專利名稱：車站信號分散式計算機聯鎖控制系統及其集成方法
技術領域：
本發明涉及一種軌道交通運行控制系統，特別是涉及車站信號分散式計算機 聯鎖控制系統及其集成方法。
背景技術：
車站信號聯鎖控制系統是指揮列車完成車站內的技術作業，并保證其安全運 行的指揮控制及安全防護系統。目前，國內外實現該功能的控制系統有兩大類，
一類是60年代出現的以繼電器為基本元件，基于布線邏輯的車站信號電氣集中
聯鎖控制系統。存在如下問題基于布線的電氣集中聯鎖，巨量的布線錯綜復 雜，使得系統設計、加工及排査施工錯誤的難度非常大，系統加工生產的效率 非常低，而且浪費大量電線電纜；各基本單元緊密耦合，巨量的布線錯綜復雜， 導致系統牽一發動全身，即使車站系統進行很小的局部改擴建，系統及其布線 的改動都很大，甚至要重新全盤設計、生產及施工。
另一類是出現于80年代，并于近十年迅速發展起來的基于特種計算機(安全 計算機)的車站信號計算機集中聯鎖控制系統。目前，計算機集中聯鎖控制系 統正逐步快速地取代電氣集中聯鎖系統，但仍然存在以下問題
(1) 集中的聯鎖模式，要求建立集中描述完整車站信號設備及其相互關系的 大量的數據表，這些數據表包含大量屬性各異、關系復雜、緊密耦合、冗余的 靜態與動態數據。這些數據表牽一發動全身，難于排查錯誤，給聯鎖系統的可 靠性和安全性帶來嚴重的不確定性影響。
(2) 集中的聯鎖模式，要求計算機聯鎖軟件模塊集中處理完整車站信號設備
及其相互關系的大量的關系復雜且緊密耦合數據表，導致實現集中聯鎖功能的 軟件模塊間的邏輯關系復雜，增加了軟件測試及安全評估認證的難度，導致軟 件可能隱含嚴重的錯誤和缺陷，嚴重影響聯鎖軟件的安全性、可靠性及可用性。 (3)針對千差萬別的鐵路車站，必須由系統生產商或集成商建立集中描述完 整車站信號設備及其相互關系的大量的數據表，并完成系統的安裝、調試以及 系統改擴建甚至系統維護工作，這導致系統加工生產，測試及安裝調試的工期 長效率低，嚴重影響系統的大面積推廣應用及更新換代的進度。
發明內容
為了克服現有技術中集中聯鎖模式帶來的上述不足，本發明提供一種車站信 號分散式計算機聯鎖控制系統，針對現有系統存在的問題，本發明解決其技術 問題所采用的技術方案是
一種車站信號分散式計算機聯鎖控制系統，包括
人機交互層，實現操作表示計算機功能；
分散式聯鎖層，實現聯鎖運算功能；
室外設備測控驅動接口層，實現室外設備測控驅動功能； 軌旁信號機、道岔及軌道電路等構成的室外設備層。 所述分散式聯鎖層由多個基本聯鎖控制單元搭建而成；
所述基本聯鎖控制單元，以每一個特定的信號機、道岔和軌道電路等室外設 備為基本對象，分別實現與特定的基本對象相關的功能單一的聯鎖邏輯功能。 基本聯鎖控制單元間通過冗余的有線通信網絡或總線交換數據。
所述人機交互層與分散式聯鎖層通過冗余的有線或無線通信網絡相連；分散 式聯鎖層內部通過冗余的有線通信網絡或總線相連；分散式聯鎖層與室外設備 測控驅動接口層通過開關量I/0接口相連；室外役備測控驅動接口層與室外設備
的連接方式與現有系統相同。
一種車站信號分散式計算機聯鎖控制系統的集成方法，有步驟如下
第一步根據目標鐵路車站的拓撲結構，采用搭積木的方式利用各種基本聯 鎖控制單元構建分散式計算機聯鎖控制系統結構關系第二步在第一步的基礎上，設計操作顯示軟件及相關數據，同時設計得出 所需基本聯鎖控制單元的種類、數量、每個特定基本聯鎖控制單元的配置數據 及相互連接關系第三步根據第二步的結果，選用相應的基本聯鎖控制單元并配置數據，然 后根據相互連接關系圖搭建完整的車站信號分散式計算機聯鎖控制系統。
本發明的有益效果
與現有技術相比，本發明具有顯著的技術進步，主要表現在以下幾個方面
(1) 本發明把聯鎖邏輯運算功能分散到與現場設備對應的一組基本聯鎖控 制單元中去，極大地降低了聯鎖軟件及其數據的規模及復雜度，顯著提高了聯 鎖軟件及數據的可測度，極大地提高了聯鎖系統的可靠性、安全性及可用性。
(2) 本發明采用分散聯鎖模式，極大地降低了工程設計和施工的難度，避 免了即使小規模站場改擴建也需要重新進行全盤設計與施工造成的浪費。
(3) 在系統建設或改擴建過程中，僅僅需要分別配置每個基本聯鎖控制單 元的數據，施工單位的信號工程師可以借助專用組態軟件自行建設或改造分散 式計算機聯鎖系統，極大地提高了生產效率。
圖1具有四層結構的分散式計算機聯鎖控制系統結構圖； 圖2具有三層結構的分散式計算機聯鎖控制系統結構圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施方式
對"車站信號分散式計算機聯鎖控制系統及其 集成方法"作進一步詳細描述
實施例1:如圖1所示，車站信號分散式計算機聯鎖控制系統由四層構成
人機交互層，實現操作表示功能，該設備放置在信號樓操作員室；聯鎖層，其
采用基本聯鎖控制單元搭建，實現聯鎖運算功能，該單元放置在信號樓機械室;
室外設備測控驅動接口層，其采用安全型繼電器搭建，該層放置在信號樓機械
室；室外設備層，該層為室外信號機、道岔及軌道電路等設備。
人機交互層與聯鎖層通過冗余的有線或無線通信網絡①相連；聯鎖層內部通 過冗余的有線通信網②相連；基本聯鎖單元與接口層的繼電器通過開關量I/O接 口③相連；接口層與室外設備的連接④與現有系統相同。
實施例2:如圖2所示，在本實施例中，室外設備測控驅動接口層采用全電 子化模塊，并可以選擇分別與對應的基本聯鎖控制單元合并；在本實施例中， 該車站信號分散式計算機聯鎖控制系統具有三層結構人機交互層，實現操作 表示功能，該設備放置在信號樓操作員室；聯鎖層，由基本聯鎖控制單元及其 全電子化的室外設備測控驅動接口層合并構成，實現聯鎖運算功能并具有室外 設備測控驅動功能，該聯鎖層，既可以安裝在信號樓機械室內，也可以安裝在 信號機、道岔及軌道電路等室外設備的旁邊；室外設備層，該層為室外信號機、 道岔及軌道電路等設備。
人機交互層與聯鎖層通過冗余的有線或無線通信網絡①相連；聯鎖層內部通 過冗余的有線通信網②相連；基本聯鎖單元及其全電子接口與室外設備的連接 ④與現有系統相同。
權利要求
1. 一種車站信號分散式計算機聯鎖控制系統，其特征是包括人機交互層，實現操作表示計算機功能；分散式聯鎖層，實現聯鎖運算功能；室外設備測控驅動接口層，實現軌旁設備測控驅動功能；軌旁信號機、道岔及軌道電路構成的室外設備層；所述人機交互層與分散式聯鎖層通過冗余的有線或無線通信網絡相連；分散式聯鎖層內部通過冗余的有線通信網絡或總線相連；分散式聯鎖層與室外設備測控驅動接口層通過開關量I/O接口相連。
2. 根據權利要求1所述的一種車站信號分散式計算機聯鎖控制系統，其特 征是所述分散式聯鎖層由多個基本聯鎖控制單元搭建而成，所述基本聯鎖控 制單元，以每一個特定的信號機、道岔和軌道電路等室外設備為基本對象，分 別實現與特定的基本對象相關的功能單一的聯鎖邏輯功能，基本聯鎖控制單元 間通過冗余的有線通信網絡或總線交換數據。
3. —種車站信號分散式計算機聯鎖控制系統的集成方法其特征是， 第一步根據目標鐵路車站的拓撲結構，采用搭積木的方式利用各種基本聯鎖控制單元構建分散式計算機聯鎖控制系統結構關系圖；第二步在第一步的基礎上，設計操作顯示軟件及相關數據，同時設計得出 所需基本聯鎖控制單元的種類、數量、每個特定基本聯鎖控制單元的配置數據 及相互連接關系圖；第三步根據第二步的結果，選用相應的基本聯鎖控制單元并配置數據，然 后根據相互連接關系圖搭建完整的車站信號分散式計算機聯鎖控制系統。
全文摘要
一種車站信號分散式計算機聯鎖控制系統，其由，實現操作表示功能的人機交互層、實現聯鎖運算功能的分散式聯鎖層、實現軌旁設備測控驅動功能的室外設備測控驅動接口層，以及室外設備(軌旁信號機、道岔及軌道電路等)構成。該系統的分散式聯鎖層不采用集中式聯鎖運算模式，而是把聯鎖邏輯運算分散到每個與特定現場設備(如信號機、道岔、軌道電路)相對應的基本聯鎖控制單元當中，由一組基本聯鎖控制單元共同完成車站信號的聯鎖控制過程。根據本發明實現的分散式計算機聯鎖控制極大地提高了車站信號計算機聯鎖控制系統的可靠性、安全性及可用性。
文檔編號B61L19/00GK101391614SQ200810226209
公開日2009年3月25日 申請日期2008年11月7日 優先權日2008年11月7日
發明者劉湘黔, 徐洪澤, 偉 鄭 申請人:北京交通大學