計算機聯鎖系統在高速鐵路調度中的仿真設計

徐利謀

計算機聯鎖系統在高速鐵路調度中的仿真設計

徐利謀

以沙盤模型作為設計依據，對車站的計算機聯鎖技術進行改革創新，制作出聯鎖信號的圖表，并使用VB程序進行控制軟件的設計，實現列車控制功能和安全保證體系，確保了車站內的列車運行安全。

計算機聯鎖系統在全球范圍內的發展和廣泛應用需要依靠計算機網絡、人工智能等很多先進技術，隨著電子信息技術以及互聯網+領域的發展，計算機聯鎖系統也在不斷改革和創新。中國高速鐵路的跨越式發展使得計算機聯鎖系統功能超出了車站信號安全控制范疇，已經拓展為綜合運營管理系統以及信號安全綜合控制監測系統當中的一個子系統。要實現計算機聯鎖系統的發展并使其與建設信息化、現代化、智能化高速鐵路的需求相契合，必須要解決功能、服務、安全和效率等方面的問題。

聯鎖表的編制

實現計算機聯鎖系統在車站內更好地運行，必須使用連鎖表將車站內的信號機、道岔和進路之間的聯鎖關系清晰地反映出來。聯鎖表的編制要以車站的信號平面布置圖為主要依據，在制作的過程中要將進路作為主體，并且將列車進路（發車和分接車）至調車進路的每一條進行有序編號。接下來要將這些相關項目逐一填寫進表格中，如排列進路時應按按鈕、進路要求的相關岔道位置、進路所囊括的軌道區段、防護該條進路的信號機的顯示和名稱和所排列的進路的敵對信號等。在模擬進站中咽喉區的道岔數量并不多，在不同出發端和結束端之間存在一條最基本的進路，并不存在變更的進路，因此在對進展車輛調度時不存在進路選擇的問題，從而在很大程度上簡化聯鎖表，降低聯鎖表的編制難度。下面對聯鎖表各項的具體填寫方法進行介紹。

（1）方向欄：在方向欄中要標注進路的行進方向以及相關屬性（進路狀態、發車、接車、通過、轉車、調車等）。

（2）進路號碼欄：在本欄中要對進路進行編號，可以按照咽喉區、場進行編號，也可以按照整個車站調車進路和列車進路的順序進行編號。例如發車進路為“4”，接車進路為“3”，則通過進路寫作“3/4”。

（3）進路欄：在本欄中要將模擬車站內調度列車的所有進路逐條羅列出來。當列車具有兩條（或兩條以上）的不同進路途徑時，一些規模比較大的高鐵站會在基本進路外額外列出一條主要的變更進路作為備選方式。

計算機聯鎖系統仿真

聯鎖軟件設計流程

計算機聯鎖運算軟件是實現進路和區段、信號、道岔等不同設備之間聯鎖關系的重要途徑。為了保證車站車站接車、發車和調車功能的有效運行，軟件設計了一個安全可靠的進路系統，進路的數量主要受到車站規模的大小以及車站自身結構繁簡的影響，安全作業的要求決定了控制過程不會有太大區別，因此各個進路的控制過程大相徑庭。進路從辦理到解鎖過程中經歷了線路選擇、道岔操作、一致性檢查、鎖閉進路以及信號開放、解鎖進路等階段。模擬車站結構并不能影響這些階段的劃分，進路控制的整個過程也因而成為了設計聯鎖程序的一步，進路控制過程可以被不同進路共同使用。

在進路的控制過程中，辦理進路，取消進路，解鎖進路等過程由操作人員參與，而信號開放、鎖閉進路以及自動解鎖進路等過程則不需要操作人員的參與。在監控進路時，必須要對監控對象的狀態有一個完整的了解，在此基礎上不斷向操作人員提供相應的表示信息，并將控制命令提供給信號機控制電路和道岔控制電路。

軟件編程思路

根據模擬車站布置圖設計平面布置圖，在設計圖中將所有的進路表示出來，程序接受指令后，在界面中查找對應的進路路徑，如果沒有找到則將終止任務，如果找到結果則檢查是否存在進路沖突現象；安排進路是否被其他進路占用，是否與其他進路存在沖突。如果進路安排沒有被占用則開始執行程序，如果被占用則警告進路被占用。

計算機聯鎖程序設計

設計界面

以廣州火車站的具體情況為主要依據，運用VB程序設計廣州火車站的平面布置界面，在系統中規范各個區段、按鈕、信號燈和道岔的變量名稱，并設置各變量的初始屬性，再將一些基本控件和操作方法添加進去，實現對進路的基本控制，并采取措施保障控制安全。

進路的安排

在進行進路程序編制時要以聯鎖表為依據，在設計程序時使用了timer事件，一旦timer事件被觸發，選中的進路變由白色調整為黃色，車輛所在區段由白色調整為橙色，信號燈由紅色變成藍色，當車輛經過后自動變為默認的白色，由橙色的區段呈現車輛的行走軌跡。例如：當程序中shuchu1-timer事件被觸發時，dt1，dt2，dt3三個已經排好的進路全部變成黃色，車輛從dt1到dt3的移動情況使用橙色顯示，D1信號燈由紅色調整為藍色。

按鈕的操作命令

進路的選擇需要通過單擊界面的路線為依據，選擇線路時會觸發timer事件，在進路中如果存在使用橙色標注的區段，表示該進路被其他車輛占用，系統自動彈出“進路被占用”的對話框，線路選擇無效，需要重新選擇進站線路。例如，使用變量表示界面按鈕，設置初始變量值為0，按鈕被選擇時變量值設為1，如F1變量設置為f，F1被選擇時e值變為1，F1變為橙色，再選擇f3時，f3設定的變量m值變為1，當f和m值都變為1時，shuchu1-timer事件被觸發，F1信號燈變藍色。

系統安全控制

系統安全性和可靠性是計算機聯鎖系統運行的關鍵因素，仿真系統軟件在綜合分析數據傳輸、數據處理等方面的基礎上，在信息編碼、分成運行、自我診斷等方面優化系統，有效保證了系統的安全性。

（1）設計同時運行的雙套程序保障系統的輸入輸出、聯鎖控制等功能，當兩套程序的運行結果一致時輸出相關指令，否則終止操作，提高了系統的安全性。同時，設置程序運行的條件，使得程序分成運行，互相檢查和制約。

（2）將加密技術運用到信息傳輸過程中，提升了信號的抗干擾能力。數據采用多位二進制表示，提升信息冗余度，減少危險信號輸出概率。

（3）設計自檢程序監控系統運行狀態，發生故障時停止系統運行，并及時提供報警信息。

結語

本設計中以廣州火車站的沙盤模型作為設計依據，運用VB程序設計系統控制界面，規范各個區段、按鈕、信號燈和道岔的變量名稱，并設置各變量的初始屬性，再將一些基本控件和安全控制程序添加進去，最終實現了安排進路、安排接發車進路以及對通過列車進路的安排和調車進路的安排，有效保障了站內行車安全，提高了運輸的效率。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.23.006