计算机联锁系统在高速铁路调度中的仿真设计

徐利谋

计算机联锁系统在高速铁路调度中的仿真设计

徐利谋

以沙盘模型作为设计依据，对车站的计算机联锁技术进行改革创新，制作出联锁信号的图表，并使用VB程序进行控制软件的设计，实现列车控制功能和安全保证体系，确保了车站内的列车运行安全。

计算机联锁系统在全球范围内的发展和广泛应用需要依靠计算机网络、人工智能等很多先进技术，随着电子信息技术以及互联网+领域的发展，计算机联锁系统也在不断改革和创新。中国高速铁路的跨越式发展使得计算机联锁系统功能超出了车站信号安全控制范畴，已经拓展为综合运营管理系统以及信号安全综合控制监测系统当中的一个子系统。要实现计算机联锁系统的发展并使其与建设信息化、现代化、智能化高速铁路的需求相契合，必须要解决功能、服务、安全和效率等方面的问题。

联锁表的编制

实现计算机联锁系统在车站内更好地运行，必须使用连锁表将车站内的信号机、道岔和进路之间的联锁关系清晰地反映出来。联锁表的编制要以车站的信号平面布置图为主要依据，在制作的过程中要将进路作为主体，并且将列车进路（发车和分接车）至调车进路的每一条进行有序编号。接下来要将这些相关项目逐一填写进表格中，如排列进路时应按按钮、进路要求的相关岔道位置、进路所囊括的轨道区段、防护该条进路的信号机的显示和名称和所排列的进路的敌对信号等。在模拟进站中咽喉区的道岔数量并不多，在不同出发端和结束端之间存在一条最基本的进路，并不存在变更的进路，因此在对进展车辆调度时不存在进路选择的问题，从而在很大程度上简化联锁表，降低联锁表的编制难度。下面对联锁表各项的具体填写方法进行介绍。

（1）方向栏：在方向栏中要标注进路的行进方向以及相关属性（进路状态、发车、接车、通过、转车、调车等）。

（2）进路号码栏：在本栏中要对进路进行编号，可以按照咽喉区、场进行编号，也可以按照整个车站调车进路和列车进路的顺序进行编号。例如发车进路为“4”，接车进路为“3”，则通过进路写作“3/4”。

（3）进路栏：在本栏中要将模拟车站内调度列车的所有进路逐条罗列出来。当列车具有两条（或两条以上）的不同进路途径时，一些规模比较大的高铁站会在基本进路外额外列出一条主要的变更进路作为备选方式。

计算机联锁系统仿真

联锁软件设计流程

计算机联锁运算软件是实现进路和区段、信号、道岔等不同设备之间联锁关系的重要途径。为了保证车站车站接车、发车和调车功能的有效运行，软件设计了一个安全可靠的进路系统，进路的数量主要受到车站规模的大小以及车站自身结构繁简的影响，安全作业的要求决定了控制过程不会有太大区别，因此各个进路的控制过程大相径庭。进路从办理到解锁过程中经历了线路选择、道岔操作、一致性检查、锁闭进路以及信号开放、解锁进路等阶段。模拟车站结构并不能影响这些阶段的划分，进路控制的整个过程也因而成为了设计联锁程序的一步，进路控制过程可以被不同进路共同使用。

在进路的控制过程中，办理进路，取消进路，解锁进路等过程由操作人员参与，而信号开放、锁闭进路以及自动解锁进路等过程则不需要操作人员的参与。在监控进路时，必须要对监控对象的状态有一个完整的了解，在此基础上不断向操作人员提供相应的表示信息，并将控制命令提供给信号机控制电路和道岔控制电路。

软件编程思路

根据模拟车站布置图设计平面布置图，在设计图中将所有的进路表示出来，程序接受指令后，在界面中查找对应的进路路径，如果没有找到则将终止任务，如果找到结果则检查是否存在进路冲突现象；安排进路是否被其他进路占用，是否与其他进路存在冲突。如果进路安排没有被占用则开始执行程序，如果被占用则警告进路被占用。

计算机联锁程序设计

设计界面

以广州火车站的具体情况为主要依据，运用VB程序设计广州火车站的平面布置界面，在系统中规范各个区段、按钮、信号灯和道岔的变量名称，并设置各变量的初始属性，再将一些基本控件和操作方法添加进去，实现对进路的基本控制，并采取措施保障控制安全。

进路的安排

在进行进路程序编制时要以联锁表为依据，在设计程序时使用了timer事件，一旦timer事件被触发，选中的进路变由白色调整为黄色，车辆所在区段由白色调整为橙色，信号灯由红色变成蓝色，当车辆经过后自动变为默认的白色，由橙色的区段呈现车辆的行走轨迹。例如：当程序中shuchu1-timer事件被触发时，dt1，dt2，dt3三个已经排好的进路全部变成黄色，车辆从dt1到dt3的移动情况使用橙色显示，D1信号灯由红色调整为蓝色。

按钮的操作命令

进路的选择需要通过单击界面的路线为依据，选择线路时会触发timer事件，在进路中如果存在使用橙色标注的区段，表示该进路被其他车辆占用，系统自动弹出“进路被占用”的对话框，线路选择无效，需要重新选择进站线路。例如，使用变量表示界面按钮，设置初始变量值为0，按钮被选择时变量值设为1，如F1变量设置为f，F1被选择时e值变为1，F1变为橙色，再选择f3时，f3设定的变量m值变为1，当f和m值都变为1时，shuchu1-timer事件被触发，F1信号灯变蓝色。

系统安全控制

系统安全性和可靠性是计算机联锁系统运行的关键因素，仿真系统软件在综合分析数据传输、数据处理等方面的基础上，在信息编码、分成运行、自我诊断等方面优化系统，有效保证了系统的安全性。

（1）设计同时运行的双套程序保障系统的输入输出、联锁控制等功能，当两套程序的运行结果一致时输出相关指令，否则终止操作，提高了系统的安全性。同时，设置程序运行的条件，使得程序分成运行，互相检查和制约。

（2）将加密技术运用到信息传输过程中，提升了信号的抗干扰能力。数据采用多位二进制表示，提升信息冗余度，减少危险信号输出概率。

（3）设计自检程序监控系统运行状态，发生故障时停止系统运行，并及时提供报警信息。

结语

本设计中以广州火车站的沙盘模型作为设计依据，运用VB程序设计系统控制界面，规范各个区段、按钮、信号灯和道岔的变量名称，并设置各变量的初始属性，再将一些基本控件和安全控制程序添加进去，最终实现了安排进路、安排接发车进路以及对通过列车进路的安排和调车进路的安排，有效保障了站内行车安全，提高了运输的效率。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.23.006