王曉輝 北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司

引言

計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖是通過計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和通信技術(shù)來實(shí)現(xiàn)車站聯(lián)鎖控制功能的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備是完成列車進(jìn)路控制、股道鎖閉、股道解鎖、道岔開啟閉合、信號(hào)機(jī)開關(guān)等功能的重要設(shè)備。故障樹分析是安全系統(tǒng)工程中最重要的分析方法。故障樹分析是從事故開始，從上層開始向下分析導(dǎo)致事故的原因，然后通過邏輯圖表現(xiàn)出來。利用故障樹方法對(duì)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖進(jìn)行故障分析可以尋找從上到下分析故障原因，對(duì)故障解決具有重大的意義。

1 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)介紹

1.1 結(jié)構(gòu)分析

某型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)為分布式多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它主要由控制臺(tái)、監(jiān)控機(jī)（上位機(jī)）、聯(lián)鎖機(jī)和電務(wù)維修機(jī)組成，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1-1所示：

圖1 -1 某型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖結(jié)構(gòu) Fig 1-1 computer interlocking structure

下面面分別介紹計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備的各個(gè)組成部分

（1）控制臺(tái)

控制臺(tái)是由兩個(gè)顯示器組合而成如果站場(chǎng)比較大，兩個(gè)顯示器組合顯示站場(chǎng)圖。如果站場(chǎng)比較小，則兩個(gè)顯示器顯示同樣的畫面。

（2）聯(lián)鎖機(jī)

采用二乘二取二的硬件架構(gòu)。

（3）監(jiān)控機(jī)

監(jiān)控機(jī)采用雙機(jī)設(shè)置，使用嵌入式Windows XP 操作系統(tǒng)，具有比較高的可靠性。兩臺(tái)機(jī)器可以同時(shí)工作也可以單獨(dú)工作。

（4）電務(wù)維修機(jī)

采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組成，使用嵌入式Windows XP 操作系統(tǒng)。

（5）綜合配電

為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電源輸出。

1.2 二乘二取二結(jié)構(gòu)介紹

上面介紹計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)切換采用整機(jī)切換方式。計(jì)算及連鎖系統(tǒng)聯(lián)鎖系統(tǒng)有五種工作方式：A、B 兩系均不工作、A、B 兩系中只有一系工作和AB 雙系同步工作。

如果是單系聯(lián)鎖機(jī)，系統(tǒng)狀態(tài)包含單機(jī)工作、脫機(jī)、聯(lián)機(jī)同步三種。系統(tǒng)工作時(shí)，首先上電的連鎖及（A 系或B 系）被認(rèn)為是為主機(jī)，首先開始工作后，后上電的一系稱為備機(jī)，與主機(jī)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)同步工作。在聯(lián)機(jī)同步工作情況下的A、B 系聯(lián)鎖機(jī)狀態(tài)完全相同，無主、備之分。如果主機(jī)出現(xiàn)故障，則停止和FFC 的工作通信，這時(shí)備機(jī)升級(jí)為主機(jī)繼續(xù)工作，原來主機(jī)則處于脫機(jī)狀態(tài)，待故障修復(fù)之后，原主機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)閭錂C(jī)，恢復(fù)兩系主機(jī)通信，等到雙系主機(jī)工作完全相同之后，轉(zhuǎn)入到熱備狀態(tài)，兩系主機(jī)切換自動(dòng)化，不影響系統(tǒng)的正常工作。

2 故障樹

2.1 故障樹方法介紹

故障樹圖是一種因果關(guān)系邏輯圖，它是通過元部件狀態(tài)來顯示系統(tǒng)故障樹。故障樹圖是一種圖形化設(shè)計(jì)方法，并且作為可靠性框圖的一種可替代的方法。

故障樹圖是通過頂層事故事件從上到下建立樹型結(jié)構(gòu)并且根據(jù)事件之間關(guān)系而聯(lián)系，它使用了圖形化建模的方法，使能導(dǎo)致系統(tǒng)故障的原因通故障事件，路徑和狀態(tài)加上邏輯符號(hào)來表示。故障樹圖中包括的構(gòu)造單元為門和事件（故障），這些構(gòu)成單元組成了系統(tǒng)的故障樹。

2.2 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖故障分析

經(jīng)過分析，針對(duì)不能驅(qū)動(dòng)道岔和錯(cuò)誤驅(qū)動(dòng)道岔故障的FMECA表如表2-1 所示：

表2 -1 道岔故障FMECA 表Tab 2-1 Turnout fault FMECA table

其中，對(duì)于錯(cuò)誤驅(qū)動(dòng)道岔中，聯(lián)鎖主機(jī)故障對(duì)應(yīng)的原因有很多種，比如聯(lián)鎖主機(jī)故障、聯(lián)鎖通信機(jī)故障、聯(lián)鎖主機(jī)軟件故障、聯(lián)鎖通信機(jī)軟件故障等原因，對(duì)于錯(cuò)誤驅(qū)動(dòng)道岔來說，其故障原因?qū)?yīng)的細(xì)分原因如表2-2 所示

利用故障樹法對(duì)錯(cuò)誤驅(qū)動(dòng)道岔進(jìn)行建模，結(jié)構(gòu)如圖2-1 所示：

如圖2-1 所示，通過對(duì)錯(cuò)誤驅(qū)動(dòng)道岔進(jìn)行建模，可以找出10 個(gè)底層事件，再分別對(duì)這些事件進(jìn)行分析排查，經(jīng)過之前故障經(jīng)驗(yàn)分析，這10 中故障都可以作為最小割集時(shí)間存在，對(duì)這些事件進(jìn)行重點(diǎn)安全保護(hù)，可以降低頂層事件發(fā)生的概率。

3 結(jié)論

利用故障樹方法對(duì)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖錯(cuò)誤驅(qū)動(dòng)道岔事件進(jìn)行建模，找出故障的底層割集事件，對(duì)這些底層事件進(jìn)行重點(diǎn)防護(hù)，可以降低頂層故障發(fā)生的概率，保證行車安全。