基于计算机联锁仿真软件的铁路信号车间级基础实训室建设方案

高 登

（中国铁路兰州局集团有限公司 银川电务段，银川 750011）

铁路车站计算机联锁系统是一种通过技术手段实现进路控制，完成信号、道岔、进路之间联锁的系统。熟悉并掌握计算机联锁系统是铁路电务维护人员必备的基础技能。但是，计算机联锁系统作为铁路行车安全设施，由车务人员完成日常维护，并不能为铁路电务维护人员提供日常学习和练习的机会。由于铁路系统的特殊性，设备的维修和维护只能在天窗点内进行，具有时间紧、任务重的特点，因而，铁路电务维护人员无法在短时间内全面有效地掌握计算机联锁系统及其设备的相关知识和技能。尤其对于新入职人员而言，更是缺少参与重大维护维修工作的机会。因此，建设一个集虚拟仿真和真实设备于一体的综合性铁路信号车间级基础实训室是非常有必要的。

文献[1-2]从理论的角度出发，分析了建设铁路信号车间级基础实训室的重要性。文献[3]在参考了通号的车站联锁系统后，设计了计算机联锁仿真实训室的建设方案，为后续计算机联锁仿真实训室的研究提供了一定参考；文献[4]为铁路车站联锁仿真实训室的建设进行了细节上的补充和完善。文献[5-8]重点讨论了计算机联锁实训室的优化建设问题。上述方案都只是基于理论层面的讲述，为此，本文设计了基于计算机联锁仿真软件的铁路信号车间级基础实训室建设方案，该方案不仅能有效地解决现场不能反复演练、实训工作不好开展等难题，还使培训不再受时间、空间及人数的限制，提高培训效率，节约培训成本，具有很高的安全性和可靠性。相比于传统的铁路信号实训室，采用本文方案搭建的铁路信号车间级实训室（简称：实训室）有很好的直观性，学员能够身临其境地进行培训，更好地理解和掌握车站联锁系统的相关内容。实训室能够提高铁路电务维护人员的管理及实操能力，可以作为面向一线职工的培训、实操、考核平台[9-10]。

1 计算机联锁系统简介

在铁路车站信号设备中，普遍应用的是6502电气集中车站信号设备，该设备属于继电联锁。随着微型计算机的广泛应用，计算机联锁取代继电联锁成为了必然趋势。目前，我国使用较为普遍的车站联锁系统有DS6-20型车站联锁系统、TYJL-II型车站联锁系统和K5B型车站联锁系统。计算机联锁系统结构如图1所示。

图1 计算机联锁系统结构

人机会话层的会话设备部署于车站值班室，操作人员向联锁设备输入操作信息，并接收联锁设备反映其工作状态的信息和行车作业情况的表示信息。

联锁层的联锁设备一般部署于车站信号楼的机械室内，是计算机联锁系统的核心设备，实现联锁功能。联锁设备除了接收来自监控层的信息，还接收来自人机会话层的操作信息。联锁设备的功能就是根据联锁需求，对输入的信息进行处理，从而产生信号控制命令和道岔控制命令。

监控层接收来自联锁层的信号控制命令和道岔控制命令。对于信号控制命令，监控层通过信号机控制电路改变信号显示内容；对于道岔控制命令，监控层通过道岔控制电路实现道岔转换。同时，监控层也将信号机状态、道岔状态、轨道电路状态等信息反馈给联锁层。

2 实训室建设方案

2.1 实训室组成

实训室由计算机联锁仿真软件、信号集中监测仿真软件、列控中心仿真软件、综合实训软件、室内/外信号实物设备、施工工艺实训平台和仪器仪表实训平台等组成，如图2所示。

图2 实训室组成

（1）计算机联锁仿真软件能够完整地仿真联锁人机界面、系统操作、联锁逻辑等，包含对基础理论知识、基本操作、常见故障处理等培训内容，具有输入/输出（I/O，Input/Output）驱采接口。

（2）信号集中监测仿真软件不仅能够根据设定的故障类型显示故障曲线，还能通过采集单元及互感器，实时采集轨道区段、转辙机及信号机的相关数据。

（3）列控中心仿真软件具有区间/区段显示、轨道区段编码、区间闭塞与方向控制、临时限速条件设置、异物侵限条件设置等功能。

（4）综合实训软件具有基础培训、故障设置等功能。基础培训包括基本电路原理培训、联锁基本操作办理培训；故障设置包括对仿真模拟软件部分的常见故障下发和对室内外信号设备实物下发故障。

（5）室内/外信号实物设备包括电源屏、道岔转辙设备、信号机、站内/区间轨道电路等，与计算机联锁仿真软件共同作用。

（6）施工工艺实训平台具有电缆成端、箱盒配线、光纤成端熔接、组合内部焊接、转辙机内部线把制作、智能检测焊接和配线质量等功能，能够实现自动化检测和教学。

（7）仪器仪表实训平台用于职工进行现场常用仪器仪表设备的教学和培训，其目的是让职工熟练地掌握这些仪器仪表的使用。平台培训的设备有轨道电路故障测试仪、轨道电路移频测试仪、作业工具、钳形接地电阻仪、电源漏流测试仪、道岔拉力测试仪等。

在实训室建设方案中，计算机联锁仿真软件通过I/O接口与信号设备进行联动，实时获取室外道岔、信号机、轨道电路等设备的状态；根据操作命令，驱动室内的继电器执行相关操作，室外的道岔进行转动、信号机显示相应信息；对道岔、信号机、轨道电路、继电器等设备的状态及故障信息进行采集，并反馈给铁路车站联锁设备；具有控制终端显示功能，能够显示各设备的状态信息。配备电务维修终端的目的有两个：a. 对维修终端的基本功能进行仿真，便于铁路电务维修人员查看；b. 具有常规教学内容，便于学习和理解相关业务。

2.2 联锁逻辑仿真功能

（1）计算机联锁仿真软件能够仿真完整的联锁人/机界面和联锁功能，采用标准站站型，办理各种接发车进路作业，联锁逻辑符合《铁路车站计算机联锁技术条件》[11]要求。显示界面如图3所示（也可根据客户需求定制车站站型）。

图3 计算机联锁仿真软件标准站站型

（2）能实现进路锁闭、进路正常解锁、人工解锁、区段故障解锁、调车中途折返解锁、引导信号、引导总锁闭等功能。

（3）道岔单独操作/随进路的排列而自动选动。

（4）实现联锁道岔进路锁闭、区段锁闭、单独锁闭及人工封锁、按钮封锁/解封等功能。

（5）包括带动道岔、防护道岔、下坡道延接车续进路、到发线出岔等。

（6）具有区间方向电路、场联、站联、机务段同意、同意动岔、非进路调车、半自动闭塞接口、推峰联系等接口电路功能。

3 方案应用

3.1 理论培训

实训室设置有培训及考核功能模块，培训功能模块针对计算机联锁基础知识、联锁试验、常见故障处理等知识，结合文字讲解、示例及演示进行培训。学员可以通过培训模块自学自练。考核功能模块可以导入试题、设置设备故障、判定操作结果、统计得分。学员通过登录信息管理平台，根据试题进行模拟操作，查询考试成绩，并得到针对性的分析；管理员可以查询所有学员的考试成绩，并且对考试成绩进行分析。培训及考核功能模块能够对整体学员情况进行自动分类和统计，优化实训过程，方便管理员进行管理，实现精准实训。

3.2 实物培训

目前，实训室已在某车站投入建设并使用，现场部分道岔整体已排列到位，岔后引轨工务铺设完毕，信号机械室房屋计算机联锁系统已调试完毕。学员可以进行转辙机、道岔、信号机和轨道电路的原理等方面的培训。

3.3 设备状态显示

实训室采用部分采集单元及互感器，与室内及室外信号设备实物连接，实时采集开关量及轨道区段、转辙机、信号机的实时数据，提供信号集中监测测试部分功能，绘制曲线图，可以为电务人员日常设备状态分析及故障查询分析提供依据。设备状态信息显示界面如图4所示。

图4 设备状态采集界面

4 结束语

基于计算机联锁仿真软件的铁路信号车间级基础实训室建设方案不仅实现了对车站联锁系统的操作，还实现了对信号机、道岔、转辙机、轨道电路等实操培训，使学员通过边学边练，对业务从“不会”到“会”再到“熟练”。该实训室建设方案可以用于铁路职工岗前培训、铁路相关专业的教学模拟和在校学生实习培训等。