计算机工程与科学
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计算机联锁系统的改造工程

  摘要:铁路运输的安全性也就越来越凸显出其重要性,原有的铁路计算机信号联锁装置已无法适应现在形式的发展,需要对计算机联锁系统进行有效的改造。本文首先分析了铁路信号计算机联锁系统的性能要求,其次,介绍了计算机联锁系统设备布置及机房条件。同时,以一工程实例为例,就计算机联锁系统的改造进行了深入的探讨,提出了自己的建议和看法,具有一定的参考价值。


  中国论文网 http://www.xzbu.com/8/view-3172897.htm关键词:计算机;联锁系统;改造工程中图分类号:U284 文献标识码:A 文章编号:1007-9599 (2012) 08-0000-02一、前言随着我国铁路运输的快速发展,我国的铁路里程已经位居世界之首,与此同时,也正在朝着高速、重载、高密的方向不断地发展,由此,铁路运输的安全性也就越来越凸显出其重要性,原有的铁路计算机信号联锁装置已无法适应现在形式的发展,需要对计算机联锁系统进行有效的改造。


  二、铁路信号计算机联锁系统的性能要求分析随着计算机联锁系统的优点越来越显现,过去曾经被广泛应用的继电联锁系统已经远远比不上计算机联锁系统的综合性能,所以可以毫无疑问地说,铁路信号朝着计算机联锁系统方向发展已经是一个必然的趋势,铁路信号计算机联锁系统的性能要求主要有以下一些方面,包括:高性价比、安全性、可靠性、适时性、可维护性等。


  (一)实时性要求计算机联锁系统必须及时输出关于信号和道岔之类的控制命令,通过对于输入变量的变化情况进行采集,来将车站各类表示信息及时刷新,并且以一种较为安全的形式来输出。


  (二)经济性计算机联锁系统的一个重要原因就是其经济性,这也是其能够将继电联锁系统进行取代的原因。计算机联锁系统在建筑、调试、设计、施工、制作等费用上都能够有效地降低成本。


  (三)结构模块化与标准化由于各个铁路站场有大有小,其各自的作业需求和规模都是不尽相同的,所以,在计算机联锁系统的软件和硬件中都必须具有模块化的结构特征,能够实现有效分离数据、真正实现程序化。


  (四)功能扩展在过去所使用的继电联锁系统中,一般来说,都只可以给用户提供基本的操作界面和联锁功能,除此之外,就没有其他的后续功能,而计算机联锁系统则不然,除了具有以上一些特点之外,还具有远程通信、故障分析、故障诊断、故障重演及其他管理功能。


  三、计算机联锁系统设备布置及机房条件本系统微机设备安装在三个19英寸的标准机柜内。三个机柜分别为联锁机柜A、联锁机柜B、监控机柜。


  机柜尺寸:长×宽×高=600×750×1800mm。占用机房面积不小于15平米。室内设防静电地板。门窗防尘。设空调,夏季室内温度不超过25℃为宜。运转室内设行车控制台和图形显示器。机械室内安装继电器组合架和电源屏。机械室和运转室的环境条件与继电联锁的机械室和运转室条件相同。


  本系统微机设备使用交流220V电源。电压值220V±10%。总容量不超过2KVA。由信号电源屏单独引出一路电源供给。采用两台1.4KVA UPS,大站采用2.0KVA UPS。由一台工作供给全部设备用电,另一台备用。经过电源控制箱的控制,两台UPS可以自动切换或人工切换。也可以不经过UPS直接供电。


  输入和输出接口使用直流24V电源。电压范围24V±10%。由信号电源屏输出的直流24V电源供给。采用动态板时需另配一路动态板局部电源,电压为30V。


  本系统要求为微机系统单独设置一根地线,接地电阻要求小于4欧姆。埋设地点与其它地线间距不小于20米。此地线上不得搭接其他设备。


  四、计算机联锁系统的改造(一)工程概况将2002年津霸线上的意大利ANsALD0计算机联锁系统更换为北方交通大学的JD-IA型计算机联锁系统。室外设备不动,室内组合架设备利旧改造,计算机及其I/O接口部分由旧设备更换为新设备。


  (二)施工调查在正式进行改造施工之前,务必应该掌握好原有的计算机联锁系统中旧设备的使用状况,掌握好旧设备的工作原理,做到将实物和图纸相互结合、相互对应;对于那些容易引起行车事故、容易出现问题的旧设备在施工工程中采取有效的防护措施;这样做的目的在于避免出现突发故障。


  (三)施工计算机联锁系统的改造施工主要包括两个部分,分别是开通当天施工和开通前施工。


  (1)不能直接对旧系统计算机设备进行施工,这是因为有多个继电器固定在计算机设备上,在没有将其拆除之前都是在运转使用中的。所以,正是由于考虑到了这一点,在这次计算机联锁系统的改造工程中特意新加设了一个接口柜。新接口柜上引入空余接点及复示继电器的接点,而继电器正在使用的那些旧接点不要去动它们。


  (2)有效地装配继电器线圈的连线,主要是计算机联锁驱动到接口柜的连线。因为在开通前,这些继电器都是处于运行工作状态,为了避免出现混线的问题,所以这部分接线不可以直接与线圈相连,只可以暂时配至到侧面端子。


  (3)由于过去所采用的JD-IA型计算机联锁系统中,方向电路与系统结合的电路较为复杂,需要改造的地方也是很多,所以我们在整个的改造过程中,我们暂时不使用,封闭了方向电路与系统结合的电路(4)对于计算机防雷柜到接口柜之间的所有电缆都进行提前施工,主要包括公共回线电缆、驱动电缆、采集电缆。


  (5)需要提前做好与微机监测相关的各种配线,就近增加防护单元和隔离传感器。微机监测所能够涉及到的监测内容包括有:主灯丝断丝报警电路、电码化电流、电缆绝缘、电码化电压、接收电压/区间移频发送、道岔电流、轨道电压、电源屏输出/输入电压等。


  (6)做好计算机联锁系统中设备保护地线和防雷地线的整个施工,这是因为计算机通信和采样之类的设备都是属于高频设备,这些高频设备很容易就会产生出较强的感应电压,如果不加以控制,后果不堪设想。人身防护地线必须采用铜板制作,尺寸为1500mm×l000mm×l0mm,引出线的截面不能够与其他设备地线同槽、同沟、面积不能小于40平方厘米,对地电阻不得大于4欧。而防雷地线与人身防护地线相比,危险度相对要小些,所以可以采用普通石墨地线,在施工过程中,为了避开其他设备,可以采用PVC管来防护防雷地线,对地电阻不得大于8Q。


  (7)完善新增电源环线的施工。这些新增电源主要是指计算机联锁系统中新增复示继电器柜和接口柜中的KF、KZ电源,需要“点”施工。而对于复示继电器组合柜而言,需要对外部配线进行“点”施工,对于内部配线可以采取提前施工的方法。


  (8)在完成好前面的七个施工步骤之后,就可以在开通的过程中,及时地将继电器配线进行更换,注意是计算机驱动中的。这样做的目的在于最大程度上有效地减少改造对运用的影响。


  (四)改造过程中引入计算机联锁教学培训系统在实际中,我们经常会发现,在计算机联锁设备开通使用后,电务维护人员对计算机联锁设备不熟悉,造成的维护不到位,故障后延时时间长,影响行车;车务操作人员由于对计算机联锁设备部熟悉操作不当,发生不应该影响行车的事情而影响行车,给铁路运输带来严重干扰,对铁路运输安全构成严重威胁。为了避免再次出现这个问题,在改造过程中我们引入计算机联锁教学培训系统。此教学培训系统能够模拟现场计算机联锁设备,实现了计算机联锁设备操作一致、计算机网络一致、计算机软件一致。通过使用该教学培训系统对电务、车务人员进行技术培训,能够大大提高现场维护人员和使用人员的技术水平。


  计算机联锁教学培训系统的应用对电务、车务人员学习、熟悉计算机联锁设备及操作手续,分析、查找计算机联锁设备故障方面有着重要意义,有效地防止和减少了因使用人员对设备及操作功能不熟悉,而发生的故障延时。电务部门可以利用该教学培训系统对不明原因的故障进行分析,防止类似信号故障的重复发生,为减少计算机联锁设备故障起到积极的预防作用,从整体上提高了铁路设备的安全运用水平,提高了电务维修人员和车站值班人员的整体业务水平,保证了铁路运输安全,有良好的经济、社会效益和推广应用前景。


  (五)改造后的使用效果改造后的计算机联锁系统采用具有高可靠性的工业控制微机,运用网络通信技术构成多机分布式控制系统。联锁子系统采用动态冗余的双机热备结构,具有故障自动切换和人工切换功能,满足系统高可用性要求。联锁软件采用双份编码,模块化和结构化设计。程序设计标准化。安全输出采用动态驱动方式。表示信息输入采用动态编码方式,满足故障导向安全要求。控显子系统采用双机热备结构,采用控显机转换箱进行人工切换,满足系统高可用性要求。人机界面具有多种可选的操作方法和表示方式。操作方法可选按钮盘、数字化仪或鼠标。站场表示设备可选图形显示器(CRT)或光带表示盘。系统具有完善的自检测和故障诊断功能,并可提供远程监视,为设备维护提供有力的技术支持。系统具有与其它信息系统联网交换信息的能力。


  参考文献:


  [1]王永信。车站信号自动控制[M].北京:中国铁道出版社,2002[2]中国铁路通信信号总公司。铁路工程施工技术手册:信号[M].北京:中国铁道出版社,1996[3]孟令韬。计算机联锁信息管理系统[D].铁道部科学研究院,2000[4]祝庚。铁路信号计算机联锁系统的故障模型建立及故障诊断方法的研究[D].合肥工业大学,2003[5]唐田田。计算机联锁系统软件可靠性设计方法的应用研究[D].合肥工业大学,2004[6]王峰。铁路车站计算机联锁系统若干技术的探讨[D].南京工业大学,2005[7]李谦,魏臻,陆阳。企业铁路调度集中底层通信协议研究[A].2008全国第十三届自动化应用技术学术交流会论文集[C].2008[作者简介]王冠(1981.3-),男,陕西西安人,西北政法大学信息网络中心。毕业于西安建筑科技大学,自动化专业。长年从事信息网络维护工作及教学教辅工作。


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