中国铁路呼和浩特局集团有限公司呼和浩特电务段 内蒙古自治区呼和浩特市 010000
摘要：近年来，我国的交通行业有了很大进展，铁路工程建设越来越多。铁路信号计算机联锁系统作为以计算机技术为基础的现代化智能系统，能够有效降低铁路信号故障发生率，为铁路安全运行提供保障。简要介绍计算机联锁系统，分析其工作原理和铁路信号计算机联锁系统的设计，以期为相关的铁路单位和相关的从业人员提供建设性意见。
关键词：铁路信号；计算机联锁系统；功能设计
引言
随着社会的不断进步，科学水平也在不断的提高，因此计算机连锁系统对铁路行业可以产生有效的促进作用，这样在铁路信号中运用计算机连锁系统可以保证铁路在行车时的安全，而且还能够提高工作效率。因此为了可以更好的保证铁路的稳定运行，就需要对铁路信号计算机连锁系统进行进一步的设计与实现。
1铁路信号与铁路计算机信号系统的内容
从铁路交通角度来看，铁路的信号是一个极其重要的领域。依据传统方式可以对铁路的信号进行归类划分，当列车的自动控制系统应用在城市轨道交通时，这种就是一个子域。近年来，在另外的3种子系统中也不断地开始应用计算机技术。而利用计算机技术去解决铁路信号领域中出现的问题，也是一种非常方便、实用的技术手段。在铁路的计算机系统中，包含很多不同种类的子系统，而在一个调度区域内，区间闭塞与车站联锁都是与列车运行相关的部分。而在计算机信号系统中，色灯信号机、电动转辙机、轨道电路就是3个室外的基础设备，而对行车进行指挥则是基础设备必备条件。
2计算机联锁系统特点
计算机联锁系统本质是一个联锁逻辑运算系统，其逻辑系统可以有效实现信息传输运送，也因此决定了计算机联锁系统具有实时性、经济性、功能拓展、结构模块标准化与安全性等特点。（1）实时性。计算机联锁系统可以对所获取到的信息进行即时分析和处理，而后以安全信息的形式传送信息，体现的是信息传输的有效性与及时性。同时系统可以对各类信息的变化情况进行实时监控，能够掌握信息的变化情况。（2）经济性。之所以计算机联锁系统可以广泛应用于各行各业，其主要的原因就是这种系统可以很大程度上降低运行成本，可以为企业创造良好的经济效益。（3）功能拓展。以往的铁路信号继电保护系统只有操作界面和对系统的解锁功能，无法有效满足铁路运行过程中多元化需求。与以往的系统不同，计算机联锁系统除具备初始功能外，还拥有远程操作管理功能、系统运行故障自行诊断功能与其他管理功能。（4）结构模块标准化。计算机联锁系统应用上，其硬件与软件均有统一的规范，有规范化设计，具有标准化的特征。（5）安全性。铁路系统运行安全至关重要，要保证系统运行的安全性，首先需要解决内部信息传递的安全性与可靠性，而计算机联锁系统的实时性能够对系统的数据信息进行即时处理，很大程度上保证了系统的安全性与可靠性。
3铁路信号计算机联锁系统的设计与实现
3.1铁路信号计算机联锁系统设计原理
铁路信号计算机联锁系统主要由联锁计算机、接口部分、UPS电源、监控工作站、防雷设备、电务维护终端及联锁专用控制台等组成。如果在运行过程中出现故障，联锁计算机可以自行转换至备用机，此过程中不会对联锁系统当前工作造成影响，可以确保系统正常工作。而电务维护终端设备主要的工作是对系统运行情况进行监控和记录，一旦系统运行过程中出现故障可以第一时间形成诊断报告，为后期维修提供指导性意见。为了更好地发挥电务维护终端的功能，在设计过程中需要为其配置远程诊断接口和软件。监控工作站需要采用双机热备方式，既允许计算机自动切换，也允许人工进行切换。
联锁输入可以采用动态采集技术，为了保证系统运行安全，在电源、计算机、输入输出接口及地线设置中均要安装防雷设备，而联锁输出可以采用板级动态驱动技术进行。
3.2具有良好的故障诊断和安全导向作用
对于铁路信号计算机联锁系统来说，要想可以很好的进行一些容错结构，就需要保证它的故障诊断能力是十分强大的，很好的对他进行修复，并且修复的速度是十分迅速的。联锁系统经常会在技术条件和通讯等方面出现一些故障，所以说这就会使信息的安全存在着一定的隐患，且在情况严重时，还会出现一些比较危险的事故。所以说当面对故障出现时才可以确保铁路信号联锁系统的安全。
3.3系统容错机制
基于RTLinux的容错计算机联锁控制系统问题的具体表现，有硬件和软件冗余、智能检测等内容。在网络通信过程中，一旦局域网发生故障问题，就会使计算机联锁控制系统无法运行。基于此，就要开展冗余结构构建工作。对于软件冗余联锁模块而言，在一般状况下都会讲双份编码形式作为主要方式。此外，软件比较器、同步控制器就要发挥作用，如要对联锁运算结果输出之前的信息、完成数据采集工作之后的信息数据进行对比分析，并要正确应用RTLinux时钟，保证故障问题发现及时性。如果最终的运行结果存在不一致的问题，就要及时调整自检程序，进而将错误故障过滤掉。将守护进程更好的融入到智能自测系统中，不断完善和升级其容错功能、自检功能，即便后续发生后无人监管的状况下也能进行自我故障检测。在该系统发生故障问题期间，在智能自测系统的作用下，能够自行终端检查，并且能够及时找到产生故障问题的实际位置，为了能够防止后续出现问题，还能及时切换到备用机器上。在对智能自检系统进行研究和分析期间，不难发现其主要就是对人机交互系统配置文件进行应用，在发挥作用的基础上，能够对该系统是否处于稳定运行的状态进行准确判定，最大程度上保证铁路信号能够达到检测标准。
3.4铁路信号计算机联锁系统设计实现条件
（1）保证结构模块标准化特点。铁路信号计算机联锁系统要可以应用于不同站场规模，且满足实际的功能需求。（2）可以发挥系统诊断与安全导向功能。进行铁路信号计算机联锁系统设计时，为了最大限度减少系统运行故障情况的出现，务必要确保系统本身具有强大的自行诊断能力，在故障状态下可以快速维修。值得注意的一点是，联锁系统故障经常发生于主机、控制器及结合电路模板之上，而这些故障发生原因错综复杂，严重时会导致安全事故发生，因此要进一步提升联锁系统故障诊断与维修的智能化与自动化。（3）联锁信号逻辑表达形式变化。系统故障通常存在于安全侧信息和危险侧信息两大逻辑状态，要求电子电路输出必须有不对称性，因此要求电路故障输出安全侧概率大于危险侧。（4）算法冗余。铁路信号计算机联锁系统故障原因众多，多为错误输出控制命令，这些输出错误命令会对逻辑运算产生较大的影响，为了尽量避免这种情况，可以采用双份软件判别机制进行保护，以此减少故障问题，保证系统运行安全。
结语
综上所述，对于计算机联锁系统的设计就需要进行进一步的完善，这样才能够提高铁路的运行效率以及铁路的管理水平。因此，为了更好的对铁路信号计算机联锁系统进行设计与实现，就需要采取一系列的相关技术来保证在运行过程中可以使系统拥有较好的安全性，这样才能够使铁路更好的进行发展。
参考文献：
［1］桑迪.铁路计算机联锁系统维护与故障处理研究［J］.中国新通信，2020，22（5）：44.
［2］桑迪.铁路信号计算机联锁控制系统容错技术探析［J］.数字技术与应用，2019，37（11）：16-17.
［3］徐德龙.基于图形和状态推理的计算机联锁运维智能诊断方法研究［J］.铁道标准设计，2019，63（9）：137-142.