聯(lián)鎖表自動生成軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王程

摘要：聯(lián)鎖表是車站信號設(shè)備之間聯(lián)鎖關(guān)系的說明，在保證車站列車運(yùn)行安全中發(fā)揮著重要作用。本設(shè)計(jì)采用圖元的方式，利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，先繪制出車站平面布置圖。利用站場設(shè)備靜態(tài)數(shù)據(jù)構(gòu)建出站場型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息。采用深度優(yōu)先搜索策略和聯(lián)鎖邏輯知識庫，對站場設(shè)備圖元進(jìn)行遍歷，得到車站聯(lián)鎖表。該軟件在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中有良好的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：聯(lián)鎖表;圖元;站場型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);深度優(yōu)先搜索策略;知識庫

1引言

聯(lián)鎖表是記錄列車進(jìn)路的圖表，其重要性不言而喻，目前聯(lián)鎖表的設(shè)計(jì)主要還是依靠人工編制審核，在新建車站或者車站站型改變后，聯(lián)鎖表的編制和審核過程復(fù)雜，效率低下[1]。因此，開發(fā)研究一套高可靠性，高安全性的聯(lián)鎖圖表自動生成軟件非常有必要。本設(shè)計(jì)通過圖元的方式拼接構(gòu)建出站場圖，根據(jù)站場拓?fù)鋱D生成站場型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息，然后利用深度優(yōu)先搜索策略和預(yù)先建立好的知識庫生成聯(lián)鎖圖表。

2系統(tǒng)框架

系統(tǒng)框架分為人機(jī)交互層，業(yè)務(wù)邏輯層，數(shù)據(jù)存儲層三部分。其中人機(jī)交互層主要利用設(shè)備圖元繪制站場平面圖，同時設(shè)置設(shè)備圖元屬性和確定聯(lián)鎖設(shè)備圖元的鄰接關(guān)系。業(yè)務(wù)邏輯層用來根據(jù)鄰接關(guān)系進(jìn)行進(jìn)路搜索，從而實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖表的自動生成。數(shù)據(jù)存儲層用以存儲站場設(shè)備信息，圖元鄰接關(guān)系信息，以及生成的聯(lián)鎖表信息。系統(tǒng)框架如圖1所示。

站場設(shè)備圖元包括四大類：軌道區(qū)段圖元，道岔圖元，信號機(jī)圖元和絕緣節(jié)圖元。系統(tǒng)的工作流程為：在站場圖繪制界面通過圖元貼圖拼接的方式，描述出站場平面布置圖。對設(shè)備圖元屬性進(jìn)行設(shè)置，為聯(lián)鎖表生成提供車站站場靜態(tài)數(shù)據(jù)信息。根據(jù)車站設(shè)備的實(shí)際連接關(guān)系，確定圖元的鄰接關(guān)系。最后利用深度優(yōu)先搜索策略和預(yù)先建立好的知識庫來進(jìn)行進(jìn)路搜索，生成聯(lián)鎖圖表。工作流程如圖2所示。

3 站場型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

將車站站場設(shè)備抽象成圖的形式，其中站場設(shè)備圖元作為頂點(diǎn)，站場設(shè)備之間的連接關(guān)系作為圖中的邊[2]。車站站場靜態(tài)數(shù)據(jù)采用站場型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲。對于每個站場設(shè)備數(shù)據(jù)頂點(diǎn)而言，站場型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有兩部分組成：表示設(shè)備節(jié)點(diǎn)屬性的數(shù)據(jù)域和表示設(shè)備節(jié)點(diǎn)鄰接關(guān)系的指針域[3]。對于軌道區(qū)段圖元，信號機(jī)圖元和絕緣節(jié)圖元，其鄰接關(guān)系僅包括前節(jié)點(diǎn)，后節(jié)點(diǎn)。對道岔圖元而言，其設(shè)備鄰接關(guān)系還包括渡線節(jié)點(diǎn)（彎股節(jié)點(diǎn)）。

4算法流程

4.1? 深度優(yōu)先搜索策略

本設(shè)計(jì)采用的進(jìn)路搜索算法引入深度優(yōu)先搜索策略[4]，分咽喉進(jìn)行進(jìn)路搜索。以下行咽喉列車接車進(jìn)路為例說明進(jìn)路搜索過程：判斷當(dāng)前設(shè)備節(jié)點(diǎn)是否被遍歷，若沒有，在遍歷到信號機(jī)節(jié)點(diǎn)時，判斷當(dāng)前信號機(jī)節(jié)點(diǎn)是否可以作為列車始端按鈕（在信號機(jī)設(shè)備圖元屬性中已設(shè)置）。若為列車始端按鈕，則根據(jù)深度優(yōu)先策略向后進(jìn)行進(jìn)路搜索，直至搜索到列車終端按鈕，將進(jìn)路搜索過程中遇到的所有節(jié)點(diǎn)保存在進(jìn)路數(shù)組中。搜索過程中如若遇到道岔開口方向?yàn)橛疑匣蛘哂蚁路较虻模瑢⒃摰啦砉?jié)點(diǎn)保存在道岔數(shù)組中。待當(dāng)前進(jìn)路搜索完畢，回溯到道岔數(shù)組中存放的道岔節(jié)點(diǎn)的彎股節(jié)點(diǎn)上，搜索下一條進(jìn)路。道岔數(shù)組中道岔節(jié)點(diǎn)全部回溯完畢后，即表示以該信號機(jī)為始端按鈕的所有接車進(jìn)路被搜索完畢。待所有設(shè)備節(jié)點(diǎn)被遍歷，下行咽喉所有接車進(jìn)路被搜索出來。算法流程如圖3所示。

4.2 知識庫

在進(jìn)路中所有設(shè)備節(jié)點(diǎn)被搜索出來后，要根據(jù)聯(lián)鎖邏輯建立相應(yīng)的知識庫[5]，對進(jìn)路信息進(jìn)行分析拆解，然后生成聯(lián)鎖圖表。對其中的防護(hù)道岔信息、帶動道岔信息、敵對信號信息和侵限絕緣信息的獲取下面進(jìn)行分類說明：

4.2.1????? 防護(hù)道岔、帶動道岔

防護(hù)道岔是出于安全方面的考慮，在排列本條進(jìn)路時，把不在選排進(jìn)路上的道岔防護(hù)到規(guī)定位置并予以鎖閉，以確保本條進(jìn)路的安全。帶動道岔是為了滿足平行作業(yè)的需要，在排列進(jìn)路時，需要將不在選排進(jìn)路上的道岔帶動到規(guī)定位置并予以鎖閉[6]。

本設(shè)計(jì)中，在設(shè)置道岔設(shè)備圖元屬性時，可分別對防護(hù)道岔和帶動道岔進(jìn)行設(shè)置，該屬性節(jié)點(diǎn)中包含了兩個信息：道岔所處位置信息，防護(hù)道岔或者帶動道岔的名稱。在對搜索出的進(jìn)路節(jié)點(diǎn)分析時，對防護(hù)道岔和帶動道岔信息進(jìn)行處理，如有防護(hù)道岔或者帶動道岔信息，判定其中當(dāng)前道岔所處位置，若與存儲的防護(hù)道岔或帶動道岔信息一致時，將防護(hù)道岔信

息或帶動道岔信息寫入聯(lián)鎖表的當(dāng)前進(jìn)路的道岔一欄。

4.2.2????? 敵對信號

敵對信號是指與本進(jìn)路構(gòu)成敵對進(jìn)路的始端信號機(jī)，其判定分列車進(jìn)路敵對信號和調(diào)車進(jìn)路敵對信號兩種情況說明：

1） 列車敵對信號

列車進(jìn)路搜索過程中，搜索到的調(diào)車信號機(jī)除了作為變通按鈕的調(diào)車信號機(jī)外全部為敵對信號;在一個咽喉分區(qū)內(nèi)，兩條對向重合的列車進(jìn)路視為敵對進(jìn)路，作為敵對進(jìn)路的始端信號機(jī)為敵對信號。

2） 調(diào)車敵對信號

調(diào)車進(jìn)路搜索過程中，除始終端調(diào)車信號機(jī)外，搜索到的調(diào)車信號機(jī)全部為敵對信號。若調(diào)車進(jìn)路始端和終端信號機(jī)方向不一致，那么該調(diào)車終端信號機(jī)即為該調(diào)車進(jìn)路的敵對信號。在同一個咽喉分區(qū)內(nèi)，不論是對向或者順向有重合部分的列車進(jìn)路和調(diào)車進(jìn)路被視為敵對進(jìn)路。因此，調(diào)車進(jìn)路存在有條件的敵對進(jìn)路。如果列車進(jìn)路中包含了此調(diào)車進(jìn)路，那個該列車進(jìn)路的始端信號機(jī)為該調(diào)車進(jìn)路的敵對信號。但是此始端信號機(jī)可能存在其他的列車進(jìn)路不與此調(diào)車進(jìn)路存在重合部分，故此敵對信號仍需二次判定是否為有條件敵對信號。

4.2.3 侵限絕緣

侵限絕緣是指絕緣節(jié)的設(shè)置位置距離道岔警沖標(biāo)不足3.5米[7]。在絕緣節(jié)圖元中添加相應(yīng)的侵限限絕緣區(qū)段信息，在相關(guān)的信號機(jī)圖元或者道岔和軌道區(qū)段圖元中關(guān)聯(lián)侵限絕緣圖元信息。在分解進(jìn)路信息時，取出相應(yīng)的侵限絕緣區(qū)段信息放在軌道區(qū)段欄中。

5結(jié)束語

本設(shè)計(jì)在進(jìn)路搜索完畢后生成聯(lián)鎖表存放在Excel文件中，極大地方便了工程設(shè)計(jì)人員的編制審核聯(lián)鎖表。但聯(lián)鎖表生成過程中存在的特殊問題，需要根據(jù)具體的站場設(shè)計(jì)，信號設(shè)備之間的連接布置情況具體處理。

參考文獻(xiàn)：

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[7].張帥，鐵路車站信號聯(lián)鎖圖表的智能化生成方法研究與實(shí)現(xiàn)，2012，北京交通大學(xué).第87頁.