鐵路信號模擬試驗中采用計算機(jī)軟件+采驅(qū)板替代模擬盤的研制

谷勝元

摘? 要：鐵路信號樓室內(nèi)施工完成，室內(nèi)模擬聯(lián)鎖試驗時都要根據(jù)新站型新重新制作軌道模擬試驗盤，試驗完后的模擬盤基本上是一次性被處理扔掉，下個車站無法再次利用。為此，研究探索一種新方法來代替每次制作的軌道模擬盤，用以節(jié)省人工、材料等費用。為將來大規(guī)模采用智能軟件+采驅(qū)板模擬盤代替目前傳統(tǒng)的模擬盤提供研究探索新方向。

關(guān)鍵詞：模擬試驗;計算機(jī)軟件;采驅(qū)板

中圖分類號：U284? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）18-0086-02

Abstract： When the indoor construction of the railway signal building is completed， the track simulation test disk should be remade according to the new station type in the indoor simulation interlock test. After the test， the simulation disk is basically disposed of and thrown away at one time， and the next station can not be used again. For this reason， this paper studies and explores a new method to replace the track simulation disk made each time， so as to save the cost of labor， materials， and so on. The purpose of this paper is to provide a new research direction for the large-scale use of intelligent software + drive board simulation disk to replace the current traditional simulation disk in the future.

Keywords： simulation test; computer software; mining and driving board

前言

在新建、改建國鐵或地鐵信號工程中，通過鐵路信號模擬試驗中采用計算機(jī)軟件+采驅(qū)板替代模擬盤的研制運用，在新建或改建聯(lián)鎖設(shè)備上完成新站場聯(lián)鎖軟件的試驗，確保了模擬試驗快速、準(zhǔn)確。

1 應(yīng)用背景

目前我國鐵路信號樓室內(nèi)施工完成，信號專業(yè)在進(jìn)行室內(nèi)模擬聯(lián)鎖試驗時都均要根據(jù)新站型新重新制作軌道模擬試驗盤，傳統(tǒng)模擬盤仍存在以下問題：（1）人工制作的模擬盤可靠性差、簡單粗糙、工效低，很難完成充分全面的聯(lián)鎖試驗;（2）模擬試驗時需要焊接大量的臨時模擬配線，模擬盤面占用室內(nèi)有限的人行通道;（3）對于開通的不同站場需要制作不同的軌道模擬盤。制作好一點的軌道模擬試驗盤需要CAD畫圖后出彩印大圖，并采購LED燈泡（或白熾燈泡）、電容、鈕子開關(guān)，鉆孔安裝、焊線、布放多芯電纜等需要很多材料，比較浪費錢;（4）試驗完后的模擬盤基本上是一次性被處理扔掉，下個車站無法再次利用，造成重復(fù)性工作。

2 目的及思路

研究探索一種新方法來代替每次制作的軌道模擬盤，用以節(jié)省人工、材料等費用。為將來大規(guī)模采用智能軟件+采驅(qū)板模擬盤代替目前傳統(tǒng)的模擬盤提供研究探索新方向。在阜陽北擴(kuò)能工程中運用智能軟件+采驅(qū)板模擬盤解決了這一難題。

3 智能軟件+采驅(qū)板模擬盤使用基本要求

模擬盤主要是采用軟件+采驅(qū)板來實現(xiàn)。采驅(qū)板是單片機(jī)的一種應(yīng)用電路板卡，作為控制設(shè)備完成模擬室外設(shè)備的狀態(tài)采集及輸出控制，單片機(jī)作為下位機(jī)與上位機(jī)電腦RS-485通信聯(lián)系。

（1）采集板：采用ATmega16單片機(jī)采集電路板采用光耦進(jìn)行光電隔離。當(dāng)輸入信號INPUT為高時，輸入端光耦導(dǎo)通，使得光耦內(nèi)部的光敏三極管飽和，光耦輸出OUTPUT為高;當(dāng)光耦信號輸入INPUT為低時，內(nèi)部的發(fā)光二極管截止不導(dǎo)通，造成光敏三極管不飽和，光耦的輸出OUTPUT為低。（2）驅(qū)動板：ATmega16單片機(jī)驅(qū)動電路板同樣也是采用光耦進(jìn)行光電隔離。當(dāng)單片機(jī)發(fā)出吸合信號時，輸入端光耦導(dǎo)通，使得光耦內(nèi)部的光敏三極管飽和，持續(xù)導(dǎo)通，光耦輸出電壓驅(qū)動繼電器動作，一直在吸合狀態(tài);當(dāng)輸入斷開信號時，光耦輸入INPUT為低電平時，光耦內(nèi)部的不導(dǎo)通，使得繼電器失去電壓而落下。（3）電源：采用VIS60-12F開關(guān)電源，輸入電源為交流電壓170-264V，輸出直流電源為12V，額定電流為5A。（4）USB轉(zhuǎn)485轉(zhuǎn)換器：采用XK-USB-485型號，實現(xiàn)USB接口到通用串口之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

4 基本原理及實施工藝

4.1 基本原理

計算機(jī)軟件+采驅(qū)板模擬盤系統(tǒng)總體硬件接口設(shè)計采用電腦加軟件作為上位機(jī)人機(jī)界面操作和顯示，以及單片機(jī)作為計算機(jī)與聯(lián)鎖電路間橋梁來完成聯(lián)鎖狀態(tài)采集和信息控制輸出。所有采集的數(shù)據(jù)經(jīng)采集板處理轉(zhuǎn)成485信息后，又經(jīng)USB轉(zhuǎn)485轉(zhuǎn)換器與電腦上位機(jī)通信顯示在電腦軟件界面上。采用485通信的好處可以增減外設(shè)，通過增減采集驅(qū)動板，增強(qiáng)了靈活性和應(yīng)用的廣泛性，如圖2所示。

4.2 實施工藝

以阜陽北二場為例，統(tǒng)計阜陽北二場軌道區(qū)段后，選擇三塊驅(qū)動板，每塊板有16個繼電器，共計48個繼電器，能滿足阜陽北二場40個軌道區(qū)段。將驅(qū)動板安裝在分線柜適當(dāng)位置進(jìn)行接配線，接配線原理同原來鈕子開關(guān)相同。

電腦端的軟件采用Visual Basic語言進(jìn)行編制，Visual Basic語言是Microsoft公司開發(fā)的一種通用的基于對象的程序設(shè)計語言。這樣用源程序根據(jù)不同站型重新排布一下就很快生成新站場模擬盤軟件，如圖3。

與分線柜連接好配線之后，連結(jié)出一根屏蔽線或者雙絞線連接至USB轉(zhuǎn)485轉(zhuǎn)換器，插到電腦USB端口上，進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試完成后就可以滿足室內(nèi)單項試驗。

5 計算機(jī)軟件+采驅(qū)板模擬盤在鐵路信號聯(lián)鎖試驗中應(yīng)用的必要性

5.1 應(yīng)用優(yōu)越性

通過計算機(jī)軟件+采驅(qū)板模擬盤這個新技術(shù)在阜陽北二場的運用，節(jié)省大量的臨時LED燈泡（或白熾燈泡）、電容、鈕子開關(guān)安裝工作量，節(jié)省模擬盤盤面制作的材料及工作量，節(jié)省室內(nèi)通道占用空間，節(jié)省模擬配線及焊接工作量，站場平面可在軟件上修改、繪制，其軟件、電源、采驅(qū)板可無限制多次使用。

計算機(jī)軟件+采驅(qū)板模擬盤這個新技術(shù)，特別是既有站改造，在運輸給點時間不充足，點內(nèi)接入既有電源，點畢前恢復(fù)試驗時間很短，無法留給聯(lián)鎖試驗有足夠的試驗時間，采用計算機(jī)軟件+采驅(qū)板模擬盤，點外可以試驗，使用墻面照明電源即可，試驗時間充足保證試驗徹底。

5.2 應(yīng)用的必要性

當(dāng)前建筑業(yè)正逐步由“傳統(tǒng)施作”進(jìn)入“智能建造”時代，正由勞動密集型向技術(shù)、知識和管理密集型轉(zhuǎn)變。

越來越迫切需要使用計算機(jī)軟件+采驅(qū)板模擬盤鐵路信號施工中，每站及每次過渡多需要徹底進(jìn)行模擬試驗，排除故障，確保聯(lián)鎖正確性，保證行車安全。

6 結(jié)束語

隨著我國鐵路建設(shè)和城市軌道交通建設(shè)規(guī)模增大，建設(shè)施工周期變得越來越短，信號系統(tǒng)聯(lián)鎖關(guān)系的正確性必須確保100%，這就要求施工和維護(hù)接管單位安全、高效地進(jìn)行設(shè)備檢驗、故障查找與處理。計算機(jī)軟件+采驅(qū)板模擬盤可以迅速、準(zhǔn)確幫助施工和維修人員查找信號設(shè)備配線故障點，大大節(jié)省調(diào)試與故障處理時間。計算機(jī)軟件+采驅(qū)板模擬盤系統(tǒng)新技術(shù)在阜陽北二場信號聯(lián)鎖試驗中的成功運用，對今后涉及信號聯(lián)鎖試驗過程中，具有積極的借鑒意義及推廣作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]安偉光，等.車站信號工程施工[M].北京：中國鐵道出版社，2010.

[2]劉寶龍.信號模擬試驗方法介紹[J].鐵道通信信號，2003（09）：25-26.

[3]張從力，李新.一種常用單片機(jī)實現(xiàn)自適應(yīng)控制的方法[J].礦業(yè)安全與環(huán)保，2002，29（1）：30-32.