04_计算机联锁系统技术_第四章

计算机联锁系统技术第四章系统的软件结构本章主要内容{系统功能与总体结构{联锁数据与数据结构{联锁控制程序及其任务调度方式{进路处理程序{过程输入输出程序系统功能与总体结构{计算机联锁系统软件的功能z人机界面信息处理功能z进路控制功能（基本联锁控制）z执行控制功能z自动检测与诊断功能z其他功能人机界面信息处理功能{操作信息的处理z使值班员能确认自己的操作z对于错误操作要能给出提示{表示信息的处理z现场信号设备的状态，要实时给出显示，以便人员监督{维护与管理信息处理z现场信号设备的故障状态，要及时给出特殊显示，以便人员迅速查找与修复进路控制功能（基本联锁控制）{进路选出{进路锁闭{信号开放{信号保持开放{进路解锁{进路正常解锁{进路非正常解锁{道岔单独操纵{进路引导总锁闭等执行控制功能{输出控制：根据联锁软件生成的控制命令来驱动现场设备控制电路{输入控制：采集现场设备的状态信息，为联锁运算提供数据自动检测与诊断功能{在执行联锁程序的过程中检测故障的外在现象，检查硬件资源的物理失效，软件的缺陷以及故障的位置其他功能{非进路调车控制功能{平面调车溜放控制功能{站内道口控制功能{与调度集中系统联系功能{与调度监督系统联系功能{与其他系统的结合功能{监测联锁设备状态功能软件的总体结构{结构要求z实时操作系统或实时调度程序支持下的多任务的实时系统{基本结构分类z系统层次结构分类z冗余结构分类z联锁数据的组织形式联锁结构与数据结构{联锁数据z数据的编码{为符合故障－安全，采用多元编码{设计安全的逻辑量，要取码距大的相间码z数据传输{距离远时，采取串行数据传输方式{传输数据包括：逻辑量、数字量、地址数据等{避错与容错相结合来克服出错z可靠的器件，抗干扰的介质，严格的工艺z采用差错控制技术，（n，k）分组码，增加冗余静态数据及其结构{进路建立应指明其特性和有关监控对象的特征及其数量{总进路表z将一个车站的全部进路的进路表汇总在一起{进路搜索程序z解决总进路表庞大，数量大，方便修改z减少人工错误与工作量z需要静态数据库静态数据库的构成D91111DG99DGS33GD13IG75-7DG5D7站场形数据结构K’(D7)K(D7)K(5-7DG)K(5)K(7)K(D13)K(QX2)K’(D13)K(QX1)K(D9)K(11)K(11DG)K(9)K(9DG)K(S3)模块链接方法databdataØdatacdfpfdfdfpfpfacbacb模块链接图K(D7)K(5-7DG)K(5)K(7)K(D13)K(QX2)K(QX1)K(D9)K(11)K(11DG)K(9)K(9DG)K(S3)搜索Ｋ(S3)--k(D7)站场形数据结构的优点{静态数据库比总进路表数据库小，利于检测{结构由节点链接而成，修改只需地址，不需要改物理存储区，适于改建与扩建{结构是节点的链接表，节点类型有限，内容和容量是不变的，只是在逻辑上有序，具体物理地址是无序的。动态数据及其结构{操作输入变量z反映操作人员操作动作的开关量z其在变量表中逻辑地址与它的输入通道地址一一对应z作用：形成操作命令；作为表示信息的原始数据以及检测系统的记录内容{状态输入变量z反映监控对象状态的变量z采取双通道输入方式，保障安全性z状态变量应周期地及时刷新zRAM中的基本组织方式{将同类输入变量集中在一个变量表中{分散存储方式动态数据及其结构{表示输出变量z指向控制台、表示盘或屏幕显示器提供的变量{控制变量z指控制信号和道岔的变量z两套程序产生双份控制变量{中间变量z联锁程序执行过程中产生的一些变量联锁控制程序及其任务调度方式{联锁控制程序的基本模块z操作输入及操作命令形成模块{一个操作命令需由两个或两个以上的操作信息z操作命令执行模块{根据操作命令执行相应功能的程序模块z进路处理模块z状态输入模块z表示输出模块z控制命令输出模块进路处理模块{进路选排一致性检查及道岔控制命令形成子模块{进路锁闭模块{信号开放子模块{信号保持子模块{自动解锁子模块任务调度方式{集中调度方式z专门设计一套实时调度程序z调度程序处于上层，其他任务相互独立，便于扩展z可根据优先级调度，也可监督任务执行情况调度程序模块1模块n模块i模块2任务调度方式{分散调度方式z不设实时调度程序，由个任务分别承担z每个任务自身确定下一步任务，简单的是顺序控制方式z结构简单，节省时间，但灵活性差模块1模块n模块i模块2进路处理程序{操作命令如下:{进路操作命令－选出具体的进路，形成一个进路表{取消进路命令－需检查接近区段无车、信号机未开放{人工延时解锁命令－解除已处于接近锁闭状态的进路{进路故障解锁－条件：故障电路已经修复{区段故障解锁命令－条件：区段未被进路征用，处空闲状态{重复开放信号命令－轨道电路瞬间分路时，满足开放信号{非常关闭信号命令－不能以取消进路等方式使信号机关闭{开放引导信号命令－当进站信号机因故不能正常开放时{引导锁闭命令－实现全咽喉锁闭{引导解锁命令－实现引导锁闭在列车通过后的解锁任务{道岔单独操纵命令－未受其他锁闭条件{道岔单独锁闭命令－无条件单独锁闭{道岔单独解锁命令－无条件单独解锁操作命令执行模块iÅ1im?取im中的命令进路操作命令人工解锁命令取消进路命令iÅi＋1取消进路模块进路搜索模块人工解锁模块是转出是是否否否否否是是取消进路子模块的流程检查进路是否存在存在？接近区段空闲？进路空闲？取消进路命令无效信号曾开放？7154326否是是有是8否否否人工解锁子模块的流程检查进路是否存在存在？接近区段有车？进路空闲？关闭信号信号开放？有14325有有否否否否命令无效开始延时延时到？进路解锁6有78否9有1011进路故障解锁子模块流程检查进路是否存在存在？列车通过？进路空闲？命令无效进路解锁有有有1432否否否56进路搜索程序模块{进路搜索程序的任务z根据进路操作命令只能选出一条符合操作要求的进路z判明进路操作命令的合法性z判明已搜索出的进路是否有建立的可能性z如果能够建立进路，则在与该进路有关的所有变量模块中设置一个占用标志，以防其他进路占用的可能z指明与进路有关的道岔应在定位还是反应z形成一个进路表并存于进路总表中供联锁处理程序使用选出迂回进路的操作{根据进路操作命令，确定相邻的指定节点对，按“节点对”分段一次搜索。z节点对在站场中可能是一个进路，也可能是一段“路段”{设置导向标志，确定优先搜索策略z在岔道节点处，针对该节点，若有导向标志，则按弯股优先搜索策略搜索；若没有，则按直股优先搜索策略搜索z弯股优先搜索策略可以避免选出平行的迂回进路z直股优先搜索策略可以避免选出绕弯的迂回进路（八字迂回进路）{在节点对之间的搜索过程中，只允许沿着同类渡线进行搜索z可以避免搜出绕弯的迂回进路搜索策略说明4181612621481020aabd1d2d3dd4ed5f搜索方向搜索Ｋ（a）－＞Ｋ（f）搜索策略说明搜索方向K(a)K(1)K(3)K(7)K(b2)K(b1)K(9)K(5)K(d3)K(17)d1d3d2K(15)K(11)K(13)K(i)K(k)K(j)K(m)K(t)搜索Ｋ(a)--k(i)进路搜索流程{按发车方向搜索，根据进路的方向确定搜索的始端和终端{搜索流程进路处理模块{进路处理模块z对已经搜索出来的进路进行处理的模块z模块的控制方式{当一个车站同时最多能办理m条进路时，那么进路总表中最多存在m条进路的进路表。{在对某一个具体进路进行处理时，根据行车安全的技术要求，可分成五个阶段（5个模块），并按照顺序方式进行处理。进路处理总框图iÅ1imLi空？对Li中的进路进行处理iÅi+1是是转出否否进路处理流程图取Li中的标志ff＝？XP模块已形成fs？JS模块XB模块已形成fJS？S模块已形成fXB？f＝fXPf＝fJSf＝fXBf＝fS是是是否否否转出进路处理的五个阶段的处理模块{选排一致检查及道岔控制命令生成模块{进路锁闭模块{信号开放模块{信号保持开放模块{进路自动解锁模块z确定调车信号的关闭时机z实现进路正常解锁z实现中途返回解锁过程输入输出程序{安全输入程序z输入清零－数据输入表清零z读入数据－读输入口数据并进行数据分离z置回执－输入缓冲区中的数据处理后送入动态变量{安全输入程序的算法z输入表清零z读入数据z数据转换处理z设置相应的标志过程输入输出程序{安全输出程序z输出到继电器前需作输出数据的一致性检查z最重要的是校验两套软件的输出表的一致性{安全输出程序的算法z调用输出模块0z检查有无控制命令z调用输出模块z输出安全性检查z一致性检查开始输入表地址填为无效地址输入表数据清零地址检查数据清零正确？从输入端口读入数据，送入数据输入表同一端口的8位数据分离进行有关检查分别送入数据输入缓冲区填变量表成功返回出错返回是否过程输入程序框图过程输出程序框图开始输出表地址填为无效地址输出表数据清零进行有关检查正确？输出端口清零置成功标志是否成功？回读校验检查置出错标志正确？回读校验表清零成功？否否是是是否