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    188宝金博页面版: 轨道交通信号系统安全计算机分析

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    内容提示： 12012年7月刊 信息安全信息与电脑 China Computer&Communication随着微电子、信息网络、通信、计算机技术的发展，大量应用于铁路信号系统的各个领域，其对信号系统的发展起到了促进作用，从传统的继电逻辑、模拟电路、分散孤立的控制模式发展为数字化、网络化、智能化和综合化。现有的工业控制计算机系统中，绝大部分都具备较高的安全性，但是，因为通用电子元器件本身不具有故障状态的不对称性，通过通用电子元器件组成的的电子计算机也就不具有故障状态的不对称性，也叫做故障—安全特性。也就是说，在轨道交通运行控制领域，只要出现计算机系统不能正常工作现象，就有可...

    文档格式：PDF | 页数：2 | 浏览次数：66 | 上传日期：2017-03-20 18:24:51 | 文档星级：
    12012年7月刊 信息安全信息与电脑 China Computer&Communication随着微电子、信息网络、通信、计算机技术的发展，大量应用于铁路信号系统的各个领域，其对信号系统的发展起到了促进作用，从传统的继电逻辑、模拟电路、分散孤立的控制模式发展为数字化、网络化、智能化和综合化。现有的工业控制计算机系统中，绝大部分都具备较高的安全性，但是，因为通用电子元器件本身不具有故障状态的不对称性，通过通用电子元器件组成的的电子计算机也就不具有故障状态的不对称性，也叫做故障—安全特性。也就是说，在轨道交通运行控制领域，只要出现计算机系统不能正常工作现象，就有可能向控制设备输出一个危险错误的控制信号，从而造成事故。严格意义上讲，轨道交通系统需要一种高可靠性高安全性的故障—安全计算机控制系统。1.轨道交通信号系统的含义在轨道交通中，为了确保行车安全，提高区间和车站的通过能力以及编解能力，出现了手动控制、自动控制以及远程控制技术，它们总称为轨道交通信号系统。1.1 区间信号系统。区间信号系统把铁路线路划分为许多线段，车站之间称之为区间，车站内称之为进路，然后利用信号的开放和闭塞确保列车不会发生碰撞。保证列车在区间安全运行的系统称为区间闭塞系统。在区间信号系统中，检查到前方区间无车存在，区间处于空闲状态，防护信号即可开启，信号开启，区间处于闭塞状态，区间另一端防护信号不可开放。列车一旦进入，信号即刻关闭，由此可以确保一段区间仅一辆机车运行，防止碰撞事故发生。还可以通过将区间细分提高铁路的运输效率和能力。1.2 车站信号系统。在车站进路的入口设置信号给与防护的信号系统称为车站信号系统，车站信号系统只有满足进路空闲、道岔位置正确、没有可能发生冲突的进路等条件时，信号才能显示开放可行。列车驶入，信号关闭。信号、道岔与进路之间用技术手段保持制约关系和操作顺序，我们一般称之为联锁。1.3 列车运行控制系统。用来控制列车运行速度保证行车安全并提高运输能力的控制系统称为列车运行控制系统。主要有机车信号、列车超速防护系统、自动停车系统和列车自动运行系统。2. 轨道交通信号系统安全技术演变信号系统发展遵循的一个原则就是运输安全，其主要为了避免人身伤亡、环境破坏、财产损失，人们对于安全要求的提高加上科学技术的发展对于信号系统的演变产生了重要影响。2.1 发展初期。在人们亲身经历了一些惨痛教训之后，人们逐渐重视铁路信号系统的安全性。早期人们夜间约定烛光点亮为停车信号，烛光熄灭为允许运行信号，但是由于烛光经常为风所干扰，迫使人们不得不寻找新的安全技术。一段时期之内，曾用手势来解决安全问题，双手上举表示停车，单手上举表示注意，很明显，此方法只适用于列车行驶速度不高的初期阶段。接下来的一种方法被称为臂板信号机，铁路信号由人工控制转换为机械控制。白天的时候利用臂板的位置、形状表示信号，晚上则利用灯光的颜色和数目。主要通过模仿人们举手发出信号的动作，商定以举起臂板为停车信号。通过一段时间的应用，人们发现牵引臂板动作的导线经常断裂引起事故，从而引发人们对于新的安全信号技术的研究。通过改进，臂板信号机能够在发生故障时也能够正确发出停车信号，从此铁路信号安全技术逐渐形成了以故障—安全为核心的技术原则。2.2 发展中期。此时由美国人首先发明轨道电路，然后以此为基。鸩窖兄瞥晒ψ远杖璞。早起轨道电路多为直流电路，主要检测列车，不能够传递列车信息，后来逐步发明出工频、音频轨道电路，从而能够检测到车地信息。初期轨道电路逻辑单元和执行单元由故障—安全继电器组成，1985 年英国开发出 SSI 系统，采用三取二冗余结构保证系统安全。2.3 安全计算机。由于计算机和网络技术的长足发展，工业、交通、国防、日常生活都离不开计算机网络技术。计算机网络技术对于铁路信号的发展是革命性的。逐渐产生微机联锁系统、车地实施通信等高端技术使铁路运输自动化程度大大提高。计算机控制系统可以降低成本，提供便利，增强系统功能，最大限度减少人为出错率。但是有利必有弊，计算机信号系统也有其弊端。一是计算机系统的复杂性，软件硬件都是一个不小的问题，尤其是软件，简单的软件程序也有数以千计的执行路径，这对于保证系统安全性能带来不小挑战，发生事故时，寻找失误之处也变得比较困难。但是毕竟计算机信号系统是未来发展的趋势，人们于是把故障—安全技术和计算机网络技术结合起来，形成了一些新的技术和方法。一般说来有故障检测与诊断技术、计算机容错技术，前者一般目的在于尽快发现故障，能够投入备份或者及时修复，后者主要通过冗余屏蔽错误的影响或是利用重构使系统缓慢降级。3. 常见的安全计算机的系统结构安全计算机作为轨道交通信号安全系统相关安全设备的组成部分，很大程度上保证了列车的安全运行。安全计算机在轨道交通信号系统领域一般分为三种不同结构：一是基于二乘二取二结构的安全计算机，二是基于三取二结构的安全计算机还有就是基于安全编码单处理器结构的安全计算机。在安全计算机系统发展初期，控制设备未采用多重冗余，当时还未形成故障—安全意识，仅就特定情况应用而言。其原理结构如下： 轨道交通信号系统安全计算机分析金海 （新疆巴音郭楞职业技术学院，新疆 841000）摘要：轨道交通系统是一种大容量交通工具，其安全与可靠与否与乘客的生命财产安全息息相关，轨道交通信号系统能够保障列车的安全、正点、快捷和高效，因此信号系统在轨道交通中占据重要地位。伴随着计算机技术的大力发展，轨道交通中越来越多的设备使用计算机，原有的安全技术不能适应现阶段的发展，于是安全计算机成为目前广泛研究的热点。本文首先详细介绍了轨道交通系统的结构，然后阐述了轨道交通安全技术的发展历程，最后对目前使用广泛的轨道交通信号安全计算机技术进行了简要分析。关键词：轨道交通；信号系统 ；安全计算机中图分类号：TP393.08 文献标识码：A 文章编号：1003-9767（2012）07-0001-02

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