分布式全电子计算机联锁系统研究

摘要

计算机联锁系统是以计算机为主要技术手段实现车站联锁的信号系统,它的主要功能是指挥行车、保证行车安全、提高铁路运输效率以及改善劳动条件。以联锁机为核心的集中控制方式是目前计算机联锁系统的主流,但该方式存在风险集中,工程造价较高,系统维护困难等问题。
　　 本文在研究现有计算机联锁结构及功能的基础上,通过对国内外不同制式的计算机联锁结构对比分析,考虑在铁路重载、高速的大环境下,国内目前主流的计算机联锁所暴露出的局限性,引入区域控制概念,结合分布式控制理论、智能控制技术、光纤通信技术等提出了一种分布式全电子计算机联锁结构。
　　 光纤接入网技术EPON(EthernetPassiveOpticalNetwork)综合了PON(PassiveOpticalNetwork)技术和以太网技术低成本、高带宽、维护简单、扩展性强、易于升级以及灵活快速等共同优势,是光接入网领域中的热门技术。因此,新型分布式联锁结构采用EPON技术组网,在现有计算机联锁网络结构的基础上提出了光纤冗余环网网络结构的优化方案,并以CAN(ControllerAreaNetwork)数据帧标准格式为依据,采用报文编号、差错控制码、正反码等多种方式设置安全侧报文。另外,在CAN数据帧的预留位引入延时标签的概念,该标签的值通过通信系统同步时钟之间的差值来确定。
　　 利用区域控制器实现现场信号设备的分散控制是该联锁结构的关键,因此,本文对区域控制器的结构功能进行了详细设计,并以区域控制器中的道岔控制子模块为例,对道岔控制模块进行了仿真实现。
　　 通过分析信号设备可靠性与安全性之间的关系,指出铁路信号设备相关的可靠性标准还不够完善,并根据进路控制功能建立分布式全电子计算机联锁系统的可靠性框图,对其进行定量的可靠性分析及仿真。结果表明该系统运行稳定可靠,其结果可以对全电子计算机联锁系统的定期检修维护提供依据。