铁路信号计算机联锁毕业论文

铁路信号计算机联锁毕业论文篇一 试谈铁路信号计算机联锁系统自动测试的构造 摘要：伴随着电子计算机技术的飞速发展，传统的 6502 电气集中联锁 系统迅速地被计算机联锁系统取代，后者已然成为了未来车站联锁系统的主 要发展方向。自动测试作为这两年兴起的联锁软件测试方式，对比手动测试 更有优势，本文将重点探析铁路信号计算机联锁系统自动测试的构造。 关键字：铁路信号;计算机联锁系统;自动测试;构造探析 计算机联锁软件凭借其高效率、测试充分等特点成为了保证铁路列车和 机车安全作业的重要软件，为了保障计算机联锁软件的高安全性我们必须对 其进行安全测试。目前我国使用的计算机联锁软件测试方法主要有 手工测试 和自动测试，两者相较，手工测试拥有测试效率低和测试不充分等缺点;而自 动测试系统恰好能弥补手工测试的这些弊病，它测试效率高、所需人工少、 测试时间短，并且能有效地消除联锁试验中产生的失误，减低了软件带来的 风险性。总的来说，自动测试具有简单化、需时少、效率高等优点。 一、铁路信号计算机联锁系统介绍 作为指挥铁路列车作业和机车作业的信号命令，铁路信号必须保证列车 的机车运行安全、提高运行效率。铁路信号系统的发展可以追溯到蒸汽时代 ， 随着科技的进步、时代的发展，铁路信号系统从最初的人工操作演变为机械 运行、机电结合以及电气一体，再到如今的计算机联锁系统，可谓日新月异 。 目前我国广泛使用的有两种铁路信号系统，一个是传统的 6502 电气集中联 锁系统，一个便是计算机联锁系统。 以前由人工操作的铁路信号系统，其传递信息的方式便是通过信号员挥 动各式各样的旗帜来显示机车运行情况。这种信号传递方式不仅耗时耗力， 传递的信息量还小，不能保证信号传递的准确性和实时性，早已经被时代的 发展淘汰。现代铁路信号系统是建立在网络通信技术、视频监控技术、计算 机技术基础之上的，通过计算机控制实现的一种信号系统。在这种系统中使 用了信号连锁软件的控制规则，建立了包括火车轨道、道岔以及信号机组的 室外基础设备，能够实现对铁路列车运行状况的全面掌控，有利于保证火车 运行的安全。而采用特定的技术手段，将进路、信号、道岔的关系固定在一 个相互制约又相互协作的层面上，这就是联锁规则。从联锁规则我们可以看 出：计算机联锁系统其实是通过制定一系列的道岔、信号及轨道联锁关系达 到约束作业，从而保证铁路运行安全;另一层是实现联锁规则必须以技术作为 手段。 和其他例如视频监控系统等实时控制系统相比，计算机联锁系统具有自 身的特殊性，不仅要有自己独特的实时可靠性指标，另外还涉及到行车的安 全，具有较高的安全性指标。 二、计算机联锁系统自动测试的构造 自动测试系统产生和发展可以看做是现代工业化生产、电子技术、电子 测量三体的结晶，一般也认为它是电子计算机科学与测量科学相结合的产物。 自动测试系统的研究开发工作可以追溯到 50 年代的美国的军事工业，自动 测试系统一般定义为最少人工参与的情况下，大量数据的自动测量、处理、 输出以及适当的显示并能够自动给出测试结果的系统。目前，大部分的自动 控制系统都是借助编程语言实现的，具体到铁路信号计算机连锁系统来说， 其构造主要包括以下几个部分。 (一)硬件构造 自动测试系统的硬件部分主要包括连锁机、PLC 仿真机、上位机和主控 机等，其中上位机和连锁机被作为一个整体，然后通过网络和串行口与 PLC 仿真机及主控机等连接在一起，组成一个闭环测试系统。 主控机测试程序模块一方面通过 NETBIOS 向被测联锁系统发送按钮操 作命令，同时从上位机接收现场表示信息，另一方面通过采用 TCP/护协议的 MFC 的 cs0CKET(采用流式套接字)向仿真程序发送故障仿真命令。由 PLC 仿 真机及主控机仿真程序控制模块所组成的仿真系统同时接受来自欧诺个级测 试模块及被测系统的仿真命令，使其既能够实现对道岔、和信号机等的控制 ， 同时也能够实现对车站信号设备状态的模拟，能够及时向被测系统的上位机 反馈现场的状态。 自动测试系统的基础是测试事件产生和模拟的运行环境，被测联锁软件 的运行依靠被模拟的操作命令及仿真的信号设备环境状态来激励，通过被测 联锁软件输出的控制命令对仿真车站信号设备环境状态的变化进行控制，同 时该控制命令也可以作为自动测试结果准确性的判定依据，对其安全性需求 进行判定。 (二)系统软件构造 自动测试系统的软件部门主要分为四个模块：测试用数据生成及校验模 块、测试事例生成及调度模块、测试结果记录查询模块、仿真模块、动态判 定模块、通信部分。 (1)测试用数据生成及校验模块 该模块的主要作用是给微机联锁系统及自动测试系统的生成站提供静态 数据，静态数据种类比较复杂，包括测试结果、联锁表、设备号序列表、按 钮代码表、仿真数据及站场静态数据等。数据交换是维系系统正常运作的基 础。静态数据库中的数据量及种类主要取决于车站内的信号平面布置情况， 通过计算机自动生成，静态数据库中的联锁表采用搜索与交互相结合的自动 生成算法，它对保证自动测试系统的正常运行起着非常重要的作用，因此在 系统中加入了对联锁表进行修改和校验的功能，必要情况下可以直接对联锁 表进行修改。 (2)测试事例生成及调度模块 测试事例生成和调度主要负责的是软件测试事例的生成，将这些事例具 体化为向被测软件发送操作命令和向仿真模块发送仿真命令。 (3)测试结果记录查询模块 负责把测试结果存入数据库(为文本文件)，并可对结果进行查询。查询 时可采用实时检查方法，即对当时的上位机站场屏幕输出进行检查，以检查 输出结果是否与预期结果相一致，也可以采用测后人工检查方法。即在整个 测试或某项功能测试结束之后，查询测试结果文件，看测试结果是否正确。 (4)仿真模块 接收来自测试程序模块的控制命令和故障仿真命令，返回站场设备的状 态信息。仿真模拟的对象是信号机，道岔，轨道电路。仿真模块还可人为设 置各类信号设备故障。 动态判定模块： 用于判定被测软件的输入-输出响应是否正常。 (6)通信部分： 完成站场静态数据的传送和进行各种动态信息交换。 (三)自动测试流程 系统在进行相关的联锁特征数据测试时，一方面向软件发送测试事例中 的操作命令或仿真设置命令，另一方面对被测连锁软件的控制命令及现场的 信号设备状态进行动态的监控，从而实现测试结果的自动生成、测试结果的 动态判定以及测试项的连续加载等功能。在系统完成每一项测试以后，需要 根据需要向仿真软件发出指令，以对某些设备故障状态命令进行清除，以保 证后面项目测试的正常进行。当完成某进路所有项目的测试以后，需要将与 该进路有关的公有变量初始化，以保证下一进路中项目测试的正常进行。 (四)自动测试系统的实现 自动测试系统的实现主要基于灰箱模型的软件测试，通过结合微机联锁 系统发展的需要而研制自测系统。自测系统的研发目的主要为了发现那些潜 伏在己成熟联锁软件需求说明和功能方面的缺陷，测试出它们并输出检测结 果。 三、总结 与传统的手工测试相比，自动测试具有所需人工少、成本低、用时少、 效率高、错误率低、问题覆盖率高等优点，并且已经迅速发展、取代了手动 测试。但就目前的发展看来，铁路信号计算机联锁系统自动测试系统仍旧存 在研发费用高、工作频带宽度受限等缺点，需要在未来的应用中不断加以改 进。 铁路信号计算机联锁毕业论文篇二 浅谈铁路信号计算机联锁及调度监督系统 【摘要】本文简要介绍了我公司铁路运输系统概况、计算机联锁系统及 其在我公司铁路信号当中的应用。以计算机网络设备技术为基础，将下属各 铁路站场的信息资源集中起来，设计了用于铁路调车作业宏观调控与监督的 调度监督系统。 【关键词】计算机联锁 调度监督系统 一、天津石化公司铁路系统运输概况 由于我公司是集石油化工化纤采集、运输、加工、生产、销售于一体的 特大型国有企业。二级单位的位置分布决定了我们三个铁路站场的特点是： 每个队作为一个相对独立的站场，以各队的调度为中心的线路向各作业部发 射延伸、点多线长、位置分散。设备所在地区受风沙、盐碱、潮湿、干燥、 地质等方面的不良影响较为严重，从而导致的计算机联锁系统室内外设备尤 其是室外设备故障发生率较高。 二、计算机联锁系统 1、联锁及故障导向安全 所谓联锁即道岔、进路和信号三者之间相互制约、相互依存的关系，实 现联锁的设备叫做联锁设备。计算机联锁系统是在电气集中 成功经验的基础 上，以工业控制计算机装置取代电气集中选择组和执行组的继电器电路，用 计算机软件实现电气集中全部技术要求的新型车站集中联锁系统。计算机联 锁装置主要由室内设备和室外设备两大部分组成。车站值班人员通过计算机 联锁控制台或操作员站办理行车作业、进行人机对话，该控制台包括按钮盘 或鼠标和彩色站场显示器，可实时显示该站的各项作业情况和现场设备工作 状态。 通俗的来说故障导向安全就是当影响机车运行的设备发生或存在故障时， 联锁计算机应当在机车作业前事先发出警报，通知电务或工务人员及时解决， 防止机车或列车在作业中发生事故，任何计算机联锁系统都必须首先保证故 障导向安全这一前提。 2、VSI 2000A 计算机联锁系统 由于我们三个调车场联锁系统大同小异，以二队系统为例对计算机联锁 系统做简要分析说明。VSI 2000A 计算机联锁系统可以分成三层结构。结构 框图如 1 所示： 上层为操作员站(通常也叫上位机)。是供信号操作员办理进路，操纵设 备的人机对话设备。它是由两台高可靠工业控制计算机，构成冗余工作方式。 两套操作员站分别设置显示器、鼠标和音箱等操作表示设备。用彩色光带图 形和文字语音等手段，提供站场图、设备状态显示及操作提示和报警。 三、调度监督系统及其设计 1、调度监督系统简析。调度监督系统是以信息处理为核心，以网络技 术为基础构成的实时监督和管理信息系统，它利用各车站计算机联锁系统中 的各车站的股道占用、信号显示、进路排列、列车运行及相关资料等重要信 息，经处理后及时准确地提供给各级调度指挥人员，实现列车运行和车站站 场作业的实时监督显示，提高调度指挥管理水平。 2、调度监督系统的模式选择。调度监督系统的实现通常有两种模式。 一种是利用联锁系统的远程点对点通讯功能，每个站场利用电话线将一对调 制解调器连接起来配上相应的通讯软件使数据传送到服务器上，服务器提供 给其它共享终端使用数据。第二种模式是利用联锁系统提供的以太网功能和 其它网络进行互联通讯，共享有关数据信息。为了安全起见，不宜对联锁主 机进行操作，而是将历史站中时时更新的数据库发送到调度监督系统中的服 务器上。 3、调度监督系统的总体设计方案。如图 2 可以看出，系统的整体结构 分为三部分。上层调度监督系统和基层车站系统和公司办公共享部分。上层 调度监督系统由服务器、局域网交换机、调监显示工作站、调度员工作站、 UPS 电源等构成局域网系统。利用计算机联锁系统远程通讯或以太网互联功 能，采用客户端/服务器(Client/Server)型数据库，用光纤将上层调度监督系 统和各基层站场计算机联锁系统的数据库联接起来构成一个星形专线网络连 接，完成基层车站与上层调度系统的数据交换。将各站场的数据库作为监督 系统的远程数据库，对于运行在服务器上的应用程序而言，远程、本地数据 库是完全一样的，这就保证了监督系统与个站场信息的一致性。 调度监督操作系统采用通用标准的网络操作系统 WindowsNT/2000 和网 络通信协议 TCP/IP，为调度监督系统的扩展和资源共享提供软件基础。根据 各铁路系统不同条件，服务器可考虑采用高可靠性的 DELL 微机或双机热备 份系统，以确保适应恶劣的环境。 四、计算机联锁系统和调度监督系统的维护与检修 (1)在日常巡检时，加强对执行机、模块状态灯、电源各种板块、联锁机 的检查，只有这样才能及时通过状态灯的变化发现并处理设备中存在的问题。 (2)加强对 UPS、电源的监控，对电源电流、电压每日进行在线测试，按季度 对 UPS 实行容量和充放电检查。通过对电源进行实时测试，发现二路电源具 有不稳定性，停电次数较多。所以为了减少单电源运行对现场运输作业造成 的安全隐患，应该制订信号电源停电的应急方案，找出突发停电状况下现场 运输操作的注意事项。(3)定期对电源、上位机、通讯板、UPS 等进行切换试 验，从而避免设备长期运行造成通讯异常、死机等问题，在降低对现场作业 产生影响的基础上，定期实行重新起机测试、切换试验等操作，从而使设备 能够长周期运行。(4)利用计算机联锁系统和调度监督系统的监测机和电务维 修机记录的数据，并根据回放的站场运行情况、电压电流值的检索记录，正 确的对电源供电状态、执行机模块状态、联锁机、通讯状态等进行分析，从 而准确把握整个系统的运行趋势。重点分析执行机模块的进行状态，记录执 行模块产生问题时的原因和状态，并提出相应地维修建议。 通过对计算机联锁系统和调度监督系统的关键部位进行精细维护检修， 充分利用和分析监测机记录的数据，这两个系统一定能长期、稳定、安全地 运行，确铁路的运输安全。 参考文献 [1] [美]Sue Plumley 著. 中小型网络联网宝典. 北京：电子工业出版社 [2] 李馥娟 编. 局域网经典案例教程. 北京：清华大学出版社 [3] HOLLIAS VSI 2000A.三取二铁路信号计算机联锁系统 [4] 铁道通信信号.铁道科学研究院通信信号研究所 [5] 中华人民共和国铁路技术管理规程.中华人民共和国铁道部 铁路信号计算机联锁毕业论文篇三 浅谈安全型铁路信号计算机联锁热备系统实现 摘要：铁路信号是铁路日常运行管理中的重点项目。计算机联锁系统是 实现铁路现代化运行的重要基础，能有效的提升车站的通车能力。与传统的 电气联锁系统相比，计算机联锁系统拥有维修方便、设计简单等优势，便于 日后的改造和管理，推动了铁路管理的智能化、信息化和网络化。 关键词：计算机联锁;铁路信号;提升 随着信息技术的不断发展，铁路信号联锁控制系统经历了诸多发展时期， 有传统的机械、机电系统转化为现代社会中微电子、计算机等现代控制系统 。 计算机联锁能高效、安全的维持车站运转，提高车站整体运行效率。本文结 合相关计算机联锁技术分析我国应该如何开展安全型铁路信号计算机联锁热 备系统的实现工作。 一、安全型铁路信号计算机联锁热备系统的总体设计 铁路信号计算机联锁热备系统能有效的提高铁路信号系统的实用性可靠 性。本文依据传统铁路信号的计算机联锁系统的特点，设计实用性能较高的 双机热备系统。 1、双机热备系统