微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)故障檢測(cè)與診斷 　　本文介紹了有關(guān)微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)的幾種故障檢測(cè)和診斷方法。 　　關(guān)鍵詞：微機(jī)；聯(lián)鎖系統(tǒng)；故障檢測(cè)；故障診斷 　　微機(jī)聯(lián)鎖是當(dāng)今鐵路車站信號(hào)自動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展方向。微機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)作為微機(jī)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障是難免的。如何及時(shí)檢測(cè)和診斷出故障并采取相應(yīng)的處理措施，對(duì)于安全行車至關(guān)重大。お 　　1 、故障檢測(cè)和故障診斷 　　故障檢測(cè)的目的是盡快發(fā)現(xiàn)故障，減少故障潛伏時(shí)間。故障診斷是指明故障位置。故障檢測(cè)和診斷能及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障和故障部位，為排除故障提供了信息。故障一般分為4個(gè)層次，即物理層故障，邏輯層故障，信息(數(shù)據(jù))層故障和系統(tǒng)層故障。而物理層故障是電子電路中的故障，可分為元件級(jí)、邏輯門級(jí)和集成芯片級(jí)故障；邏輯層故障是指物理層故障在邏輯層表現(xiàn)為邏輯值的變異；數(shù)據(jù)層故障是在數(shù)字系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)中，常量、變量以及指令等都以碼字形式存儲(chǔ)和傳遞的。由于硬件故障或環(huán)境干擾等原因，會(huì)造成碼字中的一個(gè)或多個(gè)碼字發(fā)生變化，從而破壞了數(shù)據(jù)的正確含義，產(chǎn)生運(yùn)算上的錯(cuò)誤。故障在系統(tǒng)表現(xiàn)為功能的錯(cuò)誤，即系統(tǒng)的輸出不符合系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)要求。評(píng)價(jià)測(cè)試和診斷的有效性，通常是以覆蓋率和分辨率來(lái)衡量的。檢測(cè)覆蓋率是指被測(cè)系統(tǒng)工程中任意故障能夠被測(cè)出的概率。如果我們知道所有故障的集合為F1，可檢測(cè)到的故障集合為Fd，則覆蓋率為Fd/F1。分辨率是指能判明故障部件(模塊)的大小。 　　實(shí)際上，診斷的目的是為部件重組或更換部件作準(zhǔn)備的，分辨率只需和重組或更換相匹配就可以了。根據(jù)故障的測(cè)試時(shí)機(jī)，測(cè)試又分為脫機(jī)測(cè)試和聯(lián)機(jī)測(cè)試。脫機(jī)測(cè)試是指系統(tǒng)投入使用之前的測(cè)試。這種測(cè)試在測(cè)試時(shí)間上較為寬松，一般可借助系統(tǒng)的外部?jī)x器及模擬環(huán)境進(jìn)行測(cè)試，或者利用特殊的測(cè)試軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行較詳細(xì)的診斷。脫機(jī)測(cè)試的關(guān)鍵是在系統(tǒng)中必須投入冗余資源，使被測(cè)模塊或系統(tǒng)不僅能夠輸出功能所需的信息，而且以輸出一些額外的信息以指明模塊或系統(tǒng)是否發(fā)生了故障；對(duì)于具有計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)工程來(lái)說(shuō)，冗余資源可以是軟件，這視被測(cè)模塊的特點(diǎn)而定?！　? 、故障測(cè)試的方法 　　(1) 編碼法。在數(shù)字系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，任何信息(數(shù)據(jù))總是由碼元(比特)的序列(稱做碼向量或碼字)表示的。編碼理論指出，在一定的信息數(shù)量下，可用最少量的碼元組合而成。例如用K個(gè)二值碼元可組合成2琄個(gè)碼字，即代表了2琄個(gè)信息。在此基礎(chǔ)上若增加冗余的碼元，并使冗余碼元與原來(lái)的信息碼元具有某種相關(guān)性，那么這種碼字就具有一定的差錯(cuò)控制能力(檢錯(cuò)、診錯(cuò)或糾錯(cuò))。 　　(2) 比較法。比較法是發(fā)現(xiàn)差異的重要思維形式。在技術(shù)領(lǐng)域中，比較法是測(cè)試故障的常用方法。假設(shè)有兩個(gè)功能完全一樣的模塊，它們的輸入(信息)也是一樣的，將兩個(gè)模塊的輸出作為比較器的輸入。比較器的功能是：當(dāng)它的兩個(gè)輸入相同時(shí)，它輸出一個(gè)“一致”信號(hào)，當(dāng)不一致時(shí)則輸出一個(gè)“不一致”信號(hào)。當(dāng)模塊發(fā)生了故障，只要兩個(gè)模塊不同時(shí)發(fā)生故障或者同時(shí)發(fā)生了故障但不是同樣的故障(共模故障)，則兩個(gè)模塊的輸出就不會(huì)一樣，或者說(shuō)輸出的一致性的概率極小，這樣就通過(guò)比較器的輸出知道模塊發(fā)生了故障。 　　(3) 校驗(yàn)法。校驗(yàn)法是用已知的正確的量與被測(cè)量相比較，如果兩者一致就說(shuō)明產(chǎn)生被測(cè)量的模塊工作正常，否則發(fā)生了故障。它的特點(diǎn)在于“理想模塊”，如果它的功能和被測(cè)模塊一樣，那么它必須是無(wú)故障的(理想的)或者是它的失效率遠(yuǎn)小于被測(cè)模塊，只有這樣，它的輸出才可看成是預(yù)期正確的。理想模塊也可以是一個(gè)“輸入—輸出對(duì)應(yīng)表”的存貯模塊。每有一個(gè)輸入，它就輸出一個(gè)正確的輸出信息。這個(gè)存貯模塊的結(jié)構(gòu)比被測(cè)模塊簡(jiǎn)單，它的可靠性遠(yuǎn)大于被測(cè)模塊。校驗(yàn)法的特點(diǎn)是能根據(jù)校驗(yàn)的輸出直接判明被測(cè)模塊是否發(fā)生了故障。 　　(4) 監(jiān)視定時(shí)器法。監(jiān)視定時(shí)器法是一種監(jiān)視工作過(guò)程所需時(shí)間是否超過(guò)了規(guī)定限度的方法。例如，在所監(jiān)視的過(guò)程開(kāi)始時(shí)，把定時(shí)器置位，在過(guò)程完結(jié)時(shí)把定時(shí)器復(fù)位。若定時(shí)器在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有復(fù)位，則給出錯(cuò)誤標(biāo)志。由于監(jiān)視定時(shí)在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上比較簡(jiǎn)單，所以在具有周期性工作過(guò)程的系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。監(jiān)視定時(shí)器可用硬件或軟件單獨(dú)實(shí)現(xiàn)，也可混合實(shí)現(xiàn)。 　　(5) 特征字法。特征字法也叫檢測(cè)法。這種方法的基本思想是設(shè)計(jì)一種硬件的特征字發(fā)生器，當(dāng)任何串行數(shù)據(jù)通過(guò)該發(fā)生器后，該發(fā)生器就產(chǎn)生了一個(gè)與該數(shù)據(jù)唯一對(duì)應(yīng)的特征字。與一個(gè)正確的數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的特征字叫做標(biāo)準(zhǔn)特征字。如果一個(gè)被測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)發(fā)生器產(chǎn)生的特征字與它的標(biāo)準(zhǔn)字不相符，則說(shuō)明被測(cè)的數(shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤。 　　上面介紹了幾種故障的基本測(cè)試的原理和方法。在一個(gè)系統(tǒng)中，往往需綜合地采用其中的幾種方法才能達(dá)到預(yù)期的測(cè)試效果。