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摘 要 基于广州地铁1、2号线屏蔽门系统工程,分析、介绍了由车载和轨旁设备支持实施的LZB连续自动列车控制系统的控制和监督功能,从安全、合理的角度综述了信号系统与屏蔽门系统之间的接口控制关系。
关键词 屏蔽门,列车自动防护,接口控制
屏蔽门(Platformscreendoors,简称PSD)系统是现代化轨道交通工程的必备设施,它沿轨道交通站台边缘设置,将轨道区与站台候车区隔离,具有节能、环保和安全等功能。安装屏蔽门系统后,不仅可以防止乘客跌落轨道而发生危险,确保乘客安全,减少人为引起的停车延误,提高列车准点率,而且可以减少站台区与轨道区之间冷热气流的交换,从而降低环控系统的运营能耗,节约运营成本。
信号系统与屏蔽门系统相结合是屏蔽门系统工程的重要环节。此外,要更好地确保乘客的安全以及奠定无人驾驶的技术基础,就必须实现屏蔽门与列车车门的连动,并确保屏蔽门系统与信号系统的列车自动防护(ATP)之间建立联锁关系。根据世界各城市轨道交通工程的成功先例,屏蔽门普遍由信号系统进行控制。广州于2004年10月开始对正在运营的地铁1号线加装屏蔽门系统。该项工程预计总投资金额为1.484亿元人民币,是目前我国最大的一项轨道交通屏蔽门系统工程。本文主要对广州地铁2号线及1号线加装屏蔽门系统工程中的西门子信号系统与屏蔽门系统的接口进行分析。
1 屏蔽门系统所需信号系统的条件及功能
(1) 信号系统与屏蔽门系统的接口仅考虑线路上的列车的正向运行,但要满足屏蔽门对停车精度的要求。只有停车精度要求被满足,信号系统才允许自动或人工向列车和站台屏蔽门系统发送开门命令。目前,用于广州地铁2号线的LZB700M型中,ATP和ATO(列车自动运行)系统是由德国西门子公司提供的,其列车定点停车的精度ATO系统为±0.3m,成功率99.99%,ATP系统为±0.5m,已满足屏蔽门对停车精度的要求。广州地铁1号线同样采用LZB700M型ATP、ATO,目前列车停车的精度ATO系统为±0.5m,成功率99.5%,ATP系统为±1m。由此可见,要安装屏蔽门首先必须改善列车的停车状况,停车精度至少要达到ATO系统为±0.4m,成功率99.5%,ATP系统为±0.5m的要求;并要保证在列车停车精度为±400mm情况下,列车乘客门净开度≥1200mm(屏蔽门门开宽度为2000mm)。
(2)只有屏蔽门关闭的情况下列车才能运行。ATP轨旁单元通过故障安全型继电器输入接点接收当前屏蔽门的状态(PSD开门或PSD关门)。如果屏蔽门是开门状态,ATP轨旁单元会设置一个安全停车点,不让任何列车驶入相应的车站站台。
(3)PSD的状态通过ATP报文传输给列车。当列车接近运营停车点,且屏蔽门的状态由“PSD关闭”变化为“PSD开门”时,ATP轨旁单元会产生紧急制动让列车停车。
(4)确保当列车停在停车窗位置范围内时才连通列车到轨旁的通信通道。当列车在站台范围内移动时,ATP通过不激活“PTI(positivetrainidentifi cation,有车标志)释放”切断PTI通道。如果列车停到指定的ATP停车窗位置时,则通过ATP激活“PTI释放”让PTI通道连通。当列车车门打开时,这些报文会通过PTI通道传输到轨旁单元,屏蔽门会随之而打开。
(5)屏蔽门控制系统向信号系统提供全部门“关闭及锁定”和“互锁解除”信息,接口采用安全型干接点双断硬线连接,接口分界点在屏蔽门控制设备外的线端子排。
(6)列车在ATP停车窗范围内停稳后,ATP车载单元会发出打开列车车门的信号。当列车车门打开,ATP车载单元一个持续的故障安全输出则会切断列车的牵引系统。这是为了防止列车在车门开启的情况下人为地启动列车。
(7)PTI MUX(PTItracksideunit)根据接收来的2个不同的PSD编码(对应PSD开门的编码)驱动2个继电器输出,它们是表示“PSD开门”命令的接口。为了产生一个持续的控制信号,ATO需不断发送“PSD开门”命令,直到屏蔽门被请求关闭为止。
(8)如果列车车门关闭(人工或自动),屏蔽门也随之关闭,这些报文会通过PTI通道传输到轨旁单元。目前广州1、2号线列车只有人工关闭车门功能。
(9)ATP车载单元在关闭车门的同时,输出关闭屏蔽门命令。只有收到列车车门关闭好,且通过ATP报文接收到屏蔽门的“关闭及锁定状态”信息后,列车牵引系统才被释放,ATP才允许启动列车。
(10)开左门或开右门应与站台的位置和列车运行方向相符合。如在换乘站(如公园前站),屏蔽门的开关要根据有利于乘客导向的原则来进行设计:先开下客侧的屏蔽门,后开上客侧的屏蔽门。
(11)屏蔽门系统发生故障,或屏蔽门实际已关闭但因故不能有效地把“关闭及锁定状态”信号传送给ATP系统时,司机只有按“PSD互锁解除”按钮,屏蔽门系统才能给ATP系统送出“互锁解除”的信号,用以切断屏蔽门系统和信号系统间的联锁关系,ATP才允许启动列车。且司机必须在每次发车前都按下“PSD互锁解除”按钮,直到故障修复为止。
(12)屏蔽门系统应为每侧站台提供一组接口与信号系统连接,因此,岛式站台和侧式站台有两组接口,一岛两侧式站台有四组接口(如公园前站)。
(13)由于广州地铁1、2号线的列车编组方式相同,在信号系统中没有考虑采用不同的列车编组来开启对应的屏蔽门。
2 信号系统与屏蔽门系统的接口控制
2.1 接口信号描述
信号系统与屏蔽门控制系统之间使用信号控制电缆连接,使用继电、双断、安全型干接点等方式的接口电路。两系统接口信号的描述见表1。
2.2 ATP子系统对PSD打开状态时的保护联锁设计
屏蔽门的状态通过ATP报文传输给列车。ATP子系统在屏蔽门不同的打开情况下监督列车的移动,并最终控制列车导向安全。其出现的情况有图1中给出的5种。
图1中:情况1和2若PSD打开,轨旁ATP会生成一个安全停车点让列车不能进入相应车站的站台。在情况1中,当列车制动距离小于列车与安全停车点的接近距离时,列车实施正常制动让列车在停车点前停车。而在情况2中,当列车制动距离大于列车与安全停车点的接近距离时,列车则要被实施紧急制动。在情况3中,列车在站台区域移动,同时收到“PSD关闭”改变为“PSD开门”的信息时,车载ATP单元会产生一个紧急制动。同样,在情况4中,车载ATP单元也会产生一个紧急制动,这是因为列车尾部还在站台区域内。在情况5中,列车已出清站台区域时PSD打开,这时列车不会产生紧急制动。通过上述的5种情况,确保在PSD打开的情况下禁止列车在站台区段移动,防止危及乘客的安全。
2.3 接口硬线连接的安全设计
简单的故障会导致屏蔽门错误地开、关门,这是必须要防止的。现说明接口故障的安全设计。
2.3.1 PTI MUX和PSD控制器之间的继电器盒
PTI MUX和PSD控制器之间采用继电器进行隔离,防止电气干扰影响信号系统。同时为提高安全性,接口电路采用4线双切线路。一个正常的PSD命令是由4个PTI MUX输出继电器组合确定的,可以避免“PSD开门”和“PSD关门”两个信号同时出现的错误。这些继电器会安装在PTI MUX上,通过复合的接点关系防止“PSD开门”和“PSD关门”命令的错误输出。其原理见图2。继电器盒的继电器输出状态与逻辑结果见表2。
通过其继电器控制电路逻辑结果分析,16种继电器可能的动作组合中,只有2种组合会产生正确的输出(PSD开门和PSD关门)。这样的设计也是为了防止继电器失误而产生错误的输出命令。
2.3.2 报文容错
车载ATO通过PTI信标到PTI-MUX的整个传输通道的报文都有CRC(循环冗余码校验)进行校验。另外,列车停在停车窗位置范围时,整个PTI传输通道才连通,以确保其它情况下没有任何的报文接收,影响到PSD的功能。
2.4 两侧都有屏蔽门的设计
该情况是列车可以打开左侧、右侧或者同时都要打开两侧车门的情况。
这里使用了6个继电器,其功能分别是:允许开门,允许关门,两侧门都开,开左门,开右门,关闭所有门。通过这6个继电器的接点组合控制PSD的命令输出:①开右侧屏蔽门,允许开门和开右门的继电器吸起;②开左侧屏蔽门,允许开门和开左门的继电器吸起;③开两侧屏蔽门,允许开门和两侧门都开的继电器吸起;④关闭屏蔽门,允许关门和关闭所有门的继电器吸起。继电器的输出状态和逻辑结果见表3。
如表3所述,只有上述的情况会产生命令输出,其它的组合是无效的。通过其继电器的互锁关系,确保不会因继电器错误动作产生有效的屏蔽门控制命令。如在公园前站这个需要两侧开门的换乘站,在设计上要考虑屏蔽门对乘客的导向作用,两侧屏蔽门要先开下客门再开上客门,而关门时要先关下客门再关上客门。这就需要在车载软件中设置两侧车门的开关延时时间。同样两侧屏蔽门开关的时间也应作对应的设置。
2.5 车门与屏蔽门的同步
屏蔽门和列车车门的开门时间,会在小于1s内同步启动。屏蔽门和列车门关闭的时间应大致相同。同步要求的延误,主要是因为启动指令要从信号系统的车载设备传送到信号系统的地面设备,传送过程中会产生延误。关门同步实现起来比较容易。列车车门及屏蔽门收到关门命令也不是立即关闭的,而是都有一个延时时间。根据实际情况各自确定一个关门的延时时间即可。
3 结语
屏蔽门系统与信号系统的结合提高了屏蔽门的自动性和安全性,在保证列车和乘客安全,实现快速、高密度、有序运行等功能的同时,为乘客提供了一个舒适安全的乘车环境。通过了解信号系统与屏蔽门系统之间的控制与监督,就能更深入了解屏蔽门系统的运作过程。
参考文献
1 孙增田.广州地铁屏蔽门系统的方案比选.地铁与轻轨,2002(6):28
2 邬宽明.广州地铁屏蔽门系统与现场总线技术.现场总线技术应用选编(上).北京:北京航空航天大学出版社,2003:141
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信息系统和最终用户计算的组织
管理者的观点
现代企业正面临着一系列与管理计算功能有关的难题。事实上,自从20实际90年代以来,如何组织数据处理过程一直是重要的战略问题之一。在许多企业中,由于对基于计算机的信息系统的去求过于巨大,使得许多应用程序的开发之后了2~5年,核心商业系统急需更新,而这恰恰和程序员与系统分析员的短缺形成了瓶颈。
随着应用程序开发压力的加剧,技术也在不断地进步。与电信、办公自动化及计算机辅助制造等有关的新技术的出现提出了更为检举的管理问题;然而,如果一个企业要想避免技术老化,它就必须去管理这些技术和技术的组合效用。
作为一名管理人员,你将来面对如何将企内的信息资源有效组织起来的难题。比如,哪些信息资源需要集中统一管理,哪些信息资源需要分散管理,哪些信息资源需要重点管理,哪些不必如此,诸如此类,如今,在部门层次上学多经理都负责配置硬件、软件,并负责开发信息系统。这些责任的分散带来了诸如系统的选择和维护等新的问题。
本文将讨论在集中式、分散式、分布式几种环境中如何组织、管理计算技术,还将讨论在这些不同的环境背景下,MIS专家和用户在系统开发和运行中各自的作用及责任。在本文中,你还将学习到如何在不同的环境中进行操作;最后将讨论信息系统专家如何给信息系统增加新的功能,使其能够以提供咨询和便利工具等方式为用户提供支持。
1 数据处理过程的组织
1.1 计算技术的演化
在过去的25年中一开发出了多种数据处理方法。在20世纪60年代,数据处理处于后台处理阶段,主要由专家直接操作,为那些需要自动完成各种核算工作,如核算应收帐款、应付帐的部门提供系统。对于这些系统的大多数用户来说,数据处理是一件神秘的事情。“计算机族”有其自己的语言并拥有专业技能,能够保持数据处理操作平稳运行。这些早期系统使得繁重的日常事务性纸张工作得以自动化,系统的应用效果十分成功。
会计核算系统项目的成功导致用户要求开发出更多的数据处理系统。用户将开发这些系统的任务直接交给技术专家,而这些技术专家并不了解所要自动化业务的功能,因而,高阶管理层不直接插手于数据处理方案的规划和控制,其结果就是成立专门的MIS部门并开始培训MIS专家利用项目管理方法确保按预定预算和工期完成系统的开发工作。职能经理们对关键项目的选择以及批准经费等事务负责。
到了70年代,计算机技术已经不是十分昂贵了。商家开始直接向用户大力推销装有诸如财务处理和库存控制等应用软件包的微机,商家极力主张公司用户的各个部门管理自己的计算机。于是,能被有机会控制自己的硬件和数据激发出浓厚兴趣的用户购置了许多这类微机系统,由此带来了一个计算机被广泛使用的时代。
但是,一些诸如硬件兼容性问题、本地系统分析员匮乏问题、有才华的技术专家匮乏问题等导致了许多微机系统用户重新审视他们自己的计算机系统运行工作。70年代末,大多数企业已经将各自的数据集中起来进行操作。由一群集中起来的计算机专家队伍来管理硬件,计算机操作,并为数据库和通讯提供技术支持。在许多公司中系统开发功能是分散的,系统分析员在所涉及的业务功能各个领域进行开发工作。应用这种方式用户可以更有效地控制应用程序的开发项目。
在20世纪90年代,大多数企业都是必须管理多种技术,实际上每个管理者以微机,基于计算机的电话系统、CAD\CAM系统、专家系统等诸多形式掌握了信息技术。这些新技术的应用为终端用户和信息系统专家创造了新的角色。许多MIS专家都参与培训终端用户实用诸如第四代编程语言和微机软件等新技术。
要想了解数据处理的演化及其未来的发展趋势,就必须了解用于组织信息系统活动的主要方法的特点及优缺点,还必须搞清楚在选择合适的组织策略时需要考虑的各种因素。这些问题将在下一部分中进行阐述。
1.2 集中式数据处理
在集中式数据处理环境中,用一个大型主机系统来支持多用户及多个应用程序。用户可以通过数以百计的远离主机的计算机设备,如用于输入的在线终端和用来获取报告的打印机来使用主机资源。
有助于众多不同用户的集中式数据存储应用程序非常适用于集中式系统。例如,不同部门用户可能使用同一个人事信息系统中有关员工性格特点、工作履历的数据,这些数据可以用以生成工资报表。用户还可以通过查询人事记录以某种特定属性来确定所需要的员工。例如,一位人事管理员可以找出具备文秘技能且会讲西班牙语的所有员工。
支持集中式数据处理能力,需要有一群经过高级训练的技术专家包括负责计算机操作、系统分析和设计、编程及通讯各类人员。他们的职责将在本文的后半部分阐述。
有几个很好的理由使得计算机资源常被集中组织起来。一个原因就是它可以使数据处理的规模比较经济。一个大型计算机系统可以为众多用户提供大规模的数据处理能力,像大型线性规划模型及统计分析程序这样复杂的应用都需要尽可能大的计算机容量。如果小型处理器和操作人员分布与整个企业中,那么支持多种应用程序的大型计算机系统能够降低操作及维护成本。
采用集中式数据存储还有其他优点。它允许通过多条路径存取数据,并能保证数据完整性及安全性。例如,航运业中,数以百计的机票预定代理人需要多种条路访问数据库以获取有关座位、机票、扳机时刻等信息。对于整个公司的数据,如人事数据和财务数据,必须保证其安全性和完整性,这可通过数据库管理员这样的专职人员对其实施有效地管理。采用此种方式还可以将数据遗失、非法访问、数据冗余等问题最小化。
分散式的数据会引起数据冗余,数据不一致等诸多问题。举一个你毕业后可能会遇到的例子。在一个学校的毕业生信息系统中记录着全校所有专业生的有关情况,大多数学校的毕业生记录都采用集中式管理,学校依此分发募捐信并邮寄各种刊物。但如果你所毕业的院系,比如商业学院或工程学院`,决定建立一套自己独立的毕业生信息系统,你则很可能受到两封要求募捐的信函,其中一份来自学校,另一份来自学院。在这两个系统中保持信息的一致性同样也是个问题。当你毕业后改变你的地址时,你可能或者只通知了校方,或者只通知了校方,如此一来,就可能使两个数据库之间无法保持数据的一致。
如果有关毕业生的数据只被存储于校方的中心数据库中,你所在学院仍然可以得到有关你及你的同学的数据。通过引入一个处理程序,学院的人事部门就能够利用中心数据库文件中的姓名和地址修改和更新他们自己的记录,并打印出邮件的标签和信函,这样的系统就能保持集中式毕业生数据库中的完整性,并能允许获取用户需要的数据。
这种集中式处理需要大批专业化的MIS人才,中心MIS机构通过提供各式机会,如参与各种具有挑战性的研发项目;与其它数据处理专家共享知识、享有更广阔的就业途径等吸引大批新成员。数据处理人员在中心MIS机构中还会找到更好的培训机会和更多的各式就业机会。在中心机构中人员流动问题几乎不会对组织产生任何影响。
建立集中式数据处理的一个主要动机就是控制数据处理成本。控制系统开发和运营成本的能力是组建集中式MIS的主要原因。集中式系统操作往往比多个小系统共同操作能更有效地节约成本。
但是,集中式数据处理也有自己的缺点,许多集中式MIS开发组在应用程序开发方面总要落后3~5年,结果用户发现要想在合理时间内彻底完成一个小型的、在本地很重要的项目十分困难,甚至根本不可能。于是这些使用集中式数据中心交换而又缺乏中心人员对其要求的快速反映,缺乏控制自己数据能力的深感失望的用户渐渐转向了非集中式数据处理来0解决上述问题。尽管历史上集中式计算曾是一种有效的方法,但如今它已非如此。下图1-1列出了集中式数据处理的优缺点。
图表1-1 集中式数据处理的优缺点
集中式数据处理
优点 缺点
规模上很经济
具有大规模处理能力
更专业的操作与管理
对通用数据的多路径访问
安全性、控制性、对数据的保护性较好
可以更好地补充、培训专业人员
更广阔的就业途径
有效控制数据处理成本 用户缺乏对系统开发、操作的控制
对小型的开发项目反映不敏锐
共同管理数据处理服务,无法达成默契
1.3分散式数据处理
在分散式数据处理中,小型机或微机支持着本地的各种应用,本地系统及操作人员要对程序开发及维护负责,同时还要承担管理计算机操作的任务。如果使用软件包就可以来满足各种应用要求,那么就不必要使用编程人员。通过本地计算机及本地人员仅支持某一单一应用,比如为生产做出计划。
使用分散式数据处理的主要动机是对硬件、软件及数据实施本地控制。例如,如果某个用户部门要为销售分析一个管理报告系统,其管理部门并不一定要等待数据处理中心人员参与该项目。本地系统分析员对于系统开发的部门要求及管理偏好可能会有更深入的了解。
硬件的分散化还使用户避免了在系统开发和系统操作中用语数据处理的重复支出。许多用户认为实际上他们可以通过购买装有单一任务软件的迷你机或支持某种特定应用微机来削减其数据处理费用。合理的硬件花费通常证明了本地操作的正确性。而大型机硬件操作高效已不再是一个另人信服的论点。同时,分散式计算还降低了与在线中心数据文件进行通讯的费用。此外,使用分散式系统的用户可以不受联网计算机应答时间波动的干扰。
支持分散式数据处理方法的另一个因素就是更方便地存取本地数据,如果一个企业的各个部门并不需要某些应用及共享数据,那么维护一个集中式数据中心造成的麻烦比赢得的收益更多。对于那些只需要控制,取存本地数据的用户可以避免应用烦琐的程序连接中心数据库输入、删改自己的数据。最后,如果每个部门是相对独立的,那么各操作单位就没有理由共同享有对数据访问的权利。
采用集中式数据处理方式的一个重要的原因就是经过严格训练的技术专家的不断涌现。相形之下,在一个分散式数据处理组织中信息系统专家在商业领域可以有更多的机会接受跨领域的培训。对商业功能的更深入的理解有助于提高专家们确定用户需求及与用户开展合作的能力。此外,偏远地区的MIS专家一般较少受到城市中各搜寻公司的干扰。这样这些地区的用户经理就可以减少信息系统专家的流失,而这类情况还常会影响城市中集中的MIS队伍。
有能力的用户经理都会了解他们的信息系统的要求,而且能管理本地硬件和数据。在具有相对独立的操作部门的公司中,分散式方法往往是和公司的组织结构保持一致的,例如,尽管航班预定数据处理必须由集中式系统进行维护,但其中大量的数据仍可在本地一级有效地进行管理。由分散的微机够成的网络就可以保证本地各种操作的顺利进行,同时还可以降低公司主机系统发生故障的机会。
但是,这种分散式计算又给那些决定亲自管理自己的硬件、软件和数据的用户经理们增添了许多新的责任,首先他们必须自己管理计算机操作。如此一来,经理们就可能需要雇用职员来进行诸如备份数据文件这样的日常事务操作。这样经理们还必须雇用程序员来开发和升级软件。但往往这个小群体得不到充分利用,而且更进一步地讲,他们可能没有受过严格的训练,因此不能以良好的数据安全性和良好的文挡编辑、控制、备份、恢复等程序来设计系统。
当用户获得了自己的数据处理系统后,他们往往将自己的需求置于公司的整体需求之上。各部门在选购计算机设备,包括硬件、软件和操作系统时往往不顾及相互之间的兼容性问题。如果允许这种情况继续下去,那么许多用户将不能够共享数据和诸如硬盘存储设备和高速打印机这类的计算机网络资源。图表1-2总结了分散式数据处理的优缺点。
图表1-2 分散式处理的优缺点
分散式数据处理
优点 缺点
本地的自主权及用户控制
对用户需求的快反映
降低通讯费用
对非集中式数据库的快速存取
本地系统分析员与本地需求更协调一致
用户功能领域提供更多发展事业的机会
与非集中式企业结构保持一致 没有集中式MIS管理控制
数据、硬件、软件不兼容
系统开发过程非标准化
人员及工作的重复性
这是中文的一部分,还有英文在我手里, 给分在给你
H. 急求信息与计算科学专业的论文选题
我就是信计的,正在做论文,我做是有限元方法求椭圆方程的问题的数值解版
你可以找本教材,做权做优化方面的数值计算吧,那个再工程方面很多应用的,都是要总结成数值优化问题求解,你可以去数据库里面搜搜这方面的论文,再确定一个你感兴趣的实际问题,抽象一下数学模型(这些一般人家都做过的,你直接改进下就o了)
ps:你哪个学校的啊?
I. 信息与计算科学专业毕业设计可以做系统软件吗
满意答案雪山飞狐3级2009-09-23当然可以!这个根据软件类型不同,就要看你个人以后目标定位了! 如果你以后想做嵌入式软件,就要求对硬件与基础软件都要有一定的了解。做系统软件的话要求各方面的基础更多,首先要求熟练学习高级编程语言,如C,C++等,另外要熟练运用几种开发工具,如VC,C++ Builder 或Delphi。 不过,也不要贪多,所谓一通百多,只要真正了解了编程的思想,开发工具是其次的,用懂了一种,其它只要稍花时间,是很容易补上来的。 呵呵,想毕业设计就能做系统软件,要求还是很高的,你能有这样的提问,相信你会相关的训练的。 追问: 我可以用Java做 做成网页型的 应该可以吧 回答: 可以, 不过我认为这个专业,开的专业课是很多,什么都有涉及一些,但一定要定位好,如果什么都想学,最后的结果肯定是什么都不专业, 重点学好几方面,C与C++这些高级编程语言一定要弄透彻,以后做什么都会感觉有似曾相识的感觉。 最好的学习方法是“依葫芦画瓢”,可以先找段别人的代码看懂,然后改成自己需要达到的功能,画多了,你就有自己的一套方法了,也就是真正学会了。 补充: 那是,你还不错!原来我在学校时是什么也没做过。工作后猛补了半年才能满足工作所需。