计算机联锁技术的区域化和全电子化

李宝华

【摘 要】本文介绍了计算机联锁技术的区域化和全电子化技术的实现方案。详细阐述了区域化计算机联锁和全电子化计算机联锁的系统结构、技术特点、实现方式及发展趋势。

【关键词】計算机联锁；区域控制；全电子化

随着计算机软硬件技术、网络通信技术、电力电子技术等高新技术的发展，以及客户对设备的集中控制、调度指挥一体化、故障诊断以及智能处理等需求不断提高，计算机联锁的区域化和全电子化的技术发展的趋势势必加快，促使未来计算机联锁系统集中化、网络化、电子化以及智能化。

一、区域计算机联锁

区域计算机联锁系统是在车站计算机联锁基础上，结合网络安全传输等技术发展的网络化、智能化、集成化的联锁控制系统。它将整个联锁控制区视为一个车站，利用一套联锁系统实现地理位置不同的多个车站的集中控制，达到节省工程投资，提高运营管理效率的目的。

区域计算机联锁根据控制方式可分为集中控制计算机联锁和分散控制计算机联锁。

（一）集中控制计算机联锁

集中控制方式下，整个控制区视为一个车站，在各站设置联锁系统的远程执行设备（包含采集、驱动及通信等设备），使用一套联锁机完成地理位置不同的多个站的联锁逻辑运算和集中控制。集中控制联锁系统结构如图1所示。

图1 集中控制计算机联锁系统结构图

在集中控制联锁系统结构图中，虚框内是某个被控站上的远程执行设备，联锁逻辑子系统通过高速环网与其通信并对其进行监控。每个远程执行设备由I、II系组成，每系分别通过各自的远程通信接口与高速环网（红蓝网）相连接。联锁系统的采集板和驱动板采用二取二的工作方式，对通用继电器接口进行采集及驱动。

集中控制联锁的优点如下：

a）简化站（场）间联系，取消站（场）间联系电路和联系电缆；b）联锁设备集中设置，优化配置，充分共享资源，减少设备，节省工程投资；c）只在主控站设置值班人员，被控站可实现无人值守，节省人力；d）减少站间作业流程，提高运营管理效率。

集中控制联锁的缺点是对网络的可靠性要求非常高，一旦中心联锁机或高速红蓝环网同时故障，则整个联锁控制区就会瘫痪。

（二）分散控制计算机联锁

分散控制方式下，既可实现集中控制，又可实现车站控制（本地控制）。联锁控制区中的每个车站设置一套联锁系统，各站联锁逻辑运算由本站联锁系统实现，系统通过安全网络实时传输各个车站的表示信息，在主控站进行实时集中监控，既可由主控站向指定车站下发实时控制命令，又可在特殊情况下在本站进行操作控制。

分散控制计算机联锁系统结构图如图2所示。

分散控制计算机联锁的优点是既可集中控制，又可以车站控制，避免了由于高速红蓝环网故障或主控站联锁机故障导致整个联锁控制区瘫痪。

分散控制计算机联锁的缺点不能减少设备数量、节省工程投资。

二、全电子联锁

全电子计算机联锁系统是铁路信号控制的新一代联锁设备，系统以计算机控制技术为核心，以电力电子开关技术为基础，采用计算机通信、自动检测等先进技术，最大程度实现电子化的计算机联锁设备。

全电子计算机联锁系统结构图如图3所示。

图3 全电子计算机联锁系统结构图

联锁机与全电子执行机之间采用以太网或总线进行通信，全电子执行采用控制、监督、监测一体化工作模式，执行联锁机命令，将现场设备信息传输给联锁机，并可通过监测通道向维护监测机提供轨道电压、道岔电流、道岔动作时间等数据。全电子执行机由不同类型的执行模块组成，这些执行模块是计算机联锁的执行表示电路，包括信号、道岔、区段、零散等，具有命令执行、表示采集、动作监测、故障保护等功能。

全电子计算机联锁系统的优点如下：

a）可大量减少继电器、信号电缆、组合架设备的使用，不仅避免了各种混线、断线、继电器失效等故障，可大幅降低工程投资；b）扩展灵活，网络化的架构支持远程驱采的配置，满足不同规模车站的应用需求；c）设备配置简洁、接口简单，故障提示和诊断明确直观，可大幅减少日常维护工作量。

全电子计算机联锁系统的缺点是由于大量采用全电子执行模块，如果不能保障执行模块的高可靠性和高安全性，则会大大降低全电子计算机联锁系统可靠性、安全性及可用性。

三、展望

区域计算机联锁系统实现车站联锁和调度指挥一体化控制，系统适用性强，能够提高运营管理效率。

全电子计算机联锁系统可实现控制、监督、监测一体化，而且设备配置简洁、接口简单，故障提示和诊断明确直观，可大幅减少工程投资以及日常维护工作量。

区域联锁与全电子联锁技术相结合，可以大大提高联锁系统的集成化、自动化程度，为提高铁路运输效率和能力提供可靠保障。

随着信号技术的发展和用户需求的多元化，计算机联锁的区域化及全电子化将成为发展趋势，因此研制区域计算机联锁系统和全电子计算机联锁系统势在必行。

【参考文献】

[1]梁璞.浅谈电子信息工程管理中电子计算机技术的应用[J].数字技术与应用，2019，37（04）：222+224.

[2]易松鹤.电子计算机工程网络控制软件中的问题与改进[J].电子技术与软件工程，2018（19）：20.