摘要：计算机连锁软件是对安全性需求很高的软件。因此对联锁软件的安全性评价也一定要做到谨慎与细致。我国为了使联锁软件得到很好的发展，铁道总公司已经实施了有关的举措，然而制式就为当前效果较好的方式。
关键词：铁路计算机联锁；软件测试技术；优化实现；
铁路信号系统对于保障铁路的安全运行有着重要作用，其经过机械联锁、继电联锁的阶段以后，随着容错技术、电子技术的快速发展，计算机连锁系统的应用越来越广泛，其利用远程控制通信技术实现远程通信、故障分析和诊断等功能，因此应加大对远程控制通信技术在铁路信号系统中的应用研究。
一、相关概念
1.铁路信号。所谓铁路信号是以特定的颜色、位置、图形、形状等或者使用机器设备（如音响和仪器）对铁路工作人员进行引导的传输信息的指示和命令。当前对于铁路信号的理解还没有完全统一，但从广义的角度来分析，铁路信号主要是为铁路服务的一种技术和设备。有人理解为是对于铁路工作人员的一种特殊的发出的特定符号。也有人理解为是信号显示、联锁、闭合设备的总称。
2.计算机联锁系统。所谓的计算机联锁系统也被称为CBI，主要负责解决火车进路内的道岔、轨道、信号机三者之间的安全联锁关系，操作员控制其指令，通过向 ATP、ATS发布相关指令对联锁信息进行输出。
3.计算机容错技术。容错英文为 Fault-tolerance，所谓容错就是容忍错误或者故障，从故障产生到检测出指定的错误到最终自动恢复正常过程中，程序不会因为临时故障中止运转或者工作。同时其执行的结果当中不能报告系统故障引起的差错。容错计算机系统指的是在故障发生时仍能正常运转，依据指令进行一系列的工作，并且能够完成指定的任务，这就是容错计算机系统。而通过设计和具体分析容错计算机系统技术，也就被学者称为容错技术。
二、铁路计算机联锁软件测试技术的优化实现
1.系统硬件部分的设计。一是仿真模块总体结构。仿真模块包括采集仿真模块与驱动仿真模块，通过共用的总线与仿真测试表示机进行仿真命令及设备信息等信息传递，通过信号电缆与联锁机进行控制命令及设备状态等信息传递，系统具有很好的通用性，针对不同的站场，只需增减采集、驱动模块即可。通过相应传输门，传送给被测联锁机。单片机系统包括单片机、地址寄存器、译码器和传输门。单片机通过485 总线接收仿真测试表示机的板地址信息，与本板硬地址（或通过单片机设置软地址）信息比较，如果一致则通过总线接收通道信息，选中相应的传输门并把驱动模块驱动的状态通过光电隔离电路和传输门送回单片机，接收到驱动信息改变后，向仿真测试表示机发送地址、通道和设备驱动状态信息。被测联锁机驱动信号经过选中的传输门驱动光耦，将30 V 地信号传送给驱动电路，经过驱动电路，送出负电压的驱动信息。驱动仿真模块通过控制一组光耦的通断来模拟继电器一组接点的吸起落下状态，而且选用与实际继电器线圈驱动特性相同的负载，能很好地检验被测系统的驱动能力与信号通道的通过能力。二是驱动仿真模块与采集仿真模块设计原理。单片机系统包括单片机、地址寄存器、译码器和传输门。单片机通过总线接收仿真测试表示机的板地址信息，与本板硬地址（或通过单片机设置软地址）信息比较，如果一致则通过总线接收通道和数据信息，选中相应的传输门并把数据送出驱动双路光耦，一位数据可以同时给出联锁机的采集板需要采集的设备状态信息。双路采集信息通过信号电缆分别送到被测联锁系统双套采集板，经驱动电路，送出负电压的驱动信息。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆驱动仿真模块通过控制一组光耦的通断来模拟继电器一组接点的吸起落下状态，而且选用与实际继电器线圈驱动特性相同的负载，能很好地检验被测系统的驱动能力与信号通道的通过能力。
2.系统软件部分的设计系统软件分为：仿真模块单片机程序模块，仿真测试表示机仿真测试程序模块。一是仿真模块单片机程序模块。单片机程序模块主要完成如下功能：仿真继电器接点，根据不同延时需要接收被测联锁机及仿真测试表示机控制命令（或仿真命令），改变相应继电器接点状态并将对应采集信息反馈给联锁机及仿真测试表示机，采集、驱动程序流程。二是仿真测试表示机程序模块。仿真测试表示机程序模块分为人机交互显示界面程序模块与仿真测试程序模块。人机交互显示界面程序模块主要完成站场图的绘制，现场设备的状态显示（包括信号机的开放与关闭，各种颜色的显示，灯丝断丝；道岔的定表、反表、挤岔状态的显示；轨道区段的占用、空闲、选定状态的显示），按钮操作显示等功能。站场图下部的继电器名为与所有站场设备有关的继电器，包括道岔的定操、反操、定表、反表继电器，轨道继电器，信号机灯丝继电器，信号继电器，其字体颜色随继电器的吸起、落下状态而改变。当被测联锁机对道岔、信号机发送控制命令，相应仿真模块的状态会实时发生改变，可以同时从显示界面上看到设备状态的变化，从而判断操作是否正确。当点击设备或设备对应继电器名时，可以改变道岔、信号机、轨道区段的状态，用以设置或解除设备故障，来检测被测系统处理非正常事件的能力。仿真测试程序模块建立了信号系统模型，能实时接收联锁系统对信号机和道岔的控制；能实时为联锁系统提供信号机、道岔和轨道区段的状态表示；能模拟列车或车列在站内的运行情况，并能设置并取消设备故障。由于联锁系统对现场设备的控制是通过继电器来实现的，所以本文的“仿真”实际是仿真继电器的动作，通过采集仿真模块某通道的状态信息，来获得联锁系统对继电器的驱动信号及各种设备的状态信息；通过驱动仿真模块的某个通道，来仿真继电器接点吸起或落下的状态。仿真测试采取自动测试与人工测试相结合的方式。测试主机自动测试生成各种根据联锁数据编制的自动测试条，同时发送给被测联锁机和测试主机内虚拟联锁软件模块。被测联锁机驱动仿真模块，并采集现场信息；虚拟联锁软件进行联锁运算，采集设备信息。测试者可以进行排列进路，取消进路，单操道岔，锁闭道岔，接触锁闭等操作，设备状态发生改变，仿真测试表示机通过以上程序实时将设备状态传给联锁系统并在人机交互显示界面上显示出来，测试者可以直观地判断该操作是否正确。通过改变轨道区段的状态来实现模拟行车，可以测试系统处理正常事件的能力；通过在人机交互显示界面上对设备进行操作，人为改变设备状态或者设置故障，可以测试系统处理非正常事件的能力。此外，系统具有很好的通用性，针对不同地站场，只需改动相关数据模块即可。
3.计算机联锁控制。目前为止我们所了解的计算机连锁控制系统主要功能如下：一是正常操作处理，首先通过有效的操作指令下达；其次连锁机对指令进行判断、执行，整个反应过程在屏幕上显示；第三对于错误指令进行相关操作提示。二基于计算机操作系统需对工作现场信号设备进行联锁控制，并且在屏幕上实时显示，有利于值班人员能够第一时间对现场进行把控和监督管理。
由于铁路计算机应用的飞速发展及其计算机网络应用的普及，未来的联锁系统应该是高可靠、强容错、网络化、分布式和高度可裁减的，本系统是朝着这个方向的一个尝试。目前，该系统已通过实验室测试，各项指标符合铁道部规定的要求，即将投入现场实际使用。
实测结果表明该仿真测试系统能对系统联锁软件进行功能测试，并能对硬件设备进行系统测试，及时发现隐患，反馈给工程人员，较好地达到预期测试目的。
参考文献：
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[3]屠海滢，吴芳美.铁路车站通用信号仿真系统的研究与实现[J].铁道学报，2017，21（5）
论文作者:史宏伟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/23
标签：联锁论文; 测试论文; 模块论文; 系统论文; 继电器论文; 状态论文; 设备论文; 《基层建设》2019年第2期论文;