一種高速鐵路銜接站點(diǎn)滅燈進(jìn)路聯(lián)鎖軟件實(shí)現(xiàn)方法

徐德龍

(1.中國鐵道科學(xué)研究院通信信號研究所，北京 100081；2.中國鐵道科學(xué)研究院國家鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心，北京 100081)

在普速鐵路上，地面信號機(jī)為常態(tài)點(diǎn)燈狀態(tài)并作為行車的主體信號，滅燈時(shí)視為禁止行車。而在高速鐵路上，因在高速下觀察地面信號駕車已來不及反應(yīng)，以及考慮節(jié)約供電、有故障時(shí)地面與車載可能會顯示不一致等因素，將站內(nèi)列車信號機(jī)按常態(tài)滅燈設(shè)計(jì)，并且取消了區(qū)間通過信號機(jī)，司機(jī)按車載ATP行車。在聯(lián)鎖技術(shù)要求上，常態(tài)滅燈和常態(tài)點(diǎn)燈的信號機(jī)顯示及控制方式存在較大差異。常態(tài)滅燈的信號機(jī)有點(diǎn)亮和熄滅兩種狀態(tài)，辦理進(jìn)路分點(diǎn)燈的進(jìn)路和滅燈的進(jìn)路。常態(tài)滅燈的信號機(jī)辦理點(diǎn)燈的進(jìn)路，除檢查道岔、軌道電路等聯(lián)鎖關(guān)系外，向不設(shè)區(qū)間通過信號機(jī)的自動閉塞區(qū)間發(fā)車還須檢查區(qū)間空閑，如果是站內(nèi)接車，須檢查次一架信號機(jī)已著燈等等[1]。這些差異帶來很多聯(lián)鎖軟件需要實(shí)現(xiàn)的新功能，總結(jié)如下：點(diǎn)亮或熄滅信號機(jī)燈光、點(diǎn)/滅燈狀態(tài)列車進(jìn)路辦理、發(fā)車進(jìn)路的檢查、信號機(jī)點(diǎn)/滅燈狀態(tài)轉(zhuǎn)換等。

不僅如此，當(dāng)高速鐵路線路和普速鐵路線路貫通連接時(shí)，情況更為復(fù)雜。按照文獻(xiàn)[2]的描述有6種常見的銜接方式。特別是當(dāng)高速場和普速場混用一個車場，在站場布局時(shí)將常態(tài)滅燈信號機(jī)和常態(tài)點(diǎn)燈信號機(jī)布置在同一個車站，這將對聯(lián)鎖實(shí)現(xiàn)提出更大的挑戰(zhàn)。本研究基于站場圖形網(wǎng)絡(luò)軟件架構(gòu)的模塊狀態(tài)和消息方法，再輔助以布爾表達(dá)式，提出一種銜接站點(diǎn)滅燈進(jìn)路聯(lián)鎖軟件實(shí)現(xiàn)方法。

1 銜接站點(diǎn)滅燈原則的研究現(xiàn)狀

關(guān)于高速鐵路銜接站信號機(jī)設(shè)置和顯示，因平衡安全和效率，一直存在爭議。

在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范方面，2010年原鐵道部運(yùn)輸局頒布了《客運(yùn)專線銜接站信號機(jī)設(shè)置主要技術(shù)原則V1.0》，文中規(guī)定了銜接站地面信號機(jī)的設(shè)置原則[2]。該文件是關(guān)于銜接車站站型設(shè)計(jì)和運(yùn)輸組織方面相對完整的技術(shù)文件。但由于存在設(shè)計(jì)不足，2012年該技術(shù)文件廢除。后續(xù)的標(biāo)準(zhǔn)/規(guī)范，僅原則性地對銜接站出站信號機(jī)機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)提出要求[3]，并無其他相關(guān)內(nèi)容。

在學(xué)術(shù)研究方面，對于銜接站點(diǎn)滅燈設(shè)計(jì)，一些學(xué)者有過研究，但多為工程設(shè)計(jì)角度。沈志凌(2012)提出減少銜接站信號機(jī)設(shè)置類型、銜接車站信號機(jī)采用一種設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)、客貨共線線路引入高速鐵路車站時(shí)出站信號機(jī)的機(jī)構(gòu)類型等具體建議[4]。石先明(2016)建議銜接站出站信號機(jī)常態(tài)點(diǎn)燈，信號顯示分別執(zhí)行普速、高速鐵路的標(biāo)準(zhǔn)[6]。

在聯(lián)鎖軟件實(shí)現(xiàn)方面，臧永立、徐德龍等(2011)介紹了僅開行動車組的成灌鐵路信號機(jī)點(diǎn)滅燈功能需求和軟件要求[7]。袁湘鄂、段武等(2016)介紹了計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)軟件的兩種實(shí)現(xiàn)架構(gòu)，并介紹了聯(lián)鎖軟件的層次結(jié)構(gòu)[8]。目前，尚沒有學(xué)者對于銜接車站站內(nèi)常態(tài)點(diǎn)燈和常態(tài)滅燈進(jìn)路聯(lián)鎖軟件實(shí)現(xiàn)方法深入到軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方面。

2 常態(tài)滅燈和常態(tài)點(diǎn)燈混合布置的一種聯(lián)鎖軟件設(shè)計(jì)方法

2.1 軟件需求

對于銜接車站，最為復(fù)雜的應(yīng)屬于高速鐵路和普速鐵路兩種類型線路的交匯站，該站的區(qū)間既有設(shè)通過信號機(jī)的既有線路，也有僅設(shè)信號標(biāo)志牌的高速線路。該站既有普速列車運(yùn)行，也有裝載了ATP的動車組，接發(fā)列車還存在交叉越線運(yùn)行[4，9-10]。很多文章對站型有過研究[11]，比較典型的是文獻(xiàn)[2]中的第一種，如圖1所示。該站1G～4G出站信號機(jī)常態(tài)滅燈，VG～8G出站信號機(jī)常態(tài)點(diǎn)燈。

2.2 基本方法

基于站場圖形網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)鎖軟件原理是：在規(guī)定的控制周期內(nèi)，程序中的“信號設(shè)備”以模塊的形式按站場圖形連接的順序通過消息相互關(guān)聯(lián)，一個模塊的輸出消息作為下一個相鄰模塊的輸入消息，各模塊依據(jù)命令和輸入消息進(jìn)行檢查、運(yùn)算，是實(shí)現(xiàn)道岔轉(zhuǎn)換控制、進(jìn)路鎖閉、信號開放控制等功能的一種方法[12]。如圖2(a)所示，以控制周期500 ms為例，畫出了模塊和消息傳輸?shù)氖疽鈭D。各模塊的布局是按站場圖形固定從左向右和從右向左兩種排列方式，在奇偶周期按照兩種排列交替運(yùn)算。根據(jù)設(shè)備類型以及功能需求，一般歸類為以下模塊：信號、道岔、防護(hù)道岔、無岔區(qū)段、股道、盡頭線、半自閉結(jié)合、自閉結(jié)合、場間聯(lián)系結(jié)合等模塊。其中，道岔模塊的輸入/輸出消息存在兩個分岔的情況，兩個分岔的消息處理原則在方法上是相同的。

進(jìn)路處理的基本原理。對于辦理一條進(jìn)路而言，根據(jù)操作人員下達(dá)的操作命令、消息和模塊的固有屬性來確定進(jìn)路的起點(diǎn)和終點(diǎn)。起點(diǎn)稱之為進(jìn)路始端模塊，終點(diǎn)稱之為進(jìn)路終端模塊，起點(diǎn)和終點(diǎn)之間途經(jīng)的模塊為中間設(shè)備模塊。從始端信號傳遞的消息，將沿著進(jìn)路中的模塊傳遞到進(jìn)路的終端模塊；在下一個控制周期，模塊按相反的方向運(yùn)算，該進(jìn)路終端的模塊將要處理的消息沿著站場圖形傳遞到進(jìn)路的始端模塊，如圖2(b)所示。進(jìn)路狀態(tài)的轉(zhuǎn)換、道岔的控制命令輸出、聯(lián)鎖條件的檢查等將都在這一消息網(wǎng)絡(luò)中完成。為了減少消息傳遞和處理的復(fù)雜性，一般傳遞的消息僅表示該進(jìn)路的檢查條件正確與否、邏輯處理是否完成等兩方面邏輯。

圖1 銜接站類型舉例

圖2 進(jìn)路模塊和消息傳輸示意

進(jìn)路的工作機(jī)制。如果用一個二維坐標(biāo)系來表示進(jìn)路的工作過程，可以用X軸橫坐標(biāo)表示聯(lián)鎖模塊，用Y軸縱坐標(biāo)表示時(shí)間，將一條進(jìn)路和進(jìn)路上相關(guān)模塊的動作時(shí)序按照Y軸的時(shí)間先后表述出來。如圖3所示，能直觀看出隨著時(shí)間模塊狀態(tài)的變化，以及消息在站場圖形模塊中按從左向右和從右向左兩個方向交替?zhèn)鬏數(shù)倪^程。

圖3 進(jìn)路的工作機(jī)制示意

進(jìn)路的狀態(tài)及消息一般歸為兩大類，一是選路狀態(tài)及消息，二是進(jìn)路狀態(tài)及消息。選路狀態(tài)及消息，主要是確定進(jìn)路的路徑、檢查及確定道岔目標(biāo)位置和對應(yīng)的消息傳遞；進(jìn)路狀態(tài)及消息，主要是從進(jìn)路確選到進(jìn)路解鎖各狀態(tài)的檢查、處理和對應(yīng)的消息傳遞，包括進(jìn)路確選、進(jìn)路鎖閉、信號開放前檢查、進(jìn)路保持、正常解鎖和取消進(jìn)路等處理。

2.3 銜接站軟件要點(diǎn)

(1)頂層設(shè)計(jì)。如表1所示，進(jìn)、出站信號機(jī)辦理進(jìn)路要綜合考慮表中的檢查條件[5](向區(qū)間發(fā)車僅列舉了正向發(fā)車的情況)，情況相對復(fù)雜。檢查條件是由始端點(diǎn)滅燈屬性、狀態(tài)和終端的區(qū)間屬性共同確定的。鑒于檢查的條件與終端的關(guān)聯(lián)度更高，所以將進(jìn)路始端的點(diǎn)滅燈狀態(tài)轉(zhuǎn)移到終端，與終端的區(qū)間類型聯(lián)合后處理聯(lián)鎖邏輯。因此，做好狀態(tài)處理、并利用好終端狀態(tài)是關(guān)鍵。

(2)確定銜接站軟件實(shí)現(xiàn)層次。根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的部分要求，能確定銜接站軟件的層次結(jié)構(gòu)。根據(jù)文獻(xiàn)[9]條款6.2.3.4的要求，進(jìn)站信號機(jī)點(diǎn)亮并辦理了接車進(jìn)路，對應(yīng)進(jìn)路股道上起阻擋作用的信號機(jī)應(yīng)自動點(diǎn)亮紅色燈光[9]，確定在進(jìn)路“選路”階段增加銜接站的邏輯，即第一層次在“選路狀態(tài)和消息”處。同樣根據(jù)條款6.2.3.4第二條的要求，若同向出站信號機(jī)不能點(diǎn)亮?xí)r，進(jìn)站信號機(jī)不應(yīng)開放[9]，確定第二層次在“進(jìn)路狀態(tài)和消息”處，具體在“信號開放”狀態(tài)前和“進(jìn)路保持”狀態(tài)處。第一、二層次狀態(tài)和消息定位示意如圖4所示，其他技術(shù)要求對應(yīng)的層次不再一一說明。下面以這兩個層次為例進(jìn)行詳細(xì)說明。

表1 辦理接車、發(fā)車進(jìn)路新增的檢查條件

圖4 銜接站軟件第一、二層次狀態(tài)和消息定位示意

(3)第一層次設(shè)計(jì)方法。第一層次設(shè)計(jì)包括兩部分，一是設(shè)置進(jìn)路終端的點(diǎn)滅燈狀態(tài)，二是進(jìn)路終端與始端的點(diǎn)滅燈狀態(tài)一致性檢查處理。

①設(shè)置終端點(diǎn)滅燈狀態(tài)。消息傳遞把點(diǎn)滅燈狀態(tài)傳遞到終端模塊并記錄下來。進(jìn)路的狀態(tài)與進(jìn)路始端的狀態(tài)是一致的，分別是常態(tài)滅燈的信號機(jī)辦理點(diǎn)燈進(jìn)路、常態(tài)滅燈的信號機(jī)辦理滅燈進(jìn)路、常態(tài)點(diǎn)燈的信號機(jī)辦理進(jìn)路3種狀態(tài)。對于常態(tài)滅燈的信號機(jī)，當(dāng)操作人員將其“點(diǎn)燈”，始端向終端傳遞0X0A16消息，該消息傳遞到終端時(shí)，將終端KDZT(點(diǎn)滅燈狀態(tài))置為0X06，如果終端模塊是股道或無岔，完成后向次一架列車信號機(jī)傳遞0X0A17消息并將其置為點(diǎn)燈，完成后消息清零。其他兩種情況見圖5。

圖5 設(shè)置點(diǎn)滅燈狀態(tài)設(shè)計(jì)方法

②終端與始端點(diǎn)滅燈狀態(tài)一致性檢查。進(jìn)路終端根據(jù)狀態(tài)值(0X06、0X0A、0X08)分別發(fā)出不同的檢查消息，消息傳送到進(jìn)路始端后，與始端狀態(tài)比對。檢查的目的是當(dāng)檢查消息傳輸?shù)竭M(jìn)路始端時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)終端的點(diǎn)滅燈狀態(tài)與始端信號不一致，及時(shí)將進(jìn)路自動退回/取消，不影響后續(xù)進(jìn)路的辦理，這屬于軟件的一種常用防御措施。

(4)第二層次設(shè)計(jì)。第二層次設(shè)計(jì)包括兩部分，一是信號開放前條件檢查，二是信號保持檢查。

①信號開放前條件檢查。進(jìn)路終端首先檢查區(qū)間運(yùn)行方向及開通條件，滿足后檢查點(diǎn)滅燈相關(guān)的邏輯條件(當(dāng)終端檢查條件不滿足時(shí)，進(jìn)路保持等待狀態(tài))。以圖1的出站信號機(jī)XI(常態(tài)滅燈)、XVI(常態(tài)點(diǎn)燈)向區(qū)間SN口(區(qū)間不設(shè)置通過信號機(jī))、SJN口(區(qū)間設(shè)置通過信號機(jī))的發(fā)車為例進(jìn)行說明。按照表1，如果向區(qū)間正向發(fā)車，共有6種進(jìn)路情況。檢查條件如圖6所示。

圖6 信號開放前點(diǎn)滅燈條件檢查設(shè)計(jì)方法

②信號保持檢查。信號開放以后，在列車壓入進(jìn)路前，信號將持續(xù)保持開放。為防止?fàn)顟B(tài)錯誤后，失去對區(qū)間條件的檢查，仍需不間斷核對進(jìn)路的點(diǎn)滅燈狀態(tài)。檢查的設(shè)計(jì)方法如圖7所示。信號保持檢查時(shí)，對區(qū)間運(yùn)行方向、開通條件的檢查與“開放前檢查”一致，在檢查通過后，對發(fā)出的消息進(jìn)行差異處理。消息值與始端信號的點(diǎn)滅燈狀態(tài)校核，如果一致，進(jìn)路保持開放；如果不一致，則轉(zhuǎn)故障。

圖7 信號保持階段點(diǎn)滅燈狀態(tài)檢查設(shè)計(jì)方法

3 常態(tài)點(diǎn)燈和常態(tài)滅燈信號機(jī)交叉的通過或組合長進(jìn)路應(yīng)用分析

3.1 應(yīng)用場景

常態(tài)點(diǎn)燈和常態(tài)滅燈信號機(jī)交叉設(shè)置的情況有兩大類，一類是進(jìn)站常態(tài)點(diǎn)燈、出站常態(tài)滅燈，另一類是進(jìn)站常態(tài)滅燈、出站常態(tài)點(diǎn)燈。目前第二種情況在工程上很少有應(yīng)用。以第一種情況動車段的銜接站為例。動車段內(nèi)信號機(jī)一般常態(tài)點(diǎn)燈，當(dāng)段內(nèi)設(shè)有車輛維修基地時(shí)，相連接的區(qū)間需設(shè)雙向通過信號機(jī)[4，16]，見圖8。為了區(qū)間通過信號機(jī)顯示電路的設(shè)計(jì)，以及考慮操作人員接非動車組列車時(shí)可能會存在漏辦理進(jìn)站“點(diǎn)燈”等問題，將銜接站進(jìn)站信號機(jī)X、XN設(shè)置為常態(tài)點(diǎn)燈。出站信號機(jī)XI～X4按照高鐵標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置為常態(tài)滅燈，該站辦理下行通過進(jìn)路分進(jìn)站點(diǎn)燈出站滅燈、進(jìn)站點(diǎn)燈出站點(diǎn)燈兩種情況。

3.2 聯(lián)鎖軟件處理

按照文獻(xiàn)[9] 6.2.3.6條款要求，常態(tài)滅燈的高鐵正線車站，辦理通過進(jìn)路時(shí)，應(yīng)檢查通過進(jìn)路上的列車信號機(jī)點(diǎn)燈、滅燈狀態(tài)一致。另外，信號機(jī)一般設(shè)計(jì)為由遠(yuǎn)端信號開始依次開放(通過進(jìn)路可以適當(dāng)放寬要求，接車、發(fā)車進(jìn)路同時(shí)選出成功即可)。基于這些技術(shù)特點(diǎn)，在處理點(diǎn)滅燈相關(guān)狀態(tài)和消息時(shí)，通過進(jìn)路、組合長進(jìn)路都應(yīng)該將多條進(jìn)路協(xié)同處理。下面選取設(shè)置各進(jìn)路點(diǎn)滅燈狀態(tài)和檢查為例進(jìn)行說明。

(1)置各進(jìn)路終端點(diǎn)滅燈狀態(tài)。為了保持進(jìn)路的一致性，通過進(jìn)路/組合長進(jìn)路在選路狀態(tài)階段一般仍為一條大進(jìn)路。那么設(shè)置終端模塊的點(diǎn)滅燈狀態(tài)，因沒有操作命令，應(yīng)結(jié)合消息和模塊的固有屬性判斷進(jìn)行設(shè)置。由于跨咽喉通過進(jìn)路的聯(lián)鎖特殊技術(shù)要求，所以通過進(jìn)路采用了有別于同一咽喉的特殊消息。圖9描述了由兩條進(jìn)路組成，辦理常態(tài)點(diǎn)燈的進(jìn)站信號機(jī)的通過進(jìn)路和組合長列車進(jìn)路的情況。

(2)終端與始端點(diǎn)滅燈狀態(tài)檢查。多段進(jìn)路要由最遠(yuǎn)端向近端逐一檢查。下面以辦理兩條進(jìn)路的組合進(jìn)路為例，第一條組合進(jìn)路為兩架常態(tài)滅燈信號機(jī)辦理點(diǎn)燈的組合進(jìn)路，第二條進(jìn)路為一架常態(tài)點(diǎn)燈信號機(jī)、另一架常態(tài)滅燈信號機(jī)點(diǎn)燈辦理組合進(jìn)路，詳見圖10。其他滅燈終端和常態(tài)點(diǎn)燈終端情況類似。

圖8 高鐵正線車站與動車段連接示意

圖9 通過進(jìn)路和組合長進(jìn)路設(shè)置點(diǎn)滅燈狀態(tài)設(shè)計(jì)方法(一)

圖10 通過進(jìn)路和組合長進(jìn)路點(diǎn)滅燈狀態(tài)檢查設(shè)計(jì)方法(二)

4 基于布爾表達(dá)式的信號顯示實(shí)現(xiàn)方法

依照《鐵路車站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖技術(shù)條件》(TB/T3027-2015)6.2.6條款對于控制臺列車信號機(jī)顯示的要求，對于點(diǎn)燈狀態(tài)的列車進(jìn)路，控制臺列車信號機(jī)顯示應(yīng)與室外一致；對于滅燈狀態(tài)的列車進(jìn)路，控制臺列車信號機(jī)按四顯示原則顯示[9]。按照這一原則，進(jìn)站、出站信號機(jī)都要有對應(yīng)點(diǎn)滅燈的設(shè)計(jì)，這必然比普速鐵路信號顯示更復(fù)雜。

基于站場圖形網(wǎng)絡(luò)模塊狀態(tài)和消息的方法，在進(jìn)路選路、開放等邏輯處理方面優(yōu)勢是明顯的。對于信號顯示，需要關(guān)聯(lián)終端多個閉塞分區(qū)的狀態(tài)變化，仍利用消息實(shí)現(xiàn)困難。本信號顯示處理方法采用模塊表示信息，通過構(gòu)建數(shù)據(jù)邏輯的類似布爾運(yùn)算的方式實(shí)現(xiàn)[14]，即根據(jù)KDJ、LXJ、FJ、2LQ、3LQ等狀態(tài)處理點(diǎn)滅燈的綠、綠黃、黃顯示。本方法的優(yōu)點(diǎn)是對模塊化程序的依賴小，編寫靈活，缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)需要人工編寫，容易出錯。但固定數(shù)據(jù)格式后，可采用人工智能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動生成，能克服問題并提高生產(chǎn)效率。

對于信號顯示邏輯，增加關(guān)鍵數(shù)據(jù)校驗(yàn)?；谏鲜龇椒▽?shí)現(xiàn)的信號顯示，如數(shù)據(jù)缺少檢查條件，僅通過聯(lián)鎖試驗(yàn)有時(shí)很難發(fā)現(xiàn)，但其帶來的缺陷是不能接受的，尤其是通過進(jìn)路和組合長列車進(jìn)路等由兩條或多條進(jìn)路組合而成的情況檢查條件更多。因此，比較有效的方式是在以上數(shù)據(jù)形成有效輸出前，增加第二套程序進(jìn)行校驗(yàn)。編制獨(dú)立信號顯示校驗(yàn)軟件并配合第二套關(guān)鍵數(shù)據(jù)，對通過進(jìn)路和組合進(jìn)路信號顯示進(jìn)行校驗(yàn)，確保顯示邏輯的正確性。關(guān)鍵數(shù)據(jù)包括每一條進(jìn)路的始端、終端等。

5 銜接站新增軟件安全性分析

5.1 風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)

銜接站軟件最大的風(fēng)險(xiǎn)就是點(diǎn)滅燈進(jìn)路的差異部分。如果進(jìn)路的狀態(tài)被錯誤的修改或者是軟件設(shè)計(jì)上的缺陷，導(dǎo)致失去對區(qū)間空閑條件的檢查是存在的最大風(fēng)險(xiǎn)。具體風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)有以下3個方面。

(1)內(nèi)存錯誤。由進(jìn)路終端檢查區(qū)間條件，如果出現(xiàn)內(nèi)存物理故障或其他軟件異常，要防止終端狀態(tài)出現(xiàn)錯誤的情況。

(2)漏檢查條件。有3種漏檢查條件的可能，一是兩條部分重疊的進(jìn)路，第一條進(jìn)路檢查條件正確，第二條進(jìn)路檢查條件缺失，而缺失的部分還是與第一條進(jìn)路重疊的部分；二是同一進(jìn)路點(diǎn)燈進(jìn)路或滅燈進(jìn)路有漏檢查條件的情況；三是由于銜接站的復(fù)雜性，向某一區(qū)間或股道辦理的進(jìn)路檢查條件缺失。

(3)信息保留。出現(xiàn)驅(qū)動信息、采集信息、通信接口發(fā)送信息、接收信息使用后不能及時(shí)清除、維持過時(shí)數(shù)據(jù)的情況。

5.2 主要安全防御措施

以上風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)要在故障以后導(dǎo)向安全[17]，滿足故障-安全原則，其風(fēng)險(xiǎn)防御措施見表2。

(1)采用“動態(tài)原則”

在每個周期的邏輯運(yùn)算中，無論輸入信息是否有變化，均需進(jìn)行全面的邏輯運(yùn)算，確保狀態(tài)的有效更新[8]，這就是軟件處理的“動態(tài)原則”。在本軟件中關(guān)于開放信號實(shí)時(shí)檢查進(jìn)路點(diǎn)滅燈狀態(tài)的處理就是動態(tài)原則的應(yīng)用。

表2 風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)及風(fēng)險(xiǎn)防御措施

(2)遵循“一次性有效”原則

計(jì)算機(jī)設(shè)備對于信息的處理避免不了記錄信息的狀態(tài)，即“存儲”信息。這種“存儲”在不利的情況下不能及時(shí)清除，也就是“信息保留”則會影響行車安全。遵循“一次性有效”原則，能有效保證信息實(shí)時(shí)更新，防止信息保留。在本軟件中對涉及安全的變量信息、驅(qū)動信息等采取一次性有效的原則，隨用隨清除，及時(shí)將變量置位于安全側(cè)。

(3)采用“冗余編碼”原則

依照文獻(xiàn)[9]條款8.3.4的規(guī)定，與行車安全有關(guān)的信息編碼，非安全側(cè)碼字和安全側(cè)碼字的比率不應(yīng)小于255∶1。在本軟件中，所有與安全有關(guān)的變量/信息都采用字節(jié)型變量，并定義變量的有效值，減少變量值變異帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

(4)采用“站場圖形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)”

該方式采用與站場圖形相對應(yīng)的模塊連接方式，各模塊之間相互關(guān)聯(lián)制約，所有經(jīng)過模塊的進(jìn)路具有相同的條件，減少數(shù)據(jù)錯誤帶來的風(fēng)險(xiǎn)。另一方面，在某些內(nèi)存錯誤時(shí)能起到防范作用。

(5)采用“一致性反復(fù)檢查”

進(jìn)路終端與始端的“狀態(tài)一致性檢查”能有效防止基于站場圖形網(wǎng)絡(luò)方式軟件的內(nèi)存錯誤帶來的風(fēng)險(xiǎn)。始端向終端發(fā)送消息設(shè)置終端的點(diǎn)滅燈狀態(tài)，但是否設(shè)置成功始端并不知道，通過終端向始端回執(zhí)的消息，檢查了終端與始端點(diǎn)滅燈狀態(tài)的一致性，從而完整的完成了點(diǎn)滅燈狀態(tài)的設(shè)置。信號開放后，每個周期依然增加對進(jìn)路始端和終端點(diǎn)滅燈狀態(tài)的校核檢查，避免終端狀態(tài)失效帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

5.3 與既有軟件的兼容性

對既有軟件影響方面，軟件架構(gòu)維持原有的“站場圖形網(wǎng)絡(luò)”，向下兼容，能同時(shí)適用普速鐵路車站，軟件的可擴(kuò)展性、可維護(hù)性不受影響[18]。

6 結(jié)語

(1)通過對銜接站點(diǎn)滅燈功能需求的深入分析，基于站場圖形網(wǎng)路的模塊狀態(tài)和消息傳遞方法，提出了常態(tài)點(diǎn)燈、常態(tài)滅燈以及兩種方式組合的進(jìn)路的合理實(shí)現(xiàn)方法。

(2)對于信號顯示的實(shí)現(xiàn)，采用基于布爾運(yùn)算的方法，根據(jù)相關(guān)表示信息構(gòu)建顯示邏輯。并基于進(jìn)路信息，編制第二套校驗(yàn)軟件配合關(guān)鍵數(shù)據(jù)，有效提高軟件的安全性。

(3)通過對銜接站新增聯(lián)鎖軟件的安全性分析，包括風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)、主要安全防御措施及對既有軟件影響分析3個方面，認(rèn)為基于站場圖形網(wǎng)絡(luò)和布爾運(yùn)算的高速鐵路銜接站點(diǎn)滅燈進(jìn)路聯(lián)鎖軟件實(shí)現(xiàn)方法符合產(chǎn)品安全性要求，適合于工程推廣應(yīng)用。

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