对也未出现异常情况时，由第一和第二信号控制器的输出经由与逻辑处理控制所述信号安全继电器；当第一、第二信号状态信息和系统反馈信息中任一个的自身对比出现异常情况时，或第一、第二信号状态信息和系统反馈信息三者之间对比出现异常情况时，由逻辑保护单元直接优先使所述信号安全继电器失电，切断所有允许信号输出电路的供电电路，使信号执行单元完成故障导向安全。

本发明的有益效果为：首先，本发明所述计算机联锁系统的信号执行单元采用每个信号灯控制单元通过二个开关管控制，并通过存硬件电路组成的逻辑保护单元和一信号安全继电器的配合完成故障安全导向的结构，该种结构具有执行速度快和可靠性高的特点，并且在保证高可靠性的前提下大大降低整个系统的成本；其次，信号执行单元的信号采集单元进行了可实现可信测量的处理，有效提高了整个执行单元的可靠性；再次，信号执行单元通过信号监测控制器和光耦组合编码的结合在上位监测机能够全面监测现场状况的前提下实现了监测电路与控制电路的电气隔离；最后，道岔执行单元通过定位和反位表示电路不仅可以完成定位和反位表示，还可以判断表示二极管连接情况，并将其作为异常情况的组成部分，提高了系统的可靠性。

附图说明

图1a和1b分别示出了现有道岔执行单元的反操和定操控制电路；

图1c和1d分别示出了现有道岔执行单元的定操和反操闭锁电路；

图2为本发明所述计算机联锁系统的结构示意图；

图3为图2所示信号执行单元的主要部分的结构示意图；

图4为图2所示信号执行单元的状态监测单元的结构示意图；

图5为图2所示道岔执行单元的主要部分的结构示意图；

图6为图5所示定操控制电路的结构示意图；

图7为图5所示反操控制电路的结构示意图；

图8为图2所示道岔执行单元的定位表示电路；

图9为图2所示道岔执行单元的反位表示电路。

具体实施方式

如图2所示，所述计算机联锁系统包括联锁机、通信网关，以及道岔、信号、轨道和零散执行单元；所述道岔、信号、轨道和零散执行单元各自均设有两个控制器。所述计算机联锁系统的联锁机和通信网关分别通过一条联锁机总线A2和一条执行总线A1实现联锁机与道岔、信号、轨道和零散执行单元的一个控制器之间的双向通讯，所述联锁机和通信网关分别通过另一条联锁机总线B2和另一条执行总线B1实现联锁机与道岔、信号、轨道和零散执行单元的另一个控制器之间的双向通讯。所述道岔、信号、轨道和零散执行单元均设置有各自的状态监测单元，每个状态监测单元均包括用于与上位监测机进行单向通讯连接的监测控制器，各执行单元的监测控制器通过监测总线C1将各自获得的信息传输至通信网关，所述通信网关通过监测机总线C2将通过监测总线传输来的信息传输至上位监测机。

本发明的计算机联锁系统将图2中各执行单元中的继电器更换为电子开关，并通过配合前级防护单元确保各执行单元乃至整个系统的故障安全导向。以信号执行单元为例，如图3所示，所述信号执行单元包括第一和第二信号控制器S1和S2，以及由二者共同控制的信号灯控制单元，所述信号灯控制单元与信号灯一一对应；所述信号执行单元还包括防护单元和信号采集单元，所述防护单元包括逻辑保护单元S4和信号安全继电器S5。所述第一和第二信号控制器S1和S2之间通过通信电路连接，在此说明的是，二者在控制上是完全独立的，通信电路仅负责完成时钟同步等不涉及影响各自输出的指令信号的通信。

所述信号灯控制单元包括允许和禁止信号输出电路，所述允许信号输出电路中串联连接有第一和第二信号开关管1S、2S，第一和第二信号控制器S1和S2分别通过驱动单元S-1和S-2控制第一和第二信号开关管1S和2S。所述信号安全继电器S5的常开开关电连接在输入电源接入所有信号灯控制单元的允许信号输出电路的供电电路上；所述信号安全继电器S5的常闭开关电连接在输入电源接入所有信号灯控制单元的禁止信号输出电路的供电电路上，由此，在保证高度安全的前提下，实现了允许和禁止信号输出电路的无触点化。在本实施例中，所述允许和禁止信号输出电路经过防雷电路分别输出允许信号和禁止信号。

与背景技术中说明的专利号为ZL 200820128996.4，公开日为2009年12月2日的中国实用新型专利公开的车站信号灯控制装置不同的是，本发明中的允许和禁止信号输出电路彼此独立，并不共用一条控制回线，在本实施例中，第一信号电源输入点XJZ和第二信号电源输入点XJF分别接在信号安全继电器S5的常开开关和常闭开关的一侧，常闭开关的另一侧接在禁止信号输出电路的供电电路上，常开开关的另一侧接在允许信号输出电路的供电电路上。

对于信号灯控制单元，所述第一和第二信号开关管1S、2S选用可控硅更为适宜。

所述逻辑保护单元S4接收由第一信号控制器S1输出的代表各信号灯控制单元工作状态的第一信号状态信息，由第二信号控制器S2输出的代表各信号灯控制单元工作状态的第二信号状态信息，所述第一、第二信号控制器S1、S2和逻辑保护单元S4均接收由信号采集单元在各信号灯控制单元采集到的系统反馈信息；所述逻辑保护单元通过硬件对第一、第二信号状态信息，以及系统反馈信息自身进行逻辑对比，并对三者之间进行逻辑对比，并根据对比结果输出用于控制信号安全继电器的信号灯异常信号。所述第一、第二信号状态信息分别包括第一和第二信号控制器S1和S2所接收的点灯指令。

在无信号灯异常信号输出的情况下，所述第一和第二信号控制器S1和S2的输出经由与逻辑处理通过驱动单元S6控制所述信号安全继电器S5，在有信号灯异常信号输出的情况下，仅由所述信号灯异常信号通过驱动单元S6控制信号安全继电器S5(无条件使信号安全继电器S5失电)，切断允许信号输出电路的供电电路，使信号执行单元由故障导向安全。

所述信号采集单元包括第一和第二电流采样电路I1和I2。所述第一电流采样电路I1采集各信号灯控制单元的电流作为第一电流信号，即第一电流信号包含有各信号灯控制单元的电流情况；所述第二电流采样电路I2采样各信号灯控制单元的电流作为第二电流信号；所述第一电流信号作为系统反馈信息分别传输至第一信号控制器S1和逻辑保护单元S4，所述第二电流信号作为系统反馈信息分别传输至第二信号控制器和逻辑保护单元。所述第一和第二信号状态信息可以分别包括第一和第二电流信号，以提高整个执行单元的可靠性。

所述信号采集单元还可以包括第一和第二过流反馈电路B1和B2；所述第一过流反馈电路B1采集各信号灯控制单元的尖峰电流作为第一尖峰电流信号，所述第二过流反馈电路B2采样各信号灯控制单元的尖峰电流作为第二尖峰电流信号；所述第一尖峰电流信号作为系统反馈信息传输至第一信号控制器S1，所述第二尖峰电流信号作为系统反馈信息传输至第二信号控制器。在本实施例中，所述第一和第二信号状态信息分别包括第一和第二尖峰电流信号。

由于信号执行单元需要采集各种表征系统状态的信号，并根据所采集的各种信号完成故障导向安全，因此，信号的可信测量对于系统安全是尤为重要的，由于信号采集电路中的电子器件在采用固定输出时会造成有效信号判断和故障信号判断的二义性问题，所以在本实施例中，所述第一和第二电流采样电路I1和I2均将通过各自的传感器采集到的电流信号整形为动态脉冲信号输出。所述第一和第二过流反馈电路B1和B2也可将采集到的尖峰电流信号整形为动态脉冲信号输出。在此，如采集到的有效信号为交流信号则直接通过门限电路即可实现上述整形。

另外，对于需要确切知道电压值和电流值的场合，采样电路除了提供动态脉冲信号之外，还可以提供模数转换数值，并且只有在脉冲信号和模数转换数值同时有效的情况下，表征电压值或电流值的模数转换数值才有效，否则视为无效，有必要时由逻辑保护单元S4强制导向安全侧。所以，所述信号采集单元还可以包括第一和第二数字量采集电路D1和D2，所述第一数字量采集电路D1采集各信号灯控制单元的数字电流值作为第一电流值，所述第二数字量采集电路D2采集各信号灯控制单元的数字电流值作为第二电流值；所述第一电流值作为所述系统反馈信息传输至第一信号控制器S1，所述第二电流值作为所述系统反馈信息传输至第二信号控制器S2。在本实施例中，所述第一和第二信号状态信息分别包括第一和第二电流值。

如图4所示，本发明的信号执行单元还包括状态监测电路，所述状态监测电路包括信号监测控制器S3和用于采集信号灯控制单元的电流值的数字量采集电路D，第一信号控制器S1和第二信号控制器S2通过光耦组合编码的方式将各信息发送至状态监测电路，以实现控制电路与监测电路之间的电气隔离。具体为，所述第一信号控制器S1通过第一组光耦编码电路将第一信号状态信息传输至所述信号监测控制器S3，所述第二信号控制器通过第二组光耦编码电路将第二信号状态信息传输至所述S3信号监测控制器，所述数字量采集电路D将其采集到的各信号灯控制单元的电流值直接传输至所述信号监测控制器S3。通过上述方式可以实现控制电路和监测电路的电气隔离，即可保证在控制电路出现异常时不影响上位监测机对系统的统筹监测，监测电路出现异常时也不会直接影响控制电路的工作。在此，其他执行单元的状态监测单元的电气隔离方式均与信号执行单元的相类似，两个控制器均是分别通过一组光耦组合编码将相关信息传输至监测控制器，并由各自的监测控制器完成将监测到的信息输出至上位监测机。

上述信号执行单元的工作方法为通过第一和第二信号控制器进行二取二冗余控制，并在控制上执行“与”逻辑处理，在异常信号的判断上执行“或”逻辑处理，具体为：

在启动信号执行单元后，当第一和第二信号控制器S1和S2均接收到对于某信号灯控制单元的点灯指令、且二者输出的点灯信号一致时，所述信号安全继电器S5的线圈得电，点灯指令所对应的信号灯控制单元上的第一和第二信号开关管1S和2S导通，使得对应信号灯控制单元的允许信号输出电路动作；否则，由信号灯控制单元的禁止信号输出电路输出禁止信号。

同时，在启动信号执行单元后，所述逻辑保护单元S6实时接收第一、第二信号状态信息和系统反馈信息，并通过硬件电路对第一、第二信号状态信息和系统反馈信息进行对比分析，当第一、第二信号状态信息和系统反馈信息各自自身的比对均未出现异常情况，且第一、第二信号状态信息和系统反馈信息三者之间的比对也未出现异常情况时，由第一和第二信号控制器S1和S2的输出经由与逻辑处理控制所述信号安全继电器；当第一、第二信号状态信息和系统反馈信息中任一个的自身对比出现异常情况时，或第一、第二信号状态信息和系统反馈信息三者之间对比出现异常情况时，由逻辑保护单元S4直接无条件使所述信号安全继电器S5失电，即直接无条件切断允许信号输出电路的供电电路，使信号执行单元完成故障导向安全。

另外，对于第一、第二信号状态信息和系统反馈信息的对比方式多种多样，只要能满足一处对比出现异常即将系统由故障导向安全即可，如可以采用对第一、第二信号状态信息和系统反馈信息各自所包含的各信号进行纵向对比(纵向对比采用或逻辑处理)，再对三者的纵向对比结果进行或逻辑处理；或者采用对第一、第二信号状态信息和系统反馈信息中有对应关系的信号进行横向对比(横向对比采用或逻辑处理)，再将各横向对比结果进行或逻辑处理。

道岔执行单元的设计原理与信号执行单元相同，如图5、6和7所示，所述道岔执行单元包括第一动作控制器A和第二动作控制器B，以及由二者共同控制的定操控制电路10和反操控制电路20，所述道岔执行单元还包括安全继电器40和选路开关50。

所述定操控制电路10包括第一至第四开关管1a、1b、1c和1d，所述第一和第二开关管1a和1b电连接在第一电源输入点DJZ和用于与转辙机的X1线电连接的定操输出点之间，其中，所述第一和第二开关管1a和1b分别用于导通交流输入的上半波和下半波，即二者为并联连接(为了便于绘制附图，局部电路并没有反应实际的电路结构)；所述第三和第四开关管1c和1d电连接在道岔执行单元的第二电源输入点DJF和用于与转辙机的X4线电连接的动作回线点之间，其中，所述第三和第四开关管1c和1d分别用于导通交流输入的上半波和下半波，即二者为并联连接。所述第一动作控制器A根据第一定操动作指令输出的第一定操开关信号分别通过驱动电路1-1和1-4控制所述第一和第四开关管1a和1d；所述第二动作控制器B根据第二定操动作指令输出的第二定操开关信号分别通过驱动电路1-2和1-3控制所述第二和第三开关管1b和1c。

所述反操控制电路20包括第五至第八开关管2a至2d，所述第五和第六开关管2a和2b电连接在道岔执行单元的第一电源输入点DJZ和用于与转辙机的X2线电连接的反操输出点之间，其中，所述第五和第六开关管2a和2b分别用于导通交流输入的上半波和下半波，即二者为并联连接；所述第七和第八开关管2c和2d电连接在道岔执行单元的第二电源输入点DJF和所述动作回线点之间，其中，所述第七和第八开关管2c和2d分别用于导通交流输入的上半波和下半波，即二者为并联连接。所述第一动作控制器A根据第一反操动作指令输出的第一反操开关信号分别通过驱动电路2-1和2-4控制所述第五和第八开关管2a和2d，所述第二动作控制器B根据第二反操动作指令输出的第二反操开关信号分别通过驱动电路2-2和2-3控制所述第六和第七开关管2b和2c。

所述第一电源输入点DJZ经由所述安全继电器的第一常开开关输出至定操和反操控制电路10和20，所述第二电源输入点DJF经由所述安全继电器40的第二常开开关输出至定操和反操控制电路，即安全继电器的第一和第二常开开关均设置在定操和反操控制电路的供电电路中；所述安全继电器的常闭开关设置在道岔执行单元的定位表示电路和反位表示电路的供电电路中，以在动作期间切断定位和反位表示电路的供电电路，并在表示期间切断定操和反操控制电路的供电电路。由此，本发明的道岔执行单元在保证高安全性的前提下，实现了控制电路的无触点化。

所述安全继电器40在系统处于正常状态下受控于第一和第二动作控制器A和B，具体为所述第一动作控制器A根据第一定操动作指令或者第一反操动作指令输出的第一总开关信号与第二动作控制器B根据第二定操动作指令或者第二反操动作指令输出的第二总开关信号一致时才能通过驱动电路Z使安全继电器A吸起，使经第一电源输入点DJZ和第二电源输入点DJF输入的交流电输出至定操和反操控制电路10和20；在第一总开关信号与第二总开关信号不一致时，安全继电器A将无法吸起，即第二总开关信号与第二总开关信号经与门作用于安全继电器A的驱动电路Z，以此实现冗余控制。

所述选路开关50接收第一动作控制器A输出的包括第一定操和/或第一反操动作指令内容的第一系统状态信息，接收第二动作控制器B输出的包括第二定操和/或第二反操动作指令内容的第二系统状态信息，以及接收信号采集单元采集的系统状态反馈信息，上述信息在选路开关50的内部通过硬件电路进行对比，如所述选路开关50可通过CPLD实现各种信息的逻辑对比，并在系统出现任何异常情况下通过驱动电路Z优先切断安全继电器40，此时，第一和第二动作控制器A和B对安全继电器40的控制作用将失效，即选路开关50输出的控制信号与第一和第二动作控制器A和B经与门输出的控制信号也为“与”的逻辑关系，只要选路开关50的控制信号为低电平，安全继电器40所控制的道岔动作供电电路(定操和反操控制电路的供电电路)将被切断。

当道岔执行单元用于控制直流转辙机时，只需在定操和反操控制电路10和20中增加整流电路。如图5至7所示，此时，所述定操控制电路10还包括定操整流电路11，所述第一电源输入点DJZ经第一和第二开关管1a和1b电连接至定操整流电路11的一输入端，所述第二电源输入点DJF经第三和第四开关管1c和1d电连接至定操整流电路11的另一输入端，所述定操整流电路11的一输出端与定操输出点之间电连接有第九开关管1i，所述第一动作控制器A输出的第一定操开关信号通过驱动电路1-9控制第九开关管1i；所述定操整流电路11的另一输出端与动作回线点之间电连接有第十开关管1j，所述第二动作控制器B输出第二定操开关信号通过驱动电路1-10控制第十开关管1j。由于定操和定表操作共用转辙机的X1线，因此，设置第九开关管1i和第十开关管1j可以在系统处于定位表示状态时，有效防止定位表示电路的电流串入定操控制电路10。

同理，所述反操控制电路20还包括反操整流电路21，所述第一电源输入点DJZ经第五和第六开关管2a和2b电连接至反操整流电路21的一输入端，所述第二电源输入点DJF经第七和第八开关管2c和2d电连接至反操整流电路21的另一输入端，所述反操整流电路21的一输出端与反操输出点之间电连接有第十一开关管2i，所述第二动作控制器B输出的第二反操开关信号通过驱动电路2-11控制该第十一开关管2i；所述反操整流电路21的另一输出端与动作回线点之间电连接有第十二开关管2j，所述第一动作控制器A输出的第一反操开关信号通过驱动电路2-12控制该第十二开关管2j。由于反操和反表操作共用X2线，因此，设置该第十一和十二开关管可以在系统处于反位表示状态时，有效防止反位表示电路的电流串入反操控制电路。

对于道岔执行单元，所述开关管适于选用IGBT。

如图8和9所示，在转辙机的内部结构中设置有表示二极管35，所述表示二极管35在定位表示时反接于X1线与X3线，在反位表示时正接于X2线与X3线之间，因此，可以通过该表示二极管35监测定位和反位表示的情况。

在本实施方式中，如图8所示，所述定位表示电路包括隔离变压器30、第一和第二定表光耦31a和31b，以及第一和第二定表检测光耦32a和32b。所述隔离变压器30的后级的第二输出端与道岔执行单元的用于接入转辙机的X3线的表示回线点电连接；所述第一和第二定表检测光耦32a和32b的负极，以及第一和第二定表光耦31a和31b的正极均与用于接入转辙机的X1线的定表输入点电连接；所述隔离变压器30的后级的第一输出端与第一和第二定表检测光耦32a和32b的正极，以及第一和第二定表光耦31a和31b的负极电连接；所述第一定表光耦31a和第一定表检测光耦32a的输出作为上述第一系统状态信息的一部分输送至第一动作控制器A，所述第二定表光耦31b和第二定表检测光耦32b的输出作为上述第二系统状态信息的一部分输送至第二动作控制器B；所述安全继电器40的常闭开关电连接在隔离变压器30的后级的第二输出端与表示回线点之间，即可满足动作时禁止表示，表示时禁止动作的要求。

该定位表示电路的工作原理如下：在表示室外定位时，表示二极管35反接在X1和X3之间，交流220V输入通过220V-24V隔离变压器30送出交流24V、50Hz的交流电，该交流电通过表示二极管35后将交流负半波送往第一和第二定表光耦31a和31b，并在经过第一和第二定表光耦31a和31b后整流成50HZ的方波分别送往第一和第二动作控制器A和B；同时，交流负半波也送往第一和第二定表检测光耦32a和32b，由于第一和第二定表检测光耦32a和32b只能通过正电，因此，正常情况下，在定表期间第一和第二动作控制器A和B是接收不到由第一和第二定表检测光耦32a和32b输出的方波信号的。但是，如果表示二极管35反接或者不接，第一和第二定表检测光耦32a和32b都是可以收到正电信号的，第一和第二动作控制器A和B也就能够接收到相应的信号，因此，通过该定位表示电路，第一和第二动作控制器A和B就可以判断系统是否处于定位表示期间，并且表示二极管35是否反接或者不接。

同理，如图9所示，所述反位表示电路包括上述隔离变压器30、第一和第二反表光耦33a和33b，以及第一和第二反表检测光耦34a和34b；所述第一和第二反表检测光耦34a和34b的正极，以及第一和第二反表光耦33a和33b的负极均与用于接入转辙机的X2线的反表输入点电连接；所述隔离变压器30的后级第一输出端与第一和第二反表检测光耦34a和34b的负极，以及第一和第二反表光耦33a和33b的正极电连接；所述第一反表光耦33a和第一反表检测光耦34a的输出作为所述第一系统状态信息的一部分输送至第一动作控制器A，所述第二反表光耦33b和第二反表检测光耦34b的输出作为上述第二系统状态信息的一部分输送至第二动作控制器B。该反位表示电路的工作原理与定位表示电路的工作原理相似，在此不再赘述。

所述定操、反操控制电路10和20，以及定位和反位控制电路在应用中均可以加入防雷电路。

所述信号采集单元包括图5至7所示的第一和第二定操反馈电路1.1和1.2，以及第一和第二反操反馈电路2.1和2.2；其中，

所述第一定操和第一反操反馈电路1.1和2.1分别将各自采集到第一定操和第一反操状态信息均传输至第一动作控制器A和选路开关50；

所述第二定操和第二反操反馈电路1.2和2.2分别将各自采集到第二定操和第二反操状态信息均传输至第二动作控制器B和选路开关50；

所述选路开关50需要获知的系统状态反馈信息包括上述第一和第二定操状态信息，以及第一和第二反操状态信息，当在在实际应用中还包括系统自检信息等需要在其存在异常的情况下将系统导向安全的信息。另外，为了提高系统的可靠性，所述第一系统状态信息还可以包括第一定操和第一反操状态信息，所述第二系统状态信息还可以包括第二定操和第二反操状态信息。

所述第一和第二定操反馈电路1.1和1.2，第一和第二反操反馈电路2.1和2.2，以及道岔电流感应电路60和表示电压感应电路70均实现信号的可信测量，即均将通过各自的传感器采集到的信号整形为动态脉冲信号输出，在此，如采集到的有效信号为交流信号则直接通过门限电路即可实现上述整形，如采集到的有效信号为直流信号则可通过脉冲发生器将直流信号整形为动态脉冲信号；而器件在故障情况下会产生固定电信号输出，由此，各控制器和选路开关即可区分出有效信号和故障信号，以进行相应的处理。

本发明的道岔执行单元的工作方法为通过第一和第二动作控制器A和B进行二取二冗余控制，二区二的原则是为动作控制为“与”方式，而故障反馈为“或”方式。

在启动道岔执行单元后，当第一和第二动作控制器A和B均接收到定操指令或者反操指令，且据此输出的第一和第二总开关信号一致时，所述第一和第二动作控制器A和B将通过驱动电路Z使安全继电器的线圈得电；如果此时第一和第二动作开关均输出第一和第二定操开关信号，且二者一致，则第一至第四开关管，以及第九和第十开关管将均处于导通状态，即所述定操控制电路10将控制转辙机进行定操动作；相应地，如果此时输出第一和第二反操开关信号，且二者一致，则反操控制电路20将控制转辙机进行反操动作；否则定操和反操控制电路均不会动作。

在启动道岔执行单元后，所述选路开关50实时接收第一、第二系统状态信息和系统状态反馈信息，并通过硬件电路对三者进行对比分析，当三者各自自身的对比均未出现异常情况，并且三者之间的对比也未出现异常情况时，由第一和第二总开关信号控制安全继电器40，当第一、第二系统状态信息和系统状态反馈信息任一个的自身对比出现异常情况时，或者第一、第二系统状态信息和系统状态反馈信息三者之间的对比出现异常情况时，由选路开关50直接优先无条件地切断所述安全继电器所控制的定操和反操控制电路的供电电路，使道岔执行单元由故障导向安全。以下举例说明几种异常情况：

1.道岔进行定操动作时，应当只有定操控制电路存在反馈信号，若此时反操控制电路出现了反馈信号，或者第一和第二定操状态信息不一致，则属于异常情况；

2.如果道岔定操动作时，定位和反位表示电路出现反馈信号，则属于异常情况；

3.道岔在定位表示期间，只有定位表示电路的第一和第二定表光耦应当有反馈信号，反位表示电路的第一和第二反表光耦不应该出现反馈信号，否则属于异常情况；

4.道岔在定位表示期间，第一和第二定表光耦的输出不一致，属于异常情况；

5.道岔在定位表示期间，如果第一和第二定表检测光耦出现反馈信号，则说明表示二极管35反接或者未接，这也属于异常情况，需要进行故障处理；

6.在系统处于定位表示状态时，如果接收到定操动作指令，属于异常情况。

以上仅说明了部分定操动作和定位表示时的异常情况，对于反操动作和反位表示时的异常情况可以据此对应得出，在此不再赘述。

由上可知，虽然第一和第二动作控制器A和B经过比较分析也可以得出异常结论，并通过驱动电路Z切断安全继电器40，是系统完成故障到安全的导向，但是，软件的判断需要各种冗余的算法，计算时间也相对较长，因此，本发明通过选路开关50接收各类信号，并通过硬件上的逻辑判断及时完成故障到安全的导向，而且第一和第二动作控制器A和B在软件上的处理也可作为有效的补充，这样就有效地提高了系统的可靠性。

对于轨道执行单元的改进为，所述轨道执行单元包括第一和第二执行控制器，以及前级处理电路和状态监测单元，所述第一执行控制器和第二执行控制器通过SPI总线进行通。

所述前级处理电路包括信号采集电路、信号整形电路和第一模数转换电路，所述信号采集电路用于采集轨道受电端的电信号(主要为轨道面的电压信号)，信号采集电路输出的电信号一路输入至信号整形电路进行处理，另一路输入至第一模数转换电路进行模数转换，所述信号整形电路的输出分别输入至第一和第二执行控制器，所述第一模数转换电路的输出也分别输入至第一和第二执行控制器。

所述信号采集电路在采集过程中会根据信号频率进行滤波，若频率不符合50Hz则滤除，通过频率判决可以有效地消除杂散电流的影响，提高系统的抗干扰能力。

所述第一执行控制器的输出经由一动态驱动电路控制一电子开关，所述第二执行控制器的输出经由另一动态驱动电路控制另一电子开关，两个电子开关的输出经由与逻辑处理向联锁机输出轨道状态信号，所述轨道状态信号即为轨道占用信号或者轨道空闲信号。

在本实施例中，所述信号整形电路为设定有基准值的比较电路，当信号采样电路的输出超过信号整形电路的基准值时，则信号整形电路2输出脉冲信号给第一执行控制器A1和第二执行控制器。所述第一模数转换电路将转换后的具体数字(如电压值)输入至第一执行控制器和第二执行控制器处理。

在实际应用中，轨道受电端的电信号依次经过防雷保护电路、阻抗匹配电路和隔离互感器输入至所述信号采集电路，其中，防雷保护电路可以提高轨道执行单元的抗冲击能力，阻抗匹配电路可以保证轨道电路的传输特性不变。

该轨道执行单元的工作原理为：如果第一执行控制器和第二执行控制器均接收到信号整形电路输出的脉冲信号和第一模数转换电路输出的具体数值，且第一执行控制器和第二执行控制器分别据此输出作用于动态驱动电路和动态驱动电路的特定脉冲信号，则两个电子开关均导通，轨道执行单元输出表征轨道空闲的轨道状态信号；否则，轨道执行单元输出表征轨道占用的轨道状态信号，即轨道执行单元无输出。因此，在轨道执行单元检测到任何故障时均会无条件进入轨道占用状态，完成故障安全导向。

在此，所述零散执行单元可以采用常规的设计结构，也可以根据道岔、信号和轨道执行单元的设计原理进行改进。

综上所述仅为本发明较佳的实施例，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化及修饰，皆应属于本发明的技术范畴。

Claims (10)

1.一种计算机联锁系统，包括联锁机、通信网关，以及道岔、信号和轨道执行单元；所述信号执行单元包括第一和第二信号控制器，以及由二者共同控制的信号灯控制单元，所述信号灯控制单元与信号灯一一对应；所述联锁机通过两条彼此独立的联锁机总线与通信网关通信连接，所述通信网关通过两条彼此独立的执行总线分别与信号执行单元的第一和第二信号控制器通信连接；其特征在于：所述信号执行单元还包括防护单元和信号采集单元，所述防护单元包括逻辑保护单元和信号安全继电器；

所述信号灯控制单元包括允许和禁止信号输出电路，所述允许信号输出电路中串联连接有分别受控于第一和第二信号控制器的第一和第二信号开关管，所述信号安全继电器的常开开关电连接在输入电源接入所有信号灯控制单元的允许信号输出电路的供电电路上；所述信号安全继电器的常闭开关电连接在输入电源接入所有信号灯控制单元的禁止信号输出电路的供电电路上；

所述逻辑保护单元接收由第一信号控制器输出的代表各信号灯控制单元工作状态的第一信号状态信息，由第二信号控制器输出的代表各信号灯控制单元工作状态的第二信号状态信息，所述第一、第二信号控制器和逻辑保护单元均接收由信号采集单元在各信号灯控制单元采集到的系统反馈信息；所述逻辑保护单元对第一、第二信号状态信息和系统反馈信息通过硬件电路进行逻辑对比，并根据对比结果输出用于控制信号安全继电器的信号灯异常信号；以及，

在无信号灯异常信号输出的情况下，所述第一和第二信号控制器的输出经由与逻辑处理控制所述信号安全继电器，在有信号灯异常信号输出的情况下，由所述信号灯异常信号控制信号安全继电器，切断允许信号输出电路的供电电路，使信号执行单元完成故障导向安全。

2.根据权利要求1所述的计算机联锁系统，其特征在于：所述信号采集单元包括第一和第二电流采样电路；所述第一电流采样电路采集各信号灯控制单元的电流作为第一电流信号，所述第二电流采样电路采样各信号灯控制单元的电流作为第二电流信号；所述第一电流信号作为系统反馈信息分别传输至第一信号控制器和逻辑保护单元，所述第二电流信号作为系统反馈信息分别传输至第二信号控制器和逻辑保护单元。

3.根据权利要求2所述的计算机联锁系统，其特征在于：所述第一和第二信号状态信息分别包括第一和第二电流信号。

4.根据权利要求2所述的计算机联锁系统，其特征在于：第一和第二电流采样电路均将通过各自的传感器采集到的电流信号整形为动态脉冲信号输出。

5.根据权利要求2所述的计算机联锁系统，其特征在于：所述信号采集单元包括第一和第二过流反馈电路；所述第一过流反馈电路采集各信号灯控制单元的尖峰电流作为第一尖峰电流信号，所述第二过流反馈电路采样各信号灯控制单元的尖峰电流作为第二尖峰电流信号；所述第一和第二尖峰电流信号作为系统反馈信息分别传输至第一和第二信号控制器。

6.根据权利要求2或4所述的计算机联锁系统，其特征在于：所述信号采集单元包括第一和第二数字量采集电路，所述第一数字量采集电路采集各信号灯控制单元的数字电流值作为第一电流值，所述第二数字量采集电路采集各信号灯控制单元的数字电流值作为第二电流值；所述第一和第二电流值作为所述系统反馈信息分别传输至第一和第二信号控制器。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的计算机联锁系统，其特征在于：还包括实现监测电路与控制电路之间电气隔离的状态监测电路，所述状态监测电路包括与上位监测机进行单向通讯连接的信号监测控制器和用于监测信号灯控制单元的电流值的数字量采集电路；所述第一信号控制器通过第一组光耦编码电路将其获知的第一信号状态信息传输至所述信号监测控制器，所述第二信号控制器通过第二组光耦编码电路将其获知的第二信号状态信息传输至所述监测控制器，所述数字量采集电路监测到的各信号灯控制单元的电流值直接传输至所述监测控制器；所述监测控制器将其获得的所有信息通过监测总线传输至通信网关，所述通信网关通过监测机总线将通过监测总线传输来的信息传输至上位监测机。

8.根据权利要求1所述的计算机联锁系统，其特征在于：所述道岔执行单元包括第一和第二动作控制器，以及由二者共同控制的定操和反操控制电路，所述通信网关通过所述的两条执行总线分别与道岔执行单元的第一和第二动作控制器通信连接；所述道岔执行单元还包括安全继电器和选路开关；

所述第一动作控制器控制分别位于定操和反操控制电路上的一组开关管，所述第二动作控制器控制分别位于定操和反操控制电路上的另一组开关管；

所述安全继电器的常开开关设置在定操和反操控制电路的供电电路中；所述安全继电器的常闭开关设置在道岔执行单元的定位和反位表示电路的供电电路中，以在动作期间断开定位和反位表示电路的供电电路，并在表示期间断开定操和反操控制电路的供电电路；

所述第一和第二动作控制器与道岔执行单元的信号采集单元通讯连接；

所述选路开关接收第一动作控制器输出的第一系统状态信息，接收第二动作控制器输出的第二系统状态信息，以及接收通过道岔执行单元的信号采集单元反馈回的系统状态反馈信息，所述选路开关对第一、第二系统状态信息和系统状态反馈信息通过硬件电路进行逻辑对比，并根据对比结果输出用于控制安全继电器的系统异常信号；以及，

所述第一动作控制器根据接收到的第一定操动作指令或者第一反操动作指令输出第一总开关信号，第二动作控制器的根据接收到的第二定操动作指令或者第二反操动作指令输出第二总开关信号；在无系统异常信号输出的情况下，所述第一和第二总开关信号经由与逻辑处理控制所述安全继电器；在有系统异常信号输出的情况下，由所述系统异常信号控制安全继电器断开定操和反操控制电路的供电电路，使道岔执行单元由故障导向安全。

9.根据权利要求8所述的计算机联锁系统，其特征在于：所述定位表示电路包括隔离变压器、第一和第二定表光耦，以及第一和第二定表检测光耦；所述隔离变压器的后级的第二输出端与道岔执行单元的用于接入转辙机的X3线的表示回线点电连接；所述第一和第二定表检测光耦的负极，以及第一和第二定表光耦的正极均与用于接入转辙机的X1线的定表输入点电连接；所述隔离变压器的后级的第一输出端与第一和第二定表检测光耦的正极，以及第一和第二定表光耦的负极电连接；所述第一定表光耦和第一定表检测光耦的输出作为第一系统状态信息的一部分输送至第一动作控制器，所述第二定表光耦和第二定表检测光耦的输出作为第二系统状态信息的一部分输送至第二动作控制器；所述安全继电器的常闭开关电连接在隔离变压器的后级的第二输出端与表示回线点之间；以及，

所述反位表示电路包括所述隔离变压器、第一和第二反表光耦，以及第一和第二反表检测光耦；所述第一和第二反表检测光耦的正极，以及第一和第二反表光耦的负极均与用于接入转辙机的X2线的反表输入点电连接；所述隔离变压器的后级第一输出端与第一和第二反表检测光耦的负极，以及第一和第二反表光耦的正极电连接；所述第一反表光耦和第一反表检测光耦的输出作为所述第一系统状态信息的一部分输送至第一动作控制器，所述第二反表光耦和第二反表检测光耦的输出作为第二系统状态信息的一部分输送至第二动作控制器。

10.根据权利要求1所述的计算机联锁系统的工作方法，所述联锁机和通信网关分别通过一条联锁机总线和一条执行总线实现联锁机与道岔、信号和轨道执行单元的各一个控制器之间的双向通讯，所述联锁机和通信网关分别通过另一条联锁机总线和另一条执行总线实现联锁机与道岔、信号和轨道执行单元的各另一个控制器之间的双向通讯；所述联锁机对信号执行单元通过第一和第二动作控制器进行二取二冗余控制，其特征在于：所述信号执行单元的工作方法为：

在联锁机启动信号执行单元后，当第一和第二信号控制器均接收到联锁机发出的对于某信号灯控制单元的点灯指令、且二者输出的点灯信号一致时，所述信号安全继电器的线圈得电，点灯指令所对应的信号灯控制单元上的第一和第二信号开关管导通，使得对应信号灯控制单元的允许信号输出电路动作；否则，由信号灯控制单元的禁止信号输出电路输出禁止信号；

在启动信号执行单元后，所述逻辑保护单元实时接收第一、第二信号状态信息和系统反馈信息，并通过硬件电路对第一、第二信号状态信息和系统反馈信息进行对比分析，当第一、第二信号状态信息和系统反馈信息各自自身的比对均未出现异常情况，且第一、第二信号状态信息和系统反馈信息三者之间的比对也未出现异常情况时，所述逻辑保护单元无信号灯异常信号输出，此时，由第一和第二信号控制器的输出经由与逻辑处理控制所述信号安全继电器；当第一、第二信号状态信息和系统反馈信息中任一个的自身对比出现异常情况时，或第一、第二信号状态信息和系统反馈信息三者之间对比出现异常情况时，所述逻辑保护单元输出信号灯异常信号，此时，由逻辑保护单元直接优先使所述信号安全继电器失电，切断所有允许信号输出电路的供电电路，使信号执行单元完成故障导向安全。

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