第二节 计算机联锁的特点
计算机联锁,通常采用通用的工业控制计算机,由一套专用的软件来实现车站信号、进路、道岔间的联锁关系,进行联锁关系的逻辑运算和判断。这就使得计算机联锁与继电集中联锁有着明显的区别,也使得计算机联锁具有显著的优点。
一、计算机联锁与继电集中联锁的主要区别
计算机联锁与传统的继电集中联锁的主要区别在于:
1.利用计算机对车站值班员的操作命令和现场监控设备的表示信息进行逻辑运算后,完成对信号机、道岔及进路的联锁和控制。
2.用LCD屏幕显示代替继电集中联锁的表示盘,大大缩小了体积,简化了结构,方便了使用,提供了比较友好的人机交互环境,可提供比继电集中联锁更丰富的信息和表现形式(例如光带、图形、音响和语音等)。
3.采用积木式的模块化软件和硬件结构,便于站场变更,并容易实现故障控制、分析等功能。
在计算机联锁里,就没有到发线出岔、千分之六下坡道延续进路、非进路调车等结合电路的概念,也不存在方向电路、方向电源的电路层次结构,对于长进路一次解锁、调车中途返回解锁等都能方便而合理地实现。
二、计算机联锁的优点
与继电集中联锁相比,计算机联锁具有以下显著优点:
1.进一步提高了安全性、可靠性
继电集中联锁只能在元器件的可靠性上下功夫,系统的可靠性就受到限制。例如,轨道电路不良,只能对轨道继电器提出种种要求,而系统仅能做到三点检查。计算机联锁就灵活得多,它能连续检查列车头部和尾部的位置,可以防止由于轨道电路分路不良造成的错误动作和漏解锁。计算机联锁采用冗余技术,增加了系统的可靠性。如软件冗余技术,对每台计算机设计两组程序,由于它们的数据结构不同,两组程序存入存储器的区域也不相同,两组程序以不同的步骤运算,对硬件的故障很容易发现,从而提高了系统的可靠性,同时因两组程序对外界干扰有不同的反应,通过比较电路很容易发现,即增加了抗干扰功能,外部比较器则采用故障—安全元件。因此,计算机联锁系统的可靠性比继电集中联锁高不少
2.增加和完善了功能
继电集中联锁虽然不断改进和完善,但受到继电器电路的限制或由于费用昂贵等原因,在联锁功能方面仍存在不足。例如,由于轨道电路的误动而造成进路错误解锁的可能性仍然存在,以致妨碍进路的预排;再如,在转线调车作业过程中,如果调车车列越过折返信号机而继续前进,折返信号机前方的道岔区段有可能正常解锁,而折返信号机开放时,又不能将该解锁的道岔区段加以锁闭,可能危及行车安全。目前只能由调车员指示调车机车在车列刚刚全部越过折返信号机时立即停车来保证安全。此外,在折返调车作业过程中,机车只能在禁止调车的信号显示下运行(折返信号机前方的同向调车信号机在关闭状态),这不够严密。这些缺点,在计算机联锁系统中,可以用较少的硬件投资和发挥软件的作用加以克服。
因为计算机具有工作速度快、信息量大的特点,所以计算机联锁很容易实现自动控制功能,还能安全地实现自动选路、储存进路、平面溜放等继电集中联锁无法完成的功能。运行图变更时,还能自动选择最佳方案。计算机联锁不仅可以扩大控制范围,适用于任何规模的车站(尤其是大型枢纽及远离咽喉区的信号设备的控制等),而且还可以利用计算机进行站内行车业务管理,以提高工作效率。屏幕显示也较传统的表示盘灵活方便。
简化操作手续和减少人工直接干预,以减少和防止操作失误,是提高作业效率的重要途径。计算机联锁系统为提高办理列车进路的自动化程度创造了条件。例如,可将接发车计划(包括车次号、到发股道、到发时间以及车站出人口等)预先存在计算机中,利用车次号系统选择接车进路,利用列车接近车站的信息确定办理进路的时机。对于发车进路来说,由于涉及列车始发、旅客乘降、货物装卸等情况,在办理方式上可以采取人工、定时和按计划自动办理等。
在行车信息管理方面,计算机联锁可以向旅客服务系统(例如广播、车次到发显示牌等)、列车运行监视系统以及TDCS/CTC系统提供信息。由于这类系统日趋计算机化,系统之间就容易结合。组建成广域网后便于和CTC、TDCS等结合。
计算机联锁还能很方便地进行自身的管理,包括对操作人员的操作、设备工作情况的记录和打印,对电子器件、信号设备的检测、诊断,并具有保存、查询、打印记录信息和再现等功能。自动监测功能能及时发现故障,确定故障位置。建成广域网后便于实现远程诊断功能。
3.方便设计
计算机联锁使设计工作为之一新。由于其采用模块结构,容易实现标准化,进一步提高了工厂化施工的程度。它将车站联锁的逻辑编成程序,不论站场如何变化,或遇到任何类型的站场,都不需重新改变硬件系统,只要补充和改变程序,即可满足联锁的要求,便于站场改造。它采用标准接口,不需增加设备就可以和其他自动化系统结合。采用辅助设计系统(CAD),线路图和进路表等车站固有的联锁条件以人机对话的形式输入后,即可自动做成联锁图表和数据外存。
4.省工省料,降低造价
继电集中联锁全部采用继电器,组合间配线复杂,特别是信号楼和现场设备间所用电缆很多。由于计算机联锁采用微机,用它取代成千上万台继电器,而且其价格日益低廉。计算机联锁的室内设备的体积远小于继电集中联锁,可大大节约占地面积,也降低了工程造价。计算机联锁减少了系统的设计、施工和维护的工作量,这些都降低了造价。
此外,计算机联锁易于实现标准化,可缩短设计周期和施工周期,并可降低设计、施工、维护费用。由于施工、改建和故障修复时间的缩短,减少了对运输的干扰,其经济效果是显著的。计算机联锁之所以能付诸实用,经济合理是重要原因。
最重要的是,计算机联锁系统为铁路信号向智能化和网络化方向发展创造了条件。