计算机联锁系统是铁路信号控制领域中保证行车安全、提高运输效率的重要技术设备。目前,我国采用的计算机联锁系统多为集中式控制方式,实际运用表明这种方式存在着明显的不足:关键部位发生故障时其影响面会很大,甚至使系统不能正常工作;系统中仍然存在着大量的继电器及信号电缆,给整个系统的安全带来隐患。随着计算机、通信 、网络及人工智能技术的飞速发展,计算机联锁控制系统有条件向着分布式 、智能化的方向发展 。
本文结合了分布式控制和多Agent技术,提出一种新型的分布式、智能化计算机联锁系统的设计方案。该方案采用基于多 Agent的分布式智能体来实现系统的联锁功能和现场设备的动作驱动和状态采集,去掉了联锁计算机和继电器,可进一步提高计算机联锁控制系统的安全性和可靠性。
【分布式计算机联锁系统】是针对传统集中式计算机联锁系统存在的问题,如故障影响面大、安全性隐患等问题,提出的一种新型技术方案。在铁路信号控制领域,这种系统旨在提高行车安全性和运输效率。传统的集中式系统依赖大量继电器和信号电缆,而分布式系统则倾向于消除这些组件,转而采用基于多Agent的智能体技术。
【分布式控制系统(DCS)】是分布式计算机联锁系统的基础,由现场控制站、操作员站、工程师站和系统网络四大部分组成。DCS的核心是现场控制站,负责主要控制功能,而系统网络通过通信技术连接各个站,实现控制与显示分离,具备高可靠性、开放性、易扩展性等特点。
【多智能体系统(MAS)】是分布式计算机联锁系统中的关键技术,由多个具有自主性、学习、协调和适应性的智能体组成。每个智能体包含环境感知、事件监测、决策推理、通信和执行等功能模块,通过相互协作和交互解决复杂任务。在计算机联锁系统中,智能体单元分别负责信号机、区段和道岔的控制,实现分布式控制和状态采集。
【系统总体方案设计】新型分布式计算机联锁系统采用分布式结构,包括人机对话的操作表示机、智能体单元和电务维修管理机。操作表示机类似于DCS的操作员站,处理操作命令和显示信息;智能体单元作为现场控制站的替代,利用多Agent技术实现联锁运算和设备控制;电务维修管理机监控系统状态并记录故障信息。所有设备通过CAN通信总线进行信息交换,确保通信的安全性和实时性。
【系统工作流程】操作员通过操作表示机发出指令,智能体单元接收到指令后,根据联锁规则进行计算并驱动现场设备,同时收集设备状态。电务维修管理机实时监控并记录所有操作,确保系统的安全稳定运行。通过这种方式,新型分布式计算机联锁系统提高了系统的安全性和可靠性,降低了故障影响,同时减少了对传统硬件设备的依赖。