???????????????????????????????????????系統(tǒng)總體結構
??? 本系統(tǒng)主要由中心監(jiān)控系統(tǒng)和現(xiàn)場冗余控制系統(tǒng)構成，網(wǎng)絡由10M/100M高速實時以太網(wǎng)絡構成，負責上位計算機與現(xiàn)場控制站的信息交換。系統(tǒng)結構如圖1所示。

?

?????????????????????????????????????????????? 中心監(jiān)控系統(tǒng)
??? 中心監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控主機、顯示系統(tǒng)、服務器及網(wǎng)絡設備等組成。
??? 中心監(jiān)控主機采用NICE-3100嵌入式計算機，該計算機與一般的工控機不同，它采用低功耗CPU、無風扇設計和密閉的機殼設計，適用于鐵路惡劣的環(huán)境，保證長期可靠的工作，其高性能運算能力可大大提高系統(tǒng)的效能。
??? 該計算機支持INTEL Core 2 Duo,Core Duo,Celeron M處理器和INTEL 945GME芯片組，提供雙10/100/1000Mb/s以太網(wǎng)接口，6×USB 2.0/VGA/DVI，3個RS232和1個RS232/422/485串口，板載直流電源設計支持+12V～+30V DC電源輸入， 支持ATX電源模式和 PXE/WOL，支持一個PCI擴展插槽。
??? 根據(jù)現(xiàn)場的網(wǎng)絡分布狀況，系統(tǒng)采用光纖通道，并通過交換機或網(wǎng)絡集線器(HUB)預留RJ45接口同其相連。現(xiàn)場為采用光纖通道的點對點方式所需設備：光端機、交換機。
?? ?監(jiān)控中心顯示方式分為全景顯示和局部顯示。全景顯示一般通過大屏顯示器來完成，局部顯示一般通過顯示器完成。
?? ?通過大屏顯示器，可將調度區(qū)段范圍內的站場信息和行車信息顯示給調度員。這些信息包括：該區(qū)段內各車站及區(qū)間鐵路線路的平面布置、信號機位置、信號機狀態(tài)、列車位置、道岔位置方向以及進路的占用與出清。行車信息全景顯示可使調度員一目了然地了解整個調度區(qū)段的行車情況。
??? 調度臺通過液晶顯示器可給調度員提供該區(qū)段內行車信息的局部顯示，實時模擬顯示所轄區(qū)域內車站和區(qū)間列車運行信息的細節(jié)顯示。調度員可選擇查看某一車站或區(qū)間內行車信息的詳細情況。局部顯示畫面形象、清晰、內容豐富，并具有良好的人機界面。

????????????????????????????????????? 現(xiàn)場冗余控制系統(tǒng)
?? ?現(xiàn)場設備由兩套獨立的子系統(tǒng)和倒機切換裝置構成。
??????????????????????????????????????? 子系統(tǒng)控制器
??? 子系統(tǒng)控制器采用RemoDAQ-9821， 它是一款具有豐富通訊接口，適用于多種I/O模塊、以太網(wǎng)接口的數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)。應用RemoDAQ-9821系列控制器，C語言編程者可以容易地處理任何復雜的任務。
??? RemoDAQ-9821系列控制器包含兩個主要部分：主控單元和I/O模塊。主控單元包括一個CPU卡、一個電源卡、八槽基座、三個通訊串口和一個可編程端口、一個以太網(wǎng)接口，可由C語言進行靈活的編程控制。RemoDAQ-9821是一款緊湊型PC，包括一個80188CPU和內置的ROM-DOS操作系統(tǒng)，它可以像在辦公室使用的X86計算機那樣工作?？墒褂肅（BC3.0/3.1 TC3.0）語言進行編程并下載到RemoDAQ-9X21控制器。
??? RemoDAQ-9821通訊協(xié)議由用戶定義，其庫函數(shù)包括TCP/IP、UDP/IP、MODBUS/RTU協(xié)議和MODBUS/TCP協(xié)議。當然，用戶可以嵌入自己的基于命令和響應的協(xié)議。
??? RemoDAQ-9821控制器使用一個方便的基座用以支持多種I/O模塊，表1提供了RemoDAQ-9821產品供用戶選擇的I/O模塊。

?

??? 本裝置采用RemoDAQ-9051S、RemoDAQ-9056SO和 RemoDAQ-9017模塊，用來采集和控制信號設備。采集的信息有：鐵路信號燈狀態(tài)、道岔位置、進路占用情況等。
??? RemoDAQ-9821控制器內置ROM和RAM盤，用于用戶編程，RemoDAQ-9821控制器內置閃存和SRAM用于文件下載、系統(tǒng)操作和數(shù)據(jù)存儲。
??? RemoDAQ-9821控制器還包括一個實時時鐘和一個看門狗定時器，實時時鐘記錄所發(fā)生的事件，看門狗定時器用于系統(tǒng)失效后自動重啟微處理器，使系統(tǒng)具有高穩(wěn)定性。

????????????????????????????????? RemoDAQ-9821系列控制器規(guī)格
??? 系統(tǒng)
????● CPU：80188微處理器
????● 存儲器：
??? ?☆1.5MB閃存：
?? ?· 256KB系統(tǒng)盤（磁盤C：只讀）
??? · 256KB閃存（由庫函數(shù)訪問）
?? ?· 1 024KB文件系統(tǒng)，其中960KB用于用戶應用（磁盤D：讀/寫）
??? ?☆640KB SRAM
??? ● 操作系統(tǒng)：ROM-DOS(MS-DOS 6.22兼容)
????● 實時時鐘：有
????● 看門狗定時器：有
????● COM1：RS-232/485(RemoDAQ9821)
????● COM2：RS-485
????● 可編程端口/COM3：TX，RX，GND（RS-232接口）
????● COM4：RS-232/485
????● I/O容量： 8槽
?? ?隔離
????● 電源：3 000V DC
????● 輸入/輸出：3 000V DC
????● 通訊：2 500V DC(僅對COM2)
?? ?電源
????● 未調理+10～+30V DC
????● 電源反轉保護
????● 功耗：2.0W
?? ?環(huán)境
????● 操作溫度：-10℃～+70℃(14℉～158℉)
????● 存儲溫度：-25℃～+85℃(-13℉～+185℉)
????● 濕度：5%~95%，不凝結
????● 大氣：非腐蝕性氣體

?????????????????????????????????????????倒機切換裝置
?????????????????????????????????????????????????? 功能要求
?? ?根據(jù)產品的需求，雙機熱備切換器要實現(xiàn)以下功能：
?? ?(1)工作電源輸入：取自現(xiàn)場電源屏的DC24V。
?? ?(2)分別通過本系統(tǒng)的兩臺RemoDAQ-9821控制器的RS-232串行口采集控制器送來的兩個心跳信號，傳回主/備機狀態(tài)。
??? (3)引入系統(tǒng)中RemoDAQ-9056SO輸出所使用的24V脈動電源作為條件電源，并把條件電源通過繼電器觸點輸出給主機的RemoDAQ-9056SO輸出使用，備機的RemoDAQ-9056SO雖然也與主機同時輸出，但是因為不具備條件電源，輸出不會引起負載動作。
?? ?(4)提供一個帶防觸保護的手動切換請求按鈕。當按鈕被按下時切換器通過RS-232串行口同時通知兩臺控制器有手動切換請求，控制器根據(jù)當時的情況做出相應的反應；當外力消失時按鈕復位。
?? ?(5)面板具有發(fā)光二極管指示狀態(tài)。包括電源指示燈、A/B機心跳指示燈、A/B機主/備機狀態(tài)指示燈、手動切換請求指示燈等。
????????????????????????????????????????????????? 工作過程描述
?? ?根據(jù)實際有可能發(fā)生的情況，可分為三種工作過程：上電競爭過程、自動切換過程和手動切換過程。首先要明確，控制器的心跳信號是控制器通過自身的RS-232串行口主動送出的脈動信號，通過兩路信號來保證安全性，只有當某個控制器的兩個心跳信號均滿足要求時才能認為對應的控制器正常，具備成為主機的條件；反之，該控制器不具備成為主機的條件，不能成為主機。
?? ?(1)上電競爭過程：在兩臺控制器均未上電時倒切裝置將兩臺控制器均置成備機狀態(tài)?？刂破魃想姾驝PU進行初始化過程，收集自身狀態(tài)，當認為自身正常時給出兩路心跳信號。切換器收到某臺控制器先送來的穩(wěn)定的兩路心跳信號后，使該控制器占有主機地位，條件電源對其輸出，同時通過RS-232串行口將主/備機狀態(tài)分別傳給兩臺控制器，面板上的指示燈做出相應顯示；另一臺控制器如果在之后也給出了兩路穩(wěn)定的心跳信號則仍只能作為備機。
?? ?(2)自動切換過程：當兩臺控制器均已正常工作，即同時輸出穩(wěn)定的心跳信號時，此時有一臺作為主機，另一臺作為備機。如果此時主機認為自身狀態(tài)存在故障，并且備機具備成為主機的條件，則主機撤消自己的至少一個心跳信號使自己失去保持主機地位的條件，于是原來的備機成為主機，原來的主機成為備機。
?? ?(3)手動切換過程：當兩臺控制器均已正常工作，即同時輸出穩(wěn)定的心跳信號時，此時有一臺作為主機，另一臺作為備機。如果此時現(xiàn)場操作人員按下切換器上的手動切換請求按鈕，切換器通過RS-232串行口同時通知兩臺控制器有手動切換請求，如果此時備機具備成為主機的條件，則主機撤消自己的至少一個心跳信號使自己失去保持主機地位的條件，于是原來的備機成為主機，原來的主機成為備機。當切換完成后備機恢復撤消的心跳信號使自己重新具備成為主機的條件。

???????????????????????????????系統(tǒng)軟件
?? ?系統(tǒng)軟件分為中心監(jiān)控軟件和現(xiàn)場控制軟件。
?? ?中心監(jiān)控軟件主要完成調度指令的下達、現(xiàn)場狀態(tài)的顯示、系統(tǒng)數(shù)據(jù)記錄和歷史回放等功能。
?? ?現(xiàn)場控制軟件主要完成現(xiàn)場信號的采集和調度命令的執(zhí)行，因為鐵路系統(tǒng)對可靠性的要求較高，因此，在設計時，要求程序控制流程盡量簡化，具有容錯避錯功能，程序代碼盡量簡化。
??? 該系統(tǒng)的實現(xiàn)為鐵路調度監(jiān)督和控制提供了一套較高性價比的解決方案，對加快鐵路信息化建設做出了應有的貢獻。