[发明专利]一种计算机联锁系统及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及车站用计算机联锁系统及其工作方法，尤其涉及计算机联锁系统中用于控制信号机显示的信号执行单元的改进。

背景技术

目前的计算机联锁系统一般包括联锁机和通信网关，以及由联锁机控制的道岔执行单元、信号执行单元、轨道执行单元和零散执行单元，其中，所述道岔执行单元负责控制转辙机带动道岔进行定操和反操定位；所述信号执行单元用于控制调车信号机、进出站信号机显示，即控制各类信号灯的显示；所述轨道执行单元是最底层的轨道状态采集单元，主要用于从轨道电路受电端采集轨道电路的状态信息和轨面上的电压值；所述零散执行单元负责其余部分，如64D半自动电路、照查电路和场间联系电路的控制。联锁机与通信网关之间通过总线连接，所述通信网关与各执行单元之间也通过总线连接。

目前，各执行单元的故障安全导向均是通过继电器实现的，如信号执行单元，在实际应用中，如果信号灯出现乱显示的现象，则信号执行单元需要进行故障安全导向，其中，乱显示现象也即包括在信号执行单元中出现了“敌对信号”，例如，对于调车信号来讲，在点蓝灯信号的时候出现了白灯信号，或者两个色灯同时点亮属于出现了“敌对信号”；又如，对于出站信号，在点红灯信号时出现白灯或者绿灯信号，在绿灯信号时出现白灯信号，在白灯信号时出现绿灯信号，这均属于“敌对信号”。为了避免出现各种“敌对信号”，目前的信号执行单元大部分采用继电器实现互锁控制，即通过将各继电器的常开和常闭开关连接在彼此敌对的信号灯控制单元中的方式避免出现“敌对信号”。由此可知，上述控制方式将使用大量的继电器，这不仅使系统结构庞大复杂，而且也直接提升的设计成本。

鉴于此，目前也出现了一些通过电子开关代替继电器进行信号灯控制的信号执行单元，如专利号为ZL 200820128996.4，公开日为2009年12月2日的中国实用新型专利公开了一种车站信号灯控制装置，该控制装置包括CPU处理单元A和B、开关控制单元、故障安全单元和各种检测单元，检测单元与CPU处理单元A和B通讯连接，CPU处理单元A和B通过开关控制单元控制连接在禁止单路和允许电路中的处于常开状态的各开关，CPU处理单元A和B通过故障安全单元控制连接在允许电路中的处于常闭状态的开关。该控制装置在正常状态下由CPU处理单元A和B共同控制该处于常开状态的各开关，在出现异常情况下由CPU处理单元A和B共同控制该处于常闭状态的开关。该种控制装置虽然说明通过电子电路取代由安全继电器构成的铁路信号灯控制单元，但是，该种控制电路在应用过程中存在比较严重的问题，具体说明如下：

首先，上述故障安全单元由动态电路组成，其作用在于将CPU处理单元A和B输出的脉冲转化为用于控制处于常闭状态的开关的稳定电压，由此可知，实现故障安全导向的仅为CPU处理单元A和B，如果CPU处理单元A和/或B出现故障，如程序失控，则该种控制装置将无法完成故障安全导向，这对于铁路系统而言是致命的问题；另外，CPU处理单元需要根据预设的算法对各种指令信号和检测信号进行避错、容错处理，再根据软件上的分析结果输出作用于故障安全单元的脉冲信号，该过程的响应时间在3至5个时钟周期，这种处理方式的缺陷是增大了故障安全导向失效的几率，而且通过软件执行故障判断的延时时间相对直接的硬件逻辑运算时间要长(硬件的响应时间即使不同器件有区别也都在纳秒级)，因此，不能及时进行安全导向，这对于铁路控制系统来说是非常严重的问题；

其次，控制每个信号灯的允许电路中均连接有处于常闭状态的开关，在系统出现问题时，CPU处理单元A和B需要对所有处于常闭状态的开关进行断开处理，这无疑又增加了系统出现异常的可能性。因此，该种结构的信号控制器并不能满足控制铁路信号灯的要求；

再次，各检测单元均直接将采集到的信号传输至CPU处理单元A和B，不能实现信号的可信测量；

另外，在实际应用中，输出禁止信号的时间相对于输出允许信号的时间长，因此，在输出位于禁止电路上的开关常处于得电状态，这将大大影响开关的使用寿命；

最后，为了实现控制电路与监测电路的隔离，监测机通过CPU处理单元C获得的系统状态仅局限于状态监测单元采集到的信息，但却无法对负责执行动作的CPU处理单元A和B所获知的系统状态进行监测，这无疑降低了监测机的监测能力，影响了监测机的监测功能。