列车信号设备守护神“计算机联锁”的前世今生

说到联锁大家会想到：联合锁定？全国连锁？都不是。车站是列车交会和避让的场所，在车站内有许多线路，这些线路由道岔连接着。根据道岔的不同位置而形成不同的进路，进路用信号机来防护。为了保证行车安全，就必须使信号、道岔与进路之间存在着相互制约的关系。那是什么来充当这样的“守护神”呢？——计算机联锁。利用计算机对车站作业人员的操作命令及现场表示的信息进行逻辑运算，从而实现对信号机及道岔等进行集中控制，使其达到相互制约的车站联锁设备，即微机集中联锁。

用一句话概括：计算联锁系统是一种基于计算机技术的铁路信号设备，用于保证列车的安全运行和通畅。计算机联锁系统可实现控制监测一体化。联锁最初仅仅是由机械设备实现的，后来发展到由继电器电路实现，再后来使用计算机技术。

1856年是联锁设备的第一阶段：机械化联锁。这一阶段的标志是使用各种机械锁闭器件构成的机械化的联锁装置。

1856年，英格兰车站装设了萨式联锁机，标志着机械联锁的诞生。机械联锁作为最古老的联锁方式之一，其信号机与道岔的控制杆相互锁闭，联锁关系遵循因果关联原则或相关进路原则。机械联锁以直接控制动作设备，属于硬闭锁。后来，集中式机械联锁控制系统在长时间内一直占据主导地位，其发展是基于传统机械联锁的基础上不断演化而来。

1927年到了继电联锁阶段。这一阶段的标志是由继电器及其接点构成的逻辑电路构成的联锁装置。

1927年，基于布线逻辑的继电联锁控制系统首次问世，这一系统与传统的电气与机械联锁不同，它使用继电电路实现联锁逻辑，从而使得道岔和信号机的安全控制完全自动化，不再需要操纵杆的控制。

发展到现在，最终计算机联锁控制取代了之前的联锁设备。不仅因为计算机快速处理信息的能力，还有他的储存能力和联网能力，都可以方便地实现继电联锁设备难以实现的一些功能。

那么铁路计算机联锁系统是如何工作的呢？如同去医院体检一样，首先我们要进行一个大致的全面检查：身高体重抽血等；接下来根据情况分析是不是要做特殊部位筛查，利用B超等描述各项体检指标；最后在医生面诊，解决问题、提出健康可视化疗程。计算机联锁设备亦是如此：首先基于面向对象技术进行车站联锁设备属性和系统作业机理分析；在此基础上分析不同车站技术作业的进路需求，利用标准建模语言描述关键车站联锁设备、设备间联锁关系、车站进路控制业务逻辑以及与进路的匹配关系；最后利用C或Python语言等实现车站进路控制自动化，以满足车站设备状态、业务约束及其效率需求，实现计算机联锁自动化。

现在了解他如何工作了，那他的结构是什么样子呢？

屏幕上自动显示的有与进路、道岔和信号有关的信息，还有需要进行人工检索的道岔名、信号机名、轨道电路区段名等。系统遵循按压两个或两个以上的按钮才能操作的原则。每组道岔设置一个操作按钮，用按钮及道岔的不同颜色来表示道岔的不同状态。

那计算机如何知道列车要进站呢？这就要谈到进路控制作业机理与规则了。

进路控制分为进路建立和进路解锁。进路建立是系统根据操作人员所下达的指令，逻辑推断进路的类型（调车或列车进路）以及列车或车列行进方向（上行或下行、到达或出发），由进路选择得到进路上相关信号机、道岔和轨道电路区段等信息。转辙机将相关道岔转换到进路所约束的状态，确认道岔的位置无误后将其锁闭，使进路始端信号机开放允许灯光，保持指示列车或车列的运转。

是不是涨知识啦？今天的铁路科普行就到这了，感谢大家的阅读，我们下次再见！

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