系统总体结构
    本系统主要由中心监控系统和现场冗余控制系统构成，网络由10M/100M高速实时以太网络构成，负责上位计算机与现场控制站的信息交换。系统结构如图1所示。

                                               中心监控系统
    中心监控系统由监控主机、显示系统、服务器及网络设备等组成。
    中心监控主机采用NICE-3100嵌入式计算机，该计算机与一般的工控机不同，它采用低功耗CPU、无风扇设计和密闭的机壳设计，适用于铁路恶劣的环境，保证长期可靠的工作，其高性能运算能力可大大提高系统的效能。
    该计算机支持INTEL Core 2 Duo,Core Duo,Celeron M处理器和INTEL 945GME芯片组，提供双10/100/1000Mb/s以太网接口，6×USB 2.0/VGA/DVI，3个RS232和1个RS232/422/485串口，板载直流电源设计支持+12V～+30V DC电源输入， 支持ATX电源模式和 PXE/WOL，支持一个PCI扩展插槽。
    根据现场的网络分布状况，系统采用光纤通道，并通过交换机或网络集线器(HUB)预留RJ45接口同其相连。现场为采用光纤通道的点对点方式所需设备：光端机、交换机。
    监控中心显示方式分为全景显示和局部显示。全景显示一般通过大屏显示器来完成，局部显示一般通过显示器完成。
    通过大屏显示器，可将调度区段范围内的站场信息和行车信息显示给调度员。这些信息包括：该区段内各车站及区间铁路线路的平面布置、信号机位置、信号机状态、列车位置、道岔位置方向以及进路的占用与出清。行车信息全景显示可使调度员一目了然地了解整个调度区段的行车情况。
    调度台通过液晶显示器可给调度员提供该区段内行车信息的局部显示，实时模拟显示所辖区域内车站和区间列车运行信息的细节显示。调度员可选择查看某一车站或区间内行车信息的详细情况。局部显示画面形象、清晰、内容丰富，并具有良好的人机界面。

                                      现场冗余控制系统
    现场设备由两套独立的子系统和倒机切换装置构成。
                                        子系统控制器
    子系统控制器采用RemoDAQ-9821， 它是一款具有丰富通讯接口，适用于多种I/O模块、以太网接口的数据采集和控制系统。应用RemoDAQ-9821系列控制器，C语言编程者可以容易地处理任何复杂的任务。
    RemoDAQ-9821系列控制器包含两个主要部分：主控单元和I/O模块。主控单元包括一个CPU卡、一个电源卡、八槽基座、三个通讯串口和一个可编程端口、一个以太网接口，可由C语言进行灵活的编程控制。RemoDAQ-9821是一款紧凑型PC，包括一个80188CPU和内置的ROM-DOS操作系统，它可以像在办公室使用的X86计算机那样工作。可使用C（BC3.0/3.1 TC3.0）语言进行编程并下载到RemoDAQ-9X21控制器。
    RemoDAQ-9821通讯协议由用户定义，其库函数包括TCP/IP、UDP/IP、MODBUS/RTU协议和MODBUS/TCP协议。当然，用户可以嵌入自己的基于命令和响应的协议。
    RemoDAQ-9821控制器使用一个方便的基座用以支持多种I/O模块，表1提供了RemoDAQ-9821产品供用户选择的I/O模块。

    本装置采用RemoDAQ-9051S、RemoDAQ-9056SO和 RemoDAQ-9017模块，用来采集和控制信号设备。采集的信息有：铁路信号灯状态、道岔位置、进路占用情况等。
    RemoDAQ-9821控制器内置ROM和RAM盘，用于用户编程，RemoDAQ-9821控制器内置闪存和SRAM用于文件下载、系统操作和数据存储。
    RemoDAQ-9821控制器还包括一个实时时钟和一个看门狗定时器，实时时钟记录所发生的事件，看门狗定时器用于系统失效后自动重启微处理器，使系统具有高稳定性。

                                  RemoDAQ-9821系列控制器规格
    系统
    ● CPU：80188微处理器
    ● 存储器：
     ☆1.5MB闪存：
    · 256KB系统盘（磁盘C：只读）
    · 256KB闪存（由库函数访问）
    · 1 024KB文件系统，其中960KB用于用户应用（磁盘D：读/写）
     ☆640KB SRAM
    ● 操作系统：ROM-DOS(MS-DOS 6.22兼容)
    ● 实时时钟：有
    ● 看门狗定时器：有
    ● COM1：RS-232/485(RemoDAQ9821)
    ● COM2：RS-485
    ● 可编程端口/COM3：TX，RX，GND（RS-232接口）
    ● COM4：RS-232/485
    ● I/O容量： 8槽
    隔离
    ● 电源：3 000V DC
    ● 输入/输出：3 000V DC
    ● 通讯：2 500V DC(仅对COM2)
    电源
    ● 未调理+10～+30V DC
    ● 电源反转保护
    ● 功耗：2.0W
    环境
    ● 操作温度：-10℃～+70℃(14℉～158℉)
    ● 存储温度：-25℃～+85℃(-13℉～+185℉)
    ● 湿度：5%~95%，不凝结
    ● 大气：非腐蚀性气体

                                         倒机切换装置
                                                   功能要求
    根据产品的需求，双机热备切换器要实现以下功能：
    (1)工作电源输入：取自现场电源屏的DC24V。
    (2)分别通过本系统的两台RemoDAQ-9821控制器的RS-232串行口采集控制器送来的两个心跳信号，传回主/备机状态。
    (3)引入系统中RemoDAQ-9056SO输出所使用的24V脉动电源作为条件电源，并把条件电源通过继电器触点输出给主机的RemoDAQ-9056SO输出使用，备机的RemoDAQ-9056SO虽然也与主机同时输出，但是因为不具备条件电源，输出不会引起负载动作。
    (4)提供一个带防触保护的手动切换请求按钮。当按钮被按下时切换器通过RS-232串行口同时通知两台控制器有手动切换请求，控制器根据当时的情况做出相应的反应；当外力消失时按钮复位。
    (5)面板具有发光二极管指示状态。包括电源指示灯、A/B机心跳指示灯、A/B机主/备机状态指示灯、手动切换请求指示灯等。
                                                  工作过程描述
    根据实际有可能发生的情况，可分为三种工作过程：上电竞争过程、自动切换过程和手动切换过程。首先要明确，控制器的心跳信号是控制器通过自身的RS-232串行口主动送出的脉动信号，通过两路信号来保证安全性，只有当某个控制器的两个心跳信号均满足要求时才能认为对应的控制器正常，具备成为主机的条件；反之，该控制器不具备成为主机的条件，不能成为主机。
    (1)上电竞争过程：在两台控制器均未上电时倒切装置将两台控制器均置成备机状态。控制器上电后CPU进行初始化过程，收集自身状态，当认为自身正常时给出两路心跳信号。切换器收到某台控制器先送来的稳定的两路心跳信号后，使该控制器占有主机地位，条件电源对其输出，同时通过RS-232串行口将主/备机状态分别传给两台控制器，面板上的指示灯做出相应显示；另一台控制器如果在之后也给出了两路稳定的心跳信号则仍只能作为备机。
    (2)自动切换过程：当两台控制器均已正常工作，即同时输出稳定的心跳信号时，此时有一台作为主机，另一台作为备机。如果此时主机认为自身状态存在故障，并且备机具备成为主机的条件，则主机撤消自己的至少一个心跳信号使自己失去保持主机地位的条件，于是原来的备机成为主机，原来的主机成为备机。
    (3)手动切换过程：当两台控制器均已正常工作，即同时输出稳定的心跳信号时，此时有一台作为主机，另一台作为备机。如果此时现场操作人员按下切换器上的手动切换请求按钮，切换器通过RS-232串行口同时通知两台控制器有手动切换请求，如果此时备机具备成为主机的条件，则主机撤消自己的至少一个心跳信号使自己失去保持主机地位的条件，于是原来的备机成为主机，原来的主机成为备机。当切换完成后备机恢复撤消的心跳信号使自己重新具备成为主机的条件。

                               系统软件
    系统软件分为中心监控软件和现场控制软件。
    中心监控软件主要完成调度指令的下达、现场状态的显示、系统数据记录和历史回放等功能。
    现场控制软件主要完成现场信号的采集和调度命令的执行，因为铁路系统对可靠性的要求较高，因此，在设计时，要求程序控制流程尽量简化，具有容错避错功能，程序代码尽量简化。
    该系统的实现为铁路调度监督和控制提供了一套较高性价比的解决方案，对加快铁路信息化建设做出了应有的贡献。