專利名稱：一種計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車站用計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)及其工作方法，尤其涉及計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)中用 于控制轉(zhuǎn)轍機(jī)帶動(dòng)道岔進(jìn)行定操和反操定位的道岔執(zhí)行單元的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
目前的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)一般包括聯(lián)鎖機(jī)和通信網(wǎng)關(guān)，以及由聯(lián)鎖機(jī)控制的道岔執(zhí) 行單元、信號(hào)執(zhí)行單元、軌道執(zhí)行單元和零散執(zhí)行單元，其中，所述道岔執(zhí)行單元負(fù)責(zé)控制 轉(zhuǎn)轍機(jī)帶動(dòng)道岔進(jìn)行定操和反操定位；所述信號(hào)執(zhí)行單元用于控制調(diào)車信號(hào)機(jī)、進(jìn)出站信 號(hào)機(jī)顯示，即控制各類信號(hào)燈的顯示；所述軌道執(zhí)行單元是最底層的軌道狀態(tài)采集單元，主 要用于從軌道電路受電端采集軌道電路的狀態(tài)信息和軌面上的電壓值；所述零散執(zhí)行單元 負(fù)責(zé)其余部分，如64D半自動(dòng)電路、照查電路和場(chǎng)間聯(lián)系電路的控制。聯(lián)鎖機(jī)與通信網(wǎng)關(guān)之 間通過(guò)總線連接，所述通信網(wǎng)關(guān)與各執(zhí)行單元之間也通過(guò)總線連接。目前，各執(zhí)行單元的故障導(dǎo)向安全均是通過(guò)繼電器實(shí)現(xiàn)的，以道岔執(zhí)行單元為例， 現(xiàn)有的道岔執(zhí)行單元均是針對(duì)四線制交、直流電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，即該電動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)具 有XI、X2、X3和X4線，其中，Xl線和X4線用于實(shí)現(xiàn)定操控制，X2線和X4線用于實(shí)現(xiàn)反操 控制，Xl和X3線用于進(jìn)行定位表示，而X2和X3線用于進(jìn)行反位表示。當(dāng)定操動(dòng)作到位后， 所述轉(zhuǎn)轍機(jī)會(huì)自動(dòng)切換進(jìn)入定位表示狀態(tài)，并且轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)部在進(jìn)行定位表示時(shí)會(huì)自動(dòng)切斷 反位表示回路，同時(shí)，轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)部的表示二極管也將切換為反接于Xl線與X3線之間的狀 態(tài)；當(dāng)反操動(dòng)作到位后，所述轉(zhuǎn)轍機(jī)會(huì)自動(dòng)切換進(jìn)入反位表示狀態(tài)，并且轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)部在進(jìn)行 反位表示時(shí)會(huì)自動(dòng)切斷定位表示回路，同時(shí)，轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)部的表示二極管也將切換為正接于 X2線與X3線之間的狀態(tài)。車站聯(lián)鎖設(shè)備對(duì)道岔執(zhí)行單元的要求是在定操運(yùn)動(dòng)與反操運(yùn)動(dòng)不能同時(shí)進(jìn)行，并 且在定操或者反操控制電路動(dòng)作時(shí)禁止定位或者反位表示。由于繼電器具有常開(kāi)和常閉開(kāi) 關(guān)，能夠?qū)崿F(xiàn)電路的互鎖，因此，現(xiàn)有的道岔執(zhí)行單元均是通過(guò)繼電器實(shí)現(xiàn)上述控制，控制 電路如圖Ia至Id所示，圖Ia為反操控制電路，兩個(gè)控制器通過(guò)繼電器J4的常開(kāi)開(kāi)關(guān)，以 及繼電器J3的常開(kāi)開(kāi)關(guān)進(jìn)行反操控制；圖Ib為定操控制電路，兩個(gè)控制器通過(guò)繼電器J2 的常開(kāi)開(kāi)關(guān)，以及繼電器Jl的常開(kāi)開(kāi)關(guān)進(jìn)行定操控制；圖Ic和Id分別為定操和反操閉鎖 電路，即將繼電器J3和J4的常閉開(kāi)關(guān)分別串接在控制器為繼電器Jl和J2的線圈供電的 線路上，而將繼電器Jl和J2的常閉開(kāi)關(guān)分別串接在控制器為繼電器J3和J4的線圈供電 的線路上，這樣便實(shí)現(xiàn)了定操與反操動(dòng)作之間的互鎖。利用同樣的原理也可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)作電 路與表示電路的互鎖。專利號(hào)為ZL 200920209810. 2，
公開(kāi)日為2010年06月23的中國(guó)實(shí)用新型專利公 開(kāi)了一種聯(lián)鎖道岔執(zhí)行單元電路，該執(zhí)行單元電路通過(guò)防護(hù)繼電器FHJ和第一至第四電子 開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)定操和反操控制，該電路結(jié)構(gòu)與圖Ia至Id說(shuō)明的電路結(jié)構(gòu)類似，只有第一至第四 電子開(kāi)關(guān)也均為繼電器開(kāi)關(guān)才能在軟件和硬件上均實(shí)現(xiàn)互鎖控制，如果第一至第四電子開(kāi) 關(guān)為其它類型開(kāi)關(guān)，則需要兩個(gè)控制器MCUl和MCU2進(jìn)行軟件上的故障判斷，如果該執(zhí)行單元只通過(guò)軟件判斷故障，并根據(jù)判斷結(jié)構(gòu)執(zhí)行故障到安全的導(dǎo)向，一方面的缺陷是故障 導(dǎo)向安全失效的幾率增大，因?yàn)?，在MCUl和/或MCU2出現(xiàn)故障時(shí)，就無(wú)法進(jìn)行故障導(dǎo)向安 全；另一方面是通過(guò)軟件執(zhí)行故障判斷的延時(shí)時(shí)間相對(duì)硬件處理要長(zhǎng)，不能及時(shí)進(jìn)行安全 導(dǎo)向，而車站聯(lián)鎖系統(tǒng)的對(duì)于故障導(dǎo)向安全的要求極高，否則將難以保證人身安全和財(cái)產(chǎn)安全。又如信號(hào)執(zhí)行單元，在實(shí)際應(yīng)用中，如果信號(hào)燈出現(xiàn)亂顯示的現(xiàn)象，則信號(hào)執(zhí)行單 元需要進(jìn)行故障導(dǎo)向安全，其中，亂顯示現(xiàn)象也即包括在信號(hào)執(zhí)行單元中出現(xiàn)了“敵對(duì)信 號(hào)”，例如，對(duì)于調(diào)車信號(hào)來(lái)講，在點(diǎn)藍(lán)燈信號(hào)的時(shí)候出現(xiàn)了白燈信號(hào)，或者兩個(gè)色燈同時(shí)點(diǎn) 亮屬于出現(xiàn)了“敵對(duì)信號(hào)”；又如，對(duì)于出站信號(hào)，在點(diǎn)紅燈信號(hào)時(shí)出現(xiàn)白燈或者綠燈信號(hào)， 在綠燈信號(hào)時(shí)出現(xiàn)白燈信號(hào)，在白燈信號(hào)時(shí)出現(xiàn)綠燈信號(hào)，這均屬于“敵對(duì)信號(hào)”。為了避 免出現(xiàn)各種“敵對(duì)信號(hào)”，目前的信號(hào)執(zhí)行單元大部分采用繼電器實(shí)現(xiàn)互鎖控制，即通過(guò)將 各繼電器的常開(kāi)和常閉開(kāi)關(guān)連接在彼此敵對(duì)的信號(hào)燈控制單元中的方式避免出現(xiàn)“敵對(duì)信 號(hào)”。由此可知，上述控制方式將使用大量的繼電器，這不僅使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)龐大復(fù)雜，而且也直 接提升的設(shè)計(jì)成本。鑒于此，目前也出現(xiàn)了一些通過(guò)電子開(kāi)關(guān)代替繼電器進(jìn)行信號(hào)燈控制的信號(hào)執(zhí)行 單元，如專利號(hào)為ZL 200820128996. 4，
公開(kāi)日為2009年12月2日的中國(guó)實(shí)用新型專利公 開(kāi)了 一種車站信號(hào)燈控制裝置，該控制裝置包括CPU處理單元A和B、開(kāi)關(guān)控制單元、故障安 全單元和各種檢測(cè)單元，檢測(cè)單元與CPU處理單元A和B通訊連接，CPU處理單元A和B通 過(guò)開(kāi)關(guān)控制單元控制連接在禁止單路和允許電路中的處于常開(kāi)狀態(tài)的各開(kāi)關(guān)，CPU處理單 元A和B通過(guò)故障安全單元控制連接在允許電路中的處于常閉狀態(tài)的開(kāi)關(guān)。該控制裝置在 正常狀態(tài)下由CPU處理單元A和B共同控制該處于常開(kāi)狀態(tài)的各開(kāi)關(guān)，在出現(xiàn)異常情況下 由CPU處理單元A和B共同控制該處于常閉狀態(tài)的開(kāi)關(guān)。該種控制裝置雖然說(shuō)明通過(guò)電子 電路取代由安全繼電器構(gòu)成的鐵路信號(hào)燈控制單元，但是，該種控制電路在應(yīng)用過(guò)程中存 在比較嚴(yán)重的問(wèn)題，主要為上述故障安全單元由動(dòng)態(tài)電路組成，其作用在于將CPU處理單 元A和B輸出的脈沖轉(zhuǎn)化為用于控制處于常閉狀態(tài)的開(kāi)關(guān)的穩(wěn)定電壓，由此可知，實(shí)現(xiàn)故障 導(dǎo)向安全的僅為CPU處理單元A和B，這樣，該種結(jié)構(gòu)就與上述說(shuō)明的聯(lián)鎖道岔執(zhí)行單元電 路存在相同的缺陷。雖然，通過(guò)繼電器能夠得到較高的安全系數(shù)，但是繼電器的大量使用一方面會(huì)導(dǎo) 致系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜和系統(tǒng)的體積較大，另一方面是極大地增加了設(shè)計(jì)成本，因?yàn)椋囌居?jì)算 機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)中使用的繼電器單價(jià)均在上千元，因此，如何能夠在使用盡量少的繼電器的基 礎(chǔ)上又能夠確保故障導(dǎo)向安全的高可靠性也就成為研發(fā)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的重要任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種成本低、且具有高可靠性的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)。一種計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，包括聯(lián)鎖機(jī)、通信網(wǎng)關(guān)，以及道岔、信號(hào)和軌道執(zhí)行單元；所 述道岔執(zhí)行單元包括第一和第二動(dòng)作控制器，以及由二者共同控制的定操和反操控制電 路，所述聯(lián)鎖機(jī)通過(guò)兩條彼此獨(dú)立的聯(lián)鎖機(jī)總線與通信網(wǎng)關(guān)通信連接，所述通信網(wǎng)關(guān)通過(guò) 兩條彼此獨(dú)立的執(zhí)行總線分別與道岔執(zhí)行單元的第一和第二動(dòng)作控制器通信連接；所述道 岔執(zhí)行單元還包括安全繼電器和選路開(kāi)關(guān)；
所述第一動(dòng)作控制器控制分別位于定操和反操控制電路上的一組開(kāi)關(guān)管，所述第 二動(dòng)作控制器控制分別位于定操和反操控制電路上的另一組開(kāi)關(guān)管；所述安全繼電器的常開(kāi)開(kāi)關(guān)設(shè)置在定操和反操控制電路的供電電路中；所述安全 繼電器的常閉開(kāi)關(guān)設(shè)置在道岔執(zhí)行單元的定位和反位表示電路的供電電路中，以在動(dòng)作期 間斷開(kāi)定位和反位表示電路的供電電路，并在表示期間斷開(kāi)定操和反操控制電路的供電電 路；所述第一和第二動(dòng)作控制器與道岔執(zhí)行單元的信號(hào)采集單元通訊連接；所述選路開(kāi)關(guān)接收第一動(dòng)作控制器輸出的第一系統(tǒng)狀態(tài)信息，接收第二動(dòng)作控制 器輸出的第二系統(tǒng)狀態(tài)信息，以及接收通過(guò)道岔執(zhí)行單元的信號(hào)采集單元反饋回的系統(tǒng)狀 態(tài)反饋信息，所述選路開(kāi)關(guān)對(duì)第一、第二系統(tǒng)狀態(tài)信息和系統(tǒng)狀態(tài)反饋信息通過(guò)硬件電路 進(jìn)行邏輯對(duì)比，并根據(jù)對(duì)比結(jié)果輸出用于控制安全繼電器的系統(tǒng)異常信號(hào)；以及，在無(wú)異常信號(hào)輸出的情況下，所述第一和第二動(dòng)作控制器的輸出經(jīng)由與邏輯處理 控制所述安全繼電器；在有系統(tǒng)異常信號(hào)輸出的情況下，由所述系統(tǒng)異常信號(hào)控制安全繼 電器斷開(kāi)定操和反操控制電路的供電電路，使道岔執(zhí)行單元由故障導(dǎo)向安全。優(yōu)選地，所述定操控制電路包括第一至第四開(kāi)關(guān)管，所述第一和第二開(kāi)關(guān)管電連 接在第一電源輸入點(diǎn)和用于與轉(zhuǎn)轍機(jī)的Xl線電連接的定操輸出點(diǎn)之間，其中，所述第一和 第二開(kāi)關(guān)管分別用于導(dǎo)通交流輸入的上半波和下半波；所述第三和第四開(kāi)關(guān)管電連接在第 二電源輸入點(diǎn)和用于與轉(zhuǎn)轍機(jī)的X4線電連接的動(dòng)作回線點(diǎn)之間，其中，所述第三和第四開(kāi) 關(guān)管分別用于導(dǎo)通交流輸入的上半波和下半波；所述第一和第四開(kāi)關(guān)管均受控于所述第一 動(dòng)作控制器根據(jù)聯(lián)鎖機(jī)發(fā)出的第一定操動(dòng)作指令而輸出的第一定操開(kāi)關(guān)信號(hào)，所述第二和 第三開(kāi)關(guān)管均受控于所述第二動(dòng)作控制器根據(jù)聯(lián)鎖機(jī)發(fā)出的第二定操動(dòng)作指令而輸出的 第二定操開(kāi)關(guān)信號(hào)；所述反操控制電路包括第五至第八開(kāi)關(guān)管，所述第五和第六開(kāi)關(guān)管電連接在第一 電源輸入點(diǎn)和用于與轉(zhuǎn)轍機(jī)的X2線電連接的反操輸出點(diǎn)之間，其中，所述第五和第六開(kāi)關(guān) 管分別用于導(dǎo)通交流輸入的上半波和下半波；所述第七和第八開(kāi)關(guān)管電連接在第二電源輸 入點(diǎn)和所述動(dòng)作回線點(diǎn)之間，其中，所述第七和第八開(kāi)關(guān)管分別用于導(dǎo)通交流輸入的上半 波和下半波；所述第五和第八開(kāi)關(guān)管均受控于所述第一動(dòng)作控制器根據(jù)聯(lián)鎖機(jī)發(fā)出的第一 反操動(dòng)作指令而輸出的第一反操開(kāi)關(guān)信號(hào)，所述第六和第七開(kāi)關(guān)管均受控于所述第二動(dòng)作 控制器根據(jù)聯(lián)鎖機(jī)發(fā)出的第二反操動(dòng)作指令而輸出的第二反操開(kāi)關(guān)信號(hào)；所述第一電源輸入點(diǎn)經(jīng)由所述安全繼電器的第一常開(kāi)開(kāi)關(guān)輸出至定操和反操控 制電路，所述第二電源輸入點(diǎn)經(jīng)由所述安全繼電器的第二常開(kāi)開(kāi)關(guān)輸出至定操和反操控制 電路；所述第一動(dòng)作控制器根據(jù)第一定操動(dòng)作指令或者第一反操動(dòng)作指令輸出第一總 開(kāi)關(guān)信號(hào)，所述第二動(dòng)作控制器根據(jù)第二定操動(dòng)作指令或者第二反操動(dòng)作指令輸出第二總 開(kāi)關(guān)信號(hào)，所述第一和第二總開(kāi)關(guān)信號(hào)經(jīng)由與邏輯處理控制所述安全繼電器；以及，所述第一系統(tǒng)狀態(tài)信息包括第一定操和/或第一反操動(dòng)作指令內(nèi)容，所述第二系 統(tǒng)狀態(tài)信息包括第二定操和/或第二反操動(dòng)作指令內(nèi)容。優(yōu)選地，所述定操控制電路還包括定操整流電路，所述第一電源輸入點(diǎn)經(jīng)第一和 第二開(kāi)關(guān)管電連接至定操整流電路的一輸入端，所述第二電源輸入點(diǎn)經(jīng)第三和第四開(kāi)關(guān)管電連接至定操整流電路的另一輸入端，所述定操整流電路的一輸出端與定操輸出點(diǎn)之間電 連接有受控于第一定操開(kāi)關(guān)信號(hào)的第九開(kāi)關(guān)管，所述定操整流電路的另一輸出端與動(dòng)作回 線點(diǎn)之間電連接有受控于第二定操開(kāi)關(guān)信號(hào)的第十開(kāi)關(guān)管，所述第九和第十開(kāi)關(guān)管用于在 所述道岔執(zhí)行單元處于定位表示狀態(tài)時(shí)防止定位表示電路的電流串入定操控制電路；以 及，所述反操控制電路還包括反操整流電路，所述第一電源輸入點(diǎn)經(jīng)第五和第六開(kāi)關(guān) 管電連接至反操整流電路的一輸入端，所述第二電源輸入點(diǎn)經(jīng)第七和第八開(kāi)關(guān)管電連接至 反操整流電路的另一輸入端，所述反操整流電路的一輸出端與反操輸出點(diǎn)之間電連接有受 控于第二反操開(kāi)關(guān)信號(hào)的的第十一開(kāi)關(guān)管，所述反操整流電路的另一輸出端與動(dòng)作回線點(diǎn) 之間電連接有受控于第一反操開(kāi)關(guān)信號(hào)的第十二開(kāi)關(guān)管；所述第十一和第十二開(kāi)關(guān)管用于 在所述道岔執(zhí)行單元處于反位表示狀態(tài)時(shí)防止反位表示電路的電流串入反操控制電路。優(yōu)選地，所述定位表示電路包括隔離變壓器、第一和第二定表光耦，以及第一和第 二定表檢測(cè)光耦；所述隔離變壓器的后級(jí)的第二輸出端與道岔執(zhí)行單元的用于接入轉(zhuǎn)轍機(jī) 的X3線的表示回線點(diǎn)電連接；所述第一和第二定表檢測(cè)光耦的負(fù)極，以及第一和第二定表 光耦的正極均與用于接入轉(zhuǎn)轍機(jī)的Xl線的定表輸入點(diǎn)電連接；所述隔離變壓器的后級(jí)的 第一輸出端與第一和第二定表檢測(cè)光耦的正極，以及第一和第二定表光耦的負(fù)極電連接； 所述第一定表光耦和第一定表檢測(cè)光耦的輸出作為第一系統(tǒng)狀態(tài)信息的一部分輸送至第 一動(dòng)作控制器，所述第二定表光耦和第二定表檢測(cè)光耦的輸出作為第二系統(tǒng)狀態(tài)信息的一 部分輸送至第二動(dòng)作控制器；所述安全繼電器的常閉開(kāi)關(guān)電連接在隔離變壓器的后級(jí)的第 二輸出端與表示回線點(diǎn)之間；以及，所述反位表示電路包括所述隔離變壓器、第一和第二反表光耦，以及第一和第二 反表檢測(cè)光耦；所述第一和第二反表檢測(cè)光耦的正極，以及第一和第二反表光耦的負(fù)極均 與用于接入轉(zhuǎn)轍機(jī)的X2線的反表輸入點(diǎn)電連接；所述隔離變壓器的后級(jí)第一輸出端與第 一和第二反表檢測(cè)光耦的負(fù)極，以及第一和第二反表光耦的正極電連接；所述第一反表光 耦和第一反表檢測(cè)光耦的輸出作為所述第一系統(tǒng)狀態(tài)信息的一部分輸送至第一動(dòng)作控制 器，所述第二反表光耦和第二反表檢測(cè)光耦的輸出作為第二系統(tǒng)狀態(tài)信息的一部分輸送至 第二動(dòng)作控制器。優(yōu)選地，所述信號(hào)采集單元包括第一和第二定操反饋電路，以及第一和第二反操 反饋電路；其中，所述第一定操和第一反操反饋電路分別將各自采集到第一定操和第一反操狀態(tài) 信息均傳輸至第一動(dòng)作控制器和選路開(kāi)關(guān)；所述第二定操和第二反操反饋電路分別將各自采集到第二定操和第二反操狀態(tài) 信息均傳輸至第二動(dòng)作控制器和選路開(kāi)關(guān)；所述系統(tǒng)狀態(tài)反饋信息包括第一和第二定操狀態(tài)信息，以及第一和第二反操狀態(tài) fn息ο優(yōu)選地，還包括上位監(jiān)測(cè)機(jī)，所述道岔執(zhí)行單元還包括實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)電路與控制電路 之間電氣隔離的狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元，所述狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元包括用于與上位監(jiān)測(cè)機(jī)進(jìn)行單向通訊連 接的監(jiān)測(cè)控制器，以及道岔電流感應(yīng)電路和表示電壓感應(yīng)電路；所述第一動(dòng)作控制器通過(guò) 第一組光耦編碼電路將所述第一系統(tǒng)狀態(tài)信息傳輸至所述監(jiān)測(cè)控制器，所述第二動(dòng)作控制器通過(guò)第二組光耦編碼電路將所述第二系統(tǒng)狀態(tài)信息傳輸至所述監(jiān)測(cè)控制器，所述選路開(kāi) 關(guān)將其獲得的第一和第二系統(tǒng)狀態(tài)信息，以及系統(tǒng)狀態(tài)反饋信息均通過(guò)第三組光耦編碼電 路傳輸至所述監(jiān)測(cè)控制器，所述道岔電流感應(yīng)電路采集的動(dòng)作回線點(diǎn)處的電流信號(hào)，以及 所述表示電壓感應(yīng)電路采集的表示回線點(diǎn)處的電壓信號(hào)直接傳輸至所述監(jiān)測(cè)控制器；所述 監(jiān)測(cè)控制器將其獲得的所有信息通過(guò)監(jiān)測(cè)總線傳輸至通信網(wǎng)關(guān)，所述通信網(wǎng)關(guān)通過(guò)監(jiān)測(cè)機(jī) 總線將通過(guò)監(jiān)測(cè)總線傳輸來(lái)的信息傳輸至上位監(jiān)測(cè)機(jī)。優(yōu)選地，所述第一和第二定操反饋電路，第一和第二反操反饋電路均將通過(guò)各自 的傳感器采集到的信號(hào)整形為動(dòng)態(tài)脈沖信號(hào)輸出。優(yōu)選地，所述信號(hào)執(zhí)行單元包括第一和第二信號(hào)控制器，以及由二者共同控制的 信號(hào)燈控制單元，所述信號(hào)燈控制單元與信號(hào)燈一一對(duì)應(yīng)；所述通信網(wǎng)關(guān)通過(guò)所述的兩條 執(zhí)行總線分別與第一和第二信號(hào)控制器通信連接；其特征在于所述信號(hào)執(zhí)行單元還包括 防護(hù)單元和另一信號(hào)采集單元，所述防護(hù)單元包括邏輯保護(hù)單元和信號(hào)安全繼電器；所述信號(hào)燈控制單元包括允許和禁止信號(hào)輸出電路，所述允許信號(hào)輸出電路中串 聯(lián)連接有分別受控于第一和第二信號(hào)控制器的第一和第二信號(hào)開(kāi)關(guān)管，所述信號(hào)安全繼電 器的常開(kāi)開(kāi)關(guān)電連接在輸入電源接入所有信號(hào)燈控制單元的允許信號(hào)輸出電路的供電電 路上；所述信號(hào)安全繼電器的常閉開(kāi)關(guān)電連接在輸入電源接入所有信號(hào)燈控制單元的禁止 信號(hào)輸出電路的供電電路上；所述邏輯保護(hù)單元接收由第一信號(hào)控制器輸出的代表各信號(hào)燈控制單元工作狀 態(tài)的第一信號(hào)狀態(tài)信息，由第二信號(hào)控制器輸出的代表各信號(hào)燈控制單元工作狀態(tài)的第二 信號(hào)狀態(tài)信息，所述第一、第二信號(hào)控制器和邏輯保護(hù)單元均接收由信號(hào)執(zhí)行單元的信號(hào) 采集單元在各信號(hào)燈控制單元采集到的系統(tǒng)反饋信息；所述邏輯保護(hù)單元對(duì)第一、第二信 號(hào)狀態(tài)信息和系統(tǒng)反饋信息通過(guò)硬件電路進(jìn)行邏輯對(duì)比，并根據(jù)對(duì)比結(jié)果輸出用于控制信 號(hào)安全繼電器的信號(hào)燈異常信號(hào)；以及，在無(wú)信號(hào)燈異常信號(hào)輸出的情況下，所述第一和第二信號(hào)控制器的輸出經(jīng)由與邏 輯處理控制所述信號(hào)安全繼電器，在有信號(hào)燈異常信號(hào)輸出的情況下，僅由所述信號(hào)燈異 常信號(hào)控制信號(hào)安全繼電器，使信號(hào)執(zhí)行單元由故障導(dǎo)向安全。本發(fā)明的另一目的是提供一種根據(jù)上述計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的工作方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案為所述聯(lián)鎖機(jī)和通信網(wǎng)關(guān)分別通過(guò)一條聯(lián)鎖機(jī)總線和一 條執(zhí)行總線實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖機(jī)與道岔、信號(hào)和軌道執(zhí)行單元的各一個(gè)控制器之間的雙向通訊，所 述聯(lián)鎖機(jī)和通信網(wǎng)關(guān)分別通過(guò)另一條聯(lián)鎖機(jī)總線和另一條執(zhí)行總線實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖機(jī)與道岔、信 號(hào)和軌道執(zhí)行單元的各另一個(gè)控制器之間的雙向通訊；所述聯(lián)鎖機(jī)對(duì)道岔執(zhí)行單元通過(guò)第 一和第二動(dòng)作控制器進(jìn)行二取二冗余控制；在聯(lián)鎖機(jī)啟動(dòng)道岔執(zhí)行單元后，當(dāng)?shù)谝粍?dòng)作控制器根據(jù)第一定操動(dòng)作指令或者第 一反操動(dòng)作指令輸出的第一總開(kāi)關(guān)信號(hào)與第二動(dòng)作控制器根據(jù)第二定操動(dòng)作指令或者第 二反操動(dòng)作指令輸出的第二總開(kāi)關(guān)信號(hào)一致時(shí)，安全繼電器得電，如果此時(shí)第一和第二動(dòng) 作控制器分別輸出第一和第二定操開(kāi)關(guān)信號(hào)，且二者一致，則定操控制電路上的所有開(kāi)關(guān) 管將導(dǎo)通，使系統(tǒng)處于定操動(dòng)作狀態(tài)；如果此時(shí)第一和第二動(dòng)作控制器分別輸出第一和第 二反操開(kāi)關(guān)信號(hào)，且二者一致，則反操控制電路上的所有開(kāi)關(guān)管將導(dǎo)通，使系統(tǒng)處于反操動(dòng) 作狀態(tài)；否則，定操和反操控制電路均不會(huì)動(dòng)作；
在啟動(dòng)道岔執(zhí)行單元后，所述選路開(kāi)關(guān)實(shí)時(shí)接收第一和第二動(dòng)作控制器分別輸出 的第一和第二系統(tǒng)狀態(tài)信息，以及信號(hào)采集單元輸出的系統(tǒng)狀態(tài)反饋信息，并通過(guò)硬件電 路對(duì)第一、第二系統(tǒng)狀態(tài)信息和系統(tǒng)狀態(tài)反饋信息進(jìn)行邏輯對(duì)比，當(dāng)?shù)谝?、第二系統(tǒng)狀態(tài)信 息和系統(tǒng)狀態(tài)反饋信息各自自身的對(duì)比均未出現(xiàn)異常情況，且第一、第二系統(tǒng)狀態(tài)信息和 系統(tǒng)狀態(tài)反饋信息三者之間的對(duì)比未出現(xiàn)異常情況時(shí)，由第一和第二總開(kāi)關(guān)信號(hào)控制安全 繼電器；當(dāng)?shù)谝弧⒌诙到y(tǒng)狀態(tài)信息和系統(tǒng)狀態(tài)反饋信息中任一個(gè)自身對(duì)比出現(xiàn)異常情況 時(shí)，或第一、第二系統(tǒng)狀態(tài)信息和系統(tǒng)狀態(tài)反饋信息三者之間對(duì)比出現(xiàn)異常情況時(shí)，由選路 開(kāi)關(guān)直接優(yōu)先使所述安全繼電器失電，切斷定操和反操控制電路的供電電路，使道岔執(zhí)行 單元完成故障導(dǎo)向安全。優(yōu)選地，所述計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)還包括上位監(jiān)測(cè)機(jī)；在啟動(dòng)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)后，所 述道岔、信號(hào)和軌道執(zhí)行單元的監(jiān)測(cè)控制器均實(shí)時(shí)將其獲得的所有信息通過(guò)監(jiān)測(cè)總線傳輸 至通信網(wǎng)關(guān)，所述通信網(wǎng)關(guān)通過(guò)監(jiān)測(cè)機(jī)總線將通過(guò)監(jiān)測(cè)總線傳輸來(lái)的信息傳輸至上位監(jiān)測(cè) 機(jī)。本發(fā)明的有益效果首先，本發(fā)明將各執(zhí)行單元中的繼電器更換為開(kāi)關(guān)管，并通過(guò) 一個(gè)安全繼電器和一個(gè)選路開(kāi)關(guān)即確保各執(zhí)行單元的高可靠性，如道岔執(zhí)行單元，這便在 保證高可靠性的前提下大大降低整個(gè)系統(tǒng)的成本；其次，道岔執(zhí)行單元通過(guò)定位和反位表 示電路不僅可以完成定位和反位表示，還可以判斷表示二極管連接情況；再次，實(shí)現(xiàn)了控制 電路與監(jiān)測(cè)電路的電氣隔離；最后，通過(guò)將采集到的有效信號(hào)整形為動(dòng)態(tài)脈沖的形式實(shí)現(xiàn) 了電流和電壓的可信測(cè)量，這對(duì)于直流信號(hào)尤為重要。


圖Ia和Ib分別示出了現(xiàn)有道岔執(zhí)行單元的反操和定操控制電路；圖Ic和Id分別示出了現(xiàn)有道岔執(zhí)行單元的定操和反操閉鎖電路；圖2為本發(fā)明所述計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2所示道岔執(zhí)行單元的主要部分的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3所示定操控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖3所示反操控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖2所示道岔執(zhí)行單元的定位表示電路；圖7為圖2所示道岔執(zhí)行單元的反位表示電路；圖8為圖2所示道岔執(zhí)行單元的狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為圖2所示信號(hào)執(zhí)行單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖2所示，所述計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)包括聯(lián)鎖機(jī)、通信網(wǎng)關(guān)，以及道岔、信號(hào)、軌道和 零散執(zhí)行單元；所述道岔、信號(hào)、軌道和零散執(zhí)行單元各自均設(shè)有兩個(gè)控制器。所述計(jì)算機(jī) 聯(lián)鎖系統(tǒng)的聯(lián)鎖機(jī)和通信網(wǎng)關(guān)分別通過(guò)一條聯(lián)鎖機(jī)總線A2和一條執(zhí)行總線Al實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖機(jī) 與道岔、信號(hào)、軌道和零散執(zhí)行單元的一個(gè)控制器之間的雙向通訊，所述聯(lián)鎖機(jī)和通信網(wǎng)關(guān) 分別通過(guò)另一條聯(lián)鎖機(jī)總線B2和另一條執(zhí)行總線Bl實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖機(jī)與道岔、信號(hào)、軌道和零散 執(zhí)行單元的另一個(gè)控制器之間的雙向通訊。所述道岔、信號(hào)、軌道和零散執(zhí)行單元均設(shè)置有各自的狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元，每個(gè)狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元均包括用于與上位監(jiān)測(cè)機(jī)進(jìn)行單向通訊連接的監(jiān) 測(cè)控制器，各執(zhí)行單元的監(jiān)測(cè)控制器通過(guò)監(jiān)測(cè)總線Cl將各自獲得的信息傳輸至通信網(wǎng)關(guān)， 所述通信網(wǎng)關(guān)通過(guò)監(jiān)測(cè)機(jī)總線C2將通過(guò)監(jiān)測(cè)總線傳輸來(lái)的信息傳輸至上位監(jiān)測(cè)機(jī)。本發(fā)明的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)將圖2中各執(zhí)行單元中的繼電器更換為電子開(kāi)關(guān)，并通 過(guò)配合前級(jí)防護(hù)單元確保各執(zhí)行單元乃至整個(gè)系統(tǒng)的故障導(dǎo)向安全。以道岔執(zhí)行單元為 例，如圖3、4和5所示，本發(fā)明所述的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的道岔執(zhí)行單元包括第一動(dòng)作控制器 A和第二動(dòng)作控制器B，以及由二者共同控制的定操控制電路10和反操控制電路20，所述道 岔執(zhí)行單元還包括安全繼電器40和選路開(kāi)關(guān)50。所述定操控制電路10包括第一至第四開(kāi)關(guān)管la、lb、lc和ld，所述第一和第二開(kāi) 關(guān)管Ia和Ib電連接在第一電源輸入點(diǎn)DJZ和用于與轉(zhuǎn)轍機(jī)的Xl線電連接的定操輸出點(diǎn) 之間，其中，所述第一和第二開(kāi)關(guān)管Ia和Ib分別用于導(dǎo)通交流輸入的上半波和下半波，即 二者為并聯(lián)連接(為了便于繪制附圖，局部電路并沒(méi)有反應(yīng)實(shí)際的電路結(jié)構(gòu))；所述第三和 第四開(kāi)關(guān)管Ic和Id電連接在道岔執(zhí)行單元的第二電源輸入點(diǎn)DJF和用于與轉(zhuǎn)轍機(jī)的X4 線電連接的動(dòng)作回線點(diǎn)之間，其中，所述第三和第四開(kāi)關(guān)管Ic和Id分別用于導(dǎo)通交流輸 入的上半波和下半波，即二者為并聯(lián)連接。所述第一動(dòng)作控制器A根據(jù)第一定操動(dòng)作指令 輸出的第一定操開(kāi)關(guān)信號(hào)分別通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路1-1和1-4控制所述第一和第四開(kāi)關(guān)管Ia和 Id ；所述第二動(dòng)作控制器B根據(jù)第二定操動(dòng)作指令輸出的第二定操開(kāi)關(guān)信號(hào)分別通過(guò)驅(qū)動(dòng) 電路1-2和1-3控制所述第二和第三開(kāi)關(guān)管Ib和lc。所述反操控制電路20包括第五至第八開(kāi)關(guān)管2a至2d，所述第五和第六開(kāi)關(guān)管2a 和2b電連接在道岔執(zhí)行單元的第一電源輸入點(diǎn)DJZ和用于與轉(zhuǎn)轍機(jī)的X2線電連接的反操 輸出點(diǎn)之間，其中，所述第五和第六開(kāi)關(guān)管2a和2b分別用于導(dǎo)通交流輸入的上半波和下半 波，即二者為并聯(lián)連接；所述第七和第八開(kāi)關(guān)管2c和2d電連接在道岔執(zhí)行單元的第二電源 輸入點(diǎn)DJF和所述動(dòng)作回線點(diǎn)之間，其中，所述第七和第八開(kāi)關(guān)管2c和2d分別用于導(dǎo)通交 流輸入的上半波和下半波，即二者為并聯(lián)連接。所述第一動(dòng)作控制器A根據(jù)第一反操動(dòng)作 指令輸出的第一反操開(kāi)關(guān)信號(hào)分別通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路2-1和2-4控制所述第五和第八開(kāi)關(guān)管2a 和2d，所述第二動(dòng)作控制器B根據(jù)第二反操動(dòng)作指令輸出的第二反操開(kāi)關(guān)信號(hào)分別通過(guò)驅(qū) 動(dòng)電路2-2和2-3控制所述第六和第七開(kāi)關(guān)管2b和2c。所述第一電源輸入點(diǎn)DJZ經(jīng)由所述安全繼電器的第一常開(kāi)開(kāi)關(guān)輸出至定操和反 操控制電路10和20，所述第二電源輸入點(diǎn)DJF經(jīng)由所述安全繼電器40的第二常開(kāi)開(kāi)關(guān)輸 出至定操和反操控制電路，即安全繼電器的第一和第二常開(kāi)開(kāi)關(guān)均設(shè)置在定操和反操控制 電路的供電電路中；所述安全繼電器的常閉開(kāi)關(guān)設(shè)置在道岔執(zhí)行單元的定位表示電路和反 位表示電路的供電電路中，以在動(dòng)作期間切斷定位和反位表示電路的供電電路，并在表示 期間切斷定操和反操控制電路的供電電路。由此，本發(fā)明的道岔執(zhí)行單元在保證高安全性 的前提下，實(shí)現(xiàn)了控制電路的無(wú)觸點(diǎn)化。所述安全繼電器40在系統(tǒng)處于正常狀態(tài)下受控于第一和第二動(dòng)作控制器A和B， 具體為所述第一動(dòng)作控制器A根據(jù)第一定操動(dòng)作指令或者第一反操動(dòng)作指令輸出的第一 總開(kāi)關(guān)信號(hào)與第二動(dòng)作控制器B根據(jù)第二定操動(dòng)作指令或者第二反操動(dòng)作指令輸出的第 二總開(kāi)關(guān)信號(hào)一致時(shí)才能通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路Z使安全繼電器A吸起，使經(jīng)第一電源輸入點(diǎn)DJZ 和第二電源輸入點(diǎn)DJF輸入的交流電輸出至定操和反操控制電路10和20 ；在第一總開(kāi)關(guān)信號(hào)與第二總開(kāi)關(guān)信號(hào)不一致時(shí)，安全繼電器A將無(wú)法吸起，即第二總開(kāi)關(guān)信號(hào)與第二總 開(kāi)關(guān)信號(hào)經(jīng)與門作用于安全繼電器A的驅(qū)動(dòng)電路Z，以此實(shí)現(xiàn)冗余控制。所述選路開(kāi)關(guān)50接收第一動(dòng)作控制器A輸出的包括第一定操和/或第一反操動(dòng) 作指令內(nèi)容的第一系統(tǒng)狀態(tài)信息，接收第二動(dòng)作控制器B輸出的包括第二定操和/或第二 反操動(dòng)作指令內(nèi)容的第二系統(tǒng)狀態(tài)信息，以及接收信號(hào)采集單元采集的系統(tǒng)狀態(tài)反饋信 息，上述信息在選路開(kāi)關(guān)50的內(nèi)部通過(guò)硬件電路進(jìn)行對(duì)比，如所述選路開(kāi)關(guān)50可通過(guò)CPLD 實(shí)現(xiàn)各種信息的邏輯對(duì)比，并在系統(tǒng)出現(xiàn)任何異常情況下通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路Z優(yōu)先切斷安全繼 電器40，此時(shí)，第一和第二動(dòng)作控制器A和B對(duì)安全繼電器40的控制作用將失效，即選路開(kāi) 關(guān)50輸出的控制信號(hào)與第一和第二動(dòng)作控制器A和B經(jīng)與門輸出的控制信號(hào)也為“與”的 邏輯關(guān)系，只要選路開(kāi)關(guān)50的控制信號(hào)為低電平，安全繼電器40所控制的道岔動(dòng)作供電電 路(定操和反操控制電路的供電電路)將被切斷。當(dāng)?shù)啦韴?zhí)行單元用于控制直流轉(zhuǎn)轍機(jī)時(shí)，只需在定操和反操控制電路10和20中 增加整流電路。如圖3至5所示，此時(shí)，所述定操控制電路10還包括定操整流電路11，所述 第一電源輸入點(diǎn)DJZ經(jīng)第一和第二開(kāi)關(guān)管Ia和Ib電連接至定操整流電路11的一輸入端， 所述第二電源輸入點(diǎn)DJF經(jīng)第三和第四開(kāi)關(guān)管Ic和Id電連接至定操整流電路11的另一 輸入端，所述定操整流電路11的一輸出端與定操輸出點(diǎn)之間電連接有第九開(kāi)關(guān)管li，所述 第一動(dòng)作控制器A輸出的第一定操開(kāi)關(guān)信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路1-9控制第九開(kāi)關(guān)管Ii ；所述定 操整流電路11的另一輸出端與動(dòng)作回線點(diǎn)之間電連接有第十開(kāi)關(guān)管lj，所述第二動(dòng)作控 制器B輸出第二定操開(kāi)關(guān)信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路1-10控制第十開(kāi)關(guān)管1 j。由于定操和定表操 作共用轉(zhuǎn)轍機(jī)的Xl線，因此，設(shè)置第九開(kāi)關(guān)管Ii和第十開(kāi)關(guān)管Ij可以在系統(tǒng)處于定位表 示狀態(tài)時(shí)，有效防止定位表示電路的電流串入定操控制電路10。同理，所述反操控制電路20還包括反操整流電路21，所述第一電源輸入點(diǎn)DJZ經(jīng) 第五和第六開(kāi)關(guān)管2a和2b電連接至反操整流電路21的一輸入端，所述第二電源輸入點(diǎn) DJF經(jīng)第七和第八開(kāi)關(guān)管2c和2d電連接至反操整流電路21的另一輸入端，所述反操整流 電路21的一輸出端與反操輸出點(diǎn)之間電連接有第十一開(kāi)關(guān)管2i，所述第二動(dòng)作控制器B輸 出的第二反操開(kāi)關(guān)信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路2-11控制該第十一開(kāi)關(guān)管2i ；所述反操整流電路21 的另一輸出端與動(dòng)作回線點(diǎn)之間電連接有第十二開(kāi)關(guān)管2j，所述第一動(dòng)作控制器A輸出的 第一反操開(kāi)關(guān)信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路2-12控制該第十二開(kāi)關(guān)管2j。由于反操和反表操作共用 X2線，因此，設(shè)置該第十一和十二開(kāi)關(guān)管可以在系統(tǒng)處于反位表示狀態(tài)時(shí)，有效防止反位表 示電路的電流串入反操控制電路。對(duì)于道岔執(zhí)行單元，所述開(kāi)關(guān)管適于選用IGBT。如圖6和7所示，在轉(zhuǎn)轍機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中設(shè)置有表示二極管35，所述表示二極管 35在定位表示時(shí)反接于Xl線與X3線，在反位表示時(shí)正接于X2線與X3線之間，因此，可以 通過(guò)該表示二極管35監(jiān)測(cè)定位和反位表示的情況。在本實(shí)施方式中，如圖6所示，所述定位表示電路包括隔離變壓器30、第一和第二 定表光耦31a和31b，以及第一和第二定表檢測(cè)光耦32a和32b。所述隔離變壓器30的后 級(jí)的第二輸出端與道岔執(zhí)行單元的用于接入轉(zhuǎn)轍機(jī)的X3線的表示回線點(diǎn)電連接；所述第 一和第二定表檢測(cè)光耦32a和32b的負(fù)極，以及第一和第二定表光耦31a和31b的正極均 與用于接入轉(zhuǎn)轍機(jī)的Xl線的定表輸入點(diǎn)電連接；所述隔離變壓器30的后級(jí)的第一輸出端與第一和第二定表檢測(cè)光耦32a和32b的正極，以及第一和第二定表光耦31a和31b的負(fù) 極電連接；所述第一定表光耦31a和第一定表檢測(cè)光耦32a的輸出作為上述第一系統(tǒng)狀態(tài) 信息的一部分輸送至第一動(dòng)作控制器A，所述第二定表光耦31b和第二定表檢測(cè)光耦32b的 輸出作為上述第二系統(tǒng)狀態(tài)信息的一部分輸送至第二動(dòng)作控制器B ；所述安全繼電器40的 常閉開(kāi)關(guān)電連接在隔離變壓器30的后級(jí)的第二輸出端與表示回線點(diǎn)之間，即可滿足動(dòng)作 時(shí)禁止表示，表示時(shí)禁止動(dòng)作的要求。該定位表示電路的工作原理如下在表示室外定位時(shí)，表示二極管35反接在Xl和 X3之間，交流220V輸入通過(guò)220V-24V隔離變壓器30送出交流24V、50Hz的交流電，該交流 電通過(guò)表示二極管35后將交流負(fù)半波送往第一和第二定表光耦31a和31b，并在經(jīng)過(guò)第一 和第二定表光耦31a和31b后整流成50HZ的方波分別送往第一和第二動(dòng)作控制器A和B ； 同時(shí)，交流負(fù)半波也送往第一和第二定表檢測(cè)光耦32a和32b，由于第一和第二定表檢測(cè)光 耦32a和32b只能通過(guò)正電，因此，正常情況下，在定表期間第一和第二動(dòng)作控制器A和B 是接收不到由第一和第二定表檢測(cè)光耦32a和32b輸出的方波信號(hào)的。但是，如果表示二 極管35反接或者不接，第一和第二定表檢測(cè)光耦32a和32b都是可以收到正電信號(hào)的，第 一和第二動(dòng)作控制器A和B也就能夠接收到相應(yīng)的信號(hào)，因此，通過(guò)該定位表示電路，第一 和第二動(dòng)作控制器A和B就可以判斷系統(tǒng)是否處于定位表示期間，并且表示二極管35是否 反接或者不接。同理，如圖7所示，所述反位表示電路包括上述隔離變壓器30、第一和第二反表光 耦33a和33b，以及第一和第二反表檢測(cè)光耦34a和34b ；所述第一和第二反表檢測(cè)光耦34a 和34b的正極，以及第一和第二反表光耦33a和33b的負(fù)極均與用于接入轉(zhuǎn)轍機(jī)的X2線的 反表輸入點(diǎn)電連接；所述隔離變壓器30的后級(jí)第一輸出端與第一和第二反表檢測(cè)光耦34a 和34b的負(fù)極，以及第一和第二反表光耦33a和33b的正極電連接；所述第一反表光耦33a 和第一反表檢測(cè)光耦34a的輸出作為所述第一系統(tǒng)狀態(tài)信息的一部分輸送至第一動(dòng)作控 制器A，所述第二反表光耦33b和第二反表檢測(cè)光耦34b的輸出作為上述第二系統(tǒng)狀態(tài)信息 的一部分輸送至第二動(dòng)作控制器B。該反位表示電路的工作原理與定位表示電路的工作原理相似，在此不再贅述。所述定操、反操控制電路10和20，以及定位和反位控制電路在應(yīng)用中均可以加入 防雷電路。所述信號(hào)采集單元包括圖3至5所示的第一和第二定操反饋電路1. 1和1. 2，以及 第一和第二反操反饋電路2. 1和2. 2 ；其中，所述第一定操和第一反操反饋電路1. 1和2. 1分別將各自采集到第一定操和第一 反操狀態(tài)信息均傳輸至第一動(dòng)作控制器A和選路開(kāi)關(guān)50 ；所述第二定操和第二反操反饋電路1. 2和2. 2分別將各自采集到第二定操和第二 反操狀態(tài)信息均傳輸至第二動(dòng)作控制器B和選路開(kāi)關(guān)50 ；所述選路開(kāi)關(guān)50需要獲知的系統(tǒng)狀態(tài)反饋信息包括上述第一和第二定操狀態(tài)信 息，以及第一和第二反操狀態(tài)信息，當(dāng)在在實(shí)際應(yīng)用中還包括系統(tǒng)自檢信息等需要在其存 在異常的情況下將系統(tǒng)導(dǎo)向安全的信息。另外，為了提高系統(tǒng)的可靠性，所述第一系統(tǒng)狀態(tài) 信息還可以包括第一定操和第一反操狀態(tài)信息，所述第二系統(tǒng)狀態(tài)信息還可以包括第二定 操和第二反操狀態(tài)信息。
如圖8所示，所述道岔執(zhí)行單元的狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元包括與上位監(jiān)測(cè)機(jī)單向通訊連接 的監(jiān)測(cè)控制器C，以及道岔電流感應(yīng)電路60和表示電壓感應(yīng)電路70，其中，所述道岔電流感 應(yīng)電路60用于采集動(dòng)作回線點(diǎn)處(即與X4線電連接的點(diǎn))的電流信號(hào)，所述表示電壓感 應(yīng)電路采集表示回線點(diǎn)處(即與X3線電連接的電)的電壓信號(hào)。所述監(jiān)測(cè)控制器C通過(guò) 光耦組合編碼與第一、第二動(dòng)作控制器A和B，以及選路開(kāi)關(guān)50進(jìn)行通訊，具體方式為，所述 第一動(dòng)作控制器A通過(guò)第一組光耦編碼電路將所述第一系統(tǒng)狀態(tài)信息傳輸至所述監(jiān)測(cè)控 制器C，所述第二動(dòng)作控制器B通過(guò)第二組光耦編碼電路將所述第二系統(tǒng)狀態(tài)信息傳輸至 所述監(jiān)測(cè)控制器C，所述選路開(kāi)關(guān)50將其獲得的第一和第二系統(tǒng)狀態(tài)信息，以及系統(tǒng)狀態(tài) 反饋信息均通過(guò)第三組光耦編碼電路傳輸至所述監(jiān)測(cè)控制器C，而所述道岔電流傳感電路 采集的動(dòng)作回線點(diǎn)處的電流信號(hào)，以及所述表示電壓傳感電路采集的表示回線點(diǎn)處的電壓 信號(hào)直接傳輸至所述監(jiān)測(cè)控制器C。通過(guò)上述方式可以實(shí)現(xiàn)控制電路和監(jiān)測(cè)電路的電氣隔 離，即可保證在控制電路出現(xiàn)異常時(shí)不影響上位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)的統(tǒng)籌監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)電路出 現(xiàn)異常時(shí)也不會(huì)直接影響控制電路的工作。在此，其他執(zhí)行單元的狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元的電氣隔 離方式均與道岔執(zhí)行單元的相類似，兩個(gè)控制器均是分別通過(guò)一組光耦組合編碼將相關(guān)信 息傳輸至監(jiān)測(cè)控制器，并由監(jiān)測(cè)控制器完成將監(jiān)測(cè)到的信息輸出至上位監(jiān)測(cè)機(jī)。由于本發(fā)明的道岔執(zhí)行單元需要采集各種表征系統(tǒng)狀態(tài)的信號(hào)，并根據(jù)所采集的 各種信號(hào)完成故障導(dǎo)向安全，因此，信號(hào)的可信測(cè)量對(duì)于系統(tǒng)安全是尤為重要的，由于信號(hào) 采集電路中的電子器件在采用固定輸出時(shí)會(huì)造成有效信號(hào)判斷和故障信號(hào)判斷的二義性 問(wèn)題，所以，在本實(shí)施方式中，所述第一和第二定操反饋電路1. 1和1. 2，第一和第二反操反 饋電路2. 1和2. 2，以及道岔電流感應(yīng)電路60和表示電壓感應(yīng)電路70均可以將通過(guò)各自的 傳感器采集到的信號(hào)整形為動(dòng)態(tài)脈沖信號(hào)輸出，在此，如采集到的有效信號(hào)為交流信號(hào)則 直接通過(guò)門限電路即可實(shí)現(xiàn)上述整形，如采集到的有效信號(hào)為直流信號(hào)則可通過(guò)脈沖發(fā)生 器將直流信號(hào)整形為動(dòng)態(tài)脈沖信號(hào)；而器件在故障情況下會(huì)產(chǎn)生固定電信號(hào)輸出，由此，各 控制器和選路開(kāi)關(guān)即可區(qū)分出有效信號(hào)和故障信號(hào)，以進(jìn)行相應(yīng)的處理。本發(fā)明的道岔執(zhí)行單元的工作方法為通過(guò)第一和第二動(dòng)作控制器A和B進(jìn)行二取 二冗余控制，二區(qū)二的原則是為動(dòng)作控制為“與”方式，而故障反饋為“或”方式。在啟動(dòng)道岔執(zhí)行單元后，當(dāng)?shù)谝缓偷诙?dòng)作控制器A和B均接收到定操指令或者 反操指令，且據(jù)此輸出的第一和第二總開(kāi)關(guān)信號(hào)一致時(shí)，所述第一和第二動(dòng)作控制器A和B 將通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路Z使安全繼電器的線圈得電；如果此時(shí)第一和第二動(dòng)作開(kāi)關(guān)均輸出第一和 第二定操開(kāi)關(guān)信號(hào)，且二者一致，則第一至第四開(kāi)關(guān)管，以及第九和第十開(kāi)關(guān)管將均處于導(dǎo) 通狀態(tài)，即所述定操控制電路10將控制轉(zhuǎn)轍機(jī)進(jìn)行定操動(dòng)作；相應(yīng)地，如果此時(shí)輸出第一 和第二反操開(kāi)關(guān)信號(hào)，且二者一致，則反操控制電路20將控制轉(zhuǎn)轍機(jī)進(jìn)行反操動(dòng)作。在啟動(dòng)道岔執(zhí)行單元后，所述選路開(kāi)關(guān)50實(shí)時(shí)接收第一、第二系統(tǒng)狀態(tài)信息和系 統(tǒng)狀態(tài)反饋信息，并通過(guò)硬件電路對(duì)三者進(jìn)行對(duì)比分析，當(dāng)三者各自自身的對(duì)比均未出現(xiàn) 異常情況，并且三者之間的對(duì)比也未出現(xiàn)異常情況時(shí)，由第一和第二總開(kāi)關(guān)信號(hào)控制安全 繼電器40，當(dāng)?shù)谝弧⒌诙到y(tǒng)狀態(tài)信息和系統(tǒng)狀態(tài)反饋信息任一個(gè)的自身對(duì)比出現(xiàn)異常情 況時(shí)，或者第一、第二系統(tǒng)狀態(tài)信息和系統(tǒng)狀態(tài)反饋信息三者之間的對(duì)比出現(xiàn)異常情況時(shí)， 由選路開(kāi)關(guān)50直接優(yōu)先無(wú)條件地切斷所述安全繼電器所控制的定操和反操控制電路的供 電電路，使道岔執(zhí)行單元由故障導(dǎo)向安全。以下舉例說(shuō)明幾種異常情況
1.道岔進(jìn)行定操動(dòng)作時(shí)，應(yīng)當(dāng)只有定操控制電路存在反饋信號(hào)，若此時(shí)反操控制 電路出現(xiàn)了反饋信號(hào)，或者第一和第二定操狀態(tài)信息不一致，則屬于異常情況；2.如果道岔定操動(dòng)作時(shí)，定位和反位表示電路出現(xiàn)反饋信號(hào)，則屬于異常情況；3.道岔在定位表示期間，只有定位表示電路的第一和第二定表光耦應(yīng)當(dāng)有反饋信 號(hào)，反位表示電路的第一和第二反表光耦不應(yīng)該出現(xiàn)反饋信號(hào)，否則屬于異常情況；4.道岔在定位表示期間，第一和第二定表光耦的輸出不一致，屬于異常情況；5.道岔在定位表示期間，如果第一和第二定表檢測(cè)光耦出現(xiàn)反饋信號(hào)，則說(shuō)明表 示二極管35反接或者未接，這也屬于異常情況，需要進(jìn)行故障處理；6.在系統(tǒng)處于定位表示狀態(tài)時(shí)，如果接收到定操動(dòng)作指令，屬于異常情況。以上僅說(shuō)明了部分定操動(dòng)作和定位表示時(shí)的異常情況，對(duì)于反操動(dòng)作和反位表示 時(shí)的異常情況可以據(jù)此對(duì)應(yīng)得出，在此不再贅述。另外，對(duì)于第一、第二系統(tǒng)狀態(tài)信息和系統(tǒng)狀態(tài)反饋信息的對(duì)比方式多種多樣，只 要能滿足一處對(duì)比出現(xiàn)異常即將系統(tǒng)由故障導(dǎo)向安全即可，如可以采用對(duì)第一、第二系統(tǒng) 狀態(tài)信息和系統(tǒng)狀態(tài)反饋信息各自所包含的各信號(hào)進(jìn)行縱向?qū)Ρ?縱向?qū)Ρ炔捎没蜻壿?處理)，再對(duì)三者的縱向?qū)Ρ冉Y(jié)果進(jìn)行或邏輯處理；或者采用對(duì)第一、第二系統(tǒng)狀態(tài)信息和 系統(tǒng)狀態(tài)反饋信息中有對(duì)應(yīng)關(guān)系的信號(hào)進(jìn)行橫向?qū)Ρ?橫向?qū)Ρ炔捎没蜻壿嬏幚?，再將 各橫向?qū)Ρ冉Y(jié)果進(jìn)行或邏輯處理。由上可知，雖然第一和第二動(dòng)作控制器A和B經(jīng)過(guò)比較分析也可以得出異常結(jié)論， 并通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路Z切斷安全繼電器40，是系統(tǒng)完成故障到安全的導(dǎo)向，但是，軟件的判斷需 要各種冗余的算法，計(jì)算時(shí)間也相對(duì)較長(zhǎng)，因此，本發(fā)明通過(guò)選路開(kāi)關(guān)50接收各類信號(hào)，并 通過(guò)硬件上的邏輯判斷及時(shí)完成故障到安全的導(dǎo)向，而且第一和第二動(dòng)作控制器A和B在 軟件上的處理也可作為有效的補(bǔ)充，這樣就有效地提高了系統(tǒng)的可靠性。與道岔執(zhí)行單元的設(shè)計(jì)原理相同，如圖9所示，所述信號(hào)執(zhí)行單元包括第一和第 二信號(hào)控制器Sl和S2，以及由二者共同控制的信號(hào)燈控制單元，所述信號(hào)燈控制單元與信 號(hào)燈一一對(duì)應(yīng)；所述信號(hào)執(zhí)行單元還包括防護(hù)單元和信號(hào)采集單元，所述防護(hù)單元包括邏 輯保護(hù)單元S4和信號(hào)安全繼電器S5。所述第一和第二信號(hào)控制器Sl和S2之間通過(guò)通信 電路連接，在此說(shuō)明的是，二者在控制上是完全獨(dú)立的，通信電路僅負(fù)責(zé)完成時(shí)鐘同步等不 涉及影響各自輸出的指令信號(hào)的通信。所述信號(hào)燈控制單元包括允許和禁止信號(hào)輸出電路，所述允許信號(hào)輸出電路中串 聯(lián)連接有第一和第二信號(hào)開(kāi)關(guān)管1S、2S，第一和第二信號(hào)控制器Sl和S2分別通過(guò)驅(qū)動(dòng)單 元S-I和S-2控制第一和第二信號(hào)開(kāi)關(guān)管IS和2S。所述信號(hào)安全繼電器S5的常開(kāi)開(kāi)關(guān)電 連接在輸入電源接入所有信號(hào)燈控制單元的允許信號(hào)輸出電路的供電電路上；所述信號(hào)安 全繼電器S5的常閉開(kāi)關(guān)電連接在輸入電源接入所有信號(hào)燈控制單元的禁止信號(hào)輸出電路 的供電電路上，由此，在保證高度安全的前提下，實(shí)現(xiàn)了允許和禁止信號(hào)輸出電路的無(wú)觸點(diǎn) 化。在本實(shí)施例中，所述允許和禁止信號(hào)輸出電路經(jīng)過(guò)防雷電路分別輸出允許信號(hào)和禁止 信號(hào)。與背景技術(shù)中說(shuō)明的專利號(hào)為ZL 200820128996. 4，
公開(kāi)日為2009年12月2日的中 國(guó)實(shí)用新型專利公開(kāi)的車站信號(hào)燈控制裝置不同的是，本發(fā)明中的允許和禁止信號(hào)輸出電 路彼此獨(dú)立，并不共用一條控制回線，在本實(shí)施例中，第一信號(hào)電源輸入點(diǎn)XJZ和第二信號(hào) 電源輸入點(diǎn)XJF分別接在信號(hào)安全繼電器S5的常開(kāi)開(kāi)關(guān)和常閉開(kāi)關(guān)的一側(cè)，常閉開(kāi)關(guān)的另一側(cè)接在禁止信號(hào)輸出電路的供電電路上，常開(kāi)開(kāi)關(guān)的另一側(cè)接在允許信號(hào)輸出電路的供 電電路上。對(duì)于信號(hào)燈控制單元，所述第一和第二信號(hào)開(kāi)關(guān)管1S、2S選用可控硅更為適宜。所述邏輯保護(hù)單元S4接收由第一信號(hào)控制器Sl輸出的代表各信號(hào)燈控制單元 工作狀態(tài)的第一信號(hào)狀態(tài)信息，由第二信號(hào)控制器S2輸出的代表各信號(hào)燈控制單元工作 狀態(tài)的第二信號(hào)狀態(tài)信息，所述第一、第二信號(hào)控制器Si、S2和邏輯保護(hù)單元S4均接收由 信號(hào)采集單元在各信號(hào)燈控制單元采集到的系統(tǒng)反饋信息；所述邏輯保護(hù)單元通過(guò)硬件對(duì) 第一、第二信號(hào)狀態(tài)信息，以及系統(tǒng)反饋信息自身進(jìn)行邏輯對(duì)比，并對(duì)三者之間進(jìn)行邏輯對(duì) 比，并根據(jù)對(duì)比結(jié)果輸出用于控制信號(hào)安全繼電器的信號(hào)燈異常信號(hào)。所述第一、第二信號(hào) 狀態(tài)信息分別包括第一和第二信號(hào)控制器Sl和S2所接收的點(diǎn)燈指令。在無(wú)信號(hào)燈異常信號(hào)輸出的情況下，所述第一和第二信號(hào)控制器Sl和S2的輸出 經(jīng)由與邏輯處理通過(guò)驅(qū)動(dòng)單元S6控制所述信號(hào)安全繼電器S5，在有信號(hào)燈異常信號(hào)輸出 的情況下，僅由所述信號(hào)燈異常信號(hào)通過(guò)驅(qū)動(dòng)單元S6控制信號(hào)安全繼電器S5 (無(wú)條件使信 號(hào)安全繼電器S5失電)，切斷允許信號(hào)輸出電路的供電電路，使信號(hào)執(zhí)行單元完成故障導(dǎo) 向安全。所述信號(hào)采集單元包括第一和第二電流采樣電路Il和12。所述第一電流采樣電 路Il采集各信號(hào)燈控制單元的電流作為第一電流信號(hào)，即第一電流信號(hào)包含有各信號(hào)燈 控制單元的電流情況；所述第二電流采樣電路12采樣各信號(hào)燈控制單元的電流作為第二 電流信號(hào)；所述第一電流信號(hào)作為系統(tǒng)反饋信息分別傳輸至第一信號(hào)控制器Sl和邏輯保 護(hù)單元S4，所述第二電流信號(hào)作為系統(tǒng)反饋信息分別傳輸至第二信號(hào)控制器和邏輯保護(hù)單 元。所述第一和第二信號(hào)狀態(tài)信息可以分別包括第一和第二電流信號(hào)，以提高整個(gè)執(zhí)行單 元的可靠性。所述信號(hào)采集單元還可以包括第一和第二過(guò)流反饋電路Bl和B2;所述第一過(guò)流 反饋電路Bl采集各信號(hào)燈控制單元的尖峰電流作為第一尖峰電流信號(hào)，所述第二過(guò)流反 饋電路B2采樣各信號(hào)燈控制單元的尖峰電流作為第二尖峰電流信號(hào)；所述第一尖峰電流 信號(hào)作為系統(tǒng)反饋信息傳輸至第一信號(hào)控制器Si，所述第二尖峰電流信號(hào)作為系統(tǒng)反饋信 息傳輸至第二信號(hào)控制器。在本實(shí)施例中，所述第一和第二信號(hào)狀態(tài)信息分別包括第一和 第二尖峰電流信號(hào)。所述第一和第二電流采樣電路Il和12均將通過(guò)各自的傳感器采集到的電流信號(hào) 整形為動(dòng)態(tài)脈沖信號(hào)輸出。所述第一和第二過(guò)流反饋電路Bl和B2也可將采集到的尖峰電 流信號(hào)整形為動(dòng)態(tài)脈沖信號(hào)輸出。在此，如采集到的有效信號(hào)為交流信號(hào)則直接通過(guò)門限 電路即可實(shí)現(xiàn)上述整形，如采集到的有效信號(hào)為直流信號(hào)則可通過(guò)脈沖發(fā)生器將直流信號(hào) 整形為動(dòng)態(tài)脈沖信號(hào)；而器件在故障情況下會(huì)產(chǎn)生固定電信號(hào)輸出，由此，各控制器和邏輯 保護(hù)單元即可區(qū)分出有效信號(hào)和故障信號(hào)，以進(jìn)行相應(yīng)的處理。另外，對(duì)于需要確切知道電壓值和電流值的場(chǎng)合，采樣電路除了提供動(dòng)態(tài)脈沖信 號(hào)之外，還可以提供模數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)值，并且只有在脈沖信號(hào)和模數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)值同時(shí)有效的情況 下，表征電壓值或電流值的模數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)值才有效，否則視為無(wú)效，有必要時(shí)由選路開(kāi)關(guān)50 強(qiáng)制導(dǎo)向安全側(cè)。所以，在本實(shí)施例中，所述信號(hào)采集單元還可以包括第一和第二數(shù)字量采 集電路Dl和D2，所述第一數(shù)字量采集電路Dl采集各信號(hào)燈控制單元的數(shù)字電流值作為第一電流值，所述第二數(shù)字量采集電路D2采集各信號(hào)燈控制單元的數(shù)字電流值作為第二電 流值；所述第一電流值作為所述系統(tǒng)反饋信息傳輸至第一信號(hào)控制器Si，所述第二電流值 作為所述系統(tǒng)反饋信息傳輸至第二信號(hào)控制器S2。在本實(shí)施例中，所述第一和第二信號(hào)狀 態(tài)信息分別包括第一和第二電流值。上述信號(hào)執(zhí)行單元的工作方法為通過(guò)第一和第二信號(hào)控制器進(jìn)行二取二冗余控 制，并在控制上執(zhí)行“與”邏輯處理，在異常信號(hào)的判斷上執(zhí)行“或”邏輯處理，具體為在啟動(dòng)信號(hào)執(zhí)行單元后，當(dāng)?shù)谝缓偷诙盘?hào)控制器Sl和S2均接收到對(duì)于某信號(hào) 燈控制單元的點(diǎn)燈指令、且二者輸出的點(diǎn)燈信號(hào)一致時(shí)，所述信號(hào)安全繼電器S5的線圈得 電，點(diǎn)燈指令所對(duì)應(yīng)的信號(hào)燈控制單元上的第一和第二信號(hào)開(kāi)關(guān)管IS和2S導(dǎo)通，使得對(duì)應(yīng) 信號(hào)燈控制單元的允許信號(hào)輸出電路動(dòng)作；否則，由信號(hào)燈控制單元的禁止信號(hào)輸出電路 輸出禁止信號(hào)。同時(shí)，在啟動(dòng)信號(hào)執(zhí)行單元后，所述邏輯保護(hù)單元S6實(shí)時(shí)接收第一、第二信號(hào)狀 態(tài)信息和系統(tǒng)反饋信息，并通過(guò)硬件電路對(duì)第一、第二信號(hào)狀態(tài)信息和系統(tǒng)反饋信息進(jìn)行 對(duì)比分析，當(dāng)?shù)谝?、第二信?hào)狀態(tài)信息和系統(tǒng)反饋信息各自自身的比對(duì)均未出現(xiàn)異常情況， 且第一、第二信號(hào)狀態(tài)信息和系統(tǒng)反饋信息三者之間的比對(duì)也未出現(xiàn)異常情況時(shí)，由第一 和第二信號(hào)控制器Sl和S2的輸出經(jīng)由與邏輯處理控制所述信號(hào)安全繼電器；當(dāng)?shù)谝?、第?信號(hào)狀態(tài)信息和系統(tǒng)反饋信息中任一個(gè)的自身對(duì)比出現(xiàn)異常情況時(shí)，或第一、第二信號(hào)狀 態(tài)信息和系統(tǒng)反饋信息三者之間對(duì)比出現(xiàn)異常情況時(shí)，由邏輯保護(hù)單元S4直接無(wú)條件使 所述信號(hào)安全繼電器S5失電，即直接無(wú)條件切斷允許信號(hào)輸出電路的供電電路，使信號(hào)執(zhí) 行單元完成故障導(dǎo)向安全。對(duì)于軌道執(zhí)行單元的改進(jìn)為，所述軌道執(zhí)行單元包括第一和第二執(zhí)行控制器，以 及前級(jí)處理電路和狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元，所述第一執(zhí)行控制器和第二執(zhí)行控制器通過(guò)SPI總線進(jìn) 行通。所述前級(jí)處理電路包括信號(hào)采集電路、信號(hào)整形電路和第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述 信號(hào)采集電路用于采集軌道受電端的電信號(hào)(主要為軌道面的電壓信號(hào))，信號(hào)采集電路 輸出的電信號(hào)一路輸入至信號(hào)整形電路進(jìn)行處理，另一路輸入至第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行模 數(shù)轉(zhuǎn)換，所述信號(hào)整形電路的輸出分別輸入至第一和第二執(zhí)行控制器，所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換 電路的輸出也分別輸入至第一和第二執(zhí)行控制器。所述信號(hào)采集電路在采集過(guò)程中會(huì)根據(jù)信號(hào)頻率進(jìn)行濾波，若頻率不符合50Hz 則濾除，通過(guò)頻率判決可以有效地消除雜散電流的影響，提高系統(tǒng)的抗干擾能力。所述第一執(zhí)行控制器的輸出經(jīng)由一動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)電路控制一電子開(kāi)關(guān)，所述第二執(zhí)行 控制器的輸出經(jīng)由另一動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)電路控制另一電子開(kāi)關(guān)，兩個(gè)電子開(kāi)關(guān)的輸出經(jīng)由與邏輯 處理向聯(lián)鎖機(jī)輸出軌道狀態(tài)信號(hào)，所述軌道狀態(tài)信號(hào)即為軌道占用信號(hào)或者軌道空閑信 號(hào)。在本實(shí)施例中，所述信號(hào)整形電路為設(shè)定有基準(zhǔn)值的比較電路，當(dāng)信號(hào)采樣電路 的輸出超過(guò)信號(hào)整形電路的基準(zhǔn)值時(shí)，則信號(hào)整形電路2輸出脈沖信號(hào)給第一執(zhí)行控制器 Al和第二執(zhí)行控制器。所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路將轉(zhuǎn)換后的具體數(shù)字(如電壓值)輸入至第 一執(zhí)行控制器和第二執(zhí)行控制器處理。在實(shí)際應(yīng)用中，軌道受電端的電信號(hào)依次經(jīng)過(guò)防雷保護(hù)電路、阻抗匹配電路和隔離互感器輸入至所述信號(hào)采集電路，其中，防雷保護(hù)電路可以提高軌道執(zhí)行單元的抗沖擊 能力，阻抗匹配電路可以保證軌道電路的傳輸特性不變。該軌道執(zhí)行單元的工作原理為如果第一執(zhí)行控制器和第二執(zhí)行控制器均接收到 信號(hào)整形電路輸出的脈沖信號(hào)和第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路輸出的具體數(shù)值，且第一執(zhí)行控制器和 第二執(zhí)行控制器分別據(jù)此輸出作用于動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)電路和動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)電路的特定脈沖信號(hào)，則兩 個(gè)電子開(kāi)關(guān)均導(dǎo)通，軌道執(zhí)行單元輸出表征軌道空閑的軌道狀態(tài)信號(hào)；否則，軌道執(zhí)行單元 輸出表征軌道占用的軌道狀態(tài)信號(hào)，即軌道執(zhí)行單元無(wú)輸出。因此，在軌道執(zhí)行單元檢測(cè)到 任何故障時(shí)均會(huì)無(wú)條件進(jìn)入軌道占用狀態(tài)，完成故障導(dǎo)向安全。在此，所述零散執(zhí)行單元可以采用常規(guī)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，也可以根據(jù)道岔、信號(hào)和軌道 執(zhí)行單元的設(shè)計(jì)原理進(jìn)行改進(jìn)。綜上所述僅為本發(fā)明較佳的實(shí)施例，并非用來(lái)限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。即凡依本 發(fā)明申請(qǐng)專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化及修飾，皆應(yīng)屬于本發(fā)明的技術(shù)范疇。
權(quán)利要求
一種計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，包括聯(lián)鎖機(jī)、通信網(wǎng)關(guān)，以及道岔、信號(hào)和軌道執(zhí)行單元；所述道岔執(zhí)行單元包括第一和第二動(dòng)作控制器，以及由二者共同控制的定操和反操控制電路，所述聯(lián)鎖機(jī)通過(guò)兩條彼此獨(dú)立的聯(lián)鎖機(jī)總線與通信網(wǎng)關(guān)通信連接，所述通信網(wǎng)關(guān)通過(guò)兩條彼此獨(dú)立的執(zhí)行總線分別與道岔執(zhí)行單元的第一和第二動(dòng)作控制器通信連接；其特征在于所述道岔執(zhí)行單元還包括安全繼電器和選路開(kāi)關(guān)；所述第一動(dòng)作控制器控制分別位于定操和反操控制電路上的一組開(kāi)關(guān)管，所述第二動(dòng)作控制器控制分別位于定操和反操控制電路上的另一組開(kāi)關(guān)管；所述安全繼電器的常開(kāi)開(kāi)關(guān)設(shè)置在定操和反操控制電路的供電電路中；所述安全繼電器的常閉開(kāi)關(guān)設(shè)置在道岔執(zhí)行單元的定位和反位表示電路的供電電路中，以在動(dòng)作期間斷開(kāi)定位和反位表示電路的供電電路，并在表示期間斷開(kāi)定操和反操控制電路的供電電路；所述第一和第二動(dòng)作控制器與道岔執(zhí)行單元的信號(hào)采集單元通訊連接；所述選路開(kāi)關(guān)接收第一動(dòng)作控制器輸出的第一系統(tǒng)狀態(tài)信息，接收第二動(dòng)作控制器輸出的第二系統(tǒng)狀態(tài)信息，以及接收通過(guò)道岔執(zhí)行單元的信號(hào)采集單元反饋回的系統(tǒng)狀態(tài)反饋信息，所述選路開(kāi)關(guān)對(duì)第一、第二系統(tǒng)狀態(tài)信息和系統(tǒng)狀態(tài)反饋信息通過(guò)硬件電路進(jìn)行邏輯對(duì)比，并根據(jù)對(duì)比結(jié)果輸出用于控制安全繼電器的系統(tǒng)異常信號(hào)；以及，在無(wú)異常信號(hào)輸出的情況下，所述第一和第二動(dòng)作控制器的輸出經(jīng)由與邏輯處理控制所述安全繼電器；在有系統(tǒng)異常信號(hào)輸出的情況下，由所述系統(tǒng)異常信號(hào)控制安全繼電器斷開(kāi)定操和反操控制電路的供電電路，使道岔執(zhí)行單元由故障導(dǎo)向安全。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，其特征在于所述定操控制電路包括第一 至第四開(kāi)關(guān)管，所述第一和第二開(kāi)關(guān)管電連接在第一電源輸入點(diǎn)和用于與轉(zhuǎn)轍機(jī)的Xl線 電連接的定操輸出點(diǎn)之間，其中，所述第一和第二開(kāi)關(guān)管分別用于導(dǎo)通交流輸入的上半波 和下半波；所述第三和第四開(kāi)關(guān)管電連接在第二電源輸入點(diǎn)和用于與轉(zhuǎn)轍機(jī)的X4線電連 接的動(dòng)作回線點(diǎn)之間，其中，所述第三和第四開(kāi)關(guān)管分別用于導(dǎo)通交流輸入的上半波和下 半波；所述第一和第四開(kāi)關(guān)管均受控于所述第一動(dòng)作控制器根據(jù)聯(lián)鎖機(jī)發(fā)出的第一定操動(dòng) 作指令而輸出的第一定操開(kāi)關(guān)信號(hào)，所述第二和第三開(kāi)關(guān)管均受控于所述第二動(dòng)作控制器 根據(jù)聯(lián)鎖機(jī)發(fā)出的第二定操動(dòng)作指令而輸出的第二定操開(kāi)關(guān)信號(hào)；所述反操控制電路包括第五至第八開(kāi)關(guān)管，所述第五和第六開(kāi)關(guān)管電連接在第一電源 輸入點(diǎn)和用于與轉(zhuǎn)轍機(jī)的X2線電連接的反操輸出點(diǎn)之間，其中，所述第五和第六開(kāi)關(guān)管分 別用于導(dǎo)通交流輸入的上半波和下半波；所述第七和第八開(kāi)關(guān)管電連接在第二電源輸入點(diǎn) 和所述動(dòng)作回線點(diǎn)之間，其中，所述第七和第八開(kāi)關(guān)管分別用于導(dǎo)通交流輸入的上半波和 下半波；所述第五和第八開(kāi)關(guān)管均受控于所述第一動(dòng)作控制器根據(jù)聯(lián)鎖機(jī)發(fā)出的第一反操 動(dòng)作指令而輸出的第一反操開(kāi)關(guān)信號(hào)，所述第六和第七開(kāi)關(guān)管均受控于所述第二動(dòng)作控制 器根據(jù)聯(lián)鎖機(jī)發(fā)出的第二反操動(dòng)作指令而輸出的第二反操開(kāi)關(guān)信號(hào)；所述第一電源輸入點(diǎn)經(jīng)由所述安全繼電器的第一常開(kāi)開(kāi)關(guān)輸出至定操和反操控制電 路，所述第二電源輸入點(diǎn)經(jīng)由所述安全繼電器的第二常開(kāi)開(kāi)關(guān)輸出至定操和反操控制電 路；所述第一動(dòng)作控制器根據(jù)第一定操動(dòng)作指令或者第一反操動(dòng)作指令輸出第一總開(kāi)關(guān) 信號(hào)，所述第二動(dòng)作控制器根據(jù)第二定操動(dòng)作指令或者第二反操動(dòng)作指令輸出第二總開(kāi)關(guān) 信號(hào)，所述第一和第二總開(kāi)關(guān)信號(hào)經(jīng)由與邏輯處理控制所述安全繼電器；以及，所述第一系統(tǒng)狀態(tài)信息包括第一定操和/或第一反操動(dòng)作指令內(nèi)容，所述第二系統(tǒng)狀 態(tài)信息包括第二定操和/或第二反操動(dòng)作指令內(nèi)容。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，其特征在于所述定操控制電路還包括定 操整流電路，所述第一電源輸入點(diǎn)經(jīng)第一和第二開(kāi)關(guān)管電連接至定操整流電路的一輸入 端，所述第二電源輸入點(diǎn)經(jīng)第三和第四開(kāi)關(guān)管電連接至定操整流電路的另一輸入端，所述 定操整流電路的一輸出端與定操輸出點(diǎn)之間電連接有受控于第一定操開(kāi)關(guān)信號(hào)的第九開(kāi) 關(guān)管，所述定操整流電路的另一輸出端與動(dòng)作回線點(diǎn)之間電連接有受控于第二定操開(kāi)關(guān)信 號(hào)的第十開(kāi)關(guān)管，所述第九和第十開(kāi)關(guān)管用于在所述道岔執(zhí)行單元處于定位表示狀態(tài)時(shí)防 止定位表示電路的電流串入定操控制電路；以及，所述反操控制電路還包括反操整流電路，所述第一電源輸入點(diǎn)經(jīng)第五和第六開(kāi)關(guān)管電 連接至反操整流電路的一輸入端，所述第二電源輸入點(diǎn)經(jīng)第七和第八開(kāi)關(guān)管電連接至反操 整流電路的另一輸入端，所述反操整流電路的一輸出端與反操輸出點(diǎn)之間電連接有受控于 第二反操開(kāi)關(guān)信號(hào)的的第十一開(kāi)關(guān)管，所述反操整流電路的另一輸出端與動(dòng)作回線點(diǎn)之間 電連接有受控于第一反操開(kāi)關(guān)信號(hào)的第十二開(kāi)關(guān)管；所述第十一和第十二開(kāi)關(guān)管用于在所 述道岔執(zhí)行單元處于反位表示狀態(tài)時(shí)防止反位表示電路的電流串入反操控制電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，其特征在于所述定位表示電路包 括隔離變壓器、第一和第二定表光耦，以及第一和第二定表檢測(cè)光耦；所述隔離變壓器的后 級(jí)的第二輸出端與道岔執(zhí)行單元的用于接入轉(zhuǎn)轍機(jī)的X3線的表示回線點(diǎn)電連接；所述第 一和第二定表檢測(cè)光耦的負(fù)極，以及第一和第二定表光耦的正極均與用于接入轉(zhuǎn)轍機(jī)的Xl 線的定表輸入點(diǎn)電連接；所述隔離變壓器的后級(jí)的第一輸出端與第一和第二定表檢測(cè)光耦 的正極，以及第一和第二定表光耦的負(fù)極電連接；所述第一定表光耦和第一定表檢測(cè)光耦 的輸出作為第一系統(tǒng)狀態(tài)信息的一部分輸送至第一動(dòng)作控制器，所述第二定表光耦和第二 定表檢測(cè)光耦的輸出作為第二系統(tǒng)狀態(tài)信息的一部分輸送至第二動(dòng)作控制器；所述安全繼 電器的常閉開(kāi)關(guān)電連接在隔離變壓器的后級(jí)的第二輸出端與表示回線點(diǎn)之間；以及，所述反位表示電路包括所述隔離變壓器、第一和第二反表光耦，以及第一和第二反表 檢測(cè)光耦；所述第一和第二反表檢測(cè)光耦的正極，以及第一和第二反表光耦的負(fù)極均與用 于接入轉(zhuǎn)轍機(jī)的X2線的反表輸入點(diǎn)電連接；所述隔離變壓器的后級(jí)第一輸出端與第一和 第二反表檢測(cè)光耦的負(fù)極，以及第一和第二反表光耦的正極電連接；所述第一反表光耦和 第一反表檢測(cè)光耦的輸出作為所述第一系統(tǒng)狀態(tài)信息的一部分輸送至第一動(dòng)作控制器，所 述第二反表光耦和第二反表檢測(cè)光耦的輸出作為第二系統(tǒng)狀態(tài)信息的一部分輸送至第二 動(dòng)作控制器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，其特征在于所述信號(hào)采集單元包 括第一和第二定操反饋電路，以及第一和第二反操反饋電路；其中，所述第一定操和第一反操反饋電路分別將各自采集到第一定操和第一反操狀態(tài)信息 均傳輸至第一動(dòng)作控制器和選路開(kāi)關(guān)；所述第二定操和第二反操反饋電路分別將各自采集到第二定操和第二反操狀態(tài)信息 均傳輸至第二動(dòng)作控制器和選路開(kāi)關(guān)；所述系統(tǒng)狀態(tài)反饋信息包括第一和第二定操狀態(tài)信息，以及第一和第二反操狀態(tài)信肩、ο
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，其特征在于還包括上位監(jiān)測(cè)機(jī)，所述道岔 執(zhí)行單元還包括實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)電路與控制電路之間電氣隔離的狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元，所述狀態(tài)監(jiān)測(cè)單 元包括用于與上位監(jiān)測(cè)機(jī)進(jìn)行單向通訊連接的監(jiān)測(cè)控制器，以及道岔電流感應(yīng)電路和表示 電壓感應(yīng)電路；所述第一動(dòng)作控制器通過(guò)第一組光耦編碼電路將所述第一系統(tǒng)狀態(tài)信息傳 輸至所述監(jiān)測(cè)控制器，所述第二動(dòng)作控制器通過(guò)第二組光耦編碼電路將所述第二系統(tǒng)狀態(tài) 信息傳輸至所述監(jiān)測(cè)控制器，所述選路開(kāi)關(guān)將其獲得的第一和第二系統(tǒng)狀態(tài)信息，以及系 統(tǒng)狀態(tài)反饋信息均通過(guò)第三組光耦編碼電路傳輸至所述監(jiān)測(cè)控制器，所述道岔電流感應(yīng)電 路采集的動(dòng)作回線點(diǎn)處的電流信號(hào)，以及所述表示電壓感應(yīng)電路采集的表示回線點(diǎn)處的電 壓信號(hào)直接傳輸至所述監(jiān)測(cè)控制器；所述監(jiān)測(cè)控制器將其獲得的所有信息通過(guò)監(jiān)測(cè)總線傳 輸至通信網(wǎng)關(guān)，所述通信網(wǎng)關(guān)通過(guò)監(jiān)測(cè)機(jī)總線將通過(guò)監(jiān)測(cè)總線傳輸來(lái)的信息傳輸至上位監(jiān) 測(cè)機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，其特征在于所述第一和第二定操反饋電 路，第一和第二反操反饋電路均將通過(guò)各自的傳感器采集到的信號(hào)整形為動(dòng)態(tài)脈沖信號(hào)輸出ο
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)，其特征在于所述信號(hào)執(zhí)行單元包括第一 和第二信號(hào)控制器，以及由二者共同控制的信號(hào)燈控制單元，所述信號(hào)燈控制單元與信號(hào) 燈一一對(duì)應(yīng)；所述通信網(wǎng)關(guān)通過(guò)所述的兩條執(zhí)行總線分別與第一和第二信號(hào)控制器通信連 接；其特征在于所述信號(hào)執(zhí)行單元還包括防護(hù)單元和另一信號(hào)采集單元，所述防護(hù)單元 包括邏輯保護(hù)單元和信號(hào)安全繼電器；所述信號(hào)燈控制單元包括允許和禁止信號(hào)輸出電路，所述允許信號(hào)輸出電路中串聯(lián)連 接有分別受控于第一和第二信號(hào)控制器的第一和第二信號(hào)開(kāi)關(guān)管，所述信號(hào)安全繼電器的 常開(kāi)開(kāi)關(guān)電連接在輸入電源接入所有信號(hào)燈控制單元的允許信號(hào)輸出電路的供電電路上； 所述信號(hào)安全繼電器的常閉開(kāi)關(guān)電連接在輸入電源接入所有信號(hào)燈控制單元的禁止信號(hào) 輸出電路的供電電路上；所述邏輯保護(hù)單元接收由第一信號(hào)控制器輸出的代表各信號(hào)燈控制單元工作狀態(tài)的 第一信號(hào)狀態(tài)信息，由第二信號(hào)控制器輸出的代表各信號(hào)燈控制單元工作狀態(tài)的第二信號(hào) 狀態(tài)信息，所述第一、第二信號(hào)控制器和邏輯保護(hù)單元均接收由信號(hào)執(zhí)行單元的信號(hào)采集 單元在各信號(hào)燈控制單元采集到的系統(tǒng)反饋信息；所述邏輯保護(hù)單元對(duì)第一、第二信號(hào)狀 態(tài)信息和系統(tǒng)反饋信息通過(guò)硬件電路進(jìn)行邏輯對(duì)比，并根據(jù)對(duì)比結(jié)果輸出用于控制信號(hào)安 全繼電器的信號(hào)燈異常信號(hào)；以及，在無(wú)信號(hào)燈異常信號(hào)輸出的情況下，所述第一和第二信號(hào)控制器的輸出經(jīng)由與邏輯處 理控制所述信號(hào)安全繼電器，在有信號(hào)燈異常信號(hào)輸出的情況下，僅由所述信號(hào)燈異常信 號(hào)控制信號(hào)安全繼電器，使信號(hào)執(zhí)行單元由故障導(dǎo)向安全。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的工作方法，所述聯(lián)鎖機(jī)和通信網(wǎng)關(guān)分別通過(guò) 一條聯(lián)鎖機(jī)總線和一條執(zhí)行總線實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖機(jī)與道岔、信號(hào)和軌道執(zhí)行單元的各一個(gè)控制器 之間的雙向通訊，所述聯(lián)鎖機(jī)和通信網(wǎng)關(guān)分別通過(guò)另一條聯(lián)鎖機(jī)總線和另一條執(zhí)行總線實(shí) 現(xiàn)聯(lián)鎖機(jī)與道岔、信號(hào)和軌道執(zhí)行單元的各另一個(gè)控制器之間的雙向通訊；所述聯(lián)鎖機(jī)對(duì) 道岔執(zhí)行單元通過(guò)第一和第二動(dòng)作控制器進(jìn)行二取二冗余控制，其特征在于所述道岔執(zhí) 行單元的工作方法為在聯(lián)鎖機(jī)啟動(dòng)道岔執(zhí)行單元后，當(dāng)?shù)谝粍?dòng)作控制器根據(jù)第一定操動(dòng)作指令或者第一反 操動(dòng)作指令輸出的第一總開(kāi)關(guān)信號(hào)與第二動(dòng)作控制器根據(jù)第二定操動(dòng)作指令或者第二反 操動(dòng)作指令輸出的第二總開(kāi)關(guān)信號(hào)一致時(shí)，安全繼電器得電，如果此時(shí)第一和第二動(dòng)作控 制器分別輸出第一和第二定操開(kāi)關(guān)信號(hào)，且二者一致，則定操控制電路上的所有開(kāi)關(guān)管將 導(dǎo)通，使系統(tǒng)處于定操動(dòng)作狀態(tài)；如果此時(shí)第一和第二動(dòng)作控制器分別輸出第一和第二反 操開(kāi)關(guān)信號(hào)，且二者一致，則反操控制電路上的所有開(kāi)關(guān)管將導(dǎo)通，使系統(tǒng)處于反操動(dòng)作狀 態(tài)；否則，定操和反操控制電路均不會(huì)動(dòng)作；在啟動(dòng)道岔執(zhí)行單元后，所述選路開(kāi)關(guān)實(shí)時(shí)接收第一和第二動(dòng)作控制器分別輸出的第 一和第二系統(tǒng)狀態(tài)信息，以及信號(hào)采集單元輸出的系統(tǒng)狀態(tài)反饋信息，并通過(guò)硬件電路對(duì) 第一、第二系統(tǒng)狀態(tài)信息和系統(tǒng)狀態(tài)反饋信息進(jìn)行邏輯對(duì)比，當(dāng)?shù)谝?、第二系統(tǒng)狀態(tài)信息和 系統(tǒng)狀態(tài)反饋信息各自自身的對(duì)比均未出現(xiàn)異常情況，且第一、第二系統(tǒng)狀態(tài)信息和系統(tǒng) 狀態(tài)反饋信息三者之間的對(duì)比未出現(xiàn)異常情況時(shí)，由第一和第二總開(kāi)關(guān)信號(hào)控制安全繼電 器；當(dāng)?shù)谝?、第二系統(tǒng)狀態(tài)信息和系統(tǒng)狀態(tài)反饋信息中任一個(gè)自身對(duì)比出現(xiàn)異常情況時(shí)，或 第一、第二系統(tǒng)狀態(tài)信息和系統(tǒng)狀態(tài)反饋信息三者之間對(duì)比出現(xiàn)異常情況時(shí)，由選路開(kāi)關(guān) 直接優(yōu)先使所述安全繼電器失電，切斷定操和反操控制電路的供電電路，使道岔執(zhí)行單元 完成故障導(dǎo)向安全。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的工作方法，其特征在于所述計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系 統(tǒng)還包括上位監(jiān)測(cè)機(jī)；在啟動(dòng)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)后，所述道岔、信號(hào)和軌道執(zhí)行單元的監(jiān)測(cè)控 制器均實(shí)時(shí)將其獲得的所有信息通過(guò)監(jiān)測(cè)總線傳輸至通信網(wǎng)關(guān)，所述通信網(wǎng)關(guān)通過(guò)監(jiān)測(cè)機(jī) 總線將通過(guò)監(jiān)測(cè)總線傳輸來(lái)的信息傳輸至上位監(jiān)測(cè)機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)及其工作方法，該聯(lián)鎖系統(tǒng)包括聯(lián)鎖機(jī)、通信網(wǎng)關(guān)，以及道岔、信號(hào)和軌道執(zhí)行單元；該道岔執(zhí)行單元包括第一、二動(dòng)作控制器，定操和反操控制電路，以及安全繼電器和選路開(kāi)關(guān)；第一、二動(dòng)作控制器控制分別位于定操和反操控制電路上的一組開(kāi)關(guān)管；交流電輸入定操和反操控制電路受控于安全繼電器的常開(kāi)開(kāi)關(guān)；選路開(kāi)關(guān)與第一和第二動(dòng)作控制器，以及信號(hào)采集單元通訊連接；第一、二動(dòng)作控制器，以及選路開(kāi)關(guān)的輸出經(jīng)由與的邏輯關(guān)系處理控制所述安全繼電器。本發(fā)明將現(xiàn)有系統(tǒng)里的繼電器更換為開(kāi)關(guān)管，并通過(guò)一個(gè)安全繼電器和一個(gè)選路開(kāi)關(guān)即確保道岔執(zhí)行單元的高可靠性，這便在保證高可靠性的前提下大大降低整個(gè)系統(tǒng)的成本。
文檔編號(hào)G05B19/04GK101890968SQ20101023449
公開(kāi)日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日
發(fā)明者何建宏, 劉宇馳, 李憲國(guó), 段磊, 王建強(qiáng), 王鎖平, 趙麗宏, 陳真, 韓冬, 項(xiàng)銀芬 申請(qǐng)人:上海亨鈞科技有限公司