基于信號集中監測系統的聯鎖試驗

袁飛軍，王圣根，王亞飛

鐵路信號系統聯鎖試驗的完整性至關重要，關系到日后鐵路的行車安全。信號聯鎖設備在工程項目開通前均需要進行聯鎖試驗，確認信號電路聯鎖關系的正確性和完整性。但是在現場進行聯鎖試驗時，往往會出現因聯鎖工程師業務水平有差異，又限于時間緊張而遺漏項目的情況。目前，還沒有一套成熟的系統可以替代工程師進行完整有效的檢測。

隨著計算機聯鎖技術的發展，國內外相關人員在此領域進行了大量的研究［1-6］。近年來國鐵集團頒布的規范性文件和接口協議，要求所有聯鎖車站每年應進行1次室外設備單項試驗，并結合電務人員對聯鎖試驗的關注要素［7］，對繼電聯鎖車站每5年進行一次聯鎖進路試驗和檢查核對。為此，本文提出在信號集中監測系統上，開發聯系試驗功能，以有效分析進路辦理過程，并將室外設備試驗表格導入到軟件分析功能中。試驗過程可在信號集中監測系統上操作，發現信息不一致或沒按安全規則錯誤辦理進路時，會觸發軟件相關分析邏輯，并給出相應預報警提醒，可進一步提高聯鎖試驗的方便性和效率。

1 聯鎖試驗功能結構

鐵路信號集中監測系統（CSM）是保證行車安全、加強信號設備結合部管理、監測信號設備狀態、輔助故障處理、提高電務部門維護水平和維護效率的重要行車設備。在CSM系統基礎上新增的信號聯鎖試驗監督功能是使用C++語言開發的功能模塊。在對既有CSM無任何影響的情況下，依托聯鎖接口、CTC接口、ZPW2000接口和列控接口，獲得接口基礎數據，通過站間通信，從鄰站獲取相關接口和監測自采集數據。此外，在新增的聯鎖試驗功能模塊中，還增加了聯鎖進路表信息的解析，可實現站內聯鎖、自閉區間聯鎖、站內區間結合部聯鎖、跨站聯鎖等內容的實時核對，并對核對結果進行預報警。同時在進路的統計報表中挖掘進路使用情況，給出維護建議，提高聯鎖試驗的效率。聯鎖試驗功能結構見圖1。

圖1中，報文分析主要是對包括本站與鄰站的聯鎖報文、列控報文、ZPW2000報文等進行解析，解析后的結構化報文將展示在CSM界面上；進路檢測主要是檢測進路中始終端按鈕信息，追蹤車輛行進方向，獲取進路開始時間、結束時間和進路走車過程相關狀態等信息。

圖1 聯鎖試驗功能結構

2 內容分類

聯鎖試驗功能結構中描述了接口信息、鄰站信息、監測自采集信息等，根據這些數據源信息和聯鎖試驗軟件功能的設計，將聯鎖試驗的內容分為站內聯鎖關系分析、自閉區間聯鎖關系分析、站內區間結合部聯鎖分析、跨站數據分析、結合多系統數據分析等，具體內容分類見表1。

表1 聯鎖試驗內容分類

3 軟件處理流程

軟件處理流程［8-9］見圖2，具體說明如下。

圖2 軟件處理流程

1）邏輯分析、聯鎖關系實時核對類Clogic啟用接口或自采集數據信息的分析流程。

2）數據信息按設備類型單獨建立實時訪問線程類Cvisitor。

3）Cvisitor在CthreadManager的驅動下開始不間斷地運行。

4）接口、自采集數據獲取類CdataBuffer是外部數據緩沖區，包含相關接口和自采集的待分析數據。

5）Clogic根據獲取的數據做邏輯核對運算，滿足報警條件時，則給出核對結果，并放入核對結果存儲類Calarm中；不滿足報警條件，則認為是正常，無需報警。

6）Cadvise類可以根據核對分析出來的結果給出一定的建議。

3.1 報文分析軟件處理

聯鎖試驗功能程序運行后，程序內部開始對本站及鄰站的聯鎖、列控、ZPW2000等報文進行解析，這個過程是通過CthreadManager驅動Cvisitor去到CdataBuffer獲得數據源，然后送入到Clogic中解析。

3.2 進路檢測軟件處理

聯鎖試驗功能程序運行后，程序內部的按鈕檢測模塊對進路進行檢測。如果偵測到進路按鈕，則進入進路狀態判斷邏輯，同時按鈕檢測模塊需要對進路狀態進行追蹤，獲取進路開始時間、結束時間，以及進路走車過程等相關狀態信息。

3.3 站內聯鎖關系判斷軟件處理

按鈕檢測模塊對進路進行檢測，如果偵測到進路按鈕，則進入進路狀態判斷邏輯，包括判斷信號機顯示狀態、道岔正反位、軌道區段的狀態、敵對信號狀態等4部分，如果其中某一個狀態錯誤，則將錯誤信息存儲到記錄表。這個邏輯判斷是在Clogic中完成，同時將分析的結果送入Calarm中存儲。另外，在Clogic中還支持自閉區間聯鎖關系、跨站數據分析。

4 試驗驗證

由于聯鎖試驗的內容項較多，本文僅以道岔位置核對、聯鎖進路一致性比對為例進行分析驗證。

試驗環境是車站信號機械室，在對既有信號設備采集無任何影響的情況下，換裝嵌入聯鎖試驗功能的CSM軟件系統。CSM軟件系統仍然可實現電務部門要求的既有信號設備采集功能，當需要在“天窗”點內進行聯鎖關系試驗時，可以通過一鍵觸發的方式，調用聯鎖試驗功能軟件來做試驗。

4.1 前提條件

1）在試點車站新增一臺工控機設備，用于運行信號集中監測系統軟件和聯鎖試驗功能軟件。

2）所有設備的聯鎖關系都根據聯鎖表。站場圖工具能生成初步的聯鎖表，包含站內和區間信息。信號集中監測系統的配置工具應能讀取并編輯站場圖工具生成的聯鎖表，對不準確的地方進行人工修改。信號集中監測站機軟件能調出聯鎖表，并能從站機軟件中以excel文檔格式導出。聯鎖表中的信息包含：設計圖紙中的站內聯鎖關系、區間線路關系、線路方向、鄰站接口區段的信息（軌道、信號機）等。

4.2 道岔位置核對

1）按正常聯鎖關系，在站內排出一條聯鎖進路：按壓始終端按鈕→進路鎖閉、信號開放→列車通過→進路按聯鎖規則依次解鎖。該過程符合聯鎖表，且直到進路解鎖，或列車進入股道停車期間沒有敵對進路建立，聯鎖關系正確，統計為1次正常。

2）在室外調整配線，先使進路中某組道岔的室內和室外表示位置不一致，再按正常聯鎖關系在站內排一條聯鎖進路，聯鎖試驗軟件功能邏輯應立即發出報警“所排的這條進路異常”，并提示進路上某組道岔室內和室外的表示位置不一致。統計為1次聯鎖關系異常。

4.3 聯鎖進路一致性比對

1）按上述方式在站內排出一條聯鎖進路，核對后發現聯鎖與CTC、監測自采集繼電器的開關量狀態一致，包含站內的軌道、道岔、信號機。聯鎖進路一致性正常，統計為1次正常。

2）在室外調整監測系統自采集配線，使自采集繼電器的開關量狀態與聯鎖不一致，此時再按正常聯鎖關系在站內排一條聯鎖進路，則聯鎖試驗功能邏輯會立即發出報警“所排的這條進路一致性異常”，并提示相關信號設備的監測自采集繼電器的開關量狀態與聯鎖、CTC的對應狀態不一致。統計為1次聯鎖進路一致性異常。

驗證結果說明：基于信號集中監測系統的聯鎖試驗方法具有可行性，在道岔位置狀態錯誤和聯鎖進路一致性異常時，能夠及時給出報警，便于提前發現隱患。鑒于相關接口子系統發送信息給聯鎖試驗功能模塊的時間可能存在差異，因此，在聯鎖試驗功能模塊中要做好時間校正，當前軟件設計的容忍誤差為3 s，后續在推廣應用中會根據工程項目實情做出適當調整。

5 結語

在信號集中監測系統上增加聯鎖試驗功能，結合相關數據源，實現聯鎖關系核對，并對正常項和異常項進行統計分析。借助這種輔助手段，能大幅度降低人為干擾因素，提高聯鎖關系試驗的效率。

目前該功能已部署在南寧鐵路局南寧站和南寧東站，達到了聯鎖關系試驗的效果，可在構建鐵路信息化建設方面發揮作用。