计算机联锁软件数据结构及应用研究
摘要：铁路车站信号联锁装置是铁路运输驾驶安全的重要设施，提高了设备的运行效率。其中一台计算机联锁具有智能化和信息共享的优点，是传统的信号联锁装置无法企及的。因此，计算机联锁系统是汽车站信号联锁设备的发展方向。自20世纪80年代末以来，中国已逐步推广和使用计算机联锁系统。计算机联锁系统的可靠性和安全性取决于硬件的可靠性和安全性，还取决于软件的可靠性和安全性。联锁软件由算法和数据结构组成，不仅影响程序的结构，数据结构的形式也与自身的的数据结构有关。另外，参与联锁计算的数据量非常大，任何失误，都可能造成危险。因此，必须采用适当的数据编码和差错控制技术，以提高软件系统的可靠性和安全性。
关键词：计算机；联锁；软件数据结构；应用；研究
计算机联锁软件可实现系统控制，广泛应用于工业生产和信息指令控制。数据结构的设计应基于真实有效的信息。当在使用过程中接收到信号时，系统可以自动完成信号的操作和分析，根据获得的结果发出功能指令，完成本系列的反馈和信号接收任务。数据结构主要是通过操作来完成功能的使用，所以在设计环节上要注重改进操作方法，根据使用的数据机制的功能来补充。它将侧重于结构分析并讨论具体的应用方法。
一、联锁软件数据结构
数据库是软件功能实现的基础，根据使用需求，数据可分为静态和动态两种类型。在定义主要类型之后，可以改进内容并且可以执行使用期间的实际功能要求。联锁软件可以连接控制系统中的所有数据库，实现功能并在工作状态下一起完成数据分析任务。虽然数据库是互连的，但它们不会占用太多存储空间。
（一）路进表结构。
在软件操作过程中会暴露大量数据，并根据不同的功能将其汇总到不同的数据库中。例如，在车站的控制中，首先要做的是统计所有进入的车辆，根据数据反馈的结构来记录人员。在补充数据库内容后，使用期间的路径参数反馈可以完成数据库中的检索工作，然后根据使用要求发布相应的控制指令。如果建设规模相对较大，则很难通过使用原始软件来完成该任务。因此，需要更新和调整软件内容。换句话说，增加数据库的信息存储，串联不同的控制功能，并确保在系统中解决工作中遇到的问题。
（二）站场型数据结构。
功能指令的发布与数据结构的安排有关。具体的信号布局如图1所示。详细的数据结构可以根据信号的顺序确定。数据库的改进基于每个信号点的使用要求。对于工作期间可能出现的问题，将在系统中开发预防计划。当反馈数据显示它可能影响函数的正常执行时，数据库可以分析这些异常参数，调整输出函数，避免风险问题的发生。图2中所示的内容是相应信号点的数据结构布局。每两个相邻的结构，在使用该功能时将表现出强烈的相关性。要确定数据结构形式，应使用至少三个信号点作为参考。同时，应结合整个系统对结构进行测试，以检查在使用过程中是否会发生互锁断开。
当比较图1和图2时，可以发现这种类型的数据结构布置具有很强的规律性。数据库分析反馈信息所花费的时间已大大减少。能够处理工作过程中的潜在问题。如果在软件运行过程中出现明显的互锁故障，可以判断具体的故障位置，并对其中的数据结构进行修改，以达到修复的目的。
（三）二叉树数据结构
这种数据结构可以同时在数据库中联锁不同的软件功能。当存储相同的数据时，可以开发不同的结构方案以减少使用过程中的风险因素。最常见的数据结构是将左端和右端分成原始参数中的不同结构。这两组数据作为分支存在，它们可以补充传输信号，并且在功能的使用中具有更多的形式。具体分布如图3所示。在结构创建过程中，最重要的是确定分割点的位置，不断优化分割点的数量和组合。
二、程序设计
（一）联锁软件的功能
其中联锁软件主要包括五大功能：人机交换功能、进路控制功能、执行控制功能、自检及故障诊断功能以及其它功能。人机交换功能主要是包括操作信息的处理、表示信息的处理、
维护与管理信息和通信；进路控制功能则包含进路的建立、进路锁闭、信号开放、信号保持开放、进路正常解锁、进路非正常解锁、道岔单操等；执行控制功能包括输入控制与输出控制两大部分；其他功能则有非进路调车控制、平面调车、站内道口控制以及与其它系统的联系等功能。
（二）进路搜索算法
在进路搜索时，只有一条进路是符合操作意图的，并且它是依据操作命令来的，这也就是说，对于进路的始终端，有且只有一个基本的进路，其他迁回进路是不能被选择出的。如果是要进行迁回进路的选择，那么此时需要进行附加操作，对变更点进行指明，如果需要实现此要求则需要满足以下基本原则与改进的搜索方法。进路搜索的三个基本措施：第一，根据路由操作命令确定相邻的指定节点对，并通过“节点对”部分连续搜索。进路操作命令应该能够指示与进路的开始和结束相对应的节点以及站类型数据结构中的改变节点。每两个相邻的指定节点形成“节点对”。对于节点对之间的站线，它可以是移动方法中的基本方法或“区段”的一部分。第二，设置指导标志fd以确定优先搜索策略，即是否采用“直股优先策略”或“弯股优先策略”。当节点对之间存在平行进路时，必须预先确定它们中的哪一个是基本路径。第三，在节点对之间进行搜索时，只允许沿同一过滤线搜索。这里根据铺设方法划分的线路可以分为两类：类的铺设模式的类别类似于正斜线（/），称为撇形渡线，用符号“「来对;进行表示；另一种铺设方式与反斜线（），称为捺形渡线，采用“”进行表示。
三、计算机联锁软件的安全性评价
计算机联锁软件，因其特殊使用场合对软件本身的安全性能有更高的要求，必须在使用软件之前进行安全评估。
（一）度量因素
在评估计算机联锁软件安全性的过程中，我们需要对其进行改进，进行定量分析以测量软件的安全属性。在构建测量模型时，应该确保模型具有以下元素：要测量的测量对象或事件要给予度量对象的属性，值或符号，映射。联锁计算机当评估软件的安全性时，联锁软件本身就是测量的对象测量以确定软件是否满足安全性要求。换句话说，软件可以确保人员，财产和物品的安全。在联锁软件中，存在经验关系，与技术文件中的安全性相关的内部问题被分类和建立建立相应的模型和现有的数值关系以对应于经验关系安全范围提供了使用经验和数字关系进行映射的先决条件。然后，可以建立联锁软件安全评估的测量模型，评估软件的安全性指数。
（二）经验关系矩阵
在测试计算机联锁软件之后，经常在软件中找到它存在一些问题，常见的有：安全隐患，患者比例低，安全性低，人工安全性太高。联锁软件如果出现这些问题，软件将无法通过测试。根据安全理论，存在某些诱因，应该从两个不同的层面更清楚地表达出来与安全相关的事件。基于这个前提，在二维矩阵的帮助下，表达经验关系模型的安全性问题。问题的严重程度由二维矩阵的Y列表示，并依次由人工安全的比例大，安全性太低，存在安全隐患等。通过二维矩阵的X列，联锁软件本身没有问题;联锁系统有两个问题，系统都处于正常运行状态；锁定系统的问题是由于操作不当引起的。联锁系统的问题是正常的在操作期间发生；联锁系统很好，但是会出现在正常状态下失败的情况。
（三）关系映射
在联锁软件的安全评估中，关于安全性指数是不可或缺的，是联锁系统安全性的量化性陈述，指数通常应为正整数。联锁软件本身的安全性越高，负面因素就越少。如果是测试测试结果越小，联锁软件的安全性越低。在这需要强调的是，联锁软件的安全评估与软件无关对性能进行全面测试，这是因为联锁软件本身和一些功能角色是在不安全的范围内，只有在软件性能的各个方面都有当标准要求一致时，安全评估结果最准确。
（四）映射证明
为了避免测试结果与测量模型的理论值之间的偏差，必须将测量值设置在合理的范围内。因此，有必要在测量模型中证明经验和数值关系映射的一致性。
结语：
在实际应用过程中，具体的数据结构和算法，要结合实际情况，当然也可以考虑同时使用各种数据结构和搜索算法，但选择基础始终符合节约存储资源，提高搜索效率，简化设计原则，逐步形成统一的数据类型、算法的通用、模块规范、更成熟的计算机联锁软件设计。
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