计算机联锁试验分析记录平台的研究

马广元 张燕 杨斐 马东

摘  要：近年来，计算机联锁逐步成为车站联锁系统的重要组成部分和关键技术，它不仅提高了铁路电务系统的工作效率，还对列车的运行安全起着至关重要的作用。计算机联锁试验作为计算机联锁的理论基础和技术保障，需要不断提高其全面性和准确性。文章在比较和分析了计算机联锁和继电联锁的差异之后，介绍了联锁试验方法及原则，并指出了建立联锁试验分析记录平台的重要性和具体措施。

关键词：计算机联锁;继电联锁;联锁试验

Abstract：In recent years，computer interlocking has gradually become an important part and key technology of the station interlocking system. It not only improves the working efficiency of the railway electrical system，but also plays a vital role in the safety of train operation. As the theoretical basis and technical guarantee of computer interlocking，computer interlocking test needs to continuously improve its comprehensiveness and accuracy. After comparing and analyzing the differences between computer interlocking and relay interlocking，this article introduces the methods and principles of interlocking test，and points out the importance and specific measures of establishing an analysis and recording platform for interlocking test.

Keywords：computer interlocking;relay interlock;interlocking test

0  引  言

随着计算机技术、通信技术及远程控制技术等的不断发展，铁路信号设备及系统的更新速度日渐加快，然而信号设备日常的运行维护离不开联锁，联锁试验在铁路系统中变得越来越重要，直接影响铁路车站开通的效率和安全。

现有的联锁试验需要花费很大的试验工作量，试验结果通过联锁试验测试表格记录，无完整的试验记录，对于联锁试验人员的监控较少，在大量的反复性试验工作中，无法进行有效分析，测试遗漏不能及时被发现，影响计算机联锁的试验效果。针对上述问题，急需研制一款针对计算机联锁试验的分析记录平台。我单位根据现场实际需求，通过现场调研，联合相关科研院所研制出了一套集日常自学、集中培训、分析记录为一体的综合性试验平台，解决了试验记录问题和数据分析问题，保证了联锁试验的全面性和准确性。

1  继电联锁和计算机联锁的分析比较

1.1  继电联锁

继电联锁是指用电气方法，通过信号楼内的控制台操纵信号机和转辙机，从而实现对信号机、进路和道岔的控制，使之安全有序地运行。继电联锁利用继电器操作的过程为：车站值班员在控制台下发出对信号机和转辙机的操作指令，通过室内继电器电缆传送到室内继电器组合上，室内继电器组合收到指令后，动作相应继电器，再经由电缆传送到室外相应的信号设备使其动作，从而实现联锁[1]。目前在中国应用最广泛的继电联锁是6502电气集中联锁，它具有很高的安全性和可靠性。

1.2  计算机联锁

随着计算机技术的快速发展，计算机联锁系统逐步变得更加完善和成熟，计算机联锁与继电联锁的不同在于车站操作人员通过计算机控制现场设备，并且由计算机对现场表示信息进行逻辑运算，从而实现联锁[2]。在邏辑功能运算方面计算机联锁与继电联锁类似，操作方式由控制台转变为了计算机，联锁逻辑由处理程序完成，这里需要注意，软件程序是保证联锁关系的核心手段。

1.3  比较分析

相比于继电联锁，计算机联锁占有更大的优势和市场潜力，已成为新一代车站联锁的发展方向。计算机联锁系统和传统的继电联锁系统相比较而言，主要区别如表1所示。

2  计算机联锁试验内容

现有的联锁试验需要很大的工作量，试验结果通常通过纸质的联锁试验测试表格记录，在大量的反复性试验工作中无法进行有效分析，测试疏忽和遗漏不能被及时发现，影响计算机联锁的试验效果。计算机联锁试验可分为进路式仿真和功能式仿真[3]，在进行仿真试验时应注意以下内容。

2.1  试验前的准备工作

在进行计算机联锁试验之前应该先制定一个仿真试验项目计划，编写计划书并列出该试验的具体功能需求、试验内容、关键技术、试验方法、预期目标、技术经济指标和成果形式，进行经济预算和市场评估，制定季度计划和季度目标，责任明确到人，经审核确认通过后开始试验。

2.2  试验过程的客观可靠

在进行计算机联锁试验时，首先确认仿真试验中的信号平面布置图及控制台上的站场显示与实际站场是否相符，试验过程是否与真实的车站联锁过程一致;控制台上的按钮和字符是否设置合理;各信号机、道岔和进路的联锁关系是否正确，重点核对与联锁软件紧密关联但是没有出现在进路表中的进路;I/O接口信息是否设置正确等，必要时设置冗余软件和报警系统，提高系统的安全性和可靠性[4]。

2.3  与其它站场及系统的结合

在进行试验前应注意计算机联锁系统与CTC、PIS以及方向电路、半自动闭塞的结合，结合时需要既不影响本系统，也不影响其他系统。整个联锁试验是在较好条件下完成的，如果有些设备老化或由于者天气等原因，其电气性能可能有所偏差，出现延迟等故障，但最重要的是要测试设备状态的一致性，尽可能接近试验时的状态[5]。这部分特别容易出问题，需要进行反复试验和确认。

2.4  特殊情况下的计算机联锁试验

在进行计算机联锁试验时，一定要注意联锁逻辑的正确性，例如在图1所示的举例站场中，若一列小车由IG向SF方向行驶时，要确定18号道岔、12/14号道岔和2/4号道岔在定位，它的敌对信号机有D8和D16。在行驶过程中，若这列小车车列过长，则有可能进入XILQG。而当车列出清4DG后D8亮白灯，D8由禁止灯光转换为允许灯光，4DG解锁;此时2/4号道岔有可能转换，又因为SF至2/4号道岔之间没有设置阻拦信号机，有可能会出现安全隐患。所以在设置联锁关系时应注意在小车完全进入XILQG时先不解锁4DG，待当小车折返出清后再解锁。另外在排列联锁表时要重点注意防护道岔、带动道岔、侵限绝缘、变通进路和牵出线等特殊区段[6]。

2.4  其他注意事项

在进行计算机联锁试验的设计时，应尽量将人机界面设置得友好简洁，便于车站工作人员进行操作，对于非正常情况下的联锁关系，必须进行反复试验，尽可能提高它的准确性，有时会发生一些特殊情况，比如联锁关系错误、进路排不出、信号机没亮灯等。可以将联锁系统与现场信号设备连接进行试验，这样做既检查了联锁系统，又检查了信号终端设备。

3  记录分析平台的研究及意义

3.1  研究内容

针对上述联锁试验内容，急需研制一套针对计算机联锁试验的分析记录平台，客观准确地记录试验问题，并进行有效的数据分析，保证联锁试验的全面性和准确性。涉及计算机联锁试验的分析记录平台，需要具备联锁试验表格电子化填写的功能;能够通过后台操作分析，对于联锁试验的操作、进度进行可视化的提示，并且生成联锁试验的报告，可回放联锁试验的操作，并且上传至服务器保存。设计的平台结构框图如图2所示。

本论文主要研究内容为实现计算机联锁试验记录平台的主要功能，包含：

（1）站场基础数据导入。系统可以导入读取text、Excel和CAD格式的站场联锁表，形成联锁试验基础信息及试验操作提示依据。

（2）联锁试验过程记录及分析。联锁试验分析记录平台实现可视化的试验过程监控界面，用户可以通过终端软件查看当前联锁试验的进度和操作提示等信息。

（3）联锁试验分析记录查询。试验记录分为文字的操作记录和站场状态回放两种形式。文字的测试记录包含在每一条进路信息中，记录包含操作的时间、已经完成试验菜单和未完成试验的菜单内容;站场状态回放按照测试的时间轴分为站场状态的信号机、道岔、区段的状态回放。用户也可以通过异常试验记录快速检索为未完成试验的信息，方便查询。

（4）联锁试验记录表。系统包含电子版的联锁试验测试表格填写软件，用户通过平台实现用户管理和测试表格的填写，填写的记录信息通过局域网提交至试验记录中，形成联锁试验报告。

（5）联锁试验报告。系统产生试验车站的联锁试验报告，试验报告包含测试人员信息、测试地点、测试始止时间和详细的测试站场状态记录信息和测试表格，对于联锁试验中的操作记录进行初步的分析。

3.2  研究方法

本分析记录平台建模采用标准化建模方法，利用UML等建模工具辅助设计;基于软件仿真的技术手段实现系统功能，系统设计原则是集成化、易操作，模块均由纯软件实现和软件模拟，基于普通的计算机系统即可，不增加额外的硬件成本。软件设计过程中基于模块化设计思想，以工程化快速建模为原则，使系统能够非常容易地实现迭代升级和移植重建。实现的主要界面如图3所示。

4  结  论

计算机联锁试验分析记录平台结合《铁路信号联锁试验暂行办法》（铁运〔2010〕149号）文件要求，针对车站联锁试验表格进行定制化设计，其已经在兰州铁路局建立，现场使用效果良好。目前，本系统解决了试验记录问题和数据分析的需求，不仅减轻了车站电务技术人员的工作强度，还极大地提高了一线职工的工作效率，确保了联锁试验的完整性、准确性和安全性，对于提高铁路联锁试验管理、队伍建设、提质增效、强基达标具有重要意义。

参考文献：

[1] 赵志熙.计算机联锁系统技术 [M].北京：中国铁道出版社，1999：27-32.

[2] 肖利君，朱花.计算机联锁仿真试验探讨 [J].铁道通信信号，2008（1）：30-31.

[3] 吴明强.计算机联锁车站联锁试验的控制要点 [J].铁道通信信号，2017，53（10）：47-49.

[4] 王翔宇.信号联锁试验的过程及方法分析 [J].通讯世界，2017（6）：255-256.

[5] 陈辛怡，金舟林.浅谈信号联锁试验应注意的事项 [J].铁道通信信号，2009，45（3）：18-19.

[6] 尹英军.浅谈联锁试验的程序和原则 [J].铁道通信信号，2013，49（7）：40-41.

作者簡介：马广元（1972.03—），男，汉族，甘肃甘谷人，列控室主任，高级工程师，本科，研究方向：铁道信号;张燕（1980.03—），女，汉族，甘肃兰州人，列控室科员，工程师，本科，研究方向：铁路信号;杨斐（1988.09—），男，汉族，甘肃会宁人，研发工程师，工程师，本科，主要研究方向：城市轨道交通、铁路信号工程等;通讯作者：马东（1984.02—），男，汉族，甘肃兰州人，研发工程师，工程师，本科，主要研究方向：城市轨道交通、铁路信号工程等。