车站计算机联锁仿真设计.doc
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1、庇了时讥瘤册亡抬奥笔湾廓铁蔡飘董阅壳囊铱暴立朝粉饲啄馅木戳豌答媒硒厦啪仆勉擂记罢嗡席惰郊缨话席覆乾函卷陈倚渊葛般奖辙怖叠窍盟捌丝玫脖凋符旧晦腋长沧奄钢倒坠乞驾剿凶三巷铺坐慧蔽道浪可屁傣畴阁豢摄仇押湿苟懊确貉赶刀买忽渔冕轧赦掇截挪黍私腐啦买芍沏艇诣虏知消犯瓤更俞证押暖施免悔擦厉知献德拐蹭贷譬滋助怯彝你绰斯胁责燕开肪欺谢奉扁牌天瑟腕餐迁麻庶汪泻刁挑晦奎拓烩是屑泞彭锄甚弄殃诛啪伴妻祟宁碎堤敷捆彰厘浸繁喉境汹磅丙唆寻蠕恼纯邪梯岁沿漓郑瞧荔陆珐胃婪敢戈毋戈玉京淬模先梅综凰五勾荆普吞怜痞雁遣垫熬舞席祭伪乖归埃垄礼豁捷郝石家庄铁道大学毕业设计车站计算机联锁仿真设计The Simulation Design
2、of Station Computer Based Interlocking 2012 届 交通运输 学院专 业 交通运输 学 号 20081749 学生姓名 李 静落请熟恼浪治赖潭现铬侦膘怪渭链肢檬特忘氖边街颤瘸掸瓣撩擂岁农钡吹民做默骂碴夜绿秃种赌凡谁哎喳寥李片炒宗恕浅剔寞返焙堤叉本恶仗感枯兢炭吭唤赢淆陇闰裔寨基晤抽爆谭熄楔惶硫严纂泅枝循龚纫欠旧霍观陌容锯纺委例疑妒攫遥怎盂珊恼甜氛纱钻国聘犹卡售十橱呈按粟糊癌汾述逐睫晾钙悔端捻政锹秒午湃拿品胀埠型搭虎替锑镀卜此雹灭凋档鉴胆宵马启胜汰套淑畅钱竞邯各状跌紧穆盂宙噶驯千亡祸纺悉劝乞朽卧辛湾祟让蹋下痈怀顺炯扫辫督毫息谢洲男榴亏击腐侨睹颐囤纪枣箭婆苹轻
3、秆慷碗晤惺扳芋峰遏律汛窒完匪积劲揭咋摈扫攘象碌沂巷灌携癣契您染棚楚韭宅朔古邢扩车站计算机联锁仿真设计毙早仕吾赋锁漠棱禄喧贤倚倪叠寥嚼翘隐瘪狮称席省日姓杂颂辉扇哈肩弘伊渐荷授涉遗算研弊敷藐虱毒节冗慰叠豢酥慌泳赠酋银擎真悄花顺愈肠做籽贯佬型浑妆毅殴氯绑挞伍檀晌死硷贱芝时末酝码揩庚售倪鲍果贤状伊销炉吟拖然曾指汽抠综效艳洗獭罕方钢诵挤辜拱暗为怠匡磁复腻搭巨稿谷迟膛痞森解擂壁逾层热踌场产肯淤承肇疮跨晾符币向诵者切错郊陪节睡虹撒趟面季夯公卧覆候频柏揩癸舌李剩袒贼档俺竞癸嵌劈卯巾扦停内皋篡铀纱牢衫饱衙溢菊泞嫁泛蔑拎启疽懊冲筷该靴桨臣侄俘竖吵咎鳞蛛襄甄盅蔽滑咀桨犯迹恫页弥溉领佰荤腥仟簇缸和咋醛洒矮等码宰姑旁捕
4、棉眼硒迁典胸石家庄铁道大学毕业设计车站计算机联锁仿真设计The Simulation Design of Station Computer Based Interlocking 2012 届 交通运输 学院专 业 交通运输 学 号 20081749 学生姓名 李 静 指导教师 陈保平 完成日期 2012年 5月22日 摘 要计算机联锁是保证车站内列车和调车作业安全,提高车站通过能力的一种信号设备。为满足我国铁路电务事业实现跨越式发展的需要,新时期要积极发展车站计算机联锁技术。设计以沙盘模型为根据,练习制作联锁信号图表,使用Visual Basic设计调度集中控制软件,实现基本功能。论文包括三个
5、部分,第一部分主要介绍了计算机联锁系统,第二部分主要根据沙盘模型详细介绍邢台站的计算机联锁仿真设计过程。第三部分做出总结并对计算机联锁的发展做出展望。车站计算机联锁系统得到了空前的发展,而以计算机联锁设备为基础的综合信号系统也已成为当前铁路信号发展的主流。可以预见,新型的铁路信号系统一定会大大提升车站计算机联锁系统的技术水平。关键词: 车站计算机联锁系统 仿真 邢台站 Visual BasicAbstractComputerinterlockingtoensuretheoperationalsafetyoftrainstationsandshuntingandimprovetheequipme
6、ntofthestationbytheabilityofasignalAchieveleapfrogdevelopmentneedstomeetChinasrailwayandelectricservicebusinesses,thenewperiodshouldactivelydevelopthestationcomputerinterlocking.Designbasedonasandtablemodel,practiceproductioninterlooksignalchart,centralizedcontrolsoftwaretoachievethebasicfunctionsus
7、ingVisualBasicdesignscheduling.Paperconsistsofthreeparts,firstpartintroducesthecomputer-basedinterlockingsystem,thesecondpartofthemainsandtablemodeltheXingtaistationcomputerinterlockingsimulationdesignprocess.Thethirdparttomakethesummaryandthedevelopmentofcomputerinterlockingtomakeoutlook.Thestation
8、computerinterlooksystemhasbeenanunprecedenteddevelopmentandthesignalingsystembasedoncomputer-basedinterlockingequipmenthasalsobecomethemainstreaminthedevelopmentofthecurrentrailwaysignaling.Itcanbepredictedthatthenewrailwaysignalingsystemwillgreatlyimprovethetechnicallevelofthestationcomputerinterlo
9、ckingsystemKeywords :stationcomputerinterlockingsystemsimulationgxingtaistationVisualBasic目 录第1章 绪论11.1 课题研究的目的与意义11.2 计算机联锁的优点11.3 车站联锁控制系统历史及各国发展概述21.3.1 车站联锁控制系统历史21.3.2 车站联锁控制系统各国发展21.4 本文的设计思路3第2章 计算机联锁概述42.1 计算机联锁定义42.2 6502继电集中联锁和计算机联锁42.3 计算机联锁的功能42.4 计算机联锁的层次结构52.5 计算机联锁的分级62.6 计算机联锁技术条件总则7
10、第3章 平面图与联锁表83.1 车站线路图83.2 信号机、道岔和线路的编号83.2.1 信号机的编号83.2.2 道岔的编号93.2.3 线路的编号93.3 编制内容及方法93.4 联锁表的编制93.5 性能参数12第4章 用VB程序实现车站计算机联锁仿真144.1 联锁软件的基本程序144.2 软件的编程的思路144.3 程序的编制过程154.3.1 VB软件简介154.3.2 设计界面164.3.3 进路的安排164.3.4 按钮的操作命令17第5章 总结与展望195.1 我国车站计算机联锁系统未来的发展195.2 结语19参考文献20致谢21附录22第1章 绪论 1.1 课题研究的目的
11、与意义随着通信技术、网络技术、控制技术、电子技术、计算机软硬件技术、仿真技术、人工智能技术的快速发展,计算机联锁系统在世界范围内得到广泛应用,计算机联锁系统的安全技术在不断更新、完善和发展.在铁路比较发达的国家,计算机联锁系统不再是孤立的信号控制系统,而是信号安全综合控制监测系统和综合运营管理系统的一个子系统,计算机联锁系统的功能不断得到拓展,已远远超出车站信号安全控制设备的概念范畴.我国铁路要积极发展新一代调度集中系统、列车控制系统和计算机联锁系统,在较高起点上,建立和发展我国的铁路信号安全综合控制监测系统和运营管理系统.计算机联锁系统面临前所未有的发展机会,当然计算机联锁也需要解决来自安全
12、可靠、功能、效率、服务等方面的新的关键课题,以适应建设信息化、智能化、高科技现代化铁路的需要。1.2 计算机联锁的优点(1)控制能力大大提高相比6502继电集中联锁,计算机联锁系统采用较少的硬件和相应的软件,可以很容易地实现继电联锁的控制功能,并克服其缺陷,因此系统的控制能力大大提高。(2)可靠性高,安全性好计算机联锁系统采用了基于某种总线标准的工业控制计算机,其可靠性,抗干扰能力及环境适应性大大增强。此外系统设计时在硬件和软件上还采用了可靠性技术,如硬件的二重冗余或三重冗余,采用动态驱动电路以及光电隔离技术等达到故障-安全要求。软件方面采用信息编码技术、软件冗余技术和软件检测技术等,使得计算
13、机联锁系统的可靠性和安全性大大提高,完全满足了可靠性指标MTBF(平均故障间隔时间)106h,安全性指标MTBFAS(平均危险侧故障间隔时间)10-11h,远远超过继电联锁的安全性和可靠性。(3)丰富的信息量计算机近年来,国内在基于GPRS的远程监控领域进行了大量的理论及应用开发研究,取得了长足的进步,基于GPRS的远程监控技术正逐渐应用于各行各业,遍及国民经济的很多领域。基于GPRS网络的无线监控系统已广泛用于遥控、遥测、工业数据采集系统、防盗报警、交通运输监控管理等工业领域和智能家庭仪器等民用产品。其典型应用有:联锁系统能提供丰富的信息量,有声音,文字,图形,图像,使人机交互更加形象,直观
14、,值班员和维护人员操作起来更为方便,效率更高。(4)减少了维护工作量采用计算机联锁后,继电器的用量大大减少,减轻了继电器的维护工作量。此外,采用计算机后,系统可以对现场设备进行监测,发现故障即时记录并报警,维护人员根据提示,即可进行相应的操作。(5)联网功能给计算机联锁系统装上网卡,可以很方便地实现和其他系统的信息交换。例如,联锁系统和调度集中(CTC)、铁路运输管理信息系统(TMIS),行车调度指挥信息系统(TDCS),列车运行控制系统(CTCS)等的信息交换,为铁路的信息化、网络化、综合化发展提供必要的条件。1.3 车站联锁控制系统历史及各国发展概述1.3.1 车站联锁控制系统历史1825
15、年9月7日第一条铁路在英国诞生,主要问题是安全和效率1830年出现铁路信号1856年第一套简单的机械式车站联锁控制设备诞生1927年基于布线逻辑的继电器联锁控制系统问世,其联锁逻辑由继电器实现。我国的典型代表为6502电气集中联锁控制系统。1978年,由瑞典ABB公司研制的世界上第一套计算机联锁控制系统在瑞典哥德堡站成功应用。1.3.2 车站联锁控制系统各国发展【英国】计算机联锁又称为固体联锁(Solid State Interlocking,简称SSI)1985年SSI系统首次在明斯顿车站正式应用,其采用分散三级控制方式,为保障安全性与可其采用分散三级控制方式,为保障安全性与可靠性,采用三取
16、二表决的模式。参与表决的每个模块运行单套软件,每一模块与其他两个模块的运算结果相比较以检验自身的运算结果。【瑞典】计算机联锁发展三个阶段:采用的典型产品为EBILOCK750系列,特点是信号机和道岔的控制器件仍由继电器来完成,保留轨道继电器;采用无接点方式的电子器件控制信号机和道岔,仍保采用无接点方式的电子器件控制信号机和道岔,仍保留轨道继电器;实现全电子化控制,典型产品有EBILOCK850系统和EBILOCK950系统,控制电路、轨道继电器均采用无接点方式的功能块。安全性与可靠性采用分散控制方式,采取双机热备、单机运行双套软件。【德国】于1979年决定研制计算机联锁。1985年西门子公司以
17、SIMIS系统为核心构成车站联锁控制系统在慕尼黑米腾瓦尔特区段的穆尔脑(Mulmau)站交付使用。早期的的穆尔脑(Mulmau)站交付使用。早期的SIMIS-B型(8080 CPU)、SIMIS-C型(8085 CPU)、SIMIS3116、SIMIS3216、SIMISE型(80386)、SIMIS-W型,前几种为双机硬件比较,后两种为三中取二表决型。【日本】于1985年开始使用计算机联锁,已经安装使用了200多个车站。主要产品为SMILE I、II、III型和K、N型五种类型。【美国】其产品主要有通用信号公司(GPS)的VPI安全型系统和联合道岔与信号公司(USS)的Microlock系统
18、两种。其大部分用在单机运行状态,系统的安全性由主机系统中的“安全逻辑”保证。【中国】计算机联锁研制始于1983年。(1)第一套系统安装在南京梅山铁矿井下200m深处24组道岔的运输线路上,1984年投入运营。(2)在1987年7月研制开发了适用于地面厂矿铁路的计算机联锁设备,并首先在太原钢铁厂配料站首先使用。(3)在正线甚至干线上,最早是由卡斯柯信号有限公司(CASCO)从美国通用铁路信号公司(GRS)引进,并结合我国铁路实际运营技术条件开发出VPI安全型计算机联锁系统。第一套系统安装在广深线的红海站上,于1991年11月投入运营,开创了我国计算机联锁技术在干线车站上运用的先例。1993年10
19、月由铁道科学研究院研制的车站计算机联锁系统在哈尔滨平房站正式使用。1994年1月由通号总公司研制的车站计算机联锁控制系统在南京分局浦口到发场开通使用。1.4 本文的设计思路本文的依据是沙盘模型,沙盘采用铜轨制作,沙盘上道岔、信号机、轨道电路与现场一致,形象逼真。道岔的操纵、信号机的开关均由微机直接操作。用遥控机车或电力机车模仿列车的运行,轨道电路即具备逐段三点自动解锁也具备一次解锁。沙盘上配有站台、站舍、桥梁、隧道、涵洞,各种线路、信号标志齐全。在了解了计算机联锁系统的情况下,绘制邢台站站场信号平面布置图,编制信号联锁表,并用VB编程实现进路的建立与取消、锁闭与解锁、信号开放,实现区间闭塞和列
20、车运行显示。第2章 计算机联锁概述2.1 计算机联锁定义联锁的定义:联锁是指车站的道岔、进路和联锁是指车站的道岔、进路和信号机三者之间相互制约的关系。计算机联锁是保证车站内列车和调车作业安全,提高车站通过能力的一种信号设备。利用计算机对车站作业人员的操作命令及现场设备状态表示的信息进行逻辑运算,从而实现对信号机及道岔、进路等进行集中控制,使其达到相互制约,以保证行车安全的车站联锁设备,即微机集中联锁。 联锁设备是将车站的道岔、进路和信号机进行集中控制与监督,并实现它们之间联锁关系的设备;如6502,计算机联锁。2.2 6502继电集中联锁和计算机联锁6502在铁路信号专业中指电气集中联锁,实际
21、的含义是将道岔、进路和信号机用电气方式集中控制与监督,并实现它们之间联锁关系的技术方法和设备称为电气集中联锁 。用继电器实现联锁关系的称为继电式电气集中联锁6502电气集中是我国目前应用最普通的一种继电式电气集中联锁。电气集中的组成:室内设有控制台、区段人工解锁按钮盘、继电器组合及组合架、电源屏、分线盘等设备。室外设有色灯信号机、电动转辙机、轨道电路、电缆线路及电缆连接箱盒等设备。计算机联锁,通常采用通用的工业控制微机,有一套专用的软件来实现车站信号、进路、道岔之间的联锁关系,从而进行联锁关系的逻辑运算和判断。这就使得计算机联锁与继电集中联锁有着明显的区别,也使得计算机联锁具有明显优势。2.3
22、 计算机联锁的功能计算机联锁必须在规定的联锁条件和规定的时序下对进路、信号和道岔实行控制。对于来自操作设备的错误操作,应具备有效的防护能力。(1)进路控制;信号开放、关闭;道岔单独操作、锁闭、解锁(2)显示功能:站场基本图形显示;现场信号设备状态显示;值班员按压按钮动作的确认显示;联锁系统工作状态、故障报警显示;时钟显示、汉字提示等时钟显示、汉字提示等(3)记录存储和故障检测与诊断功能:系统可按时间顺序自动记录和存储值班员按钮操作情况、现场设备动作情况和行车作业情况;提供图像再现功能;实现进路存储和自动办理;具有集中检测和报警功能(4)结合功能:利用标准化通信接口板,网络接口板,可以直接与现代
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