车站计算机联锁（中等专业学校教材）(车站联锁系统教程)

车站计算机联锁系统的基本概念

计算机联锁系统的基本功能包括：

• 进路建立与解锁：根据列车运行计划自动或手动建立进路，并在列车通过后及时解锁。
• 道岔控制：确保道岔位置与进路需求一致，防止道岔误动。
• 信号机显示：根据进路状态控制信号机的显示内容，为列车司机提供明确的运行指令。
• 故障诊断与记录：实时监测系统状态，记录故障信息，便于后续分析和处理。

计算机联锁系统的硬件结构

• 联锁计算机：系统的核心部件，负责执行联锁逻辑运算和控制命令的输出。
• 输入/输出接口：用于连接现场设备（如道岔、信号机、轨道电路）和联锁计算机。
• 操作显示终端：为车站值班员提供人机交互界面，显示站场状态和操作命令。
• 通信网络：实现系统内部各模块之间的数据交换，以及与外部系统（如CTC、ATS）的通信。

联锁计算机通常采用冗余设计，包括双机热备或三取二表决机制，以确保系统的高可用性。输入/输出接口模块具备电气隔离和防干扰能力，能够适应复杂的现场环境。操作显示终端提供图形化界面，直观展示站场布局和列车运行状态，便于值班员快速做出决策。

计算机联锁系统的软件设计

• 联锁逻辑运算模块：根据进路需求和现场设备状态，执行联锁逻辑判断。
• 设备驱动模块：控制道岔、信号机等现场设备的动作。
• 人机交互模块：处理值班员的操作指令，并反馈系统状态。
• 数据记录与分析模块：存储运行日志和故障信息，支持事后分析。

联锁逻辑运算模块是软件的核心，其设计必须严格遵循铁路信号安全准则，确保在任何情况下都不会产生危险的输出。设备驱动模块需具备实时性和可靠性，能够快速响应控制命令并准确执行。人机交互模块的设计应注重用户体验，避免因操作失误导致的安全隐患。

计算机联锁系统的安全性设计

• 故障导向安全：任何硬件或软件故障都应以不影响行车安全的方式处理。
• 冗余与容错：通过硬件冗余和软件容错技术，提高系统的可靠性。
• 安全认证：系统需通过国际或行业标准的安全认证（如SIL4）。

故障导向安全原则要求系统在检测到异常时，自动切换到安全状态，例如关闭信号机或锁闭道岔。冗余设计通常采用双机热备或三取二架构，确保单点故障不会影响系统整体功能。此外，系统的软件开发需遵循严格的工程规范，并通过形式化验证和测试，确保其逻辑正确性。

计算机联锁系统的应用与维护

• 站场数据配置：根据车站布局和运营需求，正确配置进路、道岔和信号机等数据。
• 日常维护：定期检查系统硬件和软件状态，及时处理异常情况。
• 故障处理：建立完善的故障应急预案，快速恢复系统功能。

站场数据配置是系统投入使用前的关键步骤，需确保数据准确无误，避免因配置错误导致行车事故。日常维护包括硬件设备的清洁、紧固和测试，以及软件系统的日志分析和性能优化。故障处理时，应优先保障行车安全，再逐步排查和修复问题。

计算机联锁系统的发展趋势

• 智能化：引入人工智能技术，实现故障预测和自适应控制。
• 网络化：通过云计算和大数据技术，实现联锁系统的远程监控和维护。
• 集成化：与其他铁路信号系统（如CTC、ATP）深度融合，提升整体效率。

智能化技术可以帮助系统提前发现潜在问题，减少突发故障的发生。网络化技术使得联锁系统的维护更加便捷，同时也为跨区域协同控制提供了可能。集成化设计能够降低系统复杂度，提高信息共享效率，从而优化列车运行管理。