ZPW-2000R自動(dòng)閉塞輔助設(shè)計(jì)軟件開發(fā)

張敏慧

（中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 通信信號設(shè)計(jì)研究處，武漢 430063）

ZPW-2000R自動(dòng)閉塞輔助設(shè)計(jì)軟件開發(fā)

張敏慧

（中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 通信信號設(shè)計(jì)研究處，武漢 430063）

介紹鐵路信號ZPW-2000R繼電編碼自動(dòng)閉塞系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)要求，軟件開發(fā)思路，根據(jù)工程設(shè)計(jì)需要確定的基本軌道電路單元編碼原則，以基礎(chǔ)數(shù)據(jù)代碼、圖庫、數(shù)據(jù)庫和軟件模塊為支撐的輔助設(shè)計(jì)軟件及應(yīng)用情況與應(yīng)用前景。

ZPW-2000R；基礎(chǔ)數(shù)據(jù)代碼；室內(nèi)施工圖；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件

ZPW-2000R無絕緣移頻軌道電路是符合我國鐵路信號《ZPW2000移頻軌道電路技術(shù)條件》（TB/ T3206-2008）的軌道電路設(shè)備，并在沈陽鐵路局等管內(nèi)使用，目前我院設(shè)計(jì)范圍內(nèi)寧西線南陽至合肥段增建二線、石門至長沙鐵路增建二線工程即將使用該型繼電編碼的產(chǎn)品設(shè)備。由于以往設(shè)計(jì)范圍內(nèi)ZPW-2000R軌道電路應(yīng)用先例較少，其室內(nèi)施工圖設(shè)計(jì)尚未有系統(tǒng)的輔助軟件，面對長大干線的海量施工設(shè)計(jì)工作量，亟待一套室內(nèi)輔助設(shè)計(jì)軟件。

1 ZPW-2000R繼電編碼自動(dòng)閉塞室內(nèi)設(shè)計(jì)要求[1]

1.1 設(shè)備配置及機(jī)柜布置

每段移頻軌道電路均需配置發(fā)送器、功放器、接收器、衰耗器、移頻采集單元、模擬網(wǎng)絡(luò)盤、相關(guān)的編碼或點(diǎn)燈或站聯(lián)用繼電器，這些設(shè)備根據(jù)其用途分別設(shè)置在移頻柜、接口柜、組合柜和分線盤中。

1.2 區(qū)間方向控制

通過方向電路勵(lì)磁各區(qū)段相應(yīng)的方向繼電器。

1.3 軌道區(qū)段低頻編碼控制

根據(jù)前方進(jìn)路狀況或閉塞分區(qū)空閑情況進(jìn)行低頻信息編碼；反向接近區(qū)段還需考慮反向運(yùn)行時(shí)接近區(qū)段的低頻編碼；其他反向運(yùn)行區(qū)段考慮發(fā)送JC碼。

1.4 區(qū)間點(diǎn)燈控制

根據(jù)前方信號機(jī)及閉塞分區(qū)占用狀態(tài)進(jìn)行區(qū)間通過信號機(jī)點(diǎn)燈控制。

1.5 正向區(qū)間信號點(diǎn)處紅燈燈絲斷絲轉(zhuǎn)移

本閉塞分區(qū)有車，且防護(hù)本閉塞分區(qū)的通過信號機(jī)紅燈燈絲斷絲，則列車運(yùn)行方向后方一架通過信號機(jī)改點(diǎn)紅燈。

1.6 正向區(qū)間分割點(diǎn)處軌道占用傳遞

本軌道電路占用，其運(yùn)行后方軌道電路GJ亦應(yīng)落下。

1.7 反向運(yùn)行時(shí)站間區(qū)間空閑檢查

反向運(yùn)行時(shí)，某一軌道電路被占用，其運(yùn)行后方各軌道電路GJ均應(yīng)落下。

1.8 接收器檢查條件1—反向區(qū)間空閑條件C7

根據(jù)正、反向運(yùn)行方向和運(yùn)行后方軌道電路GJ狀態(tài)進(jìn)行接線控制。

1.9 接收器檢查條件2—調(diào)諧區(qū)檢查條件C3

根據(jù)正、反向運(yùn)行方向和本軌道電路接收端是否為機(jī)械絕緣節(jié)來進(jìn)行接線控制，如果是機(jī)械絕緣節(jié)則需要連接高電平，否則斷開。

1.10 接收器檢查條件3—中繼/應(yīng)變時(shí)間條件C4

根據(jù)某信號點(diǎn)是否正向分割點(diǎn)、是否正反向接近軌來確定是否需要高電平接線控制，同時(shí)進(jìn)行單頻信息編碼控制。

2 室內(nèi)輔助設(shè)計(jì)軟件總體開發(fā)思路

區(qū)間施工圖設(shè)計(jì)主要根據(jù)各區(qū)間軌道電路所在的閉塞分區(qū)位置確定其點(diǎn)燈、編碼及站聯(lián)電路設(shè)計(jì)方案，并根據(jù)該設(shè)計(jì)方案配置其組合、進(jìn)行分線盤排列，進(jìn)而完成配線等各項(xiàng)工作。

模擬人工設(shè)計(jì)思路，ZPW-2000R繼電編碼自動(dòng)閉塞室內(nèi)輔助設(shè)計(jì)軟件總體開發(fā)思路為：

（1）根據(jù)電路設(shè)計(jì)所需確定區(qū)間不同位置處軌道電路的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)代碼。（2）根據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)代碼建立合理的組合排列、分線盤排列等數(shù)據(jù)配置庫。（3）建立基礎(chǔ)組合庫、基礎(chǔ)閉塞分區(qū)電路圖庫。（4）軟件根據(jù)區(qū)間閉塞分區(qū)排列情況，自動(dòng)識(shí)別并編制基礎(chǔ)數(shù)據(jù)代碼；自動(dòng)根據(jù)代碼尋找其各類排列的數(shù)據(jù)配置庫、進(jìn)而完成相應(yīng)的排列表設(shè)計(jì)；自動(dòng)根據(jù)代碼和排列表設(shè)計(jì)成果、完成電路圖和配線圖的輔助設(shè)計(jì)任務(wù)。

軟件開發(fā)思路中對比了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)遍歷建庫法和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)逐位代碼局部圖庫建庫法。

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)逐位代碼局部圖庫建庫法是根據(jù)閉塞分區(qū)不同方面的性質(zhì)，例如編碼條件、點(diǎn)燈條件、反向區(qū)間空閑條件、正反向分割情況、中繼/應(yīng)變時(shí)間條件等，建立局部的圖庫，要求程序根據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)代碼對不同方面的性質(zhì)進(jìn)行判別，即時(shí)搭建各軌道電路的區(qū)間設(shè)計(jì)圖紙。

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)遍歷建庫法要求將所有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可能出現(xiàn)的代碼全部遍歷、并建立其相應(yīng)的組合和電路圖庫等，基礎(chǔ)建庫工作量大，但該方式給軟件處理方法、后期的運(yùn)用維護(hù)及特殊情況手工運(yùn)用圖庫帶來較大的便利。

為便于程序開發(fā)、減低軟件開發(fā)對其開發(fā)者的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的要求和后期運(yùn)用維護(hù)，本次輔助設(shè)計(jì)軟件采用了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)遍歷建庫法。

3 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)代碼設(shè)計(jì)原則

從目前需要開展設(shè)計(jì)的工程情況看，ZPW-2000R軌道電路用于速度為160 km/h及以下線路，該類線路一般考慮區(qū)間追蹤最高碼序?yàn)長碼，反向接近區(qū)段發(fā)送有效低頻信息，其他區(qū)段發(fā)送JC區(qū)段。針對上述工程設(shè)計(jì)需求，同時(shí)結(jié)合ZPW-2000R繼電編碼設(shè)備對工程設(shè)計(jì)要求，輔助設(shè)計(jì)軟件擬對各軌道單元進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)代碼，并以基礎(chǔ)數(shù)據(jù)代碼為基礎(chǔ)完成后續(xù)的自動(dòng)輔助設(shè)計(jì)?；A(chǔ)數(shù)據(jù)代碼應(yīng)能區(qū)分不同軌道電路單元模塊的編碼條件、點(diǎn)燈控制要求、燈絲轉(zhuǎn)移條件及軌道占用傳遞檢查條件、接收器檢查條件等，進(jìn)而進(jìn)行不同的設(shè)備配置、架柜排列、數(shù)據(jù)處理。通過對這類需求的梳理，軟件應(yīng)能通過數(shù)據(jù)代碼確定下列情況的控制條件。

3.1 正、反向編碼

通過數(shù)據(jù)代碼確定是否需要反向編碼、同時(shí)確定正向編碼條件，為此數(shù)據(jù)代碼應(yīng)能反映出本軌道電路單元所在閉塞分區(qū)距離前、后方進(jìn)站（或反向進(jìn)站）的閉塞分區(qū)數(shù)、距離分界點(diǎn)的閉塞分區(qū)數(shù)。

3.2 點(diǎn)燈控制、紅燈燈絲轉(zhuǎn)移、閉塞分區(qū)內(nèi)軌道占用傳遞及反向單頻發(fā)送控制

通過數(shù)據(jù)代碼確定本單元電路是否有點(diǎn)燈控制需求、是否需要向運(yùn)行后方進(jìn)行紅燈燈絲轉(zhuǎn)移、是否為多段軌道電路組成的閉塞分區(qū)中的某一軌道電路進(jìn)而需要進(jìn)行軌道占用傳遞及反向單頻發(fā)送控制。

3.3 站聯(lián)信息交互與處理

通過數(shù)據(jù)代碼反映本軌道電路單元是否為集中區(qū)分界單元，分界點(diǎn)距離車站進(jìn)站口的閉塞分區(qū)數(shù)量，進(jìn)而確定站聯(lián)信息交互內(nèi)容。

綜上所述，單元軌道電路編碼信息考慮采用7位編碼，每一位編碼的信息含義見表1。

圖1所示為利用上述編碼原則進(jìn)行某站間區(qū)段的單元軌道電路編碼的結(jié)果。上述代碼編制原則可以為各單元軌道電路進(jìn)行編碼，并滿足軟件各部分設(shè)計(jì)信息處理的需求。

4 室內(nèi)輔助設(shè)計(jì)軟件

輔助設(shè)計(jì)軟件以軌道電路的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)代碼為基礎(chǔ)，包括圖庫、數(shù)據(jù)配置庫和軟件模塊3部分。其中，數(shù)據(jù)配置使用Excel為載體、圖庫使用AutoCAD為載體，將各類圖紙和配置信息文件建立在版圖和電子表格中，利用ACCESS數(shù)據(jù)庫工具實(shí)現(xiàn)對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、中間數(shù)據(jù)以及配置信息庫的封裝和處理。軟件采用VB編程，利用VB中定義的Excel、DAO和ACAD對象對數(shù)據(jù)、表格和圖紙進(jìn)行處理并輸出最終成果。該輔助設(shè)計(jì)軟件基礎(chǔ)配置數(shù)據(jù)和圖庫可維護(hù)性強(qiáng)，軟件界面友好且有錯(cuò)誤提示功能，便于推廣使用。

表1 基礎(chǔ)編碼碼位定義

圖1 某站間區(qū)間單元軌道電路編碼情況

4.1 圖庫

室內(nèi)輔助設(shè)計(jì)軟件開發(fā)前需要確定各型單元電路的電路圖紙組成；同時(shí)根據(jù)電路圖紙的需要進(jìn)行自動(dòng)閉塞區(qū)間組合的定義，確定各型組合繼電器配置。

軟件圖庫包括各型零散配線、軌道區(qū)段單元電路、站聯(lián)電路和組合架柜配線版圖。

4.2 數(shù)據(jù)配置庫

數(shù)據(jù)配置庫主要包括各型架柜布置原則、各型組合設(shè)置方式、各型組合電源連接關(guān)系、各軌道單元的組合及器材配置內(nèi)容、各軌道單元的分線盤配置內(nèi)容、各軌道單元組合及器材與其他單元組合及器材間的接線關(guān)系；各型配線庫的基礎(chǔ)信息庫，包括圖幅、圖紙布置和角標(biāo)位置等。

4.3 軟件模塊

軟件模塊主要包括軟件加密處理模塊、主界面處理模塊、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)代碼生成模塊、數(shù)據(jù)運(yùn)算處理模塊（含各型架柜排列、分線盤排列信息處理及存儲(chǔ)等）、用戶調(diào)整信息處理模塊（包括提供手段進(jìn)行各型架柜排列調(diào)整與存儲(chǔ)、分線盤排列調(diào)整與存儲(chǔ)）、配線數(shù)據(jù)計(jì)算模塊、成圖模塊（含電路和配線成圖）和工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)模塊等。

在基礎(chǔ)代碼和基本圖紙、零散配線建立好的基礎(chǔ)上，輔助設(shè)計(jì)軟件模塊根據(jù)單元軌道電路的信息代碼和數(shù)據(jù)配置庫內(nèi)定義的各類信息，確定各型軌道單元需要配置的組合和器材、進(jìn)行各型架柜和分線盤的排列；提供可視化調(diào)整界面供設(shè)計(jì)者根據(jù)各站具體情況進(jìn)行手工調(diào)整，同時(shí)記錄下調(diào)整后的信息；確定各型軌道單元需要選擇的單元電路圖、站聯(lián)圖紙，進(jìn)而確定各單元器材內(nèi)及器材間的連接關(guān)系；在此基礎(chǔ)上軟件自動(dòng)完成自動(dòng)閉塞架柜和分線盤排列圖、各型電路圖和配線圖；軟件并進(jìn)一步生成各站的室內(nèi)工程數(shù)量表。

程序流程如圖2所示。

5 結(jié)束語

ZPW-2000R自動(dòng)閉塞室內(nèi)輔助設(shè)計(jì)軟件已經(jīng)在寧西線南陽至合肥段增建二線、石門至長沙鐵路增建二線工程設(shè)計(jì)中試用，可整段地處理各區(qū)段內(nèi)各車站數(shù)據(jù)，按照產(chǎn)品的器材配置及設(shè)備擺放要求配置各型器材并自動(dòng)進(jìn)行設(shè)備、組合、分線盤布置，同時(shí)提供靈活可視化的手工調(diào)整工具，自動(dòng)完成相關(guān)方向、燈絲、占用傳遞、單頻發(fā)碼控制、接收器檢查條件的信息處理，自動(dòng)生成排列表、分線盤、電路及配線等各型施工圖圖紙，完成工程數(shù)量統(tǒng)計(jì)，提高設(shè)計(jì)功效4～5倍，為保證工程工期奠定了基礎(chǔ)。

對于最高碼為L2、L3碼甚至更高碼序、需要反向運(yùn)行時(shí)更多區(qū)段發(fā)送有效碼的工程，可對基礎(chǔ)代碼第2位和第3位進(jìn)行擴(kuò)容，并對相關(guān)圖紙、數(shù)據(jù)配置庫內(nèi)相關(guān)電路及配線信息等進(jìn)行擴(kuò)充定義，軟件原則上可以進(jìn)行適應(yīng)性升級，但最高碼序增加、反向編碼區(qū)段增多時(shí)，由于編碼、站聯(lián)及與車站內(nèi)的結(jié)合關(guān)系變得更為復(fù)雜，分區(qū)間關(guān)聯(lián)度增加，使得零散組合定義、電路圖庫建設(shè)等工作量成級數(shù)倍增加，進(jìn)而將增加軟件圖庫和數(shù)據(jù)配置庫的容量及軟件處理的復(fù)雜度。

Computer aided design software for automatic block ZPW-2000R

ZHANG Minhui
( Communication and Signaling Design &Research Dept.,China Railway Siyuan Survey and Design Group Co.Ltd.,Wuhan 430063,China)

The article presented the requirement of the project design and the thinking of software development to the relay-coded ZPW-2000R Automatic Block System in the feld of the railway signaling,described the principle of the coding rule of the basic track-circuit unit,introduced the overview of the CAD software,its application and prospect.The software was based on the basic data code,drawings library and database,software modules.

ZPW-2000R;basic data code;indoor construction drawing;CAD software

U284.4∶TP39

A

1005-8451（2016）06-0052-04

2015-11-16

張敏慧，教授級高級工程師。