对铁路信号计算机监控系统的分析

eyekwesah

0 引言
在我国铁路建设高速发展的当今时期，对整个铁路系统车辆运行的安全性、可靠性、稳定性也提出了更高的要求。而计算机技术的灵活运用，可以提高联锁系统性能，充分发挥计算机技术的先进优势，综合利用有关容错技术，保证车辆运行安全。以前的铁路信号系统主要通过信号员挥动不同类型的旗帜来完成的，这种方式因其准确性、实时性较差，传递的信息量小，容易出现人工操作失误等特点，已不能满足当今铁路发展对信号系统的要求。而现代的铁路信号系统采用了计算机系统控制、网络通信技术、PLC编程与运用等先用科学手段，以轨道、道岔、信号机为基础设备，将铁路联锁规则通过计算机软件进行实施，从而达到进一步确保铁路系统行车安全目的。
1 我国国内铁路信号维护的现状及存在的问题
1.1 我国国内铁路信号维护的现状
铁路信号设备的主要功能是保证列车运行安全与调车工作安全，是铁路上信号、联锁、闭塞等设备的总称。用于向行车人员传达行车有关指示和命令、有关机车车辆运行条件以及行车设备状态等信息。它只有采取必要的措施来确保信号设备很好的安全运行，也只有这样才能够保障火车及列车的安全行驶。然而，从我国的目前状况来看，铁路信号的室外设备的维修以及维修的施工程序主要的包括以下几点，首先是铁路车站的信号值班人员进行申报，与此同时进行书面登记，之后还需要签字批准，在这一系列的程序后才能够进行维修及施工作业。其次就是维修和施工人员必须按照登记的时间和范围在室外进行维修作业，室内人员负责设备的安全运行及确保维修人身的安全防护。最后，在维修作业完成之后，在铁路信号控制室中进行例行的试验，只有在试验合格后，再由车站内的值班人员亲笔签字才能消除记录，到此为止，此设备方可正常使用。
1.2 我国国内铁路信号维护存在的问题
计算机监测系统的出现为铁路信号系统的安全运行提供了必要的保障措施，不过，这一时期的监控范围却还是仅仅的只限于室内的范围，并没有达到延伸到室外这一强大的功能，换句话说就是铁路信号设备在室外的设备安全状况、维修的过程及某部分的重要工作的状态仍然还没有纳入到计算机监控系统的范围内。从上述的信号维修程序中我们不难看出在这种作业维修的程序中仍然还是存在许多问题，我们简单的列举几个常见的问题：1）无法实现信息化、网络化的综合管理。2）人为因素太多，可能造成不规范行为。如室内安全防护人员疏忽大意直接危及设备安全、列车运行安全及室外作业人员的人身安全；作业人员不按照登记的时间、范围作业；维修和施工人员不进行登记，而直接作业；3）维修责任无法落实到具体人员，从而导到不能对信号维护人员的维护工作进行有效的监督管。4）维护过程中易发生由于预警不利而造成的人身伤害事故。5）对办理经过有维修设备的列车进路没有可靠的制约手段。6）室外信号设备自身安全性不足，一旦遭到破坏或被盗无法立刻得知。
2 全电子计算机远程联锁监控系统的结构
全电子计算机远程联锁监控系统随着计算机技术，可靠性技术和容错技术的发展和深入研究而大力推广使用的。由于计算机在逻辑功能和信息处理方面具有强大的功能，非常适用于车站联锁。与继电集中联锁相比计算机联锁具有安全可靠，处理速度快，经济，而且设计，施工，维修和使用大为方便的优点。计算机联锁系统是由联锁机、执行继电器等组成，计算机联锁的执行单元则由不同的功能的电子模块组成。每个模块相对独立，按照转辙机、信号机、轨道电路等不同类型的做为控制与采集对象。从层次结构分析，全电子计算机远程联锁监控系统由两套高性能的嵌入式计算机系统（主备联锁机）构成，采用双套2取2结构，每个嵌入系统由主、从机组成，其中联锁机与监控机、联锁机与联锁机均采用ARCNET通信网连接。电子模块采用2取2结构，与工作联锁机之间采用CAN总线。为了采集现场设备模拟量信息和通信总线的工作状态，在执行单元中设置监测计算机，监测计算机不对其他设备发生任何应答和控制。全电子计算机远程联锁监控系统执行单元只保留了对外接口的简单配线，从而大大减少了故障发生率。同时，执行单元解决了传统联锁执行层中熔断器老化问题，增加了外线短线保护。执行单元采用监督、控制、监测一体的设计思想，优化系统结构，通过计算机技术的运用，实时监测铁路信号设备运行状态，更易于实现区域联锁和无人值守。由于执行单元是建立在网络传输的平台之上，所以很容易实现远程控制，远方的车站中也不必再设置执行表示机就能够实现区域联锁控制。
3 计算机远程联锁监控系统的安全性及可靠性
安全性指的是铁路信号的设备在正常的运行过程中不管是发生什么样的突发事件等一些突发问题，在这一过程中不管怎么样都不会发生任何有可能造成人民生命财产损失的危险因素存在。利用一定的管理控制和技术措施，保证在一个环境里，系统本身和其中的信息数据的机密性、安全性及可使用性受到保护。密码技术是研究加密和解密变换的一门科学，它是远程监控安全系统的重要的技术。在计算机上实现的数据加密算法，其加密或解密变换是由一个密钥来控制的。
可靠性主要是指监控系统或信号设备的器件、产品在规定的时间内以及预设的规定条件下能够完成规定功能的能力一定的条件包括系统工作的环境因素、工作条件以及操作维护，如温度、湿度、电压、工作负载等。在系统可靠性方面，要具有较强的抗干扰能力，能自动抑制干扰信号产生的影响，从而确
保遇到干扰信号时，系统能及时发现并纠正干扰信号对数据的影响和破坏铁路信号系统的安全可靠地运行。另一方面，网络安全机制包括安全认证、数据加密、数字签名、病毒防治、权限监控、数据完整、流量监控、路由监控等，需要强化管理，及时更新相关数据，防止来自网络方面的攻击。
4 结语
根据中国铁路主要技术发展政策，铁路信号技术和设备的发展方向是，在积极采用先进技术的同时，对现有信号设备不断地进行更新和提高，其主要内容如下：积极开发以无绝缘轨道电路为基础的多信息、多功能、高安全性和高可靠性的列车运行间隔自动调整系统，不断提高行车安全和铁路运输能力。在单线半自动闭塞区段，逐步完善区间安全的检查设备。单线繁忙区段，可以采用自动闭塞及高度集中设备，以提高线路运输能力。双线区段应该采用自动闭塞。双线繁忙区段，应发展那方间、多信息、速差式自动闭塞和以连续式为主的列车运行超速防护设备。在铁路枢纽和自动闭塞区段，积极采用多功能调度集中设备，发展计算机辅助调度系统，逐步实现行车调度指挥现代化。
参考文献：
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