计算机联锁系统的基本原理计算机联锁系统的基本原理车站信号计算机联锁控制系统原理及应用计算机联锁系统的基本原理计算机联锁系统的基本原理计算机联锁系统概述计算机联锁系统概述1计算机联锁系统硬件计算机联锁系统硬件2计算机联锁系统软件计算机联锁系统软件3知识点：计算机联锁系统概述计算机联锁系统概述车站联锁控制系统车站联锁控制系统车站联锁控制系统发展概况车站联锁控制系统发展概况计算机联锁系统的基本概念计算机联锁系统的基本概念我国计算机联锁系统发展概况我国计算机联锁系统发展概况计算机联锁系统的特点计算机联锁系统的特点要求要求要求要求掌握掌握掌握掌握知识知识知识知识点：点：点：点：车站联锁控制系统车站联锁控制系统铁路运输系统是以机车车辆、铁道线路、桥梁隧道、站铁路运输系统是以机车车辆、铁道线路、桥梁隧道、站场等为基本设备组成的庞大系统。在这个系统中必须有指挥场等为基本设备组成的庞大系统。在这个系统中必须有指挥列车运行的铁路信号系统来保证列车按照行车计划安全高效列车运行的铁路信号系统来保证列车按照行车计划安全高效运行。运行。防止列车冲突的传统做法是将铁路划分成若干段，把在防止列车冲突的传统做法是将铁路划分成若干段，把在车站之间的各段线路称做区间或闭塞分区，在车站内的线段车站之间的各段线路称做区间或闭塞分区，在车站内的线段称作进路，在线段的入口处设置信号机进行防护。称作进路，在线段的入口处设置信号机进行防护。车站联锁控制系统车站联锁控制系统在开放防护进路的信号前要检查进路是否空闲，进路中在开放防护进路的信号前要检查进路是否空闲，进路中的道岔位置是否正确，以及该进路是否与他进路发生冲突等。的道岔位置是否正确，以及该进路是否与他进路发生冲突等。只有在确定进路空闲、道岔位置正确并锁闭、可能发生冲突只有在确定进路空闲、道岔位置正确并锁闭、可能发生冲突的进路没有办理并已锁闭的条件下，信号才能开放，允许列的进路没有办理并已锁闭的条件下，信号才能开放，允许列车驶入。车驶入。为了保证行车安全，信号、道岔与进路之间必须保持一为了保证行车安全，信号、道岔与进路之间必须保持一定的制约关系和操作顺序，常称这种制约关系和操作顺序为定的制约关系和操作顺序，常称这种制约关系和操作顺序为联锁。因此，又称保证车站行车安全的信号系统为车站联锁联锁。因此，又称保证车站行车安全的信号系统为车站联锁系统。系统。车站联锁控制系统发展概况车站联锁控制系统发展概况从从18251825年年9 9月月2727日第一条铁路在英国诞生以来，安全与效日第一条铁路在英国诞生以来，安全与效率就成为铁路运输面临的主要问题。为了在保证运输安全的率就成为铁路运输面临的主要问题。为了在保证运输安全的前提下提高运输效率，前提下提高运输效率，18301830年出现了铁路信号，并于年出现了铁路信号，并于18561856年年诞生了第一套简单的机械式车站联锁控制设备。机械联锁是诞生了第一套简单的机械式车站联锁控制设备。机械联锁是最古老的联锁方式，在机械联锁中，信号机与道岔的控制杆最古老的联锁方式，在机械联锁中，信号机与道岔的控制杆在机械控制杆框架中相互锁闭，联锁关系遵循因果关联原则在机械控制杆框架中相互锁闭，联锁关系遵循因果关联原则或是相关进路原则。随着铁道运输业的不断发展以及技术的或是相关进路原则。随着铁道运输业的不断发展以及技术的进步，车站联锁控制设备逐步发展成集中式机械联锁控制系进步，车站联锁控制设备逐步发展成集中式机械联锁控制系统，并在将近统，并在将近7070年内一直占主导地位。年内一直占主导地位。 车站联锁控制系统发展概况车站联锁控制系统发展概况1927年基于布线逻辑的继电联锁控制系统问世。与机械年基于布线逻辑的继电联锁控制系统问世。与机械联锁不同的是，继电联锁的联锁逻辑由继电器电路实现，道联锁不同的是，继电联锁的联锁逻辑由继电器电路实现，道岔和信号机不再由控制杆控制。操作员通过按压进路的始端岔和信号机不再由控制杆控制。操作员通过按压进路的始端终端按钮建立一条进路。继电联锁控制系统将自动完成道岔终端按钮建立一条进路。继电联锁控制系统将自动完成道岔和信号机安全控制。和信号机安全控制。我国铁路的我国铁路的6502继电联锁控制系统由重力式安全型继电继电联锁控制系统由重力式安全型继电器构成控制电路，该系统很好地实现安全联锁功能，又保证器构成控制电路，该系统很好地实现安全联锁功能，又保证了故障状态下控制系统的安全性，同时提高了作业效率，经了故障状态下控制系统的安全性，同时提高了作业效率，经过不断完善，得到了广泛的应用，直到近过不断完善，得到了广泛的应用，直到近80年后的今天，继年后的今天，继电联锁控制系统在我国仍占统治地位。电联锁控制系统在我国仍占统治地位。车站联锁控制系统发展概况车站联锁控制系统发展概况随着电子技术的飞速发展，随着电子技术的飞速发展，20世纪世纪60年代人们开始尝试年代人们开始尝试采用电子器件取代继电器实现联锁功能组成铁路信号联锁控采用电子器件取代继电器实现联锁功能组成铁路信号联锁控制系统，制系统，1978年由瑞典研制的世界第一套计算机联锁控制系年由瑞典研制的世界第一套计算机联锁控制系统在瑞典哥德堡站成功应用，掀开了车站联锁控制系统研究统在瑞典哥德堡站成功应用，掀开了车站联锁控制系统研究与应用的新篇章，随后，各国竞相开发研究计算机联锁控制与应用的新篇章，随后，各国竞相开发研究计算机联锁控制系统，系统，90年代起不少国家已开始大面积推广计算机联锁系统。年代起不少国家已开始大面积推广计算机联锁系统。计算机联锁的基本概念计算机联锁的基本概念一、计算机联锁的定义一、计算机联锁的定义计算机联锁是以计算机技术为核心，采用通信技术、可计算机联锁是以计算机技术为核心，采用通信技术、可靠性与容错技术以及靠性与容错技术以及“故障故障安全安全”技术实现铁路车站联技术实现铁路车站联锁要求的实时控制系统。锁要求的实时控制系统。二、计算机联锁系统和电气集中联锁系统的比较二、计算机联锁系统和电气集中联锁系统的比较控制台记录电路表示灯电路选择组电路执行组电路道岔控制电路信号机点灯电路GJ电路联锁机（联锁层）输入、输出设备上位机（人机对话层）道岔控制电路信号机点灯电路GJ电路（控制层）也称监控机或操作表示机也称下位机我国计算机联锁系统发展概况我国计算机联锁系统发展概况一、发展现状一、发展现状我国计算机联锁的研制始于我国计算机联锁的研制始于1983年，首先用于路外。年，首先用于路外。于于1991年年11月第一套计算机联锁系统安装在广深线的红月第一套计算机联锁系统安装在广深线的红海站上，投入运营。它的开通开创了计算机联锁技术在干线海站上，投入运营。它的开通开创了计算机联锁技术在干线车站上运用的先例。车站上运用的先例。二十余年来，国内计算机联锁从路外到路内，从小站到二十余年来，国内计算机联锁从路外到路内，从小站到大站，从支线到干线，从中间站到编组站，发展十分迅速。大站，从支线到干线，从中间站到编组站，发展十分迅速。至今全路已有上千个车站使用各种计算机联锁系统。目前应至今全路已有上千个车站使用各种计算机联锁系统。目前应用的比较广泛的有用的比较广泛的有TYJL型、型、DS611型、型、JD1A型、型、VPI型双机热备计算机联锁系统；型双机热备计算机联锁系统；TYJLTR9型三取二系统；型三取二系统；EI32-JD型和型和DS6-KB5型二乘二取二计算机联锁系统。型二乘二取二计算机联锁系统。1、2X2取取2将长期被作为主要设备装备铁路正线和客专，前将长期被作为主要设备装备铁路正线和客专，前途光明；途光明； 2、3取取2虽然制式大铁路使用较少；虽然制式大铁路使用较少； 3、双机热备只在单线和次要线路上使用。、双机热备只在单线和次要线路上使用。 4、四家联锁设备的操作和显示界面逐渐统一；、四家联锁设备的操作和显示界面逐渐统一； 5、全电子计算机联锁系统将成为新的亮点和追捧对象、全电子计算机联锁系统将成为新的亮点和追捧对象; 6、计算机联锁逐渐被、计算机联锁逐渐被CTC包容，并被溶化为子系统；包容，并被溶化为子系统； 7、故障安全概念在不同的阶段接受新的挑战；、故障安全概念在不同的阶段接受新的挑战； 8、区域联锁蔚然成风，逐渐被推广；、区域联锁蔚然成风，逐渐被推广； 9、计算机联锁系统维护将逐渐被重视和体制制度完善化；、计算机联锁系统维护将逐渐被重视和体制制度完善化； 10、工厂化施工将满足大规模现场改造的需要，并成为施工、工厂化施工将满足大规模现场改造的需要，并成为施工主体。主体。二、发展趋势二、发展趋势计算机联锁系统的特点计算机联锁系统的特点一、系统的功能一、系统的功能计算机联锁系统是一种以计算机为主要技术手段实现车计算机联锁系统是一种以计算机为主要技术手段实现车站联锁的系统。因此，它不仅具备继电联锁设备的联锁控制站联锁的系统。因此，它不仅具备继电联锁设备的联锁控制功能，移而且利用计算机的快速信息处理能力、储存能力和功能，移而且利用计算机的快速信息处理能力、储存能力和联网能力，可方便地实现继电联锁设备难以实现的一些功能。联网能力，可方便地实现继电联锁设备难以实现的一些功能。其主要功能有：其主要功能有：1.联锁控制功能联锁控制功能2.显示功能显示功能3.记录存储和故障检测与诊断功能记录存储和故障检测与诊断功能4.语音提示功能语音提示功能5.结合功能结合功能二、系统优越性二、系统优越性性能方面：性能方面：1、受站场形电路网络层次结构、继电器数量等条件的、受站场形电路网络层次结构、继电器数量等条件的限制，继电联锁系统功能不完备且难以扩展，计算机联锁控限制，继电联锁系统功能不完备且难以扩展，计算机联锁控制系统没有此类限制因素，便于增加新功能，系统功能更加制系统没有此类限制因素，便于增加新功能，系统功能更加完善。完善。2、计算机联锁控制系统提供现代化的声、像、图文显、计算机联锁控制系统提供现代化的声、像、图文显示，人机交互的功能更加完善，内容更丰富，信息量大，改示，人机交互的功能更加完善，内容更丰富，信息量大，改善操作人员的工作环境和提高工作效率。善操作人员的工作环境和提高工作效率。 3、计算机联锁控制系统采取了必要的技术措施以后，、计算机联锁控制系统采取了必要的技术措施以后，系统的可靠性和安全性将更高；系统的可靠性和安全性将更高；经济方面：经济方面：1、随着大规模集成电路的发展，计算机联锁的性能、随着大规模集成电路的发展，计算机联锁的性能价格比与继电联锁相比将更占优势，使得大站的计算机联锁价格比与继电联锁相比将更占优势，使得大站的计算机联锁系统的价格低于电气集中联锁；系统的价格低于电气集中联锁；2、采用分布式系统结构时，计算机联锁控制系统可以、采用分布式系统结构时，计算机联锁控制系统可以省去干线电缆，大幅降低工程造价；省去干线电缆，大幅降低工程造价；3、体积小、占地面积小，且随车站规模增大，面积节、体积小、占地面积小，且随车站规模增大，面积节省更为显著；省更为显著；4、安装费、运营费及维修费大幅度减少。、安装费、运营费及维修费大幅度减少。维护方面：维护方面：1、计算机联锁系统的维修工作量小，且具有自诊断、计算机联锁系统的维修工作量小，且具有自诊断、故障定位功能，降低了维护难度，并可通过远距离联网，实故障定位功能，降低了维护难度，并可通过远距离联网，实现远距离诊断。现远距离诊断。2、计算机联锁单位的继电部分结构简单，便于维护，、计算机联锁单位的继电部分结构简单，便于维护，而且继电器用量少，减少继电器检修工作量；而且继电器用量少，减少继电器检修工作量；其它方面：其它方面：1、计算机联锁系统的信息量大，且便于联网，为铁路、计算机联锁系统的信息量大，且便于联网，为铁路信号向智能化和网络化方向发展创造了条件，通过与列车控信号向智能化和网络化方向发展创造了条件，通过与列车控制系统、运行图管理系统联网，根据调度计划实现进路程序制系统、运行图管理系统联网，根据调度计划实现进路程序控制，通过与旅客向导服务系统、车次号跟踪系统联网，构控制，通过与旅客向导服务系统、车次号跟踪系统联网，构成全方位的计算机综合控制、管理系统，增强运输调度指挥成全方位的计算机综合控制、管理系统，增强运输调度指挥自动化、智能化水平；自动化、智能化水平； 2、计算机联锁系统减少了设计、施工的工作量、便于、计算机联锁系统减少了设计、施工的工作量、便于站场改造；站场改造；三、存在的不足三、存在的不足1、计算机联锁系统应用大量的电子元件，因此在抗、计算机联锁系统应用大量的电子元件，因此在抗电磁干扰及防止雷害等方面需要必要防护。电磁干扰及防止雷害等方面需要必要防护。2、继电联锁采用继电电路实现联锁逻辑，一旦某个、继电联锁采用继电电路实现联锁逻辑，一旦某个元件故障，一般影响部分功能，即故障影响面积有限。元件故障，一般影响部分功能，即故障影响面积有限。而计算机联锁系统中实现联锁逻辑的联锁计算机一旦而计算机联锁系统中实现联锁逻辑的联锁计算机一旦出现硬件故障，问题往往会很严重，故障影响面积会很大，出现硬件故障，问题往往会很严重，故障影响面积会很大，甚至系统不能工作。因此计算机联锁系统需要必要的措施甚至系统不能工作。因此计算机联锁系统需要必要的措施提高可靠性，保障安全性。提高可靠性，保障安全性。