摘要：电子计算机技术广泛应用于各部门，铁道部也不例外。应用电子计算机可以使铁路运输系统更加安全。由电子执行单元和联锁主机组成的电子计算机联锁系统，加强了联锁主机与信息模块之间的信息交流与分析，科学地设计了通信协议，保证了其运行的安全性。本文分析了全电子计算机联锁系统的通信协议设计与安全性，为计算机网络系统通信协议的设计提供了参考。
关键词：电子计算机联锁系统通信协议设计通信协议安全性
引言：由于传统的重力安全继电器的取消，电子计算机联锁系统的可维护性大大提高，减少了控制室的占用面积，大大降低了施工工作量，这是我国铁路信号控制系统发展的一个重要趋势。在轨道交通中应用所有电子计算机联锁系统，可以有效地提高轨道交通运行的安全性、智能化和效率，降低轨道交通运营成本。通过对全电子计算机联锁系统通信协议的讨论，通信协议安全计算可以为全电子计算机联锁系统的广泛应用提供科学依据。
1全电子计算机联锁系统的优点
1.1系统不需要人工维护
全电子计算机联锁系统使车站内的联锁设备完全自动化，完全由传统的人力需求控制转变为智能化、电子化、网络化。其执行功能可与各种网络功能有机结合，使设备进入电脑化联锁控制时代，提高工作效率，降低人员成本。
1.2灵活方便
系统的可扩展性非常强，设备非常灵活，可以帮助我们扩展和重建战场。在全电子计算机联锁系统中，联锁区域采用模块化设计结构。对于不同的站，只有相对的战场数据可以改变，所以它可以适应，非常灵活，便于现场施工。
1.3故障率低
一个相对简单的结构，体积小，各种设备组合时相对紧凑，能耗相对较低，结构非常简单，因为系统本身的输入和输出模块，自身诊断的逻辑链，故障的原因和位置的精确定位，内部控制模块的问题，该系统的安全性和稳定性可以有效地降低故障率。
1.4故障处理和恢复的速度快
计算机监控系统的实现检测所有设备运行状态的使用，故障模块可以自带插头或快速更换，在MCU功能内，最大程度的故障出现在外部，准确定位，加快恢复时间。
1.5节省设备投资
因为所有的电子计算机链系统都是建立在网络本身的传输平台基础上的，所以进行远程监控和远程控制比传统的系统要容易得多。这种制度的出现打破了原有的局面。远程操作时，无需在车站安装联锁机即可轻松联锁，减少设备投资，降低设备投资成本。
1.6缩短施工周期
由于全电子计算机联锁系统的结构都是模块化的，所以整个系统没有焊接点，也更便于工程施工和预设计工作，从而减少不必要的程序，缩短工期。
2电子计算机联锁系统
2.1电子计算机联锁系统结构以及工作原理
2.1.1联锁系统结构
中国传统的信号控制主要是通过6502电子集中联锁系统或传统的计算机联锁系统，控制重力继电器来完成信号控制。该控制方法占地面积大，不易维护，且寿命周期短。随着通信技术和计算机技术的飞速发展，新的基于计算机的联锁系统由全电子化控制，重力继电器被取消。这将使信号控制和数据传输更加科学和准确。整个电子计算机作为一种新的控制系统，主要通过电子开关技术、计算机技术、通信技术、自动监测技术和数字化技术等手段来控制铁路信号。全电子计算机主要由上位机、联锁机和执行单元组成，硬件采用冗余结构形式。电子执行单元主要由信号、开关模块和其他不同的电子单元组成。
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2.1.2联锁系统工作原理
整个电子计算机联锁系统的主要原理是命令执行和信息反馈。主机通过联锁机发出指令，并将指令信息发送到电子执行单元。户外设备信息采集的电子设备，信息将被传送到联锁机，联锁机将处理设备信息发送到主机电脑显示和存储，显示和存储内容维修人员通过检查，您可以准确地发现机械设备故障，能够降低工作人员的时间。
2.2联锁主机与控制模块之间的信息传输
信息传输控制模块主要包括信号模块、转辙机模块以及轨道电路模块，通过联锁主机下的指挥控制模块，控制整个铁路系统。以信号模块为例，信号模块将17个状态信息上传至联锁机，并将16个指令信息传递给信号模块。列车信号模块有八个灯位，每一层有三个状态:闪灯、灭灯、稳定灯。根据链路机发出的指令，信号模块通过指令信息控制不同的灯光位置，从而达到信号的效果，保证列车的安全运输。
3电子计算机联锁系统通信协议设计以及安全性分析
3.1电子计算机联锁系统通信协议设计
铁路系统需要高安全性的电子计算机联锁系统，安全等级必须达到SIL4级。这就要求计算机联锁系统必须采用内部封闭的信息传输系统，以避免在传输过程中截取或破坏信息，因此通信协议的设计必须注意其安全性和实时性。在计算机联锁系统的设计中，应注意以下六种隐患:重复、插入、错误顺序、删除、损坏、延迟。因此,在设计中充分考虑和负载能力计算机联锁系统的可靠性,确保联锁主机能及时、准确地控制三个子系统,可以确保信息的时间信息反馈在这个时期小于250毫秒从命令,确保系统操作及时,确保运输系统的安全。在主机和三个状态模块之间，应该设计8bit的源地址和16bit的目标地址。在上位机的指令框架上，指令序号设置为8bit。当每个指令周期完成后，记录模块将自动记录，指令帧数自动添加。当指令序列号小于上一个指令数时，模块机将指令序列错误信息发送到显示记录器，维修人员可以及时修复指令机。如果指令序列号与上一个序列号相同，则重新发出指令机。根据联锁机传送给各模块的信息量，以及帧的大小和长度，状态帧应该设置为3bit。此外，为了保证系统的安全性和及时性，复杂的验证码应用于状态帧和指令框架。如果一个模块接受100小时连续的帧错误验证码，链系统仍然是安全的操作，如果一个模块在一个小时内收到了1000个连续的错误密码，系统将输出联锁的安全指令，避免由损坏引起的整个系统的错误验证码。
3.2电子计算机联锁系统通信协议安全性分析
在铁路运输过程中，如果在铁路运输过程中，信息传输过程中出现了信息传递错误、延误甚至信息传输错误，将直接导致铁路运输中的隐患，严重威胁人们的生命和财产安全。在系统信息传输过程中，有三种主要的信息传输错误：
（1）该控制器的硬件被损坏，最常见的损伤位置是隔离光栅和接口芯片。硬件的损坏会导致基本设备参数的丢失。如果没有任何参数，信息将无法识别正确或错误，这将导致错误信息的发送和整个网络的安全。
（2）外部电磁对计算机系统的影响要求技术人员加强对计算机的保护，避免电磁对计算机精度的不利影响。
(3)控制局域网络的失效，要求技术人员积极应用现代数字信息技术，提高计算机网络结构的严密性和安全性。
结束语：综上所述，电子计算机联锁系统通信协议的设计在信息传递中起着重要的作用。因此，我们必须提高安全协议的安全性和科学性。在设计过程中，我们必须保证实时仿真，建立科学的仿真场景，并准确分析仿真结果，以确保通信协议设计的科学性和安全性。
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论文作者:王伟,王晓昆,张世超
论文发表刊物:《电力设备》2018年第5期
论文发表时间:2018/6/15
标签：联锁论文; 系统论文; 电子计算机论文; 模块论文; 指令论文; 安全性论文; 通信协议论文; 《电力设备》2018年第5期论文;