計算機聯鎖畢業論文
隨著現代技術的高速發展，計算機聯鎖系統逐步取代電氣聯鎖系統，如何保證計算機聯鎖系統安全可靠、長期穩定的執行並維護和及時處理好發生的故障。下面是小編給大家推薦的，希望大家喜歡!
篇一
試談計算機聯鎖系統常見故障及處理方法
【摘要】計算機聯鎖系統是鐵路行車安全技術的保障系統，保證系統安全可靠、長期穩定的執行隊運輸生產具有重要意義。本文從計算機單元故障、通訊線路故障、切換故障、電源保障四個方面介紹了常見故障及其處理方法。
【關鍵詞】計算機聯鎖;故障;處理方法
隨著現代鐵路的高速發展，計算機聯鎖系統逐步取代電氣聯鎖系統，如何保證計算機聯鎖系統安全可靠、長期穩定的執行並維護和及時處理好發生的故障，對於鐵路運輸、行車安全具有重要作用。本文從維護的角度，對計算機聯鎖維護故障處理及維護工作提出幾點參考意見，並對計算機聯鎖裝置的故障型別與處理原則，常見故障及處理，以及具體計算機單元故障、通訊線路故障、切換故障、電源故障等方面分別進行了介紹。
1.計算機聯鎖裝置故障處理的步驟
接到計算機聯鎖裝置故障通知後，切忌盲目動裝置。
首先應掌握故障現象、影響範圍、對車務影響程度、分析聯鎖關係、排除車務錯誤操作的可能。
接著檢視機房聯鎖機、控制檯***顯示器***、控顯機***上位機***的執行狀態，聯鎖機採集板、驅動板資訊位指示燈狀態是否正常，初步掌握資訊，再決定如何處理，並將情況及時報段排程和車間。
再根據故障現象初步分析故障發生部位，區分室內故障還是室外故障，區分聯鎖機、控顯機故障還是繼電部分故障，不能馬上區分時，簡單故障如道岔扳不動、紅光帶等可跳開上述步驟，同普通故障一樣處理，可通過藉助控制檯電流表、軌道測試盤、微機監測等裝置進行判斷處理。
2.計算機聯鎖裝置的故障型別與處理原則
2.1 故障型別
計算機聯鎖系統的故障按性質，可分為硬體故障和軟體故障。根據硬體故障發生的時間特徵，可分為永久性故障#間歇性故障和瞬時故障。永久性硬體故障一旦發生即永久存在，故障排除前，故障裝置不能恢復正常執行。永久性硬體故障通常由於元器件失效，連線線斷線或短接等引起。
間歇性故障是重複發生，未經排除能自動消滅的故障現象，通常是由於元器件效能變化，接外掛接觸不良，焊點虛接等引起。瞬時故障通常是由於外界干擾因素引起的偶發性事件。軟體故障是由於軟體設計中存在的缺陷，在特定站場條件和特殊操作組合情況下，缺陷被暴露出來而引起的故障。
2.2 處理原則
對於永久性故障和間歇性故障處理，首先用備用裝置替換故障裝置，令故障裝置退出執行，使系統恢復正常，然後對故障現象進行分析，對故障裝置進行檢查，找出故障原因，通過更換電路板或排除故障點加以解決。對於很難在短時間內找出發生的原因，應首先進行系統復位，恢復系統執行，然後對發生的故障前後的環境條件、訊號裝置狀況、控制檯操作情況做周密的調查和詳細的記錄，並結合歷次處理故障發生時的記錄，從中找出有規律性的條件因素。要注意對機房溫度、電源情況、接地狀態、天氣情況等環境方面的情況進行分析，改善環境條件，防止故障發生。現場執行的軟體，通常以固化的方式儲存，不給現場人員提供檢視和修改程式的方法和手段，軟體的維護由設計單位終身負責。在計算機中執行的目標程式程式碼，可讀性極差，又有嚴密的邏輯性，一條指令或一個程式碼錯誤就有可能靠造成系統的崩潰。因此不得不採取嚴格的保護措施。軟體缺陷未經排除將永遠存在，在相同的條件下可以再現故障，從重複發生的現象中找出規律性的因素，提供給設計單位，由設計單位改進軟體設計，排除程式中的錯誤。
3.常見故障與處理方法
計算機聯鎖系統是由多臺微機組成的分散式系統。每臺微機由多個電路板構成，各微機之間通過網路互聯，進行資訊交換。系統響應第一個操作和完成第一項控制功能，都需要許多部件參與工作，因此一項功能的失敗，可能由系統中的不同部件的多種不同原因引起。不同部件的故障，對系統功能的影響範圍不同，而系統在同一時間發生的1個以上多重故障的概率極小。確定故障部位後，應首先採取主備系統切換的措施，儘快恢復系統執行，減少對運輸的影響，然後對有故障的部分停機檢修，排除故障。下面是常見的故障及處理方法。
3.1 計算機單元故障及處理方法
***1***聯鎖機：STD板故障，具體表現為STD 層執行燈停止閃爍，接受燈、中斷燈滅，採集層、驅動層指示燈停閃、故障表示為CPU板故障。
處理方法：更換CPU板;STD層中斷2燈滅，執行閃燈，但接發燈閃爍有一些滅燈，根據滅燈的位置，更換STD-01板***與監控機通訊和聯鎖機通訊***。BJ-A0 板故障，STD執行燈、中斷燈、報警燈均不閃爍，採集工作燈正常。處理方法：更換BJ板或緊固插座人。
***2***監控機：PC-01網絡卡故障，其聯鎖機STD層第1組接發燈閃爍不對，其他燈正常，並有“以聯鎖要通訊中斷”的提示;乙太網卡出現故障時提示為監控機與維修機通訊中斷，VGA顯示卡有故障時，顯示屏無顯示或者圖形有缺陷。
處理方法：更換PC-01網絡卡則恢復正常，需要更換顯示卡或插接不牢。
3.2 通訊線路故障及處理方法
匯流排插頭鬆動或插接不良，聯鎖機無法與監控機通訊。而LS插頭鬆動或插接不良，聯鎖機的工作機與備機不能同步。
處理方法：檢查插頭是否鬆動，只有完全接觸良好，在按聯機按鈕主可同步。
3.3 切換故障及處理方法
聯鎖機零層切換板故障時，切換校核報錯，某一監控機與聯鎖機通訊中斷，排除上述故障，控制檯監視器和數字化儀切換板故障，會導致控制檯顯示屏和數字化儀不能正常隨著監控機的切換而切換到工作中的監控機上，也可造成顯示屏上無任何顯示。
處理方法：此時排除外界電源因素的影響，則需要更換切換板，排除故障。
3.4 電源故障及處理方法
動態穩壓電源故障，其故障會導致所有動態繼電器的驅動失效，不能驅動室外裝置。計算機電源故障，UPS電源，STD電源、採集電源、驅動電源及監控機電源出現故障後，其所帶的負載均無法開啟。
處理方法：檢查輸入電源工作情況，輸出電源工作情況如果都正常，需要根據故障的點更換電源板件，恢復故障現象。
4.結束語
無論故障原因和故障現象如何變化，作為一名合格的聯鎖系統維護工作者，只要平時在工作中認真總結自己在工作中遇到的故障現象，堅持不斷地學習，熟悉裝置工作效能，才能準確判斷出故障處所，維護好計算機聯鎖系統，保證鐵路運輸安全及裝置的正常運營。
篇二
試論計算機聯鎖系統的改造工程
摘要：鐵路運輸的安全性也就越來越凸顯出其重要性，原有的鐵路計算機訊號聯鎖裝置已無法適應現在形式的發展，需要對計算機聯鎖系統進行有效的改造。本文首先分析了鐵路訊號計算機聯鎖系統的效能要求，其次，介紹了計算機聯鎖系統裝置佈置及機房條件。同時，以一工程例項為例，就計算機聯鎖系統的改造進行了深入的探討，提出了自己的建議和看法，具有一定的參考價值。
關鍵詞：計算機;聯鎖系統;改造工程
一、前言
隨著我國鐵路運輸的快速發展，我國的鐵路里程已經位居世界之首，與此同時，也正在朝著高速、過載、高密的方向不斷地發展，由此，鐵路運輸的安全性也就越來越凸顯出其重要性，原有的鐵路計算機訊號聯鎖裝置已無法適應現在形式的發展，需要對計算機聯鎖系統進行有效的改造。
二、鐵路訊號計算機聯鎖系統的效能要求分析
隨著計算機聯鎖系統的優點越來越顯現，過去曾經被廣泛應用的繼電聯鎖系統已經遠遠比不上計算機聯鎖系統的綜合性能，所以可以毫無疑問地說，鐵路訊號朝著計算機聯鎖系統方向發展已經是一個必然的趨勢，鐵路訊號計算機聯鎖系統的效能要求主要有以下一些方面，包括：高性價比、安全性、可靠性、適時性、可維護性等。
***一***實時性要求
計算機聯鎖系統必須及時輸出關於訊號和道岔之類的控制命令，通過對於輸入變數的變化情況進行採集，來將車站各類表示資訊及時重新整理，並且以一種較為安全的形式來輸出。
***二***經濟性
計算機聯鎖系統的一個重要原因就是其經濟性，這也是其能夠將繼電聯鎖系統進行取代的原因。計算機聯鎖系統在建築、除錯、設計、施工、製作等費用上都能夠有效地降低成本。
***三***結構模組化與標準化
由於各個鐵路站場有大有小，其各自的作業需求和規模都是不盡相同的，所以，在計算機聯鎖系統的軟體和硬體中都必須具有模組化的結構特徵，能夠實現有效分離資料、真正實現程式化。
***四***功能擴充套件
在過去所使用的繼電聯鎖系統中，一般來說，都只可以給使用者提供基本的操作介面和聯鎖功能，除此之外，就沒有其他的後續功能，而計算機聯鎖系統則不然，除了具有以上一些特點之外，還具有遠端通訊、故障分析、故障診斷、故障重演及其他管理功能。
三、計算機聯鎖系統裝置佈置及機房條件
本系統微機裝置安裝在三個19英寸的標準機櫃內。三個機櫃分別為聯鎖機櫃A、聯鎖機櫃B、監控機櫃。
機櫃尺寸：長×寬×高=600×750×1800mm。佔用機房面積不小於15平米。室內設防靜電地板。門窗防塵。設空調，夏季室內溫度不超過25℃為宜。運轉室內設行車控制檯和圖形顯示器。機械室內安裝繼電器組合架和電源屏。機械室和運轉室的環境條件與繼電聯鎖的機械室和運轉室條件相同。
本系統微機裝置使用交流220V電源。電壓值220V±10%。總容量不超過2KVA。由訊號電源屏單獨引出一路電源供給。採用兩臺1.4KVA UPS，大站採用2.0KVA UPS。由一臺工作供給全部裝置用電，另一臺備用。經過電源控制箱的控制，兩臺UPS可以自動切換或人工切換。也可以不經過UPS直接供電。
輸入和輸出介面使用直流24V電源。電壓範圍24V±10%。由訊號電源屏輸出的直流24V電源供給。採用動態板時需另配一路動態板區域性電源，電壓為30V。
本系統要求為微機系統單獨設定一根地線，接地電阻要求小於4歐姆。埋設地點與其它地線間距不小於20米。此地線上不得搭接其他裝置。
四、計算機聯鎖系統的改造
***一***工程概況
將2002年津霸線上的義大利ANsALD0計算機聯鎖系統更換為北方交通大學的JD-IA型計算機聯鎖系統。室外裝置不動，室內組合架裝置利舊改造，計算機及其I/O介面部分由舊裝置更換為新裝置。
***二***施工調查
在正式進行改造施工之前，務必應該掌握好原有的計算機聯鎖系統中舊裝置的使用狀況，掌握好舊裝置的工作原理，做到將實物和圖紙相互結合、相互對應;對於那些容易引起行車事故、容易出現問題的舊裝置在施工工程中採取有效的防護措施;這樣做的目的在於避免出現突發故障。
***三***施工
計算機聯鎖系統的改造施工主要包括兩個部分，分別是開通當天施工和開通前施工。
***1***不能直接對舊系統計算機裝置進行施工，這是因為有多個繼電器固定在計算機裝置上，在沒有將其拆除之前都是在運轉使用中的。所以，正是由於考慮到了這一點，在這次計算機聯鎖系統的改造工程中特意新加設了一個介面櫃。新介面櫃上引入空餘接點及復示繼電器的接點，而繼電器正在使用的那些舊接點不要去動它們。
***2***有效地裝配繼電器線圈的連線，主要是計算機聯鎖驅動到介面櫃的連線。因為在開通前，這些繼電器都是處於執行工作狀態，為了避免出現混線的問題，所以這部分接線不可以直接與線圈相連，只可以暫時配至到側面端子。
***3***由於過去所採用的JD-IA型計算機聯鎖系統中，方向電路與系統結合的電路較為複雜，需要改造的地方也是很多，所以我們在整個的改造過程中，我們暫時不使用，封閉了方向電路與系統結合的電路
***4***對於計算機防雷櫃到介面櫃之間的所有電纜都進行提前施工，主要包括公共回線電纜、驅動電纜、採集電纜。
***5***需要提前做好與微機監測相關的各種配線，就近增加防護單元和隔離感測器。微機監測所能夠涉及到的監測內容包括有：主燈絲斷絲報警電路、電碼化電流、電纜絕緣、電碼化電壓、接收電壓/區間移頻傳送、道岔電流、軌道電壓、電源屏輸出/輸入電壓等。
***6***做好計算機聯鎖系統中裝置保護地線和防雷地線的整個施工，這是因為計算機通訊和取樣之類的裝置都是屬於高頻裝置，這些高頻裝置很容易就會產生出較強的感應電壓，如果不加以控制，後果不堪設想。人身防護地線必須採用銅板製作，尺寸為1500mm×l000mm×l0mm，引出線的截面不能夠與其他裝置地線同槽、同溝、面積不能小於40平方釐米，對地電阻不得大於4歐。而防雷地線與人身防護地線相比，危險度相對要小些，所以可以採用普通石墨地線，在施工過程中，為了避開其他裝置，可以採用PVC管來防護防雷地線，對地電阻不得大於8Q。
***7***完善新增電源環線的施工。這些新增電源主要是指計算機聯鎖系統中新增復示繼電器櫃和介面櫃中的KF、KZ電源，需要“點”施工。而對於復示繼電器組合櫃而言，需要對外部配線進行“點”施工，對於內部配線可以採取提前施工的方法。
***8***在完成好前面的七個施工步驟之後，就可以在開通的過程中，及時地將繼電器配線進行更換，注意是計算機驅動中的。這樣做的目的在於最大程度上有效地減少改造對運用的影響。
***四***改造過程中引入計算機聯鎖教學培訓系統
在實際中，我們經常會發現，在計算機聯鎖裝置開通使用後，電務維護人員對計算機聯鎖裝置不熟悉，造成的維護不到位，故障後延時時間長，影響行車;車務操作人員由於對計算機聯鎖裝置部熟悉操作不當，發生不應該影響行車的事情而影響行車，給鐵路運輸帶來嚴重干擾，對鐵路運輸安全構成嚴重威脅。為了避免再次出現這個問題，在改造過程中我們引入計算機聯鎖教學培訓系統。此教學培訓系統能夠模擬現場計算機聯鎖裝置，實現了計算機聯鎖裝置操作一致、計算機網路一致、計算機軟體一致。通過使用該教學培訓系統對電務、車務人員進行技術培訓，能夠大大提高現場維護人員和使用人員的技術水平。
計算機聯鎖教學培訓系統的應用對電務、車務人員學習、熟悉計算機聯鎖裝置及操作手續，分析、查詢計算機聯鎖裝置故障方面有著重要意義，有效地防止和減少了因使用人員對裝置及操作功能不熟悉，而發生的故障延時。電務部門可以利用該教學培訓系統對不明原因的故障進行分析，防止類似訊號故障的重複發生，為減少計算機聯鎖裝置故障起到積極的預防作用，從整體上提高了鐵路裝置的安全運用水平，提高了電務維修人員和車站值班人員的整體業務水平，保證了鐵路運輸安全，有良好的經濟、社會效益和推廣應用前景。
***五***改造後的使用效果
改造後的計算機聯鎖系統採用具有高可靠性的工業控制微機，運用網路通訊技術構成多機分散式控制系統。聯鎖子系統採用動態冗餘的雙機熱備結構，具有故障自動切換和人工切換功能，滿足系統高可用性要求。聯鎖軟體採用雙份編碼，模組化和結構化設計。程式設計標準化。安全輸出採用動態驅動方式。表示資訊輸入採用動態編碼方式，滿足故障導向安全要求。控顯子系統採用雙機熱備結構，採用控顯機轉換箱進行人工切換，滿足系統高可用性要求。人機介面具有多種可選的操作方法和表示方式。操作方法可選按鈕盤、數字化儀或滑鼠。站場表示裝置可選圖形顯示器***CRT***或光帶表示盤。系統具有完善的自檢測和故障診斷功能，並可提供遠端監視，為裝置維護提供有力的技術支援。系統具有與其它資訊系統聯網交換資訊的能力。
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篇三
試談計算機聯鎖軟體測試方法
摘 要: 安全是鐵路運輸生產永恆的主題，聯鎖軟體是保障鐵路車站列車或機車作業安全的關鍵軟體，而高效、充分的測試對於保證其安全性具有舉足輕重的作用。文章描述了被測聯鎖系統的體系結構以及自動測試系統的設計，採用白盒法和黑盒法來完成對計算機聯鎖軟體的結構測試和功能測試，並給出結構測試例項和黑盒測試框圖。
關鍵詞: 軟體測試; 白盒法; 黑盒法
1、聯鎖軟體自動測試方法
1. 1 聯鎖軟體基本結構
本文所研究的內容主要針對聯鎖運算層進路控制模組*** 見圖 1*** . 該模組的主要功能有:
1*** 進路的建立;
2*** 選排一致檢查;
3*** 進路鎖閉;
4*** 訊號開放;
5*** 訊號保持開放;
6*** 進路正常解鎖;
7*** 進路非正常解鎖;
8*** 道岔單操.
1. 2 聯鎖軟體的白盒測試
白盒測試作為結構的測試方法,白盒測試又稱結構測試、邏輯驅動測試或基於程式的測試。採用這一測試方法，測試者可以看到被測試的源程式，可分析程式的內部構造並且根據內部構造設計測試用例。白盒測試全面瞭解程式內部邏輯結構、對所有邏輯路徑進行測試，它是窮舉路徑測試。在使用這一方案時，測試者必須檢查程式的內部結構，從檢查程式的邏輯著手，得出測試資料。
它的主要優點是：
①能夠對程式內部特定部位進行覆蓋測試;
②能發現以下型別的錯誤：程式內部控制結構不正確、程式內部資料結構不正確。
白盒測試的主要缺點是：
①只著眼於程式內部結構，對於在軟體需求規格說明書中已有明確規定，但在軟體實現時被遺漏的功能，無法檢查出來;
②無法檢驗程式的外部特性。
白盒測試檢測程式中的每條路徑是否都按預定結果正確執行. 本文以進路建立中的進路搜尋流程為例, 加以說明.
1. 2. 1 測試用例設計
正常退出路徑為 AB - DG, 異常退出路徑為 ABCEH. 其他三種路徑均為中間結果. 因此, 在測試用例設計中, 覆蓋這 5 條路徑, 並監督輸入引數、 中間結果及輸出結果即可.
1. 3 聯鎖軟體的黑盒測試
黑盒測試通常用作功能測試,，資料驅動測試或基於規格說明的測試。用這種方法進行測試時，被測程式被當作打不開的黑盒，因而無法瞭解其內部構造。在完全不考慮程式內部結構和內部特性的情況下，測試者只知道該程式輸入和輸出之間的關係或是程式的功能符合一定的函式關係。它必須依靠能夠反映這一關係和程式功能的需求規格說明書考慮確定測試用例，並且推斷測試結果的正確性，即所依據的只能是程式的外部特性。黑盒測試方法能夠站在使用者立場上進行測試，容易發現以下型別的錯誤：功能不對或遺漏、介面錯誤、資料結構或外部資料庫訪問錯誤、效能錯誤、初始化和終止錯誤等。
但黑盒測試方法有如下主要缺點：①依賴軟體需求規格說明書的正確性。但我們並不能保證軟體需求規格說明書是完全正確的。比如，在軟體需求規格說明書中規定了多餘的功能，或是漏掉了某些功能，這對於黑盒測試來說是完全無能為力的。②無法測試程式內部特定部位。 聯鎖軟體黑盒自動測試框圖如圖 4 所示. 在該系統中, 被測的聯鎖軟體在自身的宿主環境中執行, 整個被測系統通過網路介面接入到測試平臺. 測試平臺則是由測試軟體系統和車站訊號裝置模擬系統組成. 測試軟體系統由測試用例資料庫執行結果記錄資料庫, 分析判斷模組和網路通訊模組組成, 參見圖 5.
工作原理:
1*** 根據指定的車站訊號平面圖*** 資料檔案*** , 自動生成測試命令佇列.
2*** 由測試用例資料庫向被測聯鎖軟體輸出模擬操作命令, 同時送執行結果記錄資料庫記錄. 執行結果記錄資料庫還要接受被測聯鎖軟體的輸出驅動命令及車站訊號裝置模擬系統的狀態資訊後, 由分析判斷模組根據預存結果與輸入結果對比分析, 若一致, 則輸出下一條模擬操作命令, 若不一致, 則由分析判斷模組根據故障現象設計新的模擬測試命令, 重新測試. 若 3 次都存在故障, 則分析判斷模組不再設計新的測試命令, 而是回到原來的測試命令佇列中, 繼續執行. 所有比較一致的結果會從執行結果記錄資料庫中刪除, 而不一致的結果會被記錄.
3*** 設定裝置狀態模組能對指定訊號設備註入故障, 模擬各種不正常的狀態變遷, 已達到故障條件下的安全性測試目的.
2、聯鎖軟體的安全性測試
聯鎖軟體在正常輸入條件下不僅能完成聯鎖軟體應該完成的聯鎖控制功能, 其中還包含著基本的安全性需求.
1*** 計算機聯鎖的軟體系統必須達到軟體制式檢測要求的可靠性和安全性.
2*** 計算機聯鎖軟體的安全性完善度等級宜劃分為 4 級, 由高至低依次為 4~ 1 級. 等級的劃分等同於 EN50128 *** 鐵路控制和防護系統軟體*** 和EN50129*** 鐵路安全電子系統*** 的規定.
3、結論
軟體測試的目的在於儘可能多的找出錯誤. 但這就涉及到如何合理的設計測試用例. 本系統在白盒測試中採用路徑覆蓋法, 在黑盒測試中採用了等價類劃分法, 基對應有效資料的有效等價類和對應無效資料的無效等價類. 在安全性測試中採用了FTA 技術. 只有對軟體進行了充分的、 合理的測試後, 才有可能使聯鎖軟體達到更高的可靠性和安全性, 真正的服務於社會.