铁路信号模拟试验中采用计算机软件+采驱板替代模拟盘的研制

谷胜元

摘  要：铁路信号楼室内施工完成，室内模拟联锁试验时都要根据新站型新重新制作轨道模拟试验盘，试验完后的模拟盘基本上是一次性被处理扔掉，下个车站无法再次利用。为此，研究探索一种新方法来代替每次制作的轨道模拟盘，用以节省人工、材料等费用。为将来大规模采用智能软件+采驱板模拟盘代替目前传统的模拟盘提供研究探索新方向。

關键词：模拟试验;计算机软件;采驱板

中图分类号：U284          文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2020）18-0086-02

Abstract： When the indoor construction of the railway signal building is completed， the track simulation test disk should be remade according to the new station type in the indoor simulation interlock test. After the test， the simulation disk is basically disposed of and thrown away at one time， and the next station can not be used again. For this reason， this paper studies and explores a new method to replace the track simulation disk made each time， so as to save the cost of labor， materials， and so on. The purpose of this paper is to provide a new research direction for the large-scale use of intelligent software + drive board simulation disk to replace the current traditional simulation disk in the future.

Keywords： simulation test; computer software; mining and driving board

前言

在新建、改建国铁或地铁信号工程中，通过铁路信号模拟试验中采用计算机软件+采驱板替代模拟盘的研制运用，在新建或改建联锁设备上完成新站场联锁软件的试验，确保了模拟试验快速、准确。

1 应用背景

目前我国铁路信号楼室内施工完成，信号专业在进行室内模拟联锁试验时都均要根据新站型新重新制作轨道模拟试验盘，传统模拟盘仍存在以下问题：（1）人工制作的模拟盘可靠性差、简单粗糙、工效低，很难完成充分全面的联锁试验;（2）模拟试验时需要焊接大量的临时模拟配线，模拟盘面占用室内有限的人行通道;（3）对于开通的不同站场需要制作不同的轨道模拟盘。制作好一点的轨道模拟试验盘需要CAD画图后出彩印大图，并采购LED灯泡（或白炽灯泡）、电容、钮子开关，钻孔安装、焊线、布放多芯电缆等需要很多材料，比较浪费钱;（4）试验完后的模拟盘基本上是一次性被处理扔掉，下个车站无法再次利用，造成重复性工作。

2 目的及思路

研究探索一种新方法来代替每次制作的轨道模拟盘，用以节省人工、材料等费用。为将来大规模采用智能软件+采驱板模拟盘代替目前传统的模拟盘提供研究探索新方向。在阜阳北扩能工程中运用智能软件+采驱板模拟盘解决了这一难题。

3 智能软件+采驱板模拟盘使用基本要求

模拟盘主要是采用软件+采驱板来实现。采驱板是单片机的一种应用电路板卡，作为控制设备完成模拟室外设备的状态采集及输出控制，单片机作为下位机与上位机电脑RS-485通信联系。

（1）采集板：采用ATmega16单片机采集电路板采用光耦进行光电隔离。当输入信号INPUT为高时，输入端光耦导通，使得光耦内部的光敏三极管饱和，光耦输出OUTPUT为高;当光耦信号输入INPUT为低时，内部的发光二极管截止不导通，造成光敏三极管不饱和，光耦的输出OUTPUT为低。（2）驱动板：ATmega16单片机驱动电路板同样也是采用光耦进行光电隔离。当单片机发出吸合信号时，输入端光耦导通，使得光耦内部的光敏三极管饱和，持续导通，光耦输出电压驱动继电器动作，一直在吸合状态;当输入断开信号时，光耦输入INPUT为低电平时，光耦内部的不导通，使得继电器失去电压而落下。（3）电源：采用VIS60-12F开关电源，输入电源为交流电压170-264V，输出直流电源为12V，额定电流为5A。（4）USB转485转换器：采用XK-USB-485型号，实现USB接口到通用串口之间的数据转换。

4 基本原理及实施工艺

4.1 基本原理

计算机软件+采驱板模拟盘系统总体硬件接口设计采用电脑加软件作为上位机人机界面操作和显示，以及单片机作为计算机与联锁电路间桥梁来完成联锁状态采集和信息控制输出。所有采集的数据经采集板处理转成485信息后，又经USB转485转换器与电脑上位机通信显示在电脑软件界面上。采用485通信的好处可以增减外设，通过增减采集驱动板，增强了灵活性和应用的广泛性，如图2所示。

4.2 实施工艺

以阜阳北二场为例，统计阜阳北二场轨道区段后，选择三块驱动板，每块板有16个继电器，共计48个继电器，能满足阜阳北二场40个轨道区段。将驱动板安装在分线柜适当位置进行接配线，接配线原理同原来钮子开关相同。

电脑端的软件采用Visual Basic语言进行编制，Visual Basic语言是Microsoft公司开发的一种通用的基于对象的程序设计语言。这样用源程序根据不同站型重新排布一下就很快生成新站场模拟盘软件，如图3。

与分线柜连接好配线之后，连结出一根屏蔽线或者双绞线连接至USB转485转换器，插到电脑USB端口上，进行调试，调试完成后就可以满足室内单项试验。

5 计算机软件+采驱板模拟盘在铁路信号联锁试验中应用的必要性

5.1 应用优越性

通过计算机软件+采驱板模拟盘这个新技术在阜阳北二场的运用，节省大量的临时LED灯泡（或白炽灯泡）、电容、钮子开关安装工作量，节省模拟盘盘面制作的材料及工作量，节省室内通道占用空间，节省模拟配线及焊接工作量，站场平面可在软件上修改、绘制，其软件、电源、采驱板可无限制多次使用。

计算机软件+采驱板模拟盘这个新技术，特别是既有站改造，在运输给点时间不充足，点内接入既有电源，点毕前恢复试验时间很短，无法留給联锁试验有足够的试验时间，采用计算机软件+采驱板模拟盘，点外可以试验，使用墙面照明电源即可，试验时间充足保证试验彻底。

5.2 应用的必要性

当前建筑业正逐步由“传统施作”进入“智能建造”时代，正由劳动密集型向技术、知识和管理密集型转变。

越来越迫切需要使用计算机软件+采驱板模拟盘铁路信号施工中，每站及每次过渡多需要彻底进行模拟试验，排除故障，确保联锁正确性，保证行车安全。

6 结束语

随着我国铁路建设和城市轨道交通建设规模增大，建设施工周期变得越来越短，信号系统联锁关系的正确性必须确保100%，这就要求施工和维护接管单位安全、高效地进行设备检验、故障查找与处理。计算机软件+采驱板模拟盘可以迅速、准确帮助施工和维修人员查找信号设备配线故障点，大大节省调试与故障处理时间。计算机软件+采驱板模拟盘系统新技术在阜阳北二场信号联锁试验中的成功运用，对今后涉及信号联锁试验过程中，具有积极的借鉴意义及推广作用。

参考文献：

[1]安伟光，等.车站信号工程施工[M].北京：中国铁道出版社，2010.

[2]刘宝龙.信号模拟试验方法介绍[J].铁道通信信号，2003（09）：25-26.

[3]张从力，李新.一种常用单片机实现自适应控制的方法[J].矿业安全与环保，2002，29（1）：30-32.