計算機聯鎖試驗記錄分析系統設計與實現

楊 斐，蘇 琛

（蘭州安信鐵路科技有限公司，蘭州 730070）

1 概述

計算機聯鎖系統是車站信號控制系統的核心設備，是保證行車安全高效作業的關鍵。確保聯鎖關系正確是聯鎖設計、設備制造、施工、維護應遵循的基本原則，而聯鎖試驗是驗證信號設備聯鎖關系正確的主要手段之一，正確的試驗方法、完整的試驗內容以及徹底的試驗過程是聯鎖試驗最基本的要求。

現階段設備管理單位進行的聯鎖仿真試驗，測試人員提前編制聯鎖測試記錄表，填寫進路信息，判斷測試項和無需測試項，試驗過程中一邊測試一邊手動填寫測試記錄表，而現場也存在測試人員將整條進路甚至多條進路試驗完成后，再憑記憶填寫測試記錄表的情況。聯鎖仿真試驗是一個特別繁瑣的過程，需要花費大量時間，整個試驗過程無其他監控手段，全靠測試人員自己把控試驗質量，特別考驗測試人員的耐心和細心。尤其較大型車站站型復雜，進路有關的道岔、軌道區段較多，侵限絕緣、帶動防護道岔、敵對照查條件復雜，長調車進路、中途返回解鎖進路繁多，試驗過程中極易遺漏試驗條件，造成試驗項目不完整、試驗過程不徹底，不能徹底排除聯鎖設備安全隱患等問題。

針對上述問題，研制一款計算機聯鎖試驗記錄分析系統（簡稱試驗分析系統）。運用計算機技術手段，采用數據建模、智能分析等技術，解決試驗不完整、不徹底問題，保證聯鎖試驗的全面性和準確性。聯鎖試驗過程如圖1所示。

圖1 聯鎖試驗過程示意Fig.1 Schematic diagram of interlocking test process

2 整體思路

根據《鐵路信號聯鎖試驗暫行辦法》等聯鎖試驗管理文件，將每一個試驗項的具體測試內容、測試步驟、測試方法形成具體可量化的聯鎖試驗判定基礎數據模型；將測試站聯鎖表、平面圖及其他信息與聯鎖試驗判定基礎數據模型智能結合，形成本測試站的聯鎖試驗判定條件數據，為數據分析中心提供基礎判定依據；試驗分析系統實時采集聯鎖試驗過程中的聯鎖設備狀態及按鈕操作信息，并將采集到的數據與本測試站的聯鎖試驗判定條件數據進行智能分析判定，自動填寫聯鎖試驗檢查表，最終形成聯鎖試驗記錄分析報告。關鍵信息流如圖2所示。

圖2 關鍵信息流示意Fig.2 Schematic diagram of key information flow

3 系統軟件結構

試驗分析系統軟件結構分為：基礎數據層、人機交互層、運算處理層?；A數據層包括：聯鎖試驗判定基礎模板模塊、測試站聯鎖基礎數據讀入模塊、測試站聯鎖試驗判定條件生成模塊、聯鎖試驗設備狀態及按鈕操作數據采集篩選模塊。人機交互層包括：聯鎖試驗測試表格填寫采集模塊、聯鎖試驗分析記錄終端模塊。運算處理層包括數據分析中心。系統建立數據庫，與各個模塊實時通信。系統軟件結構如圖3所示。

圖3 系統軟件結構Fig.3 System software structure

4 系統功能

4.1 聯鎖試驗判定基礎數據模型的建立

聯鎖試驗判定基礎模板模塊，根據《鐵路信號聯鎖試驗暫行辦法》《鐵路車站聯鎖測試規范》以及各路局《聯鎖試驗作業指導書》等聯鎖試驗管理文件，將每一個試驗項的具體測試內容、測試步驟、測試方法形成可以具體量化的基礎數據模型。

4.2 測試站基礎數據信息維護

在聯鎖試驗開始之前，試驗分析系統需要錄入測試站基礎數據信息，如：線別、站名、車站類型（高速/普速）、平面圖、聯鎖表發布日期、試驗類型（年度聯鎖試驗、工程聯鎖試驗）、聯鎖廠家、聯鎖軟件型號、版本號以及測試環境等其他模擬軟件信息。車站平面圖及聯鎖表進路信息是聯鎖試驗的主要依據之一，聯鎖基礎數據讀入模塊自動讀取測試站聯鎖表、平面圖信息，形成該測試站聯鎖試驗基礎數據。部分試驗項目，例如長調車進路、調車中途返回解鎖等在聯鎖表中無法獲取具體的設備信息，試驗人員可以在聯鎖表導入完成后，自主填寫相應的信息，系統會按照用戶填寫的數據分析和判定試驗過程。

4.3 測試站聯鎖試驗判定條件的生成

試驗分析系統將讀入的測試站聯鎖表、平面圖等基礎數據與聯鎖試驗判定基礎模板文件智能結合，創建形成該測試站的聯鎖試驗判定條件文件，判定條件細化到每一條進路的每一個試驗項的具體試驗步驟，試驗內容所相關的設備狀態變化及按鈕操作過程，作為判定試驗過程是否完整、徹底的基礎依據。

例如：《鐵路信號聯鎖試驗暫行辦法》規定“道岔位置不對不能開放信號”這個試驗項的試驗辦法是：將所辦進路上的所有道岔逐組置于不符合要求的位置并單鎖，試排該條進路，其信號應不能開放。某測試站聯鎖表中一條進路信息如圖4所示。

圖4 進路信息Fig.4 Route information

試驗分析系統根據試驗辦法及進路信息形成的判定條件如圖5所示，針對進路內的每一組道岔（1/3#、5/7#、9/11#、15/17#）都有相應的判定條件。測試人員只有按聯鎖試驗管理辦法要求，對該進路內每一組道岔（1/3#、5/7#、9/11#、15/17#）先單鎖至不符合要求的位置，再試排該條進路，其信號應不能開放。試驗一組系統判定一組，只有將4組道岔都試驗完成，系統才會判定“道岔位置不對不能開放信號”這個試驗項試驗完成。

圖5 “道岔位置不對不能開放信號”判定條件Fig.5 Judgement conditions of“incorrect turnout position, the signal cannot be cleared”

4.4 創建測試站聯鎖試驗測試記錄表

試驗分析系統根據《車站聯鎖設備維護管理辦法》，提前建立各種聯鎖試驗檢查表模板，再根據測試站的基本信息，例如：車站名稱、普速/高速、聯鎖廠家、聯鎖軟件型號、版本號、測試人員以及測試站聯鎖表等基礎數據信息，創建本站的聯鎖試驗測試記錄表，并自動填寫進路號碼、始終端按鈕等基本進路信息。同時判斷每一條進路的測試項和無需測試項，并將無需測試項直接填寫“△”符號。聯鎖試驗測試記錄如圖6所示。

圖6 聯鎖試驗測試記錄Fig.6 Interlocking test record table

4.5 聯鎖試驗操作過程采集

試驗分析系統與聯鎖軟件之間采用串口連接，采集聯鎖維修機向信號集中監測通信數據。在聯鎖試驗過程中，系統實時采集聯鎖設備狀態及按鈕操作信息，并進行記錄存儲。

4.6 數據分析處理

在進行聯鎖試驗操作時，試驗分析系統實時采集聯鎖設備狀態及按鈕操作信息，并自動查找匹配當前操作的進路以及具體的試驗項。將采集篩選出的聯鎖試驗相關信息與該試驗項判定條件進行智能分析判定，確定該試驗項是否試驗正確、完整。

若該試驗項采集到的聯鎖設備狀態及按鈕操作信息與判定條件完全吻合，則系統判定該項試驗完成，系統自動在聯鎖試驗檢查表中該進路的該試驗項下打“√”符號。

若該試驗項直至試驗結束采集到的聯鎖設備狀態及按鈕操作信息與判定條件部分吻合，則系統判定該項試驗不完整，系統自動在聯鎖試驗檢查表中該進路的該試驗項下用不同顏色標記，提示試驗人員該項試驗不完整。

若系統一直未采集到與該試驗項判定條件相關的設備狀態及按鈕操作信息，則系統判定該項還未進行試驗操作，聯鎖試驗檢查表中該進路的該試驗項下一直處于空白狀態，提示試驗人員該項還未開始試驗。測試記錄如圖7所示。

圖7 測試記錄Fig.7 Test record

4.7 記錄分析報告

在聯鎖試驗過程中，系統會實時計算每條進路的試驗完成情況，以及整個測試站聯鎖試驗的進度。在聯鎖試驗結束，系統自動形成PDF格式的試驗報告。報告內容包括：測試站信息、測試軟件信息、測試人員信息、測試時間、聯鎖試驗遺漏項及未進行聯鎖試驗的進路，并附上詳細的測試記錄表。

5 結束語

聯鎖仿真試驗是驗證聯鎖關系正確的一個重要過程，也是一個特別繁瑣的過程。按照以往測試經驗，兩人一組互相配合，一天可以測試20條基本進路，正常六股道車站測試就需要3天時間，而大型到發場、編組站測試至少需要半個月，甚至更長時間，試驗過程極其考驗測試人員的耐心與細心。試驗分析系統的運用，一方面輔助測試人員能夠規避試驗不完整、試驗過程不徹底等風險。一方面為聯鎖試驗過程提供一個切實有效的監控手段，對確保聯鎖設備安全運行具有重要意義。