中国铁路呼和浩特局集团有限公司包头电务段 内蒙古包头市 014040
摘要：本文针对计算机联锁系统的基本组成及特点展开分析，通过研究联锁层、采集驱动层、编程终端、系统接口、联锁模块、模块化结构、故障诊断系统等设计内容，其目的在于提高计算机联锁系统运行稳定性，确保铁路交通运行过程的安全性。
关键词：计算机联锁系统；铁路信号系统；联锁模块；采集驱动层
计算机联锁系统作为一种现代化的技术系统，通过其在铁路产业中的有效应用，进一步为确保地铁铁路的行车安全，提高运营效率以及降低调度人员的工作强度均产生了有利的影响。因此，只有确保计算机联锁系统在铁路工程中的有效应用，才能有效降低铁路信号故障的发生机率，为铁路的安全稳定运行提供了保障。
1计算机联锁系统的基本组成及特点
1.1基本组成
计算机联锁系统主要由以下几部分组成：（1）人机对话层，该层结构的主要作用是进行采集信息显示和反馈指令执行结果显示，以便于后续指令内容的动态调节。在实际应用中，如果传输的信息总量过大，那么计算机运行也将面临负荷较高的问题，因此目前在系统运行期间，多采用程序转换约定格式的方式对其进行处理，以减轻系统运行负担。（2）联锁运算层，该结构在系统运行过程中，主要用于信息识别、信息逻辑计算、信息综合处理等内容，同时也是整个系统可以稳定的运行的安全保障。（3）执行层，其主要的工作内容便是进行信息之间的逻辑转化，确保输出和输出信息的安全性，同时也会对执行指令的操作结果进行反馈，提升信息运行过程的安全性和稳定性。
1.2基本特点
计算机联锁系统在运行过程中的基本特点如下：第一，信息实时传输性强，在信号传输过程中，能够确保系统运行信息的同步性，使系统运行故障能够得到快速识别，以降低故障问题带来的负面影响。第二，功能多元化，现阶段使用的计算机联锁系统在运行期间，除了基础的信息交互功能、解锁功能外，还具备了远程监控功能、远程数据传输、故障监测、自检等功能，从而起到了提升系统功能多元化的作用。第三，运行成本较低，该系统功能多元化，可以肩负多项管理工作，这样也减少了设备和技术成本的支出，而且系统故障发现的及时性较强，也可以降低检修时的成本支出，使系统运行成本能够控制在较低水平。
2铁路信号计算机联锁系统设计要点
2.1联锁层设计
在计算机联锁系统的组成部分中，联锁层的主要功能便是对信号运行情况进行控制管理，同时及时反馈故障信息内容，加快故障的检修速度。在具体的设计中，结构主要由逻辑控制单元、控制主站等部分组成。以控制主站选择为例，在对逻辑控制主站进行选择时，多选择PLC来作为主站，主要由两种设计结构可以参考，一种是处理器CPU 中携带了PROFIBUS接口，可以自主完成通信工作，便捷性较强，但信息传输稳定性较差；另一种是处理器CPU 中没有携带PROFIBUS接口，此时需要配置通信模块来辅助信号传输，信号传输稳定性较强，但结构硬件采购成本较高，需要结合具体要求来进行选择。
2.2采集驱动层设计
该结构的主要工作是对系统驱动参数进行采集，为主控制系统的稳定运行提供优质服务。结构在实际应用中会设计主采单元和备采单元，两个单元结构的组成完全一致，但是运行相斥，在一方出现故障后，由备用单元接替其继续进行工作。依托于章节2.1中提到的PROFIBUS接口，在对驱动层模块进行选择时，需要选择携带PROFIBUS接口的结构，如常用的分散式I/O结构便是常用的模块结构。并且在应用中还会搭配其他硬件设施，如DI或DO系列硬件，从而确保各层结构之间通信的稳定性，提高系统运行过程的稳定性。
2.3编程终端设计
在对编程终端展开设计时，主要包括了以下几部分内容：（1）主机设备选择，其可选范围相对较大，具备AT总线，兼容性较强的计算机系统均可以作为主机设备进行使用，如笔记本、便携式编程设备、Windows 系列计算机等。（2）网卡结构选择，这也是确保系统可以顺利进行的重要保障，应选择运行速度快、安全性能强的网卡结构，如CP5系列、CP8.0等，都可以作为备选方案，满足系统稳定运行的基础要求。（3）终端设备选择，从目前的应用情况来看，在应用设计中使用到的终端设备，可以是一台也可以是多台，前提要求是具备和联锁层保持稳定通信的能力。
2.4系统接口设计
在上文提到的PROFIBUS接口为例，在对其进行设计时，也需要注意以下几点：第一，做好芯片的选择工作，芯片的基本选择要求是需要具备较强的兼容性，可以满足各类通信信号的传输要求，如数字信号、视频信号、运行参数信息等，从而提高数据传输结果的准确性。第二，系统软件的设计，确定数据格式，如8字节、16字节等，输入和输出端的字节需要保持一致，而且在主站通信的过程中，还能够满足相应的缓冲要求，使数据信息可以完整的传输到指定位置，以此来满足系统稳定传输的要求[1]。
2.5联锁模块设计
该模块在工作过程中，主要的工作是对各部分结构运行情况进行统计和监督，在实际的应用过程中，需要先完成联锁表的编制工作，结合铁路车站的运行特点，以进路为编制起始点，对于下行线路、上行线路、调车线路进行依次编写，从而满足系统应用的基本要求。随后会依托于该表格对于组合排列表进行拟定，主要的组合内容有信号类组合、道岔分配组合、轨道运行组合等内容。最后结合上述内容着手进行继电器结构的选择工作，选择与之相匹配的设备仪器，如JPXC-1000、JZXC-H18等，以确保系统运行过程的稳定性[2]。
2.6模块化结构设计
在模块化结构的设计过程中，会对目前的计算机联锁系统进行应用分类，使其更利于后续的应用管理，提升系统运行过程的稳定性。其具体的内容应包括数据采集模块、数据处理模块、联锁管理模块、电路管理模块等。这些模块在系统运行期间保持着较高的独立性，同时也会和联锁模块之间保持关联，这样可以形成一个稳定的信号应用系统，对于后续系统内容的持续优化有着积极地作用[3]。
2.7故障诊断系统设计
在故障诊断系统的设计过程中，包含了数据处理系统、专家系统、预警系统等内容。数据处理系统是对铁路信号系统运行数据进行采集，按照标注的标签信息，将其输入到对应的处理系统中进行处理，从而筛选出存在异常的数据信息。专家系统则是对这些异常数据进行分析，判断异常信息是否属于正常运行波动，如果是故障信息则会传递到预警系统中进行报警，便于检修人员开展故障检修工作。在对该系统的软件和硬件进行选择时，可以参考之前章节中的内容进行选择，以此来提升系统设计的合理性[4]。
结束语
综上所述，计算机联锁系统可以说是当前最先进的一种联锁设备，其具有的信息量大、速度快，操作简便且同时兼具经济性与安全性的优势使其近几年的应用越来越广泛。随着铁路事业的不断发展，计算机联锁系统在铁路信号的应用势在必行。通过明确系统在设计期间需要注意的相关内容，能够为系统的持续完善提供数据参考，提升系统的实用价值。
参考文献
[1]刘怀昆,徐志霞.TYJL-Ⅱ双机热备型计算机联锁系统的构建[J].通信电源技术,2020,37(12):146-148.
[2]赵荣华.冶金铁路微机联锁全电子模块常见故障及处理[J].设备管理与维修,2020(11):168-169.
[3]杨雪涛.铁路信号计算机联锁系统的设计与实现[J].中国新通信,2020,22(11):73-74.
[4]苏曼.试论铁路信号计算机联锁设备维护与管理[J].科技创新导报,2020,17(08):125-126.