基于計算機聯鎖仿真軟件的鐵路信號車間級基礎實訓室建設方案

高 登

（中國鐵路蘭州局集團有限公司 銀川電務段，銀川 750011）

鐵路車站計算機聯鎖系統是一種通過技術手段實現進路控制，完成信號、道岔、進路之間聯鎖的系統。熟悉并掌握計算機聯鎖系統是鐵路電務維護人員必備的基礎技能。但是，計算機聯鎖系統作為鐵路行車安全設施，由車務人員完成日常維護，并不能為鐵路電務維護人員提供日常學習和練習的機會。由于鐵路系統的特殊性，設備的維修和維護只能在天窗點內進行，具有時間緊、任務重的特點，因而，鐵路電務維護人員無法在短時間內全面有效地掌握計算機聯鎖系統及其設備的相關知識和技能。尤其對于新入職人員而言，更是缺少參與重大維護維修工作的機會。因此，建設一個集虛擬仿真和真實設備于一體的綜合性鐵路信號車間級基礎實訓室是非常有必要的。

文獻[1-2]從理論的角度出發，分析了建設鐵路信號車間級基礎實訓室的重要性。文獻[3]在參考了通號的車站聯鎖系統后，設計了計算機聯鎖仿真實訓室的建設方案，為后續計算機聯鎖仿真實訓室的研究提供了一定參考；文獻[4]為鐵路車站聯鎖仿真實訓室的建設進行了細節上的補充和完善。文獻[5-8]重點討論了計算機聯鎖實訓室的優化建設問題。上述方案都只是基于理論層面的講述，為此，本文設計了基于計算機聯鎖仿真軟件的鐵路信號車間級基礎實訓室建設方案，該方案不僅能有效地解決現場不能反復演練、實訓工作不好開展等難題，還使培訓不再受時間、空間及人數的限制，提高培訓效率，節約培訓成本，具有很高的安全性和可靠性。相比于傳統的鐵路信號實訓室，采用本文方案搭建的鐵路信號車間級實訓室（簡稱：實訓室）有很好的直觀性，學員能夠身臨其境地進行培訓，更好地理解和掌握車站聯鎖系統的相關內容。實訓室能夠提高鐵路電務維護人員的管理及實操能力，可以作為面向一線職工的培訓、實操、考核平臺[9-10]。

1 計算機聯鎖系統簡介

在鐵路車站信號設備中，普遍應用的是6502電氣集中車站信號設備，該設備屬于繼電聯鎖。隨著微型計算機的廣泛應用，計算機聯鎖取代繼電聯鎖成為了必然趨勢。目前，我國使用較為普遍的車站聯鎖系統有DS6-20型車站聯鎖系統、TYJL-II型車站聯鎖系統和K5B型車站聯鎖系統。計算機聯鎖系統結構如圖1所示。

圖1 計算機聯鎖系統結構

人機會話層的會話設備部署于車站值班室，操作人員向聯鎖設備輸入操作信息，并接收聯鎖設備反映其工作狀態的信息和行車作業情況的表示信息。

聯鎖層的聯鎖設備一般部署于車站信號樓的機械室內，是計算機聯鎖系統的核心設備，實現聯鎖功能。聯鎖設備除了接收來自監控層的信息，還接收來自人機會話層的操作信息。聯鎖設備的功能就是根據聯鎖需求，對輸入的信息進行處理，從而產生信號控制命令和道岔控制命令。

監控層接收來自聯鎖層的信號控制命令和道岔控制命令。對于信號控制命令，監控層通過信號機控制電路改變信號顯示內容；對于道岔控制命令，監控層通過道岔控制電路實現道岔轉換。同時，監控層也將信號機狀態、道岔狀態、軌道電路狀態等信息反饋給聯鎖層。

2 實訓室建設方案

2.1 實訓室組成

實訓室由計算機聯鎖仿真軟件、信號集中監測仿真軟件、列控中心仿真軟件、綜合實訓軟件、室內/外信號實物設備、施工工藝實訓平臺和儀器儀表實訓平臺等組成，如圖2所示。

圖2 實訓室組成

（1）計算機聯鎖仿真軟件能夠完整地仿真聯鎖人機界面、系統操作、聯鎖邏輯等，包含對基礎理論知識、基本操作、常見故障處理等培訓內容，具有輸入/輸出（I/O，Input/Output）驅采接口。

（2）信號集中監測仿真軟件不僅能夠根據設定的故障類型顯示故障曲線，還能通過采集單元及互感器，實時采集軌道區段、轉轍機及信號機的相關數據。

（3）列控中心仿真軟件具有區間/區段顯示、軌道區段編碼、區間閉塞與方向控制、臨時限速條件設置、異物侵限條件設置等功能。

（4）綜合實訓軟件具有基礎培訓、故障設置等功能。基礎培訓包括基本電路原理培訓、聯鎖基本操作辦理培訓；故障設置包括對仿真模擬軟件部分的常見故障下發和對室內外信號設備實物下發故障。

（5）室內/外信號實物設備包括電源屏、道岔轉轍設備、信號機、站內/區間軌道電路等，與計算機聯鎖仿真軟件共同作用。

（6）施工工藝實訓平臺具有電纜成端、箱盒配線、光纖成端熔接、組合內部焊接、轉轍機內部線把制作、智能檢測焊接和配線質量等功能，能夠實現自動化檢測和教學。

（7）儀器儀表實訓平臺用于職工進行現場常用儀器儀表設備的教學和培訓，其目的是讓職工熟練地掌握這些儀器儀表的使用。平臺培訓的設備有軌道電路故障測試儀、軌道電路移頻測試儀、作業工具、鉗形接地電阻儀、電源漏流測試儀、道岔拉力測試儀等。

在實訓室建設方案中，計算機聯鎖仿真軟件通過I/O接口與信號設備進行聯動，實時獲取室外道岔、信號機、軌道電路等設備的狀態；根據操作命令，驅動室內的繼電器執行相關操作，室外的道岔進行轉動、信號機顯示相應信息；對道岔、信號機、軌道電路、繼電器等設備的狀態及故障信息進行采集，并反饋給鐵路車站聯鎖設備；具有控制終端顯示功能，能夠顯示各設備的狀態信息。配備電務維修終端的目的有兩個：a. 對維修終端的基本功能進行仿真，便于鐵路電務維修人員查看；b. 具有常規教學內容，便于學習和理解相關業務。

2.2 聯鎖邏輯仿真功能

（1）計算機聯鎖仿真軟件能夠仿真完整的聯鎖人/機界面和聯鎖功能，采用標準站站型，辦理各種接發車進路作業，聯鎖邏輯符合《鐵路車站計算機聯鎖技術條件》[11]要求。顯示界面如圖3所示（也可根據客戶需求定制車站站型）。

圖3 計算機聯鎖仿真軟件標準站站型

（2）能實現進路鎖閉、進路正常解鎖、人工解鎖、區段故障解鎖、調車中途折返解鎖、引導信號、引導總鎖閉等功能。

（3）道岔單獨操作/隨進路的排列而自動選動。

（4）實現聯鎖道岔進路鎖閉、區段鎖閉、單獨鎖閉及人工封鎖、按鈕封鎖/解封等功能。

（5）包括帶動道岔、防護道岔、下坡道延接車續進路、到發線出岔等。

（6）具有區間方向電路、場聯、站聯、機務段同意、同意動岔、非進路調車、半自動閉塞接口、推峰聯系等接口電路功能。

3 方案應用

3.1 理論培訓

實訓室設置有培訓及考核功能模塊，培訓功能模塊針對計算機聯鎖基礎知識、聯鎖試驗、常見故障處理等知識，結合文字講解、示例及演示進行培訓。學員可以通過培訓模塊自學自練。考核功能模塊可以導入試題、設置設備故障、判定操作結果、統計得分。學員通過登錄信息管理平臺，根據試題進行模擬操作，查詢考試成績，并得到針對性的分析；管理員可以查詢所有學員的考試成績，并且對考試成績進行分析。培訓及考核功能模塊能夠對整體學員情況進行自動分類和統計，優化實訓過程，方便管理員進行管理，實現精準實訓。

3.2 實物培訓

目前，實訓室已在某車站投入建設并使用，現場部分道岔整體已排列到位，岔后引軌工務鋪設完畢，信號機械室房屋計算機聯鎖系統已調試完畢。學員可以進行轉轍機、道岔、信號機和軌道電路的原理等方面的培訓。

3.3 設備狀態顯示

實訓室采用部分采集單元及互感器，與室內及室外信號設備實物連接，實時采集開關量及軌道區段、轉轍機、信號機的實時數據，提供信號集中監測測試部分功能，繪制曲線圖，可以為電務人員日常設備狀態分析及故障查詢分析提供依據。設備狀態信息顯示界面如圖4所示。

圖4 設備狀態采集界面

4 結束語

基于計算機聯鎖仿真軟件的鐵路信號車間級基礎實訓室建設方案不僅實現了對車站聯鎖系統的操作，還實現了對信號機、道岔、轉轍機、軌道電路等實操培訓，使學員通過邊學邊練，對業務從“不會”到“會”再到“熟練”。該實訓室建設方案可以用于鐵路職工崗前培訓、鐵路相關專業的教學模擬和在校學生實習培訓等。