CIS1型计算机联锁系统

CIS-1型计算机联锁系统第一章 系统概述CIS-1 型计算机联锁系统是保证铁路车站行车安全和提高运输效率的重要控制设备。本系统是计算机技术和安全技术相结合，并严格按照部颁计算机联锁技术条件研发的信号自动控制系统。系统保留继电联锁 的安全防护 措施，实现控制系统的故障-安全。随着计算机技术的发展, 我国铁路车站应用计算 机联锁系统已被人们广泛认识和接受，并且计算 机联锁系统以其高可靠性、高速 度、大容量，高集成度、可扩展性、丰 富的信息表达手段等一系列继电设备无法比 拟的优势，在我国铁路信号 领域得到了广泛应用并已形成推广的趋势。本系统在开发、生产过程中严格遵循国家计算机软件工程规范及铁 道部计算 机联锁技术条件的原则，整套系统设备的硬件和软件，都 通过了中华人民共和国 铁道部的标准检测。在整套系统设计、编程、测试、联调、评估、运行等各个环节上，都按 照中华人民 共和国铁道部规定的程序进行，在工程管理、文档管理、软 件管理、安全管理上， 严格遵循 ISO-9001 质量认证体系执行。该系统采用高可靠工业控制计算机，以双机热备冗余结构组成联锁处理 系统，可实 现双套联锁系统迅速同步的功能;该系统特有的联锁上位机并行工作机制，可以保证联锁上位机之间无需 相互倒切即 可同时进行车站运输作业。该系统独有的共享式网段隔离的双以太网互联结构，通过网络传输经过 加密编码的 安全信息，保证系统内各个子系统间的单通道通信故障时, 系统工作不受任何影响， 并能准确诊断出系统故障部位。该系统联锁软件按照模块化、结构化原则设计，并采用强制版本相异性、 信息冗余 编码、数据多区域校核、系统自我诊断等新的软件编程技术, 保证联锁软件的安全 性。该系统具有完善的远程诊断和现场维护功能，故障定位迅速准确，可以 实时监视和 详细记录设备运行和操作的各种状态，具有历史回放、记录 保存等功能。1.1 系统的先进性 本系统采用工业控制级计算机，以安全软件和安全处理技术实现联锁逻 辑，通过计 算机及外围继电器接口电路实现故障 -安全的采集和控制输出。在计算机设备选择上，我们选用技术先进、性能可靠的系统设备、 通用的开发 调试环境、支持实时多任务操作系统的工业控制计算机。系 统通过安全防护的单向 通道，可将现场作业的各种情况、站场图形、数 据传送到相关系统，包括铁道部、 铁路局、铁路分局的调度中心、调度 所。并对车站值班员、电务维护人员的各种操 作进行记录和分析。1 . 2 系统的可靠性可靠性是计算机最重要的性能指标。计算机联锁系统是控制信号设备的连续、稳定工作的性湿度环境要求、可靠本系统采用双机热备安全系统，在确保安全的前提下，必须具有长期、能。因此，我们选用适合车站作业环境、适应温 性指标很高的工业控制级计算机及其它硬件设备 的工作方式。1 . 3 系统的封闭性和开放性在计算机及其网络技术飞速发展的“网络-计算机”时代，要求计算机联锁 系统对外 部应该是封闭的，但是对系统内部的各个设备应是完全开放的。对内，我们采用通用开放的计算机网络平台，为用户提供通用的计算机 网络编程技 术，为技术应用提供了十分简捷的途径，亦为升级、扩容、 联网奠定了坚实的基 础。对外，我们在系统接口配置防火墙设计，防范 系统外部对联锁系统的偶然干扰 或恶意侵犯。1 . 4 系统的安全性计算机联锁系统的核心是安全技术。为了实现故障-安全目标，我们从系统的硬件和软件两方面采取措施，使系统的安全性满足车站联锁 控制设备的 要求。从硬件方面讲，当通用计算机及其外设故障时，系统不能做到故障-安全保证，所以我们采取硬件冗余技术提高硬件的可靠性。并使其可靠性满足计算机联锁系统技术条件的要求。对危及行车安全的输入 信息采用电 平-动/静变换闭环检查技术，输出信息采用代码-动/静-电平变换闭环检查技术实现故障-安全。从软件方面讲，除采用模块化、结构化软件结构外，并采取信息编码、 软件版本冗 余、程序卷回时间冗余等措施，来保证联锁软件的故障-安全。1 . 5 系统的模块化结构设计系统硬件和软件均按模块化结构设计，可适应不同的用户需求。系统将基本联锁、特殊联锁、现场信号设备电气特性监测、调度集中/调度监督/DMIS 等系统接口、远程诊断等按硬件和软件模块化设计，根据不同车站的需求进行配置，使系统功能增减容易，可靠性高。1 . 6 严格的工程规范管理计算机联锁系统作为安全等级很高的安全型设备，其开发、生产过程中，对有关技术组织、项目评审、软件工程化、产品质量检验、文 档管理、软件配置、施工管理等方面均严格按照 IS09001 标准程序进行,以实现系统预定的安全性技术要求。使产品质量稳定可控。第二章 联锁系统的结构和功能2.1 系统的主要配置:I 操作系统：由提供值班员进行站场作业的控制台以及监视设备组 成;联锁系统：由联锁逻辑处理计算机、采集与输出电路组成;网络系统：由相互独立的双以太网络构成双机热备同步控制的系统组成;维护系统：由电务维护计算机、打印机组成;配电系统：由系统配电柜、防雷箱、 UPS 组成;2.2 操作系统结构和功能操作系统设置在车站值班员室内，向值班员提供进行站场操作的各种手段，值班员可以根据调度命令，在控制台上进行各种操作命令。其中，控制台可以实时显示站场情况，控制台的上位机完成控制命令的 处理和站场 表示，车站信号员可以通过显示器和鼠标进行操作。车站值 班员可以通过监视器监 督信号员的操作。电流表提供控制道岔转动电路 的电流值，音箱提供各种操作提示 和系统报警的语音。操作系统配置：控制台、上位机计算机、监视器、电流表、鼠标器、音 箱。2.3 联锁系统的结构和功能 联锁系统设置在计算机联锁的机柜内，根据上位机的命令及采集层的数 据，联锁下 位机计算机完成系统联锁的逻辑运算并通过驱动层控制命令 输出，原理如下:继电器接点 T 采集层 T 转接板 T 扁平电缆 T 722 卡控制台命令T上位机T网线T网络集线器T网络卡联锁配置 主要功能采用高可靠的工业控制计算机，完成联锁提供系统运行状态的表示灯，是判断系统1. 联锁下位机逻辑处理2. 状态控制层 运行正常的依据提供联锁运算所需要的数据，通过采集层的电将联锁下位机运算的结果通过该层的电源板,采集层电路、驱动层电路、采集电源、驱动电源、转接3. 采集层源板送到联锁下位机4. 驱动层送到驱动层输出 联锁配置 层、 扁平电缆、联锁下位机。2.4 网络通信系统的结构和功能CIS-1 型计算机联锁系统为一个小型双套局域网，实现实时控制。局域网上的各节点，即上位机、联锁机、电务维修机之间采用共享式网段隔离以满足IEEE802.3标准的双以太网进行信息传输。每个网段带宽为10Mbps。采用符合国际标准组织的开放互联模型OSI的TCP/IP网络协议，确保网络的开放互联性和信息传输的绝对可靠性。TCP/IP 基于 OSI七层协议的网络层和传输层，属于高层协议， TCP/IP 协议保证无错、无重复信息的传输。选用两台共享式以太网集线器hub构成CIS-1系统双以太网结构 和 lOBaseT 双绞线连接方式，确保连接到 HUB 任一端口的网络线发生断路、短路、混线、接地及网络端口故障时，都不影响其它 网段的正常 工作，实现各节点间网络故障隔离的目的。CIS-1 型计算机联锁系统采用双以太网结构，使得CIS-1 系统具有可靠性高、实时性强、开放通用、扩容及升级方便、故障隔离等专用通信网（如:RS-232，RS-422 构成的通信网）所无可比拟的优点。当今世界上任何一家网络厂商提供的网络产品都支持TCP/IP协议oCIS-1系统选用TCP/IP网络协议，使其具有极好的互联性。共享式集线器网络互联方式，又使CIS-1 系统具有极强的开放性和扩容性。 随着用户需求的不断变化，当网 络带 宽不能满足系统要求时，用户只需简单的将原系统共享式以太网集线器更换成以太网交换机，使原系统各节点共享10Mbps 带宽的网络结构变为各节点独享10Mbps带宽的网络结构，或选用100Mbps带宽的快 速以太网集 线器和快速以太网卡即能达到系统网络升级的目的。而此升 级措施，系统所有的应 用及硬件配置都不用改变。2.5 维护系统的结构和功能电务维护系统：位于联锁机房内，用于对系统运行状态的实时监测、为 电务人员 对系统维修提供表示信息及历史数据。同时真实记录车站的各 种作业情况。维护系统组成：工业控制计算机、硬盘阵列器、21 英寸监视器、鼠标打印机、调制解调器。硬盘阵列器: 维护系统的硬盘热备设置。电务维修机屏幕显示可以分为四部分:当前现场设备状态区（主副路电源灯、熔丝报警灯等）站场显示、回放区（站场界面、站场回放窗口）功能按钮操作区（提供维护查询、回放的操作）下位机设备状态区（提供系统运行状态）2.5.1 站场名称提示功能点击信号名按钮:显示站场区域内的所有信号名称点击道岔名按钮:显示站场区域内的所有道岔名称点击道岔方向按钮: 显示站场区域内的所有道岔位置标志 道岔位置状态1、道岔定位位置：短绿箭头表示;道岔反位位置：短黄箭头表示;道岔失去表示：短红箭头表示。道岔缺口的表示状态：w 黄色闪光道岔正在转换状态;w 红色闪光道岔失去表示状态（挤岔）；w 加白色圈道岔单独锁闭状态;w 加红色圈道岔检修封锁状态;2.5.2 时间条提示功能点击时间条按钮，在屏幕右上角出现下列系统设置的时间提示条:2.5.3 站场显示功能点击站场显示按钮，屏幕出现当前站场的真实情况显示注意：平时维护时，应将屏幕始终设置到站场显示状态2.5.4 站场回放功能当需要查询历史记录、分析出现的问题时使用此功能:1、点击站场回放按钮，屏幕出现历史回放界面;选择一个历史回放的时间段，时间范围按钮。注释: 系统可以显示、回放一个月以内的所有站场表示信息的变化情况3、历史图象的回放的操作:回放按钮:回放历史数据暂停按钮:暂停回放历史数据加速按钮:加快播放站场回放速度（可以连续多次点击，选择速度）减速按钮：降低播放站场回放速度 （可以连续多次点击，选择速度）前跳按钮：站场回放过程中向前跳10 分钟;后跳按钮：站场回放过程中向后跳10 分钟。2.5.5 故障检测功能I 点击系统检测按钮：显示当前系统拓扑结构图。I 系统拓扑结构图中的表示:天蓝色:表示设备运行正常状态;红色或黄色：表示严重故障需要立即进行修理。点击下位机机柜可以继续显示每块采集板、驱动板的工作情况。当显示采集板、驱动板时，可以点击系统拓扑返回系统拓扑结构图2.5.6 选路信息车站作业的历史数据、车务人员操作信息及数据打印输出等功能1、点击选路信息按钮：出现下列表格:信息类型 附加信息加信息 时间列车进XLA D23 D34时12分调车进路 D32月14日13时12分引导进路 XYA16日13时12分附加信息 附加信息S2LA 2003 年 12 月 12 日 13S2DA 2003 年 122003年12月击时间范围按钮：出现下列表格: 向上翻页按钮：信息数据向翻页一行; 向下翻页按钮：信息数据向翻页一行;