基层站段建立计算机联锁软件仿真试验系统的意义
张存文
【摘 要】针对计算机联锁系统在全路已大面积推广使用，怎样保证联锁软件的绝对准确就成了电务信号考虑的首要问题，目前各个铁路局基层站段都没有计算机联锁系统软件仿真试验系统，现场的实际作业情况又不允许电务人员对联锁软件进行全面的联锁关系核对试验，因此须建立一个计算机联锁系统软件仿真试验系统，通过此系统可以实现多项实用功能，满足现场生产、培训的多重功效。
【Abstract】 The computer interlocking system has been widely used in the railway， so how to ensure the absolute accuracy of the interlocking software has become the primary concern of the electrical signal. At present， each railway bureau station has no computer interlocking system software simulation system， because of the actual operation situation of the site， the telecommunication personnel is not allowed to carry out a comprehensive interlocking relationship check test for the computer interlocking software， so we must set up a computer interlocking system software simulation system， through this system， a number of practical functions can be realized to meet the multiple effects of field production and training.
【关键词】联锁软件；联锁关系；仿真试验；安全
【Keywords】interlocking software； interlocking relationship； simulation test； safety
【中图分类号】U284.3 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）09-0183-02
1 课题的提出
1.1 目前的状况
联锁关系是电务系统安全的重中之重，也叫“保命工程”，绝不能出现丝毫差错。特别是确保联锁关系正确是电务设计、制造、施工和日常维修应该遵循的基本原则，联锁错误或失效将直接危及行车安全，联锁关系一旦被破坏，将会直接造成行车事故。目前计算机联锁系统在全路已大面积推广使用，联锁软件是整个计算机联锁系统的核心，必须保证它的绝对准确，现在通行的做法是计算机联锁软件由厂家编制完毕后，由相关电务段派技术人员到厂家进行联锁试验，由各电务段指派专人在联锁厂家对联锁软件进行仿真测试，就是按照设计提供的联锁表和联锁厂家提供的联锁特殊说明进行逐项的试验，合格后上道使用，此项工作受工作环境、业务能力、站场熟悉情况等方面的影响较大。由于计算机联锁软件一旦测试完毕，安装到现场后，由于受运输环境、维修方式等条件限制，联锁软件上道使用后，无法全面进行年度联锁关系试验、无法进行联锁故障再现分析，具有很大的安全隐患。
目前，各个铁路局基层站段都没有计算机联锁系统软件仿真试验系统，不具备联锁软件仿真试验能力，现场的实际作业情况又不允许电务人员对联锁软件进行全面的联锁关系核对试验，由此为适应运输生产需求，须建立一个计算机联锁系统软件仿真试验系统[1]。
1.2 课题主要解决的问题
目前计算机联锁系统大面积推广使用，新建、大修、技改车站全部采用计算机联锁系统，基层站段急需建立一个计算机联锁系统软件仿真试验系统，建立计算机联锁系统软件仿真试验系统后可以解决以下问题：①模拟现场道岔、轨道电路、信号机、特殊驱动采集发生的运行情况在试验室内对基本联锁逻辑关系、特殊驱采逻辑关系、联锁表以外的进路能否建立等联锁关系进行全面试验，可以节约宝贵的天窗时间，缓解信号维修与运输的矛盾。②实现联锁设备故障实时分析及再现回放分析，及时发现联锁设备存在的问题，为联锁设备的安全通过提供有力的保证。③对段三级联锁网成员、信号设备维护人员进行联锁试验培训，让电务職工能够熟悉联锁基本原理，掌握联锁设备操作方法，提高现场技术人员提高联锁试验能力[2]。④对新开通站场或改造站场邀请相关的车务人员进行模拟实际操作，提前熟悉操作流程和规则，对正常进路办理和特殊进路办理进行实际操作，保证设备开通后的行车安全。
2 系统结构的体系结构
JD型计算机联锁软件仿真试验系统属于分布式计算机控制系统，其特点是分散控制、集中信息管理。
3 系统组成及功能
办理进路等操作功能——它接收车站值班员的操作按钮，将按钮通过网络通信传送给联锁机。
站场及信息显示功能——它接收来自联锁机的站场状态数据和提示信息等，在显示器或控制台上显示站场情况、系统工作状况、提示信息、报警信息等，对主要的错误或故障提供相应的语音报警[3]。
信息转发功能——将站场状态数据及提示信息、报警信息、系统状态信息等转发给电务维修机。
3.1 联锁计算机
联锁计算机简称联锁机，也称下位机。功能如下：接收操作表示机下发的操作命令，通过输入接口电路采集站场状态，进行联锁运算，根据运算结果，通过输出接口电路控制组合架继电器动作，将站场状态信息、提示信息、故障信息等传送给操作表示机。
3.2 电务维修机
维修机通过电务维修网与操作表示机相连，功能如下：接收操作表示机传来的站场状态信息、操作信息、提示信息、故障信息等。显示站场运行状况、车站值班员操作信息、故障信息、系统运行状况等。记录一个月的历史信息，可查看一个月内站场运行状况、车站值班员操作信息、故障信息等。为微机监测等提供接口。
3.3 设备状态模拟计算机
根据联锁试验员的操作，模拟轨道电路、信号机、道岔等信号设备状态，传输给联锁计算机。
3.4 网络系统
上述结构的核心为联锁机，所有外设均通过网线连结为局域网（LAN）。
4 主要功能描述
①可以安装段管内全部车站的联锁软件（由系统容量确定），具备完善的人机对话功能，可以在不同站间自由切换，方便联锁试验。②可以模拟信号机开放、關闭及灯丝断丝，道岔定反位表示，轨道电路占用及出清等所有信号设备状态，为联锁试验提供所必须的基本信息状态。③可以再现回放现场联锁设备故障，便于故障分析判断。④具备联锁培训教学功能。
5 装置特点及创新点
①计算机联锁系统软件仿真试验系统与既有车站计算机联锁系统操作界面、操作方法完全相同，经简单培训后，2人即可操作。②系统采用32位通用工业控制计算机、100MBPS的LAN网络，具备通用性，维护成本极低。③采用独特的外部控制型总线控制器，实现计算机总线和控制总线的分离。系统抗干扰能力提高兼容、扩展能力增强[4]。④软件更换的灵活性，系统采用按照电务段管内最大车站硬件配置，当测试车站变更时，可以通过对预装软件的更换实现各个车站的自由切换，主要是修改联锁软件，室内的硬件保持不变，能迅速完成软件更换，开启软件测试。⑤系统具备高安全性：软件采用故障安全实时操作系统FS-OS、安全性通信软件、安全性输入-输出程序。硬件分为I、II系，各系内部为二取二结构，双系互为热备；双系中每一单系均包括双套计算机实时校核工作；每一单系中必须双机工作一致才能对外输出，实现全系的高安全性；任一单系检出故障均可立即倒向备系工作，实现全系的高可靠性。
6 现场使用效果
我段在2014年和北京交大微联科技有限公司合作安装了一套联锁软件仿真试验系统，系统内安装了我段管内全部105个站（场）所使用联锁仿真软件。对每个站（场）的联锁软件都可以进行读取试验。通过此系统，我们主要完成以下功能：①实现了联锁软件安全性的再确认。段上将厂家试验完成的联锁软件安装到仿真试验平台上，先由段上安排专人再进行试验，再次确认软件是否符合设计要求，然后再组织一级联锁网成员一块会诊，保证软件设计的正确性。②车务人员提前熟悉站场设备。针对新开通或技改站场，我们邀请车务人员到软件仿真试验平台提前熟悉站场、熟悉设备、熟悉进路、熟悉变更情况。对一些具体操作及特殊要求进行实时讲解，保证设备开通后车务人员现场作业的准确性。③节约了大量的天窗作业时间。现场每年都在进行现场联锁关系的核对试验，需要大量的天窗作业时间和人力来进行，通过联锁仿真系统我们可以试验年度试验23个项目里的17项内容，还可以对6‰下坡道延续进路联锁关系检查试验表、中间出岔电路联锁关系检查试验表、场联电路联锁关系检查试验表、半自动闭塞联锁试验表进行试验，保证了全年联锁试验任务的完成。④提高了现场人员的联锁业务能力。开通以后的联锁设备属于行车设备，电务人员严禁进行操作，现场电务人员对控制台的理解只能停留在理论层面，一旦发生特殊问题，无从下手，没有实际操作经验，通过仿真系统，电务现场人员可以学习操作，模拟特殊情况的处置方法，大大提高了电务现场人员的联锁水平。⑤对现场发生的联锁故障可以进行再现分析，通过仿真联锁机可以模拟现场设备的实际情况，还原联锁设备发生状况，便于联锁故障的分析判断。
【参考文献】
【1】李永亮，徐茂生.车站信号计算机联锁设备仿真测试系统研究[J].铁路计算机应用，2006（4）：15.
【摘 要】针对计算机联锁系统在全路已大面积推广使用，怎样保证联锁软件的绝对准确就成了电务信号考虑的首要问题，目前各个铁路局基层站段都没有计算机联锁系统软件仿真试验系统，现场的实际作业情况又不允许电务人员对联锁软件进行全面的联锁关系核对试验，因此须建立一个计算机联锁系统软件仿真试验系统，通过此系统可以实现多项实用功能，满足现场生产、培训的多重功效。
【Abstract】 The computer interlocking system has been widely used in the railway， so how to ensure the absolute accuracy of the interlocking software has become the primary concern of the electrical signal. At present， each railway bureau station has no computer interlocking system software simulation system， because of the actual operation situation of the site， the telecommunication personnel is not allowed to carry out a comprehensive interlocking relationship check test for the computer interlocking software， so we must set up a computer interlocking system software simulation system， through this system， a number of practical functions can be realized to meet the multiple effects of field production and training.
【关键词】联锁软件；联锁关系；仿真试验；安全
【Keywords】interlocking software； interlocking relationship； simulation test； safety
【中图分类号】U284.3 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）09-0183-02
1 课题的提出
1.1 目前的状况
联锁关系是电务系统安全的重中之重，也叫“保命工程”，绝不能出现丝毫差错。特别是确保联锁关系正确是电务设计、制造、施工和日常维修应该遵循的基本原则，联锁错误或失效将直接危及行车安全，联锁关系一旦被破坏，将会直接造成行车事故。目前计算机联锁系统在全路已大面积推广使用，联锁软件是整个计算机联锁系统的核心，必须保证它的绝对准确，现在通行的做法是计算机联锁软件由厂家编制完毕后，由相关电务段派技术人员到厂家进行联锁试验，由各电务段指派专人在联锁厂家对联锁软件进行仿真测试，就是按照设计提供的联锁表和联锁厂家提供的联锁特殊说明进行逐项的试验，合格后上道使用，此项工作受工作环境、业务能力、站场熟悉情况等方面的影响较大。由于计算机联锁软件一旦测试完毕，安装到现场后，由于受运输环境、维修方式等条件限制，联锁软件上道使用后，无法全面进行年度联锁关系试验、无法进行联锁故障再现分析，具有很大的安全隐患。
目前，各个铁路局基层站段都没有计算机联锁系统软件仿真试验系统，不具备联锁软件仿真试验能力，现场的实际作业情况又不允许电务人员对联锁软件进行全面的联锁关系核对试验，由此为适应运输生产需求，须建立一个计算机联锁系统软件仿真试验系统[1]。
1.2 课题主要解决的问题
目前计算机联锁系统大面积推广使用，新建、大修、技改车站全部采用计算机联锁系统，基层站段急需建立一个计算机联锁系统软件仿真试验系统，建立计算机联锁系统软件仿真试验系统后可以解决以下问题：①模拟现场道岔、轨道电路、信号机、特殊驱动采集发生的运行情况在试验室内对基本联锁逻辑关系、特殊驱采逻辑关系、联锁表以外的进路能否建立等联锁关系进行全面试验，可以节约宝贵的天窗时间，缓解信号维修与运输的矛盾。②实现联锁设备故障实时分析及再现回放分析，及时发现联锁设备存在的问题，为联锁设备的安全通过提供有力的保证。③对段三级联锁网成员、信号设备维护人员进行联锁试验培训，让电务職工能够熟悉联锁基本原理，掌握联锁设备操作方法，提高现场技术人员提高联锁试验能力[2]。④对新开通站场或改造站场邀请相关的车务人员进行模拟实际操作，提前熟悉操作流程和规则，对正常进路办理和特殊进路办理进行实际操作，保证设备开通后的行车安全。
2 系统结构的体系结构
JD型计算机联锁软件仿真试验系统属于分布式计算机控制系统，其特点是分散控制、集中信息管理。
3 系统组成及功能
办理进路等操作功能——它接收车站值班员的操作按钮，将按钮通过网络通信传送给联锁机。
站场及信息显示功能——它接收来自联锁机的站场状态数据和提示信息等，在显示器或控制台上显示站场情况、系统工作状况、提示信息、报警信息等，对主要的错误或故障提供相应的语音报警[3]。
信息转发功能——将站场状态数据及提示信息、报警信息、系统状态信息等转发给电务维修机。
3.1 联锁计算机
联锁计算机简称联锁机，也称下位机。功能如下：接收操作表示机下发的操作命令，通过输入接口电路采集站场状态，进行联锁运算，根据运算结果，通过输出接口电路控制组合架继电器动作，将站场状态信息、提示信息、故障信息等传送给操作表示机。
3.2 电务维修机
维修机通过电务维修网与操作表示机相连，功能如下：接收操作表示机传来的站场状态信息、操作信息、提示信息、故障信息等。显示站场运行状况、车站值班员操作信息、故障信息、系统运行状况等。记录一个月的历史信息，可查看一个月内站场运行状况、车站值班员操作信息、故障信息等。为微机监测等提供接口。
3.3 设备状态模拟计算机
根据联锁试验员的操作，模拟轨道电路、信号机、道岔等信号设备状态，传输给联锁计算机。
3.4 网络系统
上述结构的核心为联锁机，所有外设均通过网线连结为局域网（LAN）。
4 主要功能描述
①可以安装段管内全部车站的联锁软件（由系统容量确定），具备完善的人机对话功能，可以在不同站间自由切换，方便联锁试验。②可以模拟信号机开放、關闭及灯丝断丝，道岔定反位表示，轨道电路占用及出清等所有信号设备状态，为联锁试验提供所必须的基本信息状态。③可以再现回放现场联锁设备故障，便于故障分析判断。④具备联锁培训教学功能。
5 装置特点及创新点
①计算机联锁系统软件仿真试验系统与既有车站计算机联锁系统操作界面、操作方法完全相同，经简单培训后，2人即可操作。②系统采用32位通用工业控制计算机、100MBPS的LAN网络，具备通用性，维护成本极低。③采用独特的外部控制型总线控制器，实现计算机总线和控制总线的分离。系统抗干扰能力提高兼容、扩展能力增强[4]。④软件更换的灵活性，系统采用按照电务段管内最大车站硬件配置，当测试车站变更时，可以通过对预装软件的更换实现各个车站的自由切换，主要是修改联锁软件，室内的硬件保持不变，能迅速完成软件更换，开启软件测试。⑤系统具备高安全性：软件采用故障安全实时操作系统FS-OS、安全性通信软件、安全性输入-输出程序。硬件分为I、II系，各系内部为二取二结构，双系互为热备；双系中每一单系均包括双套计算机实时校核工作；每一单系中必须双机工作一致才能对外输出，实现全系的高安全性；任一单系检出故障均可立即倒向备系工作，实现全系的高可靠性。
6 现场使用效果
我段在2014年和北京交大微联科技有限公司合作安装了一套联锁软件仿真试验系统，系统内安装了我段管内全部105个站（场）所使用联锁仿真软件。对每个站（场）的联锁软件都可以进行读取试验。通过此系统，我们主要完成以下功能：①实现了联锁软件安全性的再确认。段上将厂家试验完成的联锁软件安装到仿真试验平台上，先由段上安排专人再进行试验，再次确认软件是否符合设计要求，然后再组织一级联锁网成员一块会诊，保证软件设计的正确性。②车务人员提前熟悉站场设备。针对新开通或技改站场，我们邀请车务人员到软件仿真试验平台提前熟悉站场、熟悉设备、熟悉进路、熟悉变更情况。对一些具体操作及特殊要求进行实时讲解，保证设备开通后车务人员现场作业的准确性。③节约了大量的天窗作业时间。现场每年都在进行现场联锁关系的核对试验，需要大量的天窗作业时间和人力来进行，通过联锁仿真系统我们可以试验年度试验23个项目里的17项内容，还可以对6‰下坡道延续进路联锁关系检查试验表、中间出岔电路联锁关系检查试验表、场联电路联锁关系检查试验表、半自动闭塞联锁试验表进行试验，保证了全年联锁试验任务的完成。④提高了现场人员的联锁业务能力。开通以后的联锁设备属于行车设备，电务人员严禁进行操作，现场电务人员对控制台的理解只能停留在理论层面，一旦发生特殊问题，无从下手，没有实际操作经验，通过仿真系统，电务现场人员可以学习操作，模拟特殊情况的处置方法，大大提高了电务现场人员的联锁水平。⑤对现场发生的联锁故障可以进行再现分析，通过仿真联锁机可以模拟现场设备的实际情况，还原联锁设备发生状况，便于联锁故障的分析判断。
【参考文献】
【1】李永亮，徐茂生.车站信号计算机联锁设备仿真测试系统研究[J].铁路计算机应用，2006（4）：15.
