【摘要】：在计算机技术和网络通信技术高速发展背景下，我国的铁路系统的到了快速升级、迭代更新，全面保证了列车行驶安全性。为了减少软件技术和硬件技术复杂操作对铁路安全生产带来的影响，避免低概率、高风险事件发生，对应的计算机信息部门应当加强故障控制，提升容错质量。本文针对铁路信号计算机联锁控制系统容错技术进行研究分析，探讨了其概念，工作原理、分析了该技术的运用特征，现将其阐述如下。
【关键词】：铁路信号；计算机联锁控制；系统容错技术探究
容错技术是保证系统安全性、稳定性、低风险的关键手段。通过优化铁路信号计算机联锁控制系统的容错计算技术，可以提升其信号设备的精准性和可靠性，对保证设备安全质量有重要的运用价值和意义。
1.概述铁路信号计算机联锁控制系统容错技术
1.1铁路信号
铁路信号是铁路发出联锁、闭合等特殊信息提醒模式，其是铁路运输系统中的常见技术，通过传输设备发出特殊的警示灯、位置信号、图像信息，指导铁路人员对列车进行针对性的指令操作。
1.2计算机联锁技术
操作人员通过计算机联锁系统发起控制、联锁信息指令，可以对列车进行一系列的操作，如岔道、轨道正确行驶等。
1.3计算机容错技术
计算机容错技术指的是规避故障隐患来减少机器停运，及时发现检测问题，并输出响应的控制结果，预防系统发生意外事件。计算机容错系统的质量可以帮助系统实现相应的指令操作，计算出可能发生的风险率，帮助列车驾驶员做出相应的举措。
2.计算机联锁系统中常见的两种技术
目前，计算机联锁系统中有（1）三模冗余；（2）双机热备两种技术。二者技术依赖于计算机软件系统，通过冗余扩展了更多的外部资源，有效促进了计算机的硬件和软件功能的升级，对于指导铁路信号的容错运用，提升系统的稳定性和可靠性有重要的价值意义。现将二者的工作原理分析如下。
2.1三模冗余
三模冗余内有三个模块，通过相同的三个模块共同输入信息，进行三选三、三选二的决策，最终从输出系统中得到表决的结果。若三个模块的输出结果一样，系统可以从三个模块中任意选择一个作为结果；若三个模块结果不一致，就需要按照数量多的一个优选原则，即为少数服从多数。三个模块在相同的操作下可以得到不同，相同的结果，利用选择次数作为表决标准，其精准率必然提升（如下图1所示）。
传统的系统采用一模技术，其判定结果具有强制性，无法体现容错技术。一模技术产生的连锁效应也会影响到列车信号的输出，在海量的数据总甚至会得到不确定的结果，严重时候势必会导致严重的安全隐患。
（图1 三模冗余逻辑判断结构）
2.2双机热备工作原理
双机热备工作模块涉及到七个大方面。其中动态冗余下广泛应用该技术。除开主要的模块，其还具有自我检查以及切换装置，可以实现故障问题检查以及工作模块的多方面切换。在正常的工作状态下，系统中有且仅有一个模块会处于工作状态中，而其他模块多处于待机状态，受到特殊指令后才会按照实际的工作出发其他模块，以帮助初始模块完成相应的指导工作。此外，工作人员也多将正常模块下的待机状态成为储存模块，工作模块即为基本模块。若故障检验装置发现了基本模块故障就会立即自动切换控制，让储存模块来代替其进行工作。若储存模块存在问题，本身就具有故障，切换下可能会引发新的问题；此时，系统会进行自我检查，会先筛选出储存模块中存在的故障隐患，后让其他储存模块接替工作。
因为系统需要持续性的正常运行，所有的模块都需要规避系统中可能存在的故障，并保证发生问题时候能够在短时间内迅速恢复，避免影响到列车的正常运作。建议运维人员多关注投资成本，选择性价比高的装置和设备，尽量减少储存模块在长期待机状态下内耗资源，影响设备的性能和敏感性，也可规避模块过多引起的巨大维修成本，也能够提升维修保养质量。
3.简述铁路信号计算机联锁控制系统容错技术的具体运用
3.1软件冗余
在联锁模块中，大多运维人员都采用双份编码形式，可以让不同的编码实现不同语言结构的备份，可保证系统信息数据的安全性，也能实现信息有效记录。
3.2硬件冗余
计算机联锁控制系统的硬件结构主要包括命令驱动、数据采集及联锁逻辑运算层；维修管理、人机会话和通信接口层。其中维修管理、人机会话和通信接口层属于双系统并行运行模式，具有相互独立的特性，能够在同一时间利用鼠标设备形成指令对动态数据进行监督检查，有效规避操作错误，接受联锁机的相关命令执行信息，同时能够动态显示联锁机的运行状态，成功帮助工作人员完成任务指令。维修管理机能够利用车站局域网和人机会话机成功接受操作指令，并将车站信息数据、监测运行情况进行实时存储或打印，形成全站场室外信息监测窗口，而不会向联锁机发出操作信息，有效提高了系统的可靠性和便捷性。
因为双机联锁是一种双模块的形式，铁路系统也应当有相对安全的高性能要求。在运行中，对应的人员要保证信息数据的实时传输质量，尽量避免系统处于长期的系统故障状态。铁路信号计算机联锁控制系统多采用热备份的方法，如采用人机对话与连锁机的集成器的连接特点，可以将其放在一个安全的局域网中，保证所有的机器都能够在稳定的环境中实现信息传输，并保证数据的安全可靠。
通过局域网的控制，可以高效保证信息数据的针对性、信息传输的安全性，建立一道安全屏障，减少和隔离外界网络环境病毒的侵蚀和影响；后期升级更新方面也不需要投入大量资金，可以利用现有的资源设备升级，也节约了资金成本，避免了资源的过度消耗问题。
4.结语
综上所述，计算机联锁控制系统从硬件、软件方面采用多级混合容错技术，从系统级、单机级、任务级、进程级、到程序块级来考虑系统的容错能力，保证系统具有较高的可靠度。由于铁路计算机应用的飞速发展及其计算机网络应用的普及，未来的联锁系统应该是高可靠、强容错、网络化、分布式和高度可裁减的，本系统是朝着这个方向的一个尝试。目前，该系统已通过实验室测试，各项指标符合铁道部规定的要求，即将投入现场实际使用。
【参考文献】
[1]郑丽英,董昱,李敬文. 铁路信号计算机联锁控制系统容错技术研究[J]. 工业控制计算机,2005(01):6-7+10.
[2]刘邦鹏. 铁路信号计算机联锁控制系统的容错技术探讨[J]. 工程技术研究,2018(03):51-52.
[3]高庆荣. 铁路信号计算机联锁控制系统容错技术探究[J]. 科技风,2018(29):63.
[4]李孟豪. 探讨铁路信号计算机联锁控制系统容错技术[J]. 电子测试,2016(08):91-92.