陳 強(qiáng)

（北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院，北京 100073）

近年來(lái)，隨著我國(guó)鐵路事業(yè)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖作為鐵路信號(hào)安全控制和運(yùn)營(yíng)管理的自動(dòng)控制系統(tǒng)迅速發(fā)展起來(lái)，并向高可靠性、可用性、可維護(hù)性和安全性不斷進(jìn)步。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是聯(lián)鎖系統(tǒng)的重要組成部分，是為了幫助聯(lián)鎖系統(tǒng)維護(hù)和管理人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)事故分析和查找設(shè)備故障而設(shè)計(jì)的人機(jī)交互系統(tǒng)，對(duì)于保障鐵路信號(hào)系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行正常，及時(shí)發(fā)現(xiàn)排除安全隱患，快速定位處理現(xiàn)場(chǎng)事故問(wèn)題等具有關(guān)鍵作用。

1 系統(tǒng)概述

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是在Microsoft Windows平臺(tái)下運(yùn)行的具有應(yīng)用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)通信、共享內(nèi)存等多重技術(shù)的人機(jī)交互系統(tǒng)，其主要功能如下。

（1）實(shí)時(shí)顯示并記錄現(xiàn)場(chǎng)所有信號(hào)設(shè)備的運(yùn)行變化情況。

（2）記錄現(xiàn)場(chǎng)行車(chē)人員的所有操作情況。

（3）記錄整個(gè)聯(lián)鎖系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)及輸出命令。

（4）可對(duì)所有記錄數(shù)據(jù)按照時(shí)間和類(lèi)型進(jìn)行查詢(xún)、歸納和打印。

（5）可進(jìn)行站場(chǎng)圖形的歷史數(shù)據(jù)回放，再現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)設(shè)備的運(yùn)行情況。

（6）可對(duì)聯(lián)鎖系統(tǒng)的輸入輸出板卡工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)督、顯示、記錄和回放。

（7）具有遠(yuǎn)程通信、監(jiān)測(cè)、診斷和維護(hù)功能。

（8）具有與微機(jī)監(jiān)測(cè)等其他外部系統(tǒng)接口功能。

（9）具有與CTC系統(tǒng)、微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)校時(shí)及本機(jī)人工校時(shí)功能。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由通信模塊、外部接口模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、站場(chǎng)圖形顯示信息查詢(xún)模塊、遠(yuǎn)程維護(hù)模塊和軟件監(jiān)控模塊6部分組成。

（1）通信模塊：負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)對(duì)聯(lián)鎖數(shù)據(jù)的接收、發(fā)送、處理功能；接收聯(lián)鎖數(shù)據(jù)有Arcnet、串行通信、以太網(wǎng)3種通信方式可選。采用共享內(nèi)存技術(shù)將實(shí)時(shí)聯(lián)鎖數(shù)據(jù)分發(fā)給其他功能模塊。

（2）外部接口模塊：負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)與外部接口通信功能；主要實(shí)現(xiàn)向微機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)送站場(chǎng)數(shù)據(jù)，同時(shí)從微機(jī)監(jiān)測(cè)獲取時(shí)鐘同步數(shù)據(jù)。支持串口232/422及以太網(wǎng)等通信方式。

（3）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊：以數(shù)據(jù)庫(kù)為存儲(chǔ)平臺(tái)，將24 h內(nèi)聯(lián)鎖數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)；24 h之外的數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)出并壓縮存儲(chǔ)到硬盤(pán)中?？紤]文本文件壓縮比較高，數(shù)據(jù)導(dǎo)出為文本文件后再進(jìn)行壓縮，根據(jù)目前硬盤(pán)容量，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間為1～10年。

(4）站場(chǎng)圖形顯示信息查詢(xún)模塊：實(shí)現(xiàn)站場(chǎng)圖形實(shí)時(shí)顯示和歷史回放、監(jiān)視聯(lián)鎖主系統(tǒng)的運(yùn)行情況、各類(lèi)設(shè)備信息的查詢(xún)和跟蹤、異常告警等功能。信息查詢(xún)部分可根據(jù)用戶(hù)的選擇查詢(xún)?cè)O(shè)備信息、輸出命令信息、按鈕信息、報(bào)警信息、輸入板通道狀態(tài)信息、輸出板通道狀態(tài)信息、聯(lián)鎖軟件運(yùn)行日志信息、AB機(jī)切換記錄、破封按鈕計(jì)數(shù)、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)等信息情況。

（5）遠(yuǎn)程維護(hù)模塊：以電話(huà)線(xiàn)作為傳輸介質(zhì)，與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)撥號(hào)方式進(jìn)行連接，下載現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)歷史記錄數(shù)據(jù)?？梢愿鶕?jù)所下載的歷史數(shù)據(jù)記錄，很方便地獲取現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)鎖系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)所有信號(hào)設(shè)備的運(yùn)行情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題隱患；快速準(zhǔn)確分析現(xiàn)場(chǎng)故障、事故原因，加快現(xiàn)場(chǎng)故障處理響應(yīng)速度。

（6）軟件監(jiān)控模塊：負(fù)責(zé)監(jiān)控各功能模塊運(yùn)行狀態(tài)及對(duì)遠(yuǎn)程用戶(hù)的登錄、注冊(cè)和管理功能。

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)處理流程，如圖1所示。

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 進(jìn)程通信技術(shù)

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)各個(gè)模塊之間采用進(jìn)程通信進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。進(jìn)程通信主要分為低級(jí)和高級(jí)通信兩類(lèi)，低級(jí)通信主要用于進(jìn)程之間的同步、互斥、終止、掛起等，高級(jí)通信主要用于進(jìn)程間數(shù)據(jù)塊的交換和共享。常見(jiàn)的高級(jí)通信主要有管道、消息、共享內(nèi)存等方式。

管道方式主要分為無(wú)名和有名管道兩種，運(yùn)用方式比較單一，一般不建議使用；消息方式使用方便，但需要額外消耗CPU時(shí)間，不適合大信息量交換或使用頻繁的情況；共享內(nèi)存方式是通過(guò)共享的內(nèi)存緩沖區(qū)直接進(jìn)行信息交換，方便、快捷、信息量大。根據(jù)以上特點(diǎn)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)各進(jìn)程間通信采用共享內(nèi)存技術(shù)。

3.2 數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)

為了能夠保存足夠長(zhǎng)時(shí)間的歷史數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)。數(shù)據(jù)壓縮主要分可逆和不可逆壓縮兩種?？赡鎵嚎s可保證壓縮后的數(shù)據(jù)精確地恢復(fù)為原始數(shù)據(jù)，如ARJ、ZIP、CAB、RAR等文件格式；不可逆壓縮不能精確地恢復(fù)原始數(shù)據(jù)，如聲音、視頻等文件格式。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)要求所記錄的歷史數(shù)據(jù)隨時(shí)可以準(zhǔn)確還原，以便進(jìn)行查詢(xún)及分析，所以不可逆壓縮方式不適合使用；由于CAB是微軟的壓縮格式，考慮壓縮文件的兼容性和實(shí)際壓縮效果，決定選用CAB壓縮文件格式。

4 系統(tǒng)應(yīng)用

該系統(tǒng)在全路應(yīng)用近800個(gè)車(chē)站，包括京津、合寧、合武、武廣、滬寧等客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)。目前系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，為各站DS6系列計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備的維護(hù)提供有力的支持。