维普资讯 http://www.cqvip.com 第２３卷第２期 大 连 铁 道 学 院 学 报 ＶｏＩ ２３ Ｎｏ ２ ２００２年６月 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＤＡＬｔＡＮ ＲＡＩＬＷＡＹ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ Ｊｕｎ．２００２ 文章编号：１０００—１６７０（２００２）０２・０Ｏ４８—０４ 车站联锁控制系统的仿真 孙永梅，叶家金，郭宇明 （大连铁道学院电气信息分院，辽宁大连 １１ ６０２８） 摘要：微机联锁系统是以微型计算机为主要技术手段实现车站联锁的系统，自适应车站联锁模拟控制系 统是一套车站联锁的仿真模拟系统．阐述了自适应车站模拟控制系统与微机联锁系统的关系，介绍了自适 应车站模拟控制系统的功能、设计和特点． 关键词：联锁；自适应；仿真 中图分类号：１１，２７３＿２ 文章标识码：Ａ 车站联锁控制系统是铁路运输的行车指挥系统．在我国，典型的车站联锁控制系统是６５０２电气集中 联锁系统．随着国内外微机联锁系统的发展，目前，国内许多新建、改建车站都在安装微机联锁系统． 微型计算机正在逐步取代继电器设备，成为系统的联锁机构．在车站联锁系统中引入计算机技术，不仅 可提高车站行车作业的安全和效率，为运营现代化提供所需的信息，而且还能够降低工程的费用，取得 更好的经济效益． 本文主要介绍一套车站联锁的仿真模拟系统一自适应车站联锁模拟控制系统．它完全用软件的方 法来模拟实际的站场设备和列车运行的全过程、联锁控制与控制台的命令输入．系统的联锁功能可以自 动适应各种站型，提高了系统的通用性． 与实际的微机联锁系统相比，自适应车站联锁模拟控制系统的不同之处主要体现在站场设备的仿 真，它利用软件的数据结构来表示实际的站场设备，用计算机中的代码程序来模拟实际的控制过程，为 使用者提供可供操作的模拟平台，帮助使用者学习并熟悉掌握该系统的工作原理和操作方法．它也是工 程技术人员学习和理解微机联锁控制系统，分析系统运行状况的有效工具． １ 系统简介 自适应车站联锁模拟控制系统是一种可以自动适应各种站型，一体化结构与标准的开放式车站联锁 模拟控制系统．依据信号平面布置图和其它运营技术指标所提供的信息，自动生成可操作的信号平面控 制模型和反映联锁关系的数据信息．针对不同的站场或站场的改扩建，只需改变或添加相应的数据，就 可以满足要求．联锁系统软件不受新建、改建工程的影响． 整个自适应车站联锁模拟系统主要由三个部分的模块构成：站场设备仿真模块、控制台设备仿真模 块和联锁控制模块．联锁控制模块相当于车站信号控制系统中的联锁机构，它接收 控制台设备仿真模块 来自于控制台设备仿真模块（相当于控制台）的操作命令，按照联锁规则，形成联 Ｔ Ｉ 联锁控制模块 锁控制信息，发送给站场设备仿真模块（相当于室外的站场设备），对站场设备（信 号和转辙机等）进行控制．同时，站场设备仿真模块也将站场的状态信息反馈给联 信号机 转辙机轨道电路 、’－——— ——————一一 锁控制模块．系统结构框图如图１． 匝重堕巫豳 本系统可以在５８６以上的微机上运行，要求主机内存不小于１６ ＭＢ，运行环境为 图１ 系统结构框图 收稿日期：２０ｏ１．１１—１Ｏ 作者简介：孙永梅（１９７４一），女，助教，硕士 维普资讯 http://www.cqvip.com 第２期 孙永梅等：车站联锁控制系统的仿真 ４９ 中文ＷＩＮＤＯＷＳ９５／９８，系统的开发软件是ＶＩＳＵＡＬ ＢＡＳＩＣ５．０企业版和ＥＸＣＥＬ９７ ２ 系统的主要功能 整个系统遵循微机联锁系统的操作规程，下面是系统的主要功能： （１）列车进路操作：可以方便直观地办理列车的接车、发车进路，采用的是双按钮操纵方式．顺序 按压进路的始端和终端按钮，进路上的道岔自动地转换到所需要的位置，在进路排列完成并且检查有关 联锁条件将进路锁闭后，则开放防护该进路的信号机，相应的线路同时锁闭，同时显示办理列车进路的 情况（空闲：区段为黑光带，锁闭：白光带，占用：红光带），在不能办理进路时，会弹出对话框，提示 不能办理的原因． （２）调车进路操作：可以方便地办理调车进路、长调车进路，采用双按钮操作方式，可以显示办理 调车进路情况（空闲、锁闭和占用显示同列车进路），在不能办理进路时，会弹出对话框，提示不能办理 的原因． （３）道岔单操定位与反位：可以对某一道岔进行单独操作，控制其定反位．道岔单操的命令按钮是 连续响应的，即道岔的定位和反位可以交替变化． （４）人工解锁：选择进路后，相应的信号灯和线路会变色，即表示该进路锁闭，如果想取消该进 路，可以按下人工解锁按钮，进路会自行解锁，关闭相应的信号机，将道岔复位，使该进路处于空ｌ 状态． （５）列、调车作业模拟：在进路确选锁闭后，可以设置列、调车模拟走行，走行过程中，相应的轨 道区段会自动变色（红色），表示该区段有车占用，列、调车走过后，对应区段自动解锁． ３ 系统的设计与实现 在系统软件设计中，运用软件工程方法进行开发，系统设计结构化，程序设计模块化，这从系统软 件结构上保证系统的适用性、可维护性和完备性． 在软件开发中采用了图形视窗软件开发平台作为软件运行环境，全面采用了面向对象的程序设计方 法．自适应车站联锁模拟控制系统是对车站联锁控制系统的一种模拟仿真，它用软件的方法来模拟实际 的站场设备、列车运行的全过程、联锁控制及控制台的命令输入．所以，对应于车站联锁控制系统的组 成及其控制方式，分别设计了站场设备仿真模块、控制台设备仿真模块和联锁控制模块． ３．１ 站场设备仿真模块 站场设备仿真模块接收控制台设备仿真模块和联锁控制模块发来的操作命令，模拟设备动作，并用 图形及其颜色变化表示设备状态变化．排通进路时，线路为白色光带，线路有车占用时，为红色光带． 接车进弯股，进站信号机双黄显示；接车进直股，进站信号机单黄显示；向外线发车，出站信号机亮绿 灯；调车时，调车信号机亮白灯． 当站场设备仿真模块接收来自控制台仿真模块的选路命令时，便会根据联锁图表所提供的联锁数据 自动调用相应的过程函数，使得线路和信号机变色，变成进路锁闭和信号机开放．同样，进路解锁和信 号机关闭也是采用这种方法． ３．２控制台设备仿真模块 控制台仿真设备模块与站场设备仿真模块中的线路和信号机变色的控制基本上是一样的．另外，控制台 设有状态栏，用于显示操作命令和控制状态． ３－３ 联锁控制模块 联锁控制模块是自适应车站联锁模拟控制系统中的核心，它实现了车站信号的进路初选、进路确选 锁闭、开放信号、进路解锁等联锁控制过程． 从逻辑功能的角度来看，联锁控制模块是一个时序逻辑的处理过程，要求它必须遵循…定的动作顺 维普资讯 http://www.cqvip.com ５０ 大连铁道学 院 学 报 第２３卷 序才能实现联锁任务，而联锁的层次和动作顺序是和进路控制过程密切相关的，进路控制过程为联锁控 制提供时序逻辑依据，联锁控制模块按提供的时序逻辑关系对采集的各种信息进行加工处理及传递，才 能实现系统的正常工作． 进路控制过程（不管是列车进路还是调车进路）可分为进路的建立和解除两个过程．进路的建立过程 是指从按压进路始终端按钮开始到防护该条进路的信号机开放这一阶段；进路解除过程是指从列车或调 车车列驶入信号机内方到出清进程中全部道岔区段为止的这一阶段．对应于一条进路从办理到解除的全 过程，联锁控制模块分别采用相应的子模块，完成每一个环节的处理． 下面介绍一下进路的建立过程： （１）进路搜索模块．根据控制台发来的操作信息，判断进路的始端和终端，调用联锁数据文件，找到 该进路所对应的记录，读出该记录中相应的道岔、信号机、轨道区段，作为进路锁闭以及信号开放的数 据依据．当执行完进路搜索程序，就要进入进路的确选检查、进路锁闭、信号开放以及进路自动解锁等 已建进路的处理程序． （２）进路确选检查模块．该模块的主要任务是检查进路上的道岔实际位置与所选进路所要求的位置 是否相符，也就是进路的选择与排列一致性的检查．如果不相符，则应产生道岔控制信息，使道岔转到 要求的位置． （３）进路锁闭模块．主要是将敌对进路和进路中的道岔加以锁闭，为开放信号提供条件． （４）信号开放模块．检查信号开放的条件，形成信号开放的命令． 进路建立过程的流程图如图２所示． 图２进路建立过程 图３联锁控制过程 在实际控制过程中，是可以同时排通两条或两条以上的进路的，但首先要判断进路是否敌对．联锁 表中，每一条进路都有一定的敌对信号，包括有条件敌对和无条件敌对．在选通一条进路之前，联锁控 制模块会先判断防护该进路的信号机是否与其他已经选通的进路构成敌对，并判断该进路所对应的敌对 信号机是否开放，只有在条件全部满足时，联锁控制模块才能给站场设备发出命令信息，控制相应的信 号机开通，道岔转位，完成进路的选通． 联锁控制模块还具有取消进路和人工解锁等功能，这些功能是通过取消进路和人工解锁程序来实现 的，它是建立进路的反过程．当联锁控制软件接收来自控制台的命令为取消进路或人工解锁时，就会调 用取消进路或人工解锁程序，关闭相应的信号机，将道岔复位，使该进路处于空闲状态． 另外，联锁控制模块对列、调车的模拟走行过程进行实时控制，列、调车模拟走行分为三个步骤： 一是确定列、调车的初始位置；二是列、调车按照规定的线路走行，走行过程中，相应的轨道区段被占用， 维普资讯 http://www.cqvip.com 第２期 孙永梅等：车站联锁控制系统的仿真 ５１ 该区段变色；三是列、调车走行结束后，进路自动解锁 具体的联锁控制过程见图３． ４ 主要特点 （１）在软件开发中采用了图形视窗软件开发平台作为软件运行环境，全面采用了面向对象的程序设 计方法． （２）采用了先进的图形动画技术和软件的数据结构，实现了站场列、调车和设备运行的动态仿真． （３）系统具有完备的控制台操作仿真、联锁逻辑模拟、列车调车作业模拟、信号控制仿真等功能． （４）该系统软件设计考虑了通用性和灵活性，可适用于不同的站场．根据不同的站型，可以自动生 成可操作的信号平面控制模型和反映联锁关系的数据信息． （５）提供清晰直观的图文显示，操作提示和警告信息，具有友好的人机界面和汉字显示． 总的来说，该系统具有结构合理，通用性好，使用简便、直观，并可以对现场的信号设备进行实时 的模拟操作和控制． ５ 结语 （１）整个系统遵循机联锁系统的操作规程，系统通过性能测试． （２）自适应车站联锁模拟控制系统可以动态显示设备的工作状态及模拟列、调车的走行情况．具有 完备的控制与操作仿真及联锁逻辑模拟等功能． （３）自适应车站联锁模拟控制系统可用于专业技术人员的培训工具，仿真程度很高． 参考文献： ［１】 赵志熙．车站信号控制系统【Ｍ】．北京：中国铁道出版社，１９９７． ［２】 陈广存．铁路信号概论【Ｍ】．北京：中国铁道出版社，１９９５． ［３】 何文卿．６５０２电气集中电路【Ｍ】．北京：中国铁道出版社，１９９７． ［４】 孙永梅．自适应车站联锁系统一辅助设计口［）】．大连：大连铁道学院，２０００ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｄｅｐｏｒｔ Ｉｎｔｅｒｌｏｃｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ ＳＵＮ Ｙｏｎｇ—ｍｅｉ，ＹＥ Ｊｉａ－ｊｉｎ，ＧＵＯ Ｙｕ－ｍｉｎｇ （Ｄｅｐｔ．ｏｆ Ｅｌｅｃｔｉｒｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｄａｌｉａｎ Ｒａｉｌｗａｙ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｄａｌｉａｎ １ １６０２８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｌｒａｃｔ：Ｃｏｍｐｕｔｅｒ・ｉｎｔｅｒｌｏｃｋ・ｓｙｓｔｅｍ ａ ｓｙｓｔｅｍ ｕｓｉｎｇ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｓ ａ ｍａｉｎ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｎｌｃ揶ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｌｃｋ ｉｏｎ ａ ｒａｉｌｗａｙ ｓｔａｔｉｏｎ．Ｓｅｌｆ－ａｄａｐｔ ｄｅｐｏｒｔ ｉｎｔｅｒｌｃｋ ｓｉｏｍｕｌａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ａ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｒａｉｌｗａｙ ｓｔａｔｉｏｎ ｉｎｔｅｒｌｃｋ．Ｉｔｏｓ ｒｅｈｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｏｍｐｕｔｃｅｒ ｉｎｔｅｒｌｃｋ ｓｙｏｓｔｅｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｔｏｇｅｔｈｅｒ、ｖｉｍ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｉｓ ｅｘｐａｔｉａｔｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｉｇｄｓ：ｉｎｔｅｒｌｃｋ；ｓｏｅｌｆ－ａｄａｐｔ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
