任务二 计算机联锁系统结构(2).pptVIP

****任务二计算机联锁系统结构(2)知识回顾1.计算机联锁系统硬件组成。2车站联锁的层次结构。3.计算机联锁系统的基本工作过程。一、计算机联锁的层次结构1.1车站联锁的层次结构人机会话层－操作人员通过操作向联锁机构输入操作信息并接受联锁机构输出的反映设备工作状态和行车作业的表示信息。联锁机构－系统核心,实现联锁功能,必须具有故障－安全性能。其根据联锁条件,对输入的操作信息和状态信息,以及联锁机构的当前内部信息进行处理,改变内部信息,产生相应的输出信息,即控制命令,并交付监控层控制电路予执行。监控层－接受上层信号控制命令和道岔控制命令,并向联锁层传输信号、道岔、轨道电路的状态信息,其控制电路必须时故障－安全的。1.1计算机联锁的层次结构光笔控制盘、大屏幕显示器计算机联锁运算与测控电子电路运转值班室室外现场信号机械室输入、输出适配电路二、计算机联锁系统的冗余结构计算机是构成计算机系统的核心设备,其本身没有不具备故障——安全的特性,其可靠性和安全性不能满足铁路车站信号设备的技术要求。必须要采用可靠性与安全性保障技术来实现计算机系统可靠性、安全性的要求。2.1可靠性与安全性技术基础系统的可靠性是指在规定的条件（或环境）下,规定的时间内,系统完成规定功能的概率。为了提高系统的可靠性,防止故障造成系统失效,人们在长期的研究中发展了两类基本技术。一类是防止和减少故障发生的技术,叫避错技术；另一类是当系统的某一部分发生故障时仍使系统保持正常工作的技术,叫做容错技术。1.避错技术避错技术的基本着眼点是通过质量控制（如设计审核、元件筛选、测试等）、环境保护（如对外部干扰采取屏蔽）和减载使用等措施设法消除产生故障的原因，从而防止故障的发生，延长系统的使用寿命。避错技术是提高系统可靠性的第一道防线，是必不可少的常规技术。（1）质量控制技术（2）环境防护技术2.1可靠性与安全性技术基础2.容错技术（1）容错技术的基本概念①容错技术的含义当系统的某一部分发生故障时仍使系统保持正常工作的技术叫容错技术。容错技术的基本出发点就在于首先承认故障不可避免的事实,进而考虑解除故障影响的措施。为了实现这一思想,采取的主要手段就是用外加资源的冗余方法,来达到掩蔽故障影响或使系统从故障状态重新恢复正常工作的目的。②容错技术的分类容错技术又分为两种类型——故障掩蔽技术和系统重组技术（也称动态冗余技术）。2.1可靠性与安全性技术基础故障掩蔽技术是指防止系统中故障产生差错的各种技术,就是说要将发生的故障掩蔽起来。这一技术不要求在发生容忍故障前检测故障,但要求做到故障包容。系统重组技术是防止系统中的差错导致系统失效的各种技术。由于重组过程具有动态性质,所以也称为动态冗余技术。故障掩蔽技术和系统重组技术都是建立在冗余技术的基础上的,是以资源冗余为前提的,它是容错技术的核心。2.1可靠性与安全性技术基础（2）实现容错技术的主要方法容错技术是依靠外加资源，即冗余的方法来换取系统的可靠性的。主要方法有:硬件冗余软件冗余时间冗余信息冗余2.1可靠性与安全性技术基础计算机联锁系统需要从软件、硬件方面对联锁系统各层组成模块采取冗余技术,构成多重化的冗余结构来确保整个系统的高可靠性和高安全性。计算机联锁系统采用冗余结构的实质在于用增加相同性能的模块来换取系统的可靠性和安全性。可靠性冗余结构安全性冗余结构计算机联锁系统冗余结构的应用2.2系统的冗余结构1.系统的可靠性冗余结构为了使系统的可靠性指标达到或者超过目标值而采取的冗余结构。计算机联锁系统的可靠性冗余结构,往往采用两个一模一样的模块A和模块B经或门输出,其原理结构图如图所示。模块A模块B?1输入输出或门可靠性冗余结构图2.2系统的冗余结构2.系统的安全性冗余结构为了使系统的安全性指标达到或者超过目标值而采取的冗余结构。计算机联锁系统的安全性冗余结构,往往采用双机同时工作并彼此间进行频繁比较的与门二重冗余构造,其基本结构如图所示。模块A模块B输入输出与门安全性冗余结构图2.2系统的冗余结构1.人机对话层的冗余人机对话层由人机对话计算机和电务维修机组成。人机对话计算机通常采用双机热备可靠性冗余结构。人机对话计算机主机人机对话计算机备机输入输出切换开关上位机的冗余结构2.3冗余结构在计算机联锁系统中的应用联锁运算层包括联锁计算机和执行控制计算机,由于所处理的状态信息和