铁路信号集中监测系统论文

铁路信号集中监测系统论文

　　铁路信号技术论文篇二
　　浅谈铁路信号问题

　　【摘　要】铁路信号是保证铁路运输基本设备。对铁路网上各种行车的设备状况、信息传输、调度指令控制起着重要的作用。本文通过对铁路信号存在问题的分析，提出了解决问题的对策，指出了我国铁路信息的发展方向。

　　【关键词】铁路信息;信息化;网络化

　　1.铁路信号的含义

　　所谓铁路信号是用特定的、有标志性的物体、仪表或音响设备等向铁路行车人员传达相关的信号，包括车辆运行状况，行驶条件，铁路的状况等等。近年来，随着铁路信号的广泛应用和铁路信号技术的不断发展，使铁路信号也变成了增加铁路运输线路，改善铁路员工劳动条件提高车站和铁路区间的通过能力等等有效手段。

　　2.铁路信号的现状

　　2.1铁路信号的安全性能不够高

　　由于自动化程度的限制，我国的调度指挥仍旧依赖于人工作业，采用落后的一张图、一支笔、一部电话的调度指挥模式。对地面信号的观察与判断，也仍旧于依赖司机。随着列车的提速和密度的不断增加，行车调度的指挥工作将会越来越繁忙，调度员在长时间的工作中也难免出现疏略，这样不仅会降低工作效率，更会影响到列车的安全运行。并且当车速达到一定的程度的时候，单单依靠司机的视力根本无法保证列车的行车安全。另外由于列车运行中的变化因素过多，一次性按照计划运行图来指挥列车运行的可能性较小，因此，在我国铁路推广使用调度集中装置是还办不到的。

　　2.2管理方面出现纰漏

　　重点表现于管理分散和管理水平的落后。铁路系统基本上是一个整体，在不同的时间和地区的情况差异性较大。现在的铁路虽然安装了微机监测系统，但是由于通信手段的落后，处理信息的速度较慢，致使安装的系统无法真正的发挥作用，无法在整体上将资料进行整合。从管理水平来看，铁路系统一直掌控在政府部门的手里，并且现行的管理机制使系统人员臃肿，营销手段落后，资源不能得到合理的利用。在市场经济的引导下，铁路系统应当由企业统一整个管理，来作为物流环节中的重要部分，从而提高效率，增加效益。

　　2.3铁路信号系统的自动化水平较为低下

　　在新中国成立以来，继电技术得到了不断的发展，但是继电技术采用的设备体积大，对于实现联网集中监测和智能的控制还是有一定难度的。特别是微电子技术的发展后，在一些工业控制行业，这类技术已经趋于淘汰的趋势了，取而代之的是一些智能控制技术。在铁路系统方面，虽然也开始采用了智能控制技术，但是大范围内仍旧采用的是继电控制技术，发展的速度较为缓慢，优化资源和提高效率方面还是相对于落后的。

　　2.4现代铁路信号设备中存在的若干问题

　　随着经济、信息技术的不断发展，铁路信号系统作为保证铁路安全运行的部分，虽然铁路设备信号的要求也在不断的增高，但是从某些信号设备来看仍旧存在着一些安全隐患。

　　2.4.1枢纽调度监督设备

　　这个设备是一个发展较快的设备，是使枢纽内的调度更加准确直观，保证枢纽的畅通。但是枢纽内的作业模式是采取分散作业，这样一来必定影响了总体的发挥，并且降低了运输的效率。因此，在货运量加大，或者大面积提速时，信号技术装备如何保证枢纽内的畅通就是一个很大的问题。

　　2.4.2车站联锁设备

　　这种设备也是目前铁路系统中常见的设备之一。这种设备在列车提速后出现了许多问题。例如，战线和列车基本等长，并且在进出站口处没有过走保护区段，不利于列车的速度控制。另外，信号机间的安全距离是不够的，没有能够提供安全距离的信息，对列车的运行控制都带来了安全的隐患。

　　2.4.3列车运行控制与机车装置

　　今年来，新安装的运行监控器代替了自动停车装置(即安全性能差，随安全防护器辅助作用的装置)。并且采用了模式曲线的方式来监控车速，对超速进行保护。但是由于形成的是速度模式曲线，依靠的是事先储存的线路数据以及人工输入的数据，没有考虑故障-安全原则，无法保证安全。

　　2.4.4信号显示制式

　　铁路现实信号中，除了红灯有确定的定义之外，其他的显示信号都没有明确的速度值，在不同的地区，显示为不同的含义，主要依靠司机的自行判断，因此指挥能力较差，在提速之后无法满足需要，安全性能较差。

　　2.4.5区间信号

　　单线区段来看，采用的是办理效率较高的继电半自动的装置，看起来是能够满足提速后的行车需要的。但是却存在着一个有待改进的安全性隐患，即并没有设置区间的检查设备。这不能满足行车的安全性。

　　3.增强铁路信号的对策研究

　　3.1通信、信号一体化

　　当代铁路的高速发展，铁路通信、信号系统等都必须不断的加强。铁路通信、信号技术的相互融合，以及调度指挥自动化等等技术，打破了控制分散、功能单一、通信信号相对独立的传统技术理念，推动了铁路通信、信号技术向数字化、智能化、网络化和一体化的方向发展。组建一个以铁路局为主要单位的电务设备动态检测中心，装备一台动态的检测车，按一定时间对自动闭塞的机车信号或地面信号，无线列调等设备进行动态的检测，实现了移动体对地面静态设备的检测。

　　3.2制定发展规划

　　在建设新的线路时，起点必须要高。铁路建设的投资额较大应该考虑到今后的发展。虽然现有铁路信号设备、调度手段等都较为安全，但是当提速的时候都没法达到要求。因此在建设时要考虑到未来的发展，提高建设标准，采用新技术。借鉴国外的闭环计算机控制系统。这样为以后的竞争做好准备，也为以后铁路信号的建设提供经验。根据我国铁路的运输特点，实现以铁路调度管理信息系统作为基础，以指挥自动化为目标，来构建现代铁路化的运输调度指挥管理系统。实现全路运输的集中管理，提高效率。

　　3.3铁路无线数字通信技术的应用

　　在铁路提速，重载不断发展的今天，以分立元器件与模拟信号处理技术为基础的传统铁路信号设备已经满足不了安全的要求。然而数字信号处理技术很好的解决了铁路信息信号产生的问题。数字信号处理的频域分析的优点是运算精度高和抗干扰性能好，具有相对实用性和可靠性。因此，全面应用数据处理的新技术，利用计算机的高速分析和计算等功能，来提高信号设备的技术水平。

　　3.4采用计算机网络技术

　　由于网络技术的快速发展，网络化管理已成为实现管理的客观要求和必然趋势。铁路信号系统的网络化是实现铁路运输系统内部各功能单元之间的信息交换。在网络化的基础上实现全面、准确获得线路上的信息，保证列车的安全运行，从而实现系统的智能化与控制设备的智能化管理。因此有效的采用计算机技术是解决铁路信号系统若干问题的途径。

　　4.结论

　　随着铁路运输提速、重载的发展，基于分立元器件和模拟信号处理技术的传统铁路信号设备越来越满足不了铁路运输安全性和实时性的要求。因此，全面引进计算机技术，利用计算机的高速分析计算功能，来提高信号设备的技术水平已非常紧迫。数字信号处理技术的出现为铁路信号信息处理提供了很好的解决方法。铁路信号按其作用可分为指挥列车运行的行车信号和指挥调车作业的调车信号;按信号设置的处所可分为车站信号、区间信号，以及行车指挥和列车运行自动化等;按信号显示制式可分为选路制信号和速差制信号;按结构可分为臂板信号、色灯信号、灯列信号(中国大陆不采用)以及机车信号机。铁路信号在元部件制造方面正向着小型化、固态化和高可靠性发展;在设计方面向着故障自动检测、自动诊断、高可用度、与计算机或微处理机相结合的方面发展;在安装施工方面正向着模块化和工厂施工化的方向发展;在使用方面正向着无维修或少维修、高度自动化或智能化的方向发展。

　　【参考文献】

　　[1]林瑜筠.铁路信号新技术概论[M].北京：中国铁道出版社，2005.

　　[2]铁道部.铁路电务管理信息化规划[M].北京：中国铁道出版社，2006.

　　
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　　铁道信号
　　——电缆市场浅析

　　按照铁道部《中长期铁路网规划》，从2005年到2020年，铁道部将投入两万亿资金进行铁路建设，平均每年投资在1000亿元以上。

　　从2004年起，铁路固定资产投资开始增加，按照中长期规划，从2006年开始到2010年，估计每年都有1600亿元左右的铁路固定资产投资。

　　至2020年，全国铁路营业里程由2004年7.2万公里达到10万公里，新增2.8万公里，对现有铁路进行电气化改造3.5万公里。

　　因此，在今后较长一段时间内，铁路等轨道交通业的大力发展，将拉动行业产业链飞速发展，给行业带来前所未有的发展机遇和新一轮投资热。对应用于轨道交通领域的铁路数字信号电缆及其系列产品来说，在迎来前所未有的发展机遇的同时，由于原生产企业的扩能、众多具有实力的线缆制造企业的投资介入，使原本产值规模较小的信号电缆行业引发激烈的竞争，加之产品的市场准入难度很大，将会面临新的挑战和一定的投资风险。

　　功能及应用领域

　　1.产品的功能

　　铁路数字信号电缆具有传输模拟信号(1MHz)、数字信号(2Mbit/s)、额定电压交流750V或直流1100V及以下系统控制信息及电能的传输功能。适用于铁路信号自动闭塞系统、计轴、车站电码化、计算机连锁、微机监测、调度集中、调度监督、大功率电动转辙机等有关信号设备和控制装置之间传输控制信息、监测信息和电能。

　　2.产品的应用领域

　　目前在中国铁路投入运营的自动闭塞系统有：交流计数自动闭塞系统、4信息移频自动闭塞系统、18信息移频自动闭塞系统、法国UM71自动闭塞系统、ZPW-2000系列(ZPW-2000、ZPW-2000A)无绝缘移频自动闭塞系统等8种以上的自闭系统。 现新建铁路，电气化改造线路均使用ZPW-2000A自动闭塞系统，其配套的电缆为内屏蔽铁路数字信号电缆(TB/T3100.5-2004)，是目前技术含量高、市场用量最大的尖端产品，行业年产值规模为15～20亿；其它信号制式的信号电缆用量较小，且呈逐步淘汰趋势，主要用于既有线路的维修、局部改造或自备线、支线等信号设备比较落后的线路，年行业产值规模据不完全统计不足10亿。 ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞系统是在引进法国UM71无绝缘轨道电路技术国产化基础上，结合我国国情进行提高系统安全性、系统传输性能及系统可靠性的技术再开发，是铁路运输重载、安全、高速以及向机车信号主体化方向发展的地面基础设备。其主要特点是：实现轨道电路全程断轨的检查，大幅度减少了调谐区分路死区长度，对调谐单元断线故障和拍频信号干扰实现了检查和防护，提高了系统的抗干扰水平，实现了技术上的重大突破，在传输安全性上有了质的提高。并有效地提高了电气绝缘节轨道电路传输长度，使轨道电路传输长度从900米提高到1500米。该系统2002年5月通过了铁道部组织的技术签定，被认定为铁路信号系统的唯一制式。该系统用国产内屏蔽铁路数字信号电缆(SPTP型)取代原法国ZCO3型电缆，突破信号传输\"同频不同缆\"的限制，实现一根电缆内的不同屏蔽组中可同时传输同频率的移频信息，而且当线芯接地故障状态下屏蔽组间串音干扰与分缆的两根数字信号电缆(SPT型)等效，即达到了同频同缆与同频分缆具有同样的传输性能和安全可靠性。减小了铜导体线径，减少备用线组，加大传输距离，使系统性价比大幅度提高，显著降低工程造价，方便施工及后续维护。

　　主要特性

　　内屏蔽铁路数字信号电缆在满足原有铁路信号电缆指标的基础上，提高了电缆的综合电气性能：交流额定电压提高了1.5倍，电容指标降低了40%，绝缘电阻指标提高了2.3倍，同时改善了阻抗、衰减、串音等性能。

　　电缆提高了线组间的抗干扰能力，实现了同频同缆传输，而且当线芯接地故障状态下屏蔽组间串音干扰与分缆的两根信号电缆等效，有效地提高了系统的安全性。 电缆有较高的机械强度，良好的防腐蚀、耐寒性能、高屏蔽性能，可满足电气化铁路对强电场干扰、潮湿、严寒等各种环境的要求以及现有信号系统最新制式、最新装备的配套要求；同时电缆兼容其它制式的信号系统设备。另外，电缆可根据使用环境要求，具有阻燃、防白蚁的附加功能。

　　结构特点

　　1.绝缘单线

　　绝缘单线的绝缘层为皮-泡-皮结构，共有红、绿、白、蓝四种色谱，采用目前国际上先进的三层共挤串联线制造，即导体拉制与皮-泡-皮结构的绝缘层挤制一次完成，实现了产品结构尺寸与性能指标的在线检测与控制的精确制造，其主要优点是：

　　a.内皮绝缘层能与导体良好的粘接在一起，保证绝缘层的防潮性和粘接牢固性；发泡绝缘层为氮气物理发泡，与传统的化学发泡相比泡孔小而密且互不联通，因而具有很高的发泡度(60%左右)，绝缘层的发泡意味着四线组工作电容下降，线路传输衰减常数降低。

　　b.外皮层使用高密度绝缘料，有良好的耐磨性和机械强度，耐环境老化性能是普通聚乙烯料的10倍以上，从根本上解决了普通铁路信号电缆中存在的绝缘层老化龟裂问题。

　　c.由于单线颜色母料仅存在于外皮层，绝缘电阻和耐电压击穿强度明显提高，是普通铁路信号电缆的3倍以上。由于单线生产过程实现了计算机在线检测与控制，单线结构尺寸的一致性好，工作线对的直流电阻差降低了50%。

　　d.绝缘单线制造精度高，有效地提高了产品的电气性能指标。

　　2.四线组绞合

　　四线组采用先进的高速星绞机生产，每根单线均为主动恒张力放线，特有的绞合预扭装置、开线器等针对产品性能指标的独特设计，预扭装置能有效地降低因绝缘偏心造成的电容耦合系数，使电容耦合系数达到最小值；精确的扎纱张力即要保证四线组结构的对称稳定性，又不能使皮-泡-皮结构绝缘层变形和损伤；四线组绞合的节距精度、线序、外径控制等均是本工序的关键环节，也是影响产品性能指标的关键因素。

　　3.四线组单元屏蔽

　　内屏蔽电缆中四线组单元用铜带纵包实现电磁屏蔽的目的，并沿铜带表面加添了一根铜导线作为排流线，以确保屏蔽层在电缆敷设施工和长期使用中具有稳定可靠的屏蔽性能。

　　4.成缆

　　为了改善电缆的串音指标，在成缆工序中合理设计、匹配绞合节距，并实现完全退扭绞合，降低了线间直接系统性耦合，达到减小串音的目的。 多达四种的不同结构、不同尺寸的成缆单元，在绞制过程中如何保证缆芯的圆整、结构稳定、紧凑是成缆工序的关键，同时必须保证缆芯的线序与组序完全正确。

　　5.电缆铝护套

　　电缆铝护套为采用氩弧焊技术进行铝带纵包形成铝护套。为了防止铝护套在使用过程中的电化反应，生产过程中对铝护套表面进行涂覆。 铝护套电缆为干线使用电缆，用量最大，因而铝护套工序的产能和质量也是该产品制造过程的关键环节。用氩弧焊技术生产的电缆铝护套，焊接质量稳定可靠，可完全经得起按相关标准进行的弯曲试验、扩口试验和气密性试验。

　　性能指标

　　与普通铁路信号电缆相比，铁路数字信号电缆通过结构的设计和工艺措施，工作电容由50nF/km降低到29nF/km，电容耦合K1平均值由141pF/km降低到81pF/km，同时增加了阻抗、衰减、串音等二次传输性能指标。虽然产品质量具有很大的优势并在技术方面有所突破，但根据实际检测与现场使用情况，产品在以下性能指标方面还需更进一步改进完善。首先，产品使用过程中出现的导体混线、断线与氧化；其次，绝缘层的抗张强度、断裂伸长率、抗压缩性能的改进提高；最后，现标准中部分二次参数的范围设定并不理想，相关联二次参数及各频率点指标很难匹配到理想中值。

　　特别是绝缘强度，是目前用户(铁道部各工程单位)、产品质量监督检测中心与生产厂家之间存在分歧并非常关注的问题，这不仅是线缆制造企业面临的一个新的技术难题，同时会因绝缘强度的改进造成产品结构尺寸、性能指标与现行标准出现较大的偏差。

铁路信号计算机联锁毕业论文(2)

　　铁路信号计算机联锁毕业论文篇二
　　浅谈铁路信号计算机联锁及调度监督系统

　　【摘要】本文简要介绍了我公司铁路运输系统概况、计算机联锁系统及其在我公司铁路信号当中的应用。以计算机网络设备技术为基础，将下属各铁路站场的信息资源集中起来，设计了用于铁路调车作业宏观调控与监督的调度监督系统。

　　【关键词】计算机联锁 调度监督系统

　　一、天津石化公司铁路系统运输概况

　　由于我公司是集石油化工化纤采集、运输、加工、生产、销售于一体的特大型国有企业。二级单位的位置分布决定了我们三个铁路站场的特点是：每个队作为一个相对独立的站场，以各队的调度为中心的线路向各作业部发射延伸、点多线长、位置分散。设备所在地区受风沙、盐碱、潮湿、干燥、地质等方面的不良影响较为严重，从而导致的计算机联锁系统室内外设备尤其是室外设备故障发生率较高。

　　二、计算机联锁系统

　　1、联锁及故障导向安全

　　所谓联锁即道岔、进路和信号三者之间相互制约、相互依存的关系，实现联锁的设备叫做联锁设备。计算机联锁系统是在电气集中成功 经验 的基础上，以工业控制计算机装置取代电气集中选择组和执行组的继电器电路，用计算机软件实现电气集中全部技术要求的新型车站集中联锁系统。计算机联锁装置主要由室内设备和室外设备两大部分组成。车站值班人员通过计算机联锁控制台或操作员站办理行车作业、进行人机对话，该控制台包括按钮盘或鼠标和彩色站场 显示器 ，可实时显示该站的各项作业情况和现场设备工作状态。

　　通俗的来说故障导向安全就是当影响机车运行的设备发生或存在故障时，联锁计算机应当在机车作业前事先发出警报，通知电务或工务人员及时解决，防止机车或列车在作业中发生事故，任何计算机联锁系统都必须首先保证故障导向安全这一前提。

　　2、VSI 2000A计算机联锁系统

　　由于我们三个调车场联锁系统大同小异，以二队系统为例对计算机联锁系统做简要分析说明。VSI 2000A计算机联锁系统可以分成三层结构。结构框图如1所示：

　　上层为操作员站(通常也叫上位机)。是供信号操作员办理进路，操纵设备的人机对话设备。它是由两台高可靠工业控制计算机，构成冗余工作方式。两套操作员站分别设置显示器、鼠标和音箱等操作表示设备。用彩色光带图形和文字语音等手段，提供站场图、设备状态显示及操作提示和报警。

　　三、调度监督系统及其设计

　　1、调度监督系统简析。调度监督系统是以信息处理为核心，以 网络技术 为基础构成的实时监督和管理信息系统，它利用各车站计算机联锁系统中的各车站的股道占用、信号显示、进路排列、列车运行及相关资料等重要信息，经处理后及时准确地提供给各级调度指挥人员，实现列车运行和车站站场作业的实时监督显示，提高调度指挥管理水平。

　　2、调度监督系统的模式选择。调度监督系统的实现通常有两种模式。一种是利用联锁系统的远程点对点通讯功能，每个站场利用电话线将一对调制解调器连接起来配上相应的通讯软件使数据传送到服务器上，服务器提供给 其它 共享终端使用数据。第二种模式是利用联锁系统提供的以太网功能和其它网络进行互联通讯，共享有关数据信息。为了安全起见，不宜对联锁主机进行操作，而是将历史站中时时更新的数据库发送到调度监督系统中的服务器上。

　　3、调度监督系统的总体设计方案。如图2可以看出，系统的整体结构分为三部分。上层调度监督系统和基层车站系统和公司办公共享部分。上层调度监督系统由服务器、局域网交换机、调监显示工作站、调度员工作站、UPS电源等构成局域网系统。利用计算机联锁系统远程通讯或以太网互联功能，采用客户端/服务器(Client/Server)型数据库，用光纤将上层调度监督系统和各基层站场计算机联锁系统的数据库联接起来构成一个星形专线网络连接，完成基层车站与上层调度系统的数据交换。将各站场的数据库作为监督系统的远程数据库，对于运行在服务器上的应用程序而言，远程、本地数据库是完全一样的，这就保证了监督系统与个站场信息的一致性。

　　调度监督 操作系统 采用通用标准的网络操作系统WindowsNT/2000和网络通信协议TCP/IP，为调度监督系统的扩展和资源共享提供软件基础。根据各铁路系统不同条件，服务器可考虑采用高可靠性的DELL微机或双机热备份系统，以确保适应恶劣的环境。

　　四、计算机联锁系统和调度监督系统的维护与检修

　　(1)在日常巡检时，加强对执行机、模块状态灯、电源各种板块、联锁机的检查，只有这样才能及时通过状态灯的变化发现并处理设备中存在的问题。(2)加强对UPS、电源的监控，对电源电流、电压每日进行在线测试，按季度对UPS实行容量和充放电检查。通过对电源进行实时测试，发现二路电源具有不稳定性，停电次数较多。所以为了减少单电源运行对现场运输作业造成的安全隐患，应该制订信号电源停电的应急方案，找出突发停电状况下现场运输操作的注意事项。(3)定期对电源、上位机、通讯板、UPS等进行切换试验，从而避免设备长期运行造成通讯异常、 死机 等问题，在降低对现场作业产生影响的基础上，定期实行重新起机测试、切换试验等操作，从而使设备能够长周期运行。(4)利用计算机联锁系统和调度监督系统的监测机和电务维修机记录的数据，并根据回放的站场运行情况、电压电流值的检索记录，正确的对电源供电状态、执行机模块状态、联锁机、通讯状态等进行分析，从而准确把握整个系统的运行趋势。重点分析执行机模块的进行状态，记录执行模块产生问题时的原因和状态，并提出相应地维修建议。

　　通过对计算机联锁系统和调度监督系统的关键部位进行精细维护检修，充分利用和分析监测机记录的数据，这两个系统一定能长期、稳定、安全地运行，确铁路的运输安全。

　　参考文献

　　[1] [美]Sue Plumley 著. 中小型网络联网宝典. 北京：电子工业出版社

　　[2] 李馥娟 编. 局域网经典案例教程. 北京：清华大学出版社

　　[3] HOLLIAS VSI 2000A.三取二铁路信号计算机联锁系统

　　[4] 铁道通信信号.铁道科学研究院通信信号研究所

　　[5] 中华人民共和国铁路技术管理规程.中华人民共和国铁道部
　　铁路信号计算机联锁毕业论文篇三
　　浅谈安全型铁路信号计算机联锁热备系统实现

　　摘要：铁路信号是铁路日常运行管理中的重点项目。计算机联锁系统是实现铁路现代化运行的重要基础，能有效的提升车站的通车能力。与传统的电气联锁系统相比，计算机联锁系统拥有维修方便、设计简单等优势，便于日后的改造和管理，推动了铁路管理的智能化、信息化和网络化。

　　关键词：计算机联锁;铁路信号;提升

　　随着信息技术的不断发展，铁路信号联锁控制系统经历了诸多发展时期，有传统的机械、机电系统转化为现代社会中微电子、计算机等现代控制系统。计算机联锁能高效、安全的维持车站运转，提高车站整体运行效率。本文结合相关计算机联锁技术分析我国应该如何开展安全型铁路信号计算机联锁热备系统的实现工作。

　　一、安全型铁路信号计算机联锁热备系统的总体设计

　　铁路信号计算机联锁热备系统能有效的提高铁路信号系统的实用性可靠性。本文依据传统铁路信号的计算机联锁系统的特点，设计实用性能较高的双机热备系统。

　　1、双机热备系统

　　双机热备计算机连锁系统是由两台计算机同时控制，进行逻辑运转计算。在工作过程中，只有一台计算机控制输电线路，另一台则保持待机状态。如果在运转中主机出现故障而备机无故障，则自动切换到备机工作，由备机切换成主机，继续控制输电线路运行。

　　在传统铁路信号计算机联锁系统中，大多都采用人工冷备份来保证联锁系统的稳定性，但与双机热备系统相比，这种存在明显的弊端。首先当主机出现故障时，需要用人工来切换备机设备，便捷性能差。其次，在主机和备机切换过程中，容易出现信息缺失。最后，在安全性能方面，双机冷备系统具有明显缺陷，单机效率不足。正是由于传统的双冷备分中存在明显不足，因此要加快双机热备系统研制工作。

　　2、设计双机热备系统的原则

　　在设计双机热备系统过程中，要明确设计工作的前提、目标和原则，保证设计过程的科学性。、

　　设计双机热备系统的前提条件就是确保信息传输的安全性和效率性，最大程度保证行车安全。

　　在设计过程中，要考虑到以下几个因素：

　　(1)准确性：主机和备机之间工作互补是双机热备系统中的一大特色。当主机发生故障时，要保证备机能准时发送信号并开始工作，同时展开主机与备机之间的信息交换程序。当主机重新恢复工作时，备机要将信息再次传输回主机。

　　(2)便捷性：便捷性主要是指主机和备机之间能顺利完成信息交换工作。

　　3、系统功能的实现

　　双机热备系统要从五个层次加以实现，包括：人机对话层、联锁运算层、复核驱动层、接口层和监控对象层。本文通过划分该五个层面，对开展设计分析。

　　(1)人机对话层

　　人机对话层由显示屏、音响、鼠标等计算机基础设备组成。它依靠鼠标、键盘出入命令信息，通过串口传输到两台计算机中。通常情况下，可以使用一机多屏的技术来显示整个车站情况(车站大小决定显示器数量)，也要将车站站台的动态信息与计算机联锁系统中的文字信息通过动态显示屏或LED显示屏上显示，方便工作人员检查管理。当主机出现故障时，要通过音响音乐进行报警。在显示屏上也应该设置故障闪烁信号灯，保证管理人员能在第一时间掌握故障情况并加以处理。

　　在设置人机对话层过程中，要保证系统能够自动实现启动和关闭。要根据站台的实际情况发送开车、停车指令。能准时实施光学报警，方便操作人员管理维修。

　　(2)联锁运算层

　　在双机热备系统中，联锁计算机是整个系统的核心部分，它由互补的两台热备份联锁计算机及相关共享器组成。在运行过程中，联锁计算机通过内部联锁软件的完成命令信号的判断、对联锁信号的分析、生成控制命令、诊断铁路信号故障等工作。在双机热备系统中，两台热备份联锁计算机要具有相同的配置，保证系统和操作人员在检测出联锁计算机出现故障时，通过共享器完成信息的自动切换或人工切换，使故障计算机退出应用信息管理程序，并发出警报。

　　(3)复核驱动层

　　复合驱动层是由两套配置完全相同的PLC可编程逻辑控制器组成。复核驱动器主要负责采集车站的具体信息，并完成对相关信息进行分析、对联锁运算机所发出的命令进行复核同时驱动车站信号、辅助系统完成自我监测等工作。PLC可编程逻辑程序控制器同样是互为热备的系统，它能通过对故障的检测发现CPU和I/O等功能模块的故障状态，也能进行PLC程序中CPU和I/O等功能模块之间相互切换工作。

　　(4)接口层

　　接口层是链接计算机联锁系统和监控对象的关键。接口层主要承担以下任务：

　　①时刻监控车站现场的监控，完成表示信息的电平向静/动转换以及PLC系统信号的之间的脉冲驱动信号向电平表示信息转换。

　　②监控专用电路控制设备运行，并支持系统完成监控。

　　(5)监控对象层

　　监控对象层主要指将计算机连锁系统用于监控车站状态控制以及调动机车的信号控制设备。在车站运行中，监控对象层的相关设备主要包括车站中用于指示列车运行的有色信号灯、转动岔道的转辙机、检测车站中轨道空闲区段以及占用状态的轨道电路等。

　　二、 系统安全 保护

　　在提高计算机联锁系统安全性过程中，国内外都采用二模动态亢余方案或三模静态亢余方案。三模静态亢余方案能利用硬件亢余提升系统的可靠性，二模动态亢余方案是利用整合硬件亢余资源，结合相关故障检测技术进行分析处理。在保护双机热备系统安全工作中，可以根据具体形式选择解决方案。

　　结束语：本文通过简单分析安全型铁路信号计算机联锁热备系统中双机热备系统的设计流程，为未来铁路信号信息化发展提供一个方向，希望能为相关部门解决实际问题提供帮助。在具体实施过程中，会出现信息交换不流畅、数据不稳定等情况，希望工作人员能克服实际困难，大胆实践，不断丰富双机热备系统，使双机热备系统更具体化、实用化。

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微机监测技术在铁路设备故障分析中的应用微电子论文

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1.铁路现状及发展:

铁路由于先天的综合优势，全天候、占地少、运量大、能耗低、速度快、安全性好、性价比高，必然成为国家综合交通运输体系中的骨干。从2008年起，中国铁路进入高速铁路时代，通信信号是高速铁路四大核心技术的重要组成部分，直接关系到高速铁路的建设和安全运行。随着高速铁路的兴起，对铁路通信信号在安全和功能上提出了更高的新要求。

2.微机监测简介:

铁路信号微机监测系统是铁路专用信号微机监测设备，是电务维护管理的重要工具。信号微机监测系统利用计算机高速信息处理能力实现不间断的全面、自 动的对信号设备进行实时监测。能够取得完整、连续的实时数据，避免人为因 素的干扰和影响，提高信号设备管理的质量，防止隐性事故发生。同时该设备 存录的大量现场数据对分析事故原因，了解设备状况有很大的帮助。

3.微机监测基本功能：

3.1信息采集

微机监测系统主要监测对象:

3.1.1外电网监测；

外电网输入相电压、线电压、电流、频率、相位角、功率。

u

3.1.2电源屏输出监测：

电源屏输出电压、电流、频率、功率；25Hz电源输出电压相位角；智能电源屏通过接口连接。

监测精度：电源电压：±1%；电流：±2%；频率：±0.5Hz；相位角±1% 度；功率：±1%

3.1.3轨道电路监测：n

交流连续式轨道电路监测；轨道继电器交流电压、直流电压；25Hz相敏轨道电路监测；轨道接收端交流电压、相位角；驼峰2.3轨道电路监测；驼峰JWXC-2.3轨道继电器工作电流；

监测精度：电压：±1%；电流：±3%；相位角：±1%

3.1.4转辙机监测：

直流转辙机监测；道岔转换过程中转辙机动作电流、故障电流、动作时间；交流转辙机监测；道岔转换过程中转辙机动作电流、功率和动作时间。驼峰ZD7型直流快速道岔转辙机；道岔转换过程中转辙机动作电流、故障电流和动作时间。

3.1.5道岔表示电压监测：

道岔表示交、直流电压；

监测精度：电流：±2% ，时间≤0.1S；电压：±1%；功率：±2%

3.1.6信号机监测：

列车信号机点灯回路电流的监测；列车信号机的灯丝继电器（DJ,2DJ）工作交流电流。n

监测精度： 电压 ±1%；电流：±2%

3.1.7绝缘漏流监测

3.1.8电缆绝缘监测：

电缆芯线全程对地绝缘；电源对地漏泄电流监测；输出电源对地漏泄电流。

监测精度：绝缘、漏流：±10%

3.1.9站内电码化监测：站内发送盒功出电压、发送电流、载频及低频频率。

3.1.10集中式有绝缘移频自动闭塞监测：

发送端功出电压、发送电流、载频及低频频率；接收端限入电压、移频频率 及低频频率。

监测精度：电压 ±1%；电流：±2%、 频率：±0.1Hz。

3.1.11集中式无绝缘移频自动闭塞监测：n

区间移频发送器发送电压、电流、载频、低频。区间移频接收器轨入、轨出1（主轨）、轨出2（小轨）电压、载频、低频。区间移频电缆模拟网络电缆侧电压。

监测精度：电压 ±1%；电流：±2%、频率：±0.1Hz。

3.1.12半自动闭塞线路电压、电流监测：

监测精度：电压 ±1%；电流：±2%

3.1.13环境状态的模拟量监测：

信号机械室、电源屏室、微机室以及TDCS车务终端机柜内环境温度;民用空调电压、电流、

功率监测;关键设备表面温度监测：

监测精度：温度：±1℃，湿度：±3％RH，电压：±1％，电流：±2％，功率： ±2％

3.1.14开关量监测功能：

按钮状态、控制台表示状态、关键继电器状态等;监测列车信号主灯丝断丝状态并报警;n

对组合架零层、组合侧面以及控制台的主副熔丝转换装置进行监测、记录并报警;通过通信接口对转辙机表示缺口状态进行监测、记录并报警。

3.2站机

站机是车站微机监测系统的核心，主要功能:

3.2.1显示及存储：

站场运用状态图的显示与回放，站场图能够放大、缩小和全屏显示。

开关量的实时状态显示以及历史记录查询。

模拟量的实时测试表格、日报表、日曲线、月曲线、年趋势线。

转辙机动作电流曲线。

控制台按钮操作记录，包括列调车、破封按钮、故障通知按钮等。

关键设备动作次数及时间表，包括转辙机动作次数；破封按钮运用次数；区段占用次数；列车、调车按钮运用次数；故障通知按钮运 用次数、列车、调车信号开放次数等。

电缆绝缘和电源对地漏泄电流的测试表格和变化曲线。

轨道电路分路残压报表记录。

3.2.2数据处理及控制

配置文件、历史数据的导入/导出。

选择多路绝缘进行组合测试。

回放文件的管理与导出。

曲线及各类报表的打印管理和导出。

授权修改基准参数和报警上下限。

向上层网络（服务器、终端）传送各种实时数据，包括开关量、模拟量、报警、预警及各种状态和系统信息。

接收并执行上层的命令，根据需要向上层网络传送响应数据。

3.2.3报警及事件管理

根据预先定义的逻辑，实现一、二、三级实时报警和预警。

语音和声光报警。

报警和预警历史信息的查询。

重要报警的人工确认。

设备故障及报警的汇总、统计和分析。

系统运行事件、用户操作事件等记录及历史查询。

TDCS/CTC系统工作状态记录及故障报警。

列控中心系统工作状态记录及故障报警。

计算机联锁工作状态记录及故障报警。

4.具体故障情况分析：

4.1道岔不能正常动作：

当判断到道岔应该动作而未动作时或没有动作到位时（以总定按钮或总反按钮动作为切入点

），按照道岔动作电路的'工作原理，判断道岔没有 动作的原因：

道岔区段处于锁闭状态；（根据红、白光带和引导总锁条件）；1DQJ没有吸起；2DQJ没有转极；道岔动作电源故障；启动保险熔丝断丝；道岔动作回路断路

4.2道岔断表示：

根据分线盘表示电压的测量，可以得到道岔表示电压的交直流分量。当道岔处于定位或反位时，而道岔表示继电器不能励磁时，可以分析出道岔表示电路中的故障点，如室内断线、室外断线、室外混线、二级管短路、继电器断线、电容断线、电容短路、表示保险熔断等故障，指导信 号工处理故障。

4.3列车信号不能正常开放：

如果白光带没有出现，对于6502电气集中设备，根据按钮表示灯和排                列进路表示灯等采集信息，记录电路的动作程序，通过逻辑分析提供电路 故障的判断范围。主要检查进路上的道岔表示是否正常，进路中所经过的轨道电路区段是否有被占用或被锁闭的情况（包括超限绝缘区段的检 查），如果发现上述条件有异常情况给出提示。

如果白光带已出现，而信号不能开放，则需要检查以下条件：

对于接车信号和正线发车信号，检查判断信号机是否处于红灯断丝状态；

过始端按钮表示灯和信号复示器亮灯情况，判断列车信号继电器是否励磁吸起或不自闭。给出故障判断提示。

对于发车信号，可以根据发车区间不同制式的闭塞（自动闭塞、半自动闭塞、站间联系、场间联系）表示灯信息，检查判断是否满足信号的开放条件，且给出判断提示。

4.4列车信号非正常关闭：

列车信号在开放后，在以下三种情况下关闭为正常关闭，其余情况下均为非正常关闭

列车顺序占用信号机内、外方区段；信号被取消；信号被人工解锁；

监测系统可以检查进路上的道岔表示是否正常，进路中所经过的轨道电路区段是否有被占用或瞬间闪红光带的情况（包括超限绝缘的检查），如果发现上述条件有异 常情况给出提示。检查是否因允许灯光灯丝双断灭灯造成信号关闭；对于发车信号，还可以通过连续监督区间闭塞状态、区间联系、照查等条件，判断是否因这些条件发生变化而造成信号非正常关闭。

4.5对轨道电路的实时分析：

通过对进路列车的自动跟踪，对过车时的轨道电路分路不良进行判断和报警；同时可以判断轨道电路区段的红光带是否异常（正常占用还是区段故障）。并通过对轨道继电器接 收端的交流和直流电压比较分析，判断故障范围。

对区间轨道电路，建立汇总报表集中显示从发送到接收回路中系统测试的各点的模拟量值，利用各个中间点的测试 值，指出可能出现故障的位置，便于维修人员处理故障。与其它系统的接口可以按照标准的协议从微机联锁、TDCS、列控、智能电源屏、智能灯丝等系统获取信息。还可以按照标准的协议向其它系统提供信息。

参考书籍：

《铁路信号新技术概论(修订版)》/林瑜筠/中国铁道出版社

《TJWX-2000型信号微机监测系统》/赵相荣/中国铁道出版社