摘要：随着计算机技术的成熟发展，铁路系统得到快速升级迭代，有效保障了列车运行安全和突发公共安全问题的及时解决。然而由于各种技术资源和软硬件系统的持续输入，整个铁路系统内部架构日益庞大，内部操作系统和技术功能也愈加复杂，给系统的运行带来了巨大的安全隐患，严重影响了广大人民群众的生命财产安全。
关键词：铁路信号；计算机联锁系统；容错技术
1铁路信号计算机联锁系统
联锁是一种制约关系和操作顺序，在列车运行中，为保证行车安全有序的进行，需在道岔的信号和进路之间规定一种操作性强的制约关系和操作顺序，这就是联锁，而计算机联锁系统就是由计算机系统来实现的联锁操作。铁路运输是我国的特色，运量大、速度快、成本低、安全可靠的铁路系统多年来为我国的国民经济做出了巨大的贡献，在未来，铁路仍将是我国长途交通运输的主力军。铁路安全可靠的运行要依靠铁路信号，如果铁路信号设备出现故障，则铁路系统将会陷入瘫痪，长期以来，人们一直致力于研究铁路信号的故障排除与预防，计算机系统在铁路联锁中的应用对此具有跨时代的意义。我国铁路信号计算机联锁系统从研发到推广只用了很短的时间，目前，已有千余个火车站应用了铁路信号计算机联锁系统，并在实际应用中得以完善、提高。这些年，我国铁路信号计算机联锁系统从最开始的工业控制计算机联锁系统发展成为二乘二取二系统，二乘二取二系统中2个CPU 用于执行联锁任务，另2 个CPU 处于热备状态，二乘二取二系统的应用进一步提高了计算机联锁系统的安全性和可靠性，且维修方便。铁路信号计算机联锁控制系统实现了铁路运行更高效、更安全、更可靠，完成了铁路运行像信息化、自动化、智能化的变形，大幅度推动了铁路行业的发展[1]。
2 铁路信号计算机联锁系统的工作原理
铁路信号计算机联锁系统在使用的时候突破了以往集中式信号系统的管理模式，且系统运行显示出模块化、层次化的发展特点。其中，模块化是指计算机联锁系统的主要模块，包括信号结合模块、PLC 模块等。层次化主要是指系统操作按照一定的流程进行，具体包括人机对话层、联锁运算层、执行操作层。铁路信号计算机联锁结构优势特点表现在可以根据车站规模大小、作业需求变化等在不改变联锁条件的基础上，通过更改车站静态数据信息来确保整个铁路计算机系统满足人们的使用需求。
3 铁路信号计算机联锁系统的构成
第一，人机对话层。在人机对话层的作用下能够将数据信息输入指定的系统中，之后通过键盘操作能够将信息顺利传递到联锁计算机系统中。在人机对话传输的作用下能够将信息更好的显示在显示器上。第二，联锁运算层。在联锁运算层中联锁微机是重要的系统，在使用的时候承载着信息识别、信息分析工作，在系统出现故障的时候能够及时启动程序予以修复。第三，执行操作层。计算机联锁系统的重要工作职责是实现信息和信号之间的互相传递，在联锁系统的作用下能够借助PLC 来确保信息传输的安全。第四，复核驱动层。复核驱动层在运行的时候承载信息的采集和传输功能，同时还担负着将联锁微机命令转换为故障—安全控制信号的工作职责，能够借助输出的控制指令来操纵现场设备。第五，监控对象层。在铁路网络规模不断扩大的今天，信息网络得到了快速的发展。铁路信号计算机联锁系统作为一种车辆通行的重要设备，也会朝着智能化、网络化的方向不断发展。通过模拟铁路信号联锁系统不仅能够缩短铁路的调试时间，而且还能够提升铁路信号计算机联锁系统的安全性和稳定性。
4铁路信号计算机联锁技术
铁路信号计算机联锁系统运行过程中需要应用先进的技术形式来确保整个系统的运行安全、运行稳定。而从发展实际情况来看，确保系统稳定运行的技术形式包括硬件规避错误技术和软件规避错误技术。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆硬件规避错误的技术形式主要是通过应用一些可靠性较强的元件来组成计算机联锁控制系统，并在系统运行的过程中应用先进的技术来关注环境因素对系统运行的干扰，提升铁路信号计算机联锁系统的运行质量。软件规避错误的技术应用要点是采取有效的措施来减少铁路信号计算机联锁系统运行缺陷。铁路信号计算机联锁系统中的容错技术是在承认错误不可避免的基础上，结合实际研究和制定处理接触故障的措施和方法。
目前，计算机联锁系统中融入了双机热备技术和三模冗余技术，其中计算机系统能够利用冗余增加更多的外部资源，有效推动计算机软件系统和硬件系统的功能升级，正确指导铁路信号系统容错技术的工作应用，不断提高系统稳定性和可靠性。具体来说，双机热备技术和三模冗余技术的工作原理如下：
三模冗余是指系统指令三个相同的模块从共同的输入端进行同一计算机操作，并从系统输出中获得最终的表决结果。三模冗余的工作原理是：少数服从多数。即系统将会以三模块的输出结果为基础，以三选三或三选二的方式得到表决结果，若三模块的输出结果相同，则系统可以任意选择其中一个模块的输出结果为最终结果，若三模块中输出结果不同，则系统要以少数服从多数为原则，选择最多数量结果为最终结果。三模冗余技术是在正常错误概率下的最优结果，三模块在相同操作步骤下可能得到相同或不同的输出结果，但选择出现次数更多的结果为表决结果，准确率会大幅提升。如果系统不采用该技术，而是采用一模技术方法将会产生连锁效应，因为在一模技术体系下一旦出现任何问题，都将会影响后续的计算过程，导致系统需要投入大量资源得到不确定结果，而该结果不仅无法有效梳理铁路系统各类信息，同时还可能带来严重的安全隐患，存在意义几乎为零。
双机热备由七个工作模块构成，是动态冗余下广泛应用的技术类型。除了主模块外，双机热备还有自我检查装置和切换开关，用于问题故障检查和模块工作切换。在正常工作状态下，系统中一般只有一个模块会处于工作状态中，而其他模块处于待机状态，当受到特殊指令后才会根据实际工作要求触发其他模块的工作开关，让合适的模块参与工作，帮助初始模块完成工作指令。工作人员通常将正常情况下待机状态模块称为储存模块，将工作状态模块称为基本模块，在工作过程中，一旦故障器发现基本模块发生故障就会切换控制，让储存模块代替基本模块进行工作。在模块选择过程中除了要考虑使用需求，同时还要关注投资维护成本，因为即使储存模块长期处于待机状态，也会由于在系统内部消耗大量的资源，尤其在储存模块过多的情况下会造成巨大的维修成本，给维修保养人员带来很多工作难题。
结束语
综上所述，在铁路运输事业的快速发展下，人们对铁路信号的控制也提出了更高的要求。计算机联锁系统作为一种新型系统，将其应用到铁路信号控制中能够通过大屏幕来向操作人员提供更直观和全面的系统信息，象地铁站信号设备运行状态新信息、值班人员操作信息等。同时，铁路信号计算机联锁采取标准化的通信接口模板、网络接口模板，能够将各个信息充分结合在一起，提升数据信息的传输和应用成效。另外，铁路信号计算机联锁系统在运行的过程中注重分析和解决一系列系统故障问题，通过对这些问题的有效解决能够更好的确保系统信号使用安全，减少外界因素对铁路信号计算机联锁系统安全运行的干扰。为此，在铁路运输事业的快速发展下，需要相关人员强化对铁路信号计算机联锁系统的完善，借助该系统来为铁路运输系统的运行提供重要支持。
参考文献：
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[2]苏曼.铁路信号计算机联锁系统的设计与实现[J].内燃机与配件，2018（11）：238-239.
[3]刘邦鹏.铁路信号计算机联锁控制系统的容错技术探讨[J].工程技术研究，2018（03）：51-52.
[4]李鑫.铁路信号计算机联锁系统的研究与设计[J].科技创新与应用，2017（14）：83.
[5]李孟豪.探讨铁路信号计算机联锁控制系统容错技术[J].电子测试，2016（08）：91-92.
论文作者:莫然
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/13
标签：联锁论文; 系统论文; 计算机论文; 模块论文; 铁路信号论文; 技术论文; 铁路论文; 《基层建设》2019年第27期论文;