在铁路运行以及管理过程中加强铁路信号分析工作具有至关重要的意义。铁路信号系统可以对铁路的运行和管理进行规范，是确保铁路作业能够顺利进行的重要基础。在铁路信号体系建设过程中，计算机联锁系统是应用比较广泛的重要技术。尤其是随着容错技术以及电子技术的不断发展，计算机联锁系统的应用优势也更加突出，为铁路管理带来了极大帮助。可以推动我国铁路行业的长远稳定发展。
容错技术与铁路信号计算机联锁概述
容错技术
容错技术是当前铁路发展过程中比较先进的重要技术类型。容错技术的主要功能是容忍故障，在一些故障出现的时候可以充分发挥容错技术的优势，对故障进行自动调理修整，确保列车能够正常安全运行。容错技术在铁路信号计算机联锁全电子模块设计过程中的有效应用，可以保证铁路列车在最大程度上正常运行。在容错技术使用过程中，可以通过对一些程序进行设定，加强铁路工作以及相关设备的监测。在出现问题或者故障时，可以对故障进行自动调整，恢复消除故障，确保铁路列车能够正常安全运行。在容错技术应用中，计算机操作系统的可靠性和可信度都相对较高，对保证铁路规范有序运行有重要帮助。
铁路信号
铁路信号主要包括铁路信号系统以及铁路信号设备，在铁路运行过程中充分发挥铁路信号的积极作用，可以保证行车以及调车的安全性，同时能够为工作人员提供准确可靠的信息指引。铁路工作人员需要严格根据相应的技术标准进行操作，确保各项工作能够正常落实。铁路信号系统主要由车站信号控制系统、区间信号、指挥控制系统以及编组站调车控制系统等组成。在铁路信号系统应用过程中，需要对各种先进技术进行充分掌握，才能够保证铁路信号系统的稳定性。目前，在铁路信号系统应用中所使用的技术主要包括车站联锁、机车信号超速防护以及相应的监督管理工作。铁路信号形式一般包括视觉信号以及听觉信号。在视觉信号中，主要根据所表达的信息，利用不同的颜色或者形状达到传达信息的目的；而听觉信号主要是利用声音的强度、频率或者音色传递相应的信息。在铁路信号发挥作用时，需要对工作者进行有效的信息指引，要明确在铁路工作中信号的积极作用，才能够使工作人员掌握信号预警。例如在列车遇到险情时不能立即停车，需要及时发出相应的信号，可以根据信号的具体内容对后车进行提醒，防止车辆相撞。从而保证铁路运行的安全性[1]。
计算机联锁
计算机联锁系统是铁路信号系统运行过程中的核心控制设备。计算机联锁系统在应用过程中可以对铁路站内、道岔信号以及轨道电路进行有效的联锁控制，其可靠性、可用性以及应变能力都比较强，是确保铁路行车安全的重要基础。计算机联锁是铁路信号系统的安全核心，在铁路信号系统应用过程中可以充分发挥监测、语音提示以及数据运算等各项功能，方便工作人员根据相应的数据信息，对铁路列车进行合理调度和指挥。从而确保列车行驶的安全性以及稳定性。现阶段，在铁路运行过程中，计算机联锁设备的应用比较广泛，对保证铁路工作的有序性有积极意义。
铁路信号计算机联锁全电子模块设计应用
（一）全电子模块电路结构容错设计
在铁路信号计算机联锁全电子模块设计过程中，需要对电路结构的容错方法进行科学应用。目前，在铁路信号电路运行中，主要包括执行电路、逻辑防护电路以及监测电路三部分。其中执行电路以及监测电路需要利用电气隔离进行处理。而利用隔离光耦组合编码完成数据交换工作。这些电路的结构需要遵循二取二的冗余配置原则。处理器、电子开关以及测量反馈通道都要按照安全性结构进行设置。而执行电路在设置过程中，需要选择安全性弹力继电器，才能够有效防止器件共模故障。一旦发现模块故障可以及时切断条件单电源。此外，设置与执行电路独立的纯硬件逻辑保护单元，可以对处理器的具体运行状态进行实时监控。在具体的设计过程中要按照独立性原则，保证电路能够以单个处理器作为核心，利用有效的冗余配置通信通道、电子开关采集通道以及反馈通道。这样能够形成相对独立的闭环控制结构。而不同的控制环功能相同，通过器件进行串联可以构成安全逻辑结构。当两个模块输出一致时，输出内容有效，从而确保动作的安全性。除此之外，在安全设计过程中还要遵循以下原则：对单个故障进行处理时，系统必须能够及时检测，同时要强制导向安全侧；对复合故障进行检测和恢复时，要保证能够满足系统设计等相关要求，尽可能降低故障的发生率。在全电子模块电路结构设计过程中，要在最大程度上缩短初次故障的检测以及导向安全侧的时间。这样才能够有效防止第二次故障发生。这样在对参加表决的双套电路进行设计时，要保证两套电路都能够快速完成故障检测以及强制性安全侧导向功能[2]。
器件容错设计
在全电子模块电路结构设计过程中，需要使用的电子器件主要包括有源器件、无源器件、模拟集成电路、数字电路以及电源。不同电子器件在出现故障后，具体的表现会存在一定差异，但具有一定的共同点：在发生故障后，电子器件的故障状态并不固定，自身不具备固有的故障－安全属性。因此，在对检测信息进行分析时，不能以器件的固定状态作为主要依据，需要以动态脉冲的具体形式作为信息反馈的主要方式。这样可以确保独立的硬件原子功能模块具备故障－安全属性。在具体的容错设计过程中，如果组成电路功能单元的关键器件处于故障状态下。这一功能单元输出为故障状态，可以使整个模块完成故障安全转换。而处理器的故障安全处理主要是加强处理器异常工作状态的检查。与此同时，还要对处理器发生故障后I/O脚输出不确定电平信号的问题进行科学处理。在对运行工作状态进行检查时，主要利用监测电路进行恢复。但是现有的芯片故障监测时间相对较长，除了对监测芯片进行应用外，还需要利用第三方独立快速故障复位处理功能，提高运行状态检验效率，以便能够及时发现故障，快速处理。
现阶段，在逻辑防护单元中还设计了快速故障复位处理功能，可以对处理器的具体运行状态进行实时监控，一旦发现异常可以及时复位执行处理器，同时将监测报告上传到故障处理控制中心。对处理器故障后I/O脚电平输出不确定问题进行处理时，主要是利用动态信号输出方法防止出现故障信号以及有效信号判断不明的问题。可以将无脉冲作为处理器故障的固有安全属性，而无脉冲可以认为是安全侧。在这种情况下模块可以强制进入到安全侧。需要注意的是在具体的容错设计过程中，并不是所有的信号输出都要利用动态脉冲进行输出的方法，主要是对一些涉及到安全控制以及监测电路的电路功能进行动静转换[3]。
反馈信号容错方法
对反馈信号进行容错设计在处理器接收到硬件反馈信号后，需要完成三个周期的容错处理，才能够有效防止干扰信号造成的误动作情况。在控制防护继电器动作的逻辑防护单元中，需要对反馈信号进行防抖动处理，这样可以防止干扰信号对模块产生影响，使模块误动作。从而保证模块的可靠性。而对一些紧急故障的反馈信号主要是以硬件级反馈直接将相应的信息传送到逻辑防护单元。这种方式比处理器进行故障安全处理更快，可以保证故障处理的有效性[4]。
电流电压可信测量容错方法
在模块设计过程中，对电源电压可信测量容错方法进行设计时，主要是对模块内参与联锁判断的信息测量进行科学设计。在选择判断形式时，主要是以动态脉冲为主，可以有效解决电子器件固定输出过程中导致的有效信号判断和故障信号判断存在的二义性问题。在全电子模块应用过程中，其主要功能都是以采集到的电信号为基础才能够实现的。因此，要保证采集或者反馈的信号真实可靠，这是确保全电子模块能够正常发挥作用的重要基础。可以有效防止因为器件故障导致状态误判、误动作或者误保护等情况，提高铁路信号的稳定性和安全性。除此之外，对于一些可信测量模块，在设计过程中需要加强自动选择工作，着重考虑器件在具体应用环境下固有的安全属性。
对电流测量点选择传感器时，要选择无源电流互感器，如果线路没有电流，互感器不会进行电信号输出，并且因为互感器为电磁感应的器件，一旦线路有电流信号，除非互感器线圈自己断线，否则互感器不会出现不发送电流信号的情况。但是在互感器运行过程中断线情况在电路板调试中可以完全排除。一旦互感器输出电流信号，需要对信号进行调理放大，可以将电流信号调理为动态的脉冲信号，从而明确电流信号与脉冲之间的变化关系。在电压测量过程中需要保证采样电阻的稳定性。电阻可能会发生断路、短路、器件老化、温度变化而引起的阻值变化等各种问题。而对不同的应用环境需要根据具体的问题采取有效的失效模式对问题情况进行分析。同时要利用有效的预防措施，防止问题发生。
结语
总而言之，为了保证铁路信号的安全性以及稳定性，需要加强现代化技术的有效应用。而容错技术在铁路信号计算机联锁全电子模块设计过程中的有效应用，可以在极大程度上，对铁路信号系统在运行过程中存在的故障进行全面分析和自动调整，从而保证铁路信号系统的稳定性，对确保铁路列车安全运行有积极意义。
参考文献：
[1]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):63-63.
[2]李小江. 探讨铁路信号计算机联锁控制系统容错技术[J]. 全文版：工程技术， 2016, 000(007):P.254-254.
[3]王绍新. 铁路信号计算机联锁控制系统容错技术[J]. 电子技术与软件工程， 2020, No.187(17):198-199.
[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, 000(008):91-92.
