④通信板

1.1.3计算机联锁控制系统软件

一、 联锁软件体系结构

    联锁软件包括操作表示软件、联锁运算软件及输入输出软件，其总体结构如下图1-2所示[3]。

    联锁逻辑运算软件的作用是基于状态信息和操作命令，按照要求进行联锁逻辑运算，生成控制指令，发送给输出软件模块，同时把信号设备状态信息传递给操作表示软件[4]。

图1-2计算机联锁系统软件结构

二、 操作表示软件   

    ① 操作表示软件功能：操作功能、显示功能提示功能、记录功能、数据接口功能 

    ② 操作表示软件数据：静态数据、动态数据

    ③ 操作表示软件模块：操作输入处理模块、显示输出处理模块 

1.1.4计算机联锁控制系统可靠性和安全性保障技术

一、 可靠性保障技术

    系统的可靠性是指系统所能完成规定功能的概率，前提是在规定的条件和时间内。人们在工作中为了提高系统的可靠性以及防止故障造成系统失效，发展了两类基本技术即避错技术和容错技术[6]。

    防止和减少故障发生的技术就是避错技术。避错技术的重点是通过质量控制、环境保护和减载使用等措施设法消除产生故障的原因。

    在系统的某一部分发生故障时仍能使系统保持正常工作的技术就是容错技术。

二、 安全性保障技术

    功能安全和故障--安全是计算机联锁系统安全性的双重含义，功能安全是在故障没有发生时，保证设备能准确无误地工作；故障--安全是在故障时，设备应导向安全状态。

三、 系统级可靠性安全性保障技术文献综述

    双机热备动态冗余结构、三取二静态冗余结构和二乘二取二冗余机构是目前广泛使用的联锁运算层硬件平台结构[7]。

    ①双机热备机构 双机热备联锁系统有两个具有完全相同的硬件结构和软件功能的单元，但是它们本身是相互独立的。双机热备联锁系统的基本思想是单机保证安全，双机提高可靠性。

    在双机热备系统中，提高单机系统的故障安全性的方法主要有以下两种，一是闭环自诊断，此方法的核心是依靠自诊断程序来实现计算机的故障--安全特性。

二是软件冗余。

    ②三取二结构 三取二机构，属于静态冗余结构。三台计算机可以组成三取二结构的冗余系统。三台计算机运行具有相同功能的程序，接收相同的输入信息，并行地处理数据，对各个阶段的信息互相比较，输出控制命令的条件是两台或两台以上计算机工作正常，也就是说要至少两台计算机的结果一致，这样就实现了三取二表决。

1.2国内外研究现状

在1987年瑞典的哥德堡车站首先使用了计算机联锁系统，这是世界上最早使用计算机联锁系统的国家，然后一些西方发达国家也开始使用了[8]。

就我国来说，铁道部通信信号总公司研究设计院研制的计算机联锁系统是最早投入使用的。现阶段我国的计算机联锁系统已经趋于成熟且可用，但是在可靠性和功能方面都有所欠缺。2000年，适合我国铁路实际情况的K5B型计算机联锁系统研制成功，它的出现时我国相关领域的一大进步。在之后的数十年见，我国的计算机联锁技术迅速推广，新建和原有的铁路线路都已经采用计算机联锁系统，同时还出现了其他更好的计算机联锁，比如二乘二取二或三取二型计算机联锁，它们一般运用于比较先进的站场和铁路运输系统中[9]。