計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖試驗(yàn)分析記錄平臺(tái)的研究

馬廣元 張燕 楊斐 馬東

摘? 要：近年來，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖逐步成為車站聯(lián)鎖系統(tǒng)的重要組成部分和關(guān)鍵技術(shù)，它不僅提高了鐵路電務(wù)系統(tǒng)的工作效率，還對(duì)列車的運(yùn)行安全起著至關(guān)重要的作用。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖試驗(yàn)作為計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的理論基礎(chǔ)和技術(shù)保障，需要不斷提高其全面性和準(zhǔn)確性。文章在比較和分析了計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖和繼電聯(lián)鎖的差異之后，介紹了聯(lián)鎖試驗(yàn)方法及原則，并指出了建立聯(lián)鎖試驗(yàn)分析記錄平臺(tái)的重要性和具體措施。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖;繼電聯(lián)鎖;聯(lián)鎖試驗(yàn)

Abstract：In recent years，computer interlocking has gradually become an important part and key technology of the station interlocking system. It not only improves the working efficiency of the railway electrical system，but also plays a vital role in the safety of train operation. As the theoretical basis and technical guarantee of computer interlocking，computer interlocking test needs to continuously improve its comprehensiveness and accuracy. After comparing and analyzing the differences between computer interlocking and relay interlocking，this article introduces the methods and principles of interlocking test，and points out the importance and specific measures of establishing an analysis and recording platform for interlocking test.

Keywords：computer interlocking;relay interlock;interlocking test

0? 引? 言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)及遠(yuǎn)程控制技術(shù)等的不斷發(fā)展，鐵路信號(hào)設(shè)備及系統(tǒng)的更新速度日漸加快，然而信號(hào)設(shè)備日常的運(yùn)行維護(hù)離不開聯(lián)鎖，聯(lián)鎖試驗(yàn)在鐵路系統(tǒng)中變得越來越重要，直接影響鐵路車站開通的效率和安全。

現(xiàn)有的聯(lián)鎖試驗(yàn)需要花費(fèi)很大的試驗(yàn)工作量，試驗(yàn)結(jié)果通過聯(lián)鎖試驗(yàn)測(cè)試表格記錄，無完整的試驗(yàn)記錄，對(duì)于聯(lián)鎖試驗(yàn)人員的監(jiān)控較少，在大量的反復(fù)性試驗(yàn)工作中，無法進(jìn)行有效分析，測(cè)試遺漏不能及時(shí)被發(fā)現(xiàn)，影響計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的試驗(yàn)效果。針對(duì)上述問題，急需研制一款針對(duì)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖試驗(yàn)的分析記錄平臺(tái)。我單位根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求，通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，聯(lián)合相關(guān)科研院所研制出了一套集日常自學(xué)、集中培訓(xùn)、分析記錄為一體的綜合性試驗(yàn)平臺(tái)，解決了試驗(yàn)記錄問題和數(shù)據(jù)分析問題，保證了聯(lián)鎖試驗(yàn)的全面性和準(zhǔn)確性。

1? 繼電聯(lián)鎖和計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的分析比較

1.1? 繼電聯(lián)鎖

繼電聯(lián)鎖是指用電氣方法，通過信號(hào)樓內(nèi)的控制臺(tái)操縱信號(hào)機(jī)和轉(zhuǎn)轍機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)機(jī)、進(jìn)路和道岔的控制，使之安全有序地運(yùn)行。繼電聯(lián)鎖利用繼電器操作的過程為：車站值班員在控制臺(tái)下發(fā)出對(duì)信號(hào)機(jī)和轉(zhuǎn)轍機(jī)的操作指令，通過室內(nèi)繼電器電纜傳送到室內(nèi)繼電器組合上，室內(nèi)繼電器組合收到指令后，動(dòng)作相應(yīng)繼電器，再經(jīng)由電纜傳送到室外相應(yīng)的信號(hào)設(shè)備使其動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖[1]。目前在中國(guó)應(yīng)用最廣泛的繼電聯(lián)鎖是6502電氣集中聯(lián)鎖，它具有很高的安全性和可靠性。

1.2? 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)逐步變得更加完善和成熟，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖與繼電聯(lián)鎖的不同在于車站操作人員通過計(jì)算機(jī)控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，并且由計(jì)算機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)表示信息進(jìn)行邏輯運(yùn)算，從而實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖[2]。在邏輯功能運(yùn)算方面計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖與繼電聯(lián)鎖類似，操作方式由控制臺(tái)轉(zhuǎn)變?yōu)榱擞?jì)算機(jī)，聯(lián)鎖邏輯由處理程序完成，這里需要注意，軟件程序是保證聯(lián)鎖關(guān)系的核心手段。

1.3? 比較分析

相比于繼電聯(lián)鎖，計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖占有更大的優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)潛力，已成為新一代車站聯(lián)鎖的發(fā)展方向。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)和傳統(tǒng)的繼電聯(lián)鎖系統(tǒng)相比較而言，主要區(qū)別如表1所示。

2? 計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖試驗(yàn)內(nèi)容

現(xiàn)有的聯(lián)鎖試驗(yàn)需要很大的工作量，試驗(yàn)結(jié)果通常通過紙質(zhì)的聯(lián)鎖試驗(yàn)測(cè)試表格記錄，在大量的反復(fù)性試驗(yàn)工作中無法進(jìn)行有效分析，測(cè)試疏忽和遺漏不能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，影響計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的試驗(yàn)效果。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖試驗(yàn)可分為進(jìn)路式仿真和功能式仿真[3]，在進(jìn)行仿真試驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意以下內(nèi)容。

2.1? 試驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作

在進(jìn)行計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖試驗(yàn)之前應(yīng)該先制定一個(gè)仿真試驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)劃，編寫計(jì)劃書并列出該試驗(yàn)的具體功能需求、試驗(yàn)內(nèi)容、關(guān)鍵技術(shù)、試驗(yàn)方法、預(yù)期目標(biāo)、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和成果形式，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)預(yù)算和市場(chǎng)評(píng)估，制定季度計(jì)劃和季度目標(biāo)，責(zé)任明確到人，經(jīng)審核確認(rèn)通過后開始試驗(yàn)。

2.2? 試驗(yàn)過程的客觀可靠

在進(jìn)行計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖試驗(yàn)時(shí)，首先確認(rèn)仿真試驗(yàn)中的信號(hào)平面布置圖及控制臺(tái)上的站場(chǎng)顯示與實(shí)際站場(chǎng)是否相符，試驗(yàn)過程是否與真實(shí)的車站聯(lián)鎖過程一致;控制臺(tái)上的按鈕和字符是否設(shè)置合理;各信號(hào)機(jī)、道岔和進(jìn)路的聯(lián)鎖關(guān)系是否正確，重點(diǎn)核對(duì)與聯(lián)鎖軟件緊密關(guān)聯(lián)但是沒有出現(xiàn)在進(jìn)路表中的進(jìn)路;I/O接口信息是否設(shè)置正確等，必要時(shí)設(shè)置冗余軟件和報(bào)警系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的安全性和可靠性[4]。

2.3? 與其它站場(chǎng)及系統(tǒng)的結(jié)合

在進(jìn)行試驗(yàn)前應(yīng)注意計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)與CTC、PIS以及方向電路、半自動(dòng)閉塞的結(jié)合，結(jié)合時(shí)需要既不影響本系統(tǒng)，也不影響其他系統(tǒng)。整個(gè)聯(lián)鎖試驗(yàn)是在較好條件下完成的，如果有些設(shè)備老化或由于者天氣等原因，其電氣性能可能有所偏差，出現(xiàn)延遲等故障，但最重要的是要測(cè)試設(shè)備狀態(tài)的一致性，盡可能接近試驗(yàn)時(shí)的狀態(tài)[5]。這部分特別容易出問題，需要進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)和確認(rèn)。

2.4? 特殊情況下的計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖試驗(yàn)

在進(jìn)行計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖試驗(yàn)時(shí)，一定要注意聯(lián)鎖邏輯的正確性，例如在圖1所示的舉例站場(chǎng)中，若一列小車由IG向SF方向行駛時(shí)，要確定18號(hào)道岔、12/14號(hào)道岔和2/4號(hào)道岔在定位，它的敵對(duì)信號(hào)機(jī)有D8和D16。在行駛過程中，若這列小車車列過長(zhǎng)，則有可能進(jìn)入XILQG。而當(dāng)車列出清4DG后D8亮白燈，D8由禁止燈光轉(zhuǎn)換為允許燈光，4DG解鎖;此時(shí)2/4號(hào)道岔有可能轉(zhuǎn)換，又因?yàn)镾F至2/4號(hào)道岔之間沒有設(shè)置阻攔信號(hào)機(jī)，有可能會(huì)出現(xiàn)安全隱患。所以在設(shè)置聯(lián)鎖關(guān)系時(shí)應(yīng)注意在小車完全進(jìn)入XILQG時(shí)先不解鎖4DG，待當(dāng)小車折返出清后再解鎖。另外在排列聯(lián)鎖表時(shí)要重點(diǎn)注意防護(hù)道岔、帶動(dòng)道岔、侵限絕緣、變通進(jìn)路和牽出線等特殊區(qū)段[6]。

2.4? 其他注意事項(xiàng)

在進(jìn)行計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖試驗(yàn)的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量將人機(jī)界面設(shè)置得友好簡(jiǎn)潔，便于車站工作人員進(jìn)行操作，對(duì)于非正常情況下的聯(lián)鎖關(guān)系，必須進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，盡可能提高它的準(zhǔn)確性，有時(shí)會(huì)發(fā)生一些特殊情況，比如聯(lián)鎖關(guān)系錯(cuò)誤、進(jìn)路排不出、信號(hào)機(jī)沒亮燈等?？梢詫⒙?lián)鎖系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)設(shè)備連接進(jìn)行試驗(yàn)，這樣做既檢查了聯(lián)鎖系統(tǒng)，又檢查了信號(hào)終端設(shè)備。

3? 記錄分析平臺(tái)的研究及意義

3.1? 研究?jī)?nèi)容

針對(duì)上述聯(lián)鎖試驗(yàn)內(nèi)容，急需研制一套針對(duì)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖試驗(yàn)的分析記錄平臺(tái)，客觀準(zhǔn)確地記錄試驗(yàn)問題，并進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)分析，保證聯(lián)鎖試驗(yàn)的全面性和準(zhǔn)確性。涉及計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖試驗(yàn)的分析記錄平臺(tái)，需要具備聯(lián)鎖試驗(yàn)表格電子化填寫的功能;能夠通過后臺(tái)操作分析，對(duì)于聯(lián)鎖試驗(yàn)的操作、進(jìn)度進(jìn)行可視化的提示，并且生成聯(lián)鎖試驗(yàn)的報(bào)告，可回放聯(lián)鎖試驗(yàn)的操作，并且上傳至服務(wù)器保存。設(shè)計(jì)的平臺(tái)結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

本論文主要研究?jī)?nèi)容為實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖試驗(yàn)記錄平臺(tái)的主要功能，包含：

（1）站場(chǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)導(dǎo)入。系統(tǒng)可以導(dǎo)入讀取text、Excel和CAD格式的站場(chǎng)聯(lián)鎖表，形成聯(lián)鎖試驗(yàn)基礎(chǔ)信息及試驗(yàn)操作提示依據(jù)。

（2）聯(lián)鎖試驗(yàn)過程記錄及分析。聯(lián)鎖試驗(yàn)分析記錄平臺(tái)實(shí)現(xiàn)可視化的試驗(yàn)過程監(jiān)控界面，用戶可以通過終端軟件查看當(dāng)前聯(lián)鎖試驗(yàn)的進(jìn)度和操作提示等信息。

（3）聯(lián)鎖試驗(yàn)分析記錄查詢。試驗(yàn)記錄分為文字的操作記錄和站場(chǎng)狀態(tài)回放兩種形式。文字的測(cè)試記錄包含在每一條進(jìn)路信息中，記錄包含操作的時(shí)間、已經(jīng)完成試驗(yàn)菜單和未完成試驗(yàn)的菜單內(nèi)容;站場(chǎng)狀態(tài)回放按照測(cè)試的時(shí)間軸分為站場(chǎng)狀態(tài)的信號(hào)機(jī)、道岔、區(qū)段的狀態(tài)回放。用戶也可以通過異常試驗(yàn)記錄快速檢索為未完成試驗(yàn)的信息，方便查詢。

（4）聯(lián)鎖試驗(yàn)記錄表。系統(tǒng)包含電子版的聯(lián)鎖試驗(yàn)測(cè)試表格填寫軟件，用戶通過平臺(tái)實(shí)現(xiàn)用戶管理和測(cè)試表格的填寫，填寫的記錄信息通過局域網(wǎng)提交至試驗(yàn)記錄中，形成聯(lián)鎖試驗(yàn)報(bào)告。

（5）聯(lián)鎖試驗(yàn)報(bào)告。系統(tǒng)產(chǎn)生試驗(yàn)車站的聯(lián)鎖試驗(yàn)報(bào)告，試驗(yàn)報(bào)告包含測(cè)試人員信息、測(cè)試地點(diǎn)、測(cè)試始止時(shí)間和詳細(xì)的測(cè)試站場(chǎng)狀態(tài)記錄信息和測(cè)試表格，對(duì)于聯(lián)鎖試驗(yàn)中的操作記錄進(jìn)行初步的分析。

3.2? 研究方法

本分析記錄平臺(tái)建模采用標(biāo)準(zhǔn)化建模方法，利用UML等建模工具輔助設(shè)計(jì);基于軟件仿真的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能，系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則是集成化、易操作，模塊均由純軟件實(shí)現(xiàn)和軟件模擬，基于普通的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)即可，不增加額外的硬件成本。軟件設(shè)計(jì)過程中基于模塊化設(shè)計(jì)思想，以工程化快速建模為原則，使系統(tǒng)能夠非常容易地實(shí)現(xiàn)迭代升級(jí)和移植重建。實(shí)現(xiàn)的主要界面如圖3所示。

4? 結(jié)? 論

計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖試驗(yàn)分析記錄平臺(tái)結(jié)合《鐵路信號(hào)聯(lián)鎖試驗(yàn)暫行辦法》（鐵運(yùn)〔2010〕149號(hào)）文件要求，針對(duì)車站聯(lián)鎖試驗(yàn)表格進(jìn)行定制化設(shè)計(jì)，其已經(jīng)在蘭州鐵路局建立，現(xiàn)場(chǎng)使用效果良好。目前，本系統(tǒng)解決了試驗(yàn)記錄問題和數(shù)據(jù)分析的需求，不僅減輕了車站電務(wù)技術(shù)人員的工作強(qiáng)度，還極大地提高了一線職工的工作效率，確保了聯(lián)鎖試驗(yàn)的完整性、準(zhǔn)確性和安全性，對(duì)于提高鐵路聯(lián)鎖試驗(yàn)管理、隊(duì)伍建設(shè)、提質(zhì)增效、強(qiáng)基達(dá)標(biāo)具有重要意義。

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作者簡(jiǎn)介：馬廣元（1972.03—），男，漢族，甘肅甘谷人，列控室主任，高級(jí)工程師，本科，研究方向：鐵道信號(hào);張燕（1980.03—），女，漢族，甘肅蘭州人，列控室科員，工程師，本科，研究方向：鐵路信號(hào);楊斐（1988.09—），男，漢族，甘肅會(huì)寧人，研發(fā)工程師，工程師，本科，主要研究方向：城市軌道交通、鐵路信號(hào)工程等;通訊作者：馬東（1984.02—），男，漢族，甘肅蘭州人，研發(fā)工程師，工程師，本科，主要研究方向：城市軌道交通、鐵路信號(hào)工程等。