計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖試驗(yàn)記錄分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

楊 斐，蘇 琛

（蘭州安信鐵路科技有限公司，蘭州 730070）

1 概述

計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)是車站信號(hào)控制系統(tǒng)的核心設(shè)備，是保證行車安全高效作業(yè)的關(guān)鍵。確保聯(lián)鎖關(guān)系正確是聯(lián)鎖設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、施工、維護(hù)應(yīng)遵循的基本原則，而聯(lián)鎖試驗(yàn)是驗(yàn)證信號(hào)設(shè)備聯(lián)鎖關(guān)系正確的主要手段之一，正確的試驗(yàn)方法、完整的試驗(yàn)內(nèi)容以及徹底的試驗(yàn)過程是聯(lián)鎖試驗(yàn)最基本的要求。

現(xiàn)階段設(shè)備管理單位進(jìn)行的聯(lián)鎖仿真試驗(yàn)，測試人員提前編制聯(lián)鎖測試記錄表，填寫進(jìn)路信息，判斷測試項(xiàng)和無需測試項(xiàng)，試驗(yàn)過程中一邊測試一邊手動(dòng)填寫測試記錄表，而現(xiàn)場也存在測試人員將整條進(jìn)路甚至多條進(jìn)路試驗(yàn)完成后，再憑記憶填寫測試記錄表的情況。聯(lián)鎖仿真試驗(yàn)是一個(gè)特別繁瑣的過程，需要花費(fèi)大量時(shí)間，整個(gè)試驗(yàn)過程無其他監(jiān)控手段，全靠測試人員自己把控試驗(yàn)質(zhì)量，特別考驗(yàn)測試人員的耐心和細(xì)心。尤其較大型車站站型復(fù)雜，進(jìn)路有關(guān)的道岔、軌道區(qū)段較多，侵限絕緣、帶動(dòng)防護(hù)道岔、敵對(duì)照查條件復(fù)雜，長調(diào)車進(jìn)路、中途返回解鎖進(jìn)路繁多，試驗(yàn)過程中極易遺漏試驗(yàn)條件，造成試驗(yàn)項(xiàng)目不完整、試驗(yàn)過程不徹底，不能徹底排除聯(lián)鎖設(shè)備安全隱患等問題。

針對(duì)上述問題，研制一款計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖試驗(yàn)記錄分析系統(tǒng)（簡稱試驗(yàn)分析系統(tǒng)）。運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)手段，采用數(shù)據(jù)建模、智能分析等技術(shù)，解決試驗(yàn)不完整、不徹底問題，保證聯(lián)鎖試驗(yàn)的全面性和準(zhǔn)確性。聯(lián)鎖試驗(yàn)過程如圖1所示。

圖1 聯(lián)鎖試驗(yàn)過程示意Fig.1 Schematic diagram of interlocking test process

2 整體思路

根據(jù)《鐵路信號(hào)聯(lián)鎖試驗(yàn)暫行辦法》等聯(lián)鎖試驗(yàn)管理文件，將每一個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)的具體測試內(nèi)容、測試步驟、測試方法形成具體可量化的聯(lián)鎖試驗(yàn)判定基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型；將測試站聯(lián)鎖表、平面圖及其他信息與聯(lián)鎖試驗(yàn)判定基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型智能結(jié)合，形成本測試站的聯(lián)鎖試驗(yàn)判定條件數(shù)據(jù)，為數(shù)據(jù)分析中心提供基礎(chǔ)判定依據(jù)；試驗(yàn)分析系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集聯(lián)鎖試驗(yàn)過程中的聯(lián)鎖設(shè)備狀態(tài)及按鈕操作信息，并將采集到的數(shù)據(jù)與本測試站的聯(lián)鎖試驗(yàn)判定條件數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析判定，自動(dòng)填寫聯(lián)鎖試驗(yàn)檢查表，最終形成聯(lián)鎖試驗(yàn)記錄分析報(bào)告。關(guān)鍵信息流如圖2所示。

圖2 關(guān)鍵信息流示意Fig.2 Schematic diagram of key information flow

3 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)

試驗(yàn)分析系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)分為：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層、人機(jī)交互層、運(yùn)算處理層?；A(chǔ)數(shù)據(jù)層包括：聯(lián)鎖試驗(yàn)判定基礎(chǔ)模板模塊、測試站聯(lián)鎖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)讀入模塊、測試站聯(lián)鎖試驗(yàn)判定條件生成模塊、聯(lián)鎖試驗(yàn)設(shè)備狀態(tài)及按鈕操作數(shù)據(jù)采集篩選模塊。人機(jī)交互層包括：聯(lián)鎖試驗(yàn)測試表格填寫采集模塊、聯(lián)鎖試驗(yàn)分析記錄終端模塊。運(yùn)算處理層包括數(shù)據(jù)分析中心。系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)庫，與各個(gè)模塊實(shí)時(shí)通信。系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)Fig.3 System software structure

4 系統(tǒng)功能

4.1 聯(lián)鎖試驗(yàn)判定基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型的建立

聯(lián)鎖試驗(yàn)判定基礎(chǔ)模板模塊，根據(jù)《鐵路信號(hào)聯(lián)鎖試驗(yàn)暫行辦法》《鐵路車站聯(lián)鎖測試規(guī)范》以及各路局《聯(lián)鎖試驗(yàn)作業(yè)指導(dǎo)書》等聯(lián)鎖試驗(yàn)管理文件，將每一個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)的具體測試內(nèi)容、測試步驟、測試方法形成可以具體量化的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模型。

4.2 測試站基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息維護(hù)

在聯(lián)鎖試驗(yàn)開始之前，試驗(yàn)分析系統(tǒng)需要錄入測試站基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，如：線別、站名、車站類型（高速/普速）、平面圖、聯(lián)鎖表發(fā)布日期、試驗(yàn)類型（年度聯(lián)鎖試驗(yàn)、工程聯(lián)鎖試驗(yàn)）、聯(lián)鎖廠家、聯(lián)鎖軟件型號(hào)、版本號(hào)以及測試環(huán)境等其他模擬軟件信息。車站平面圖及聯(lián)鎖表進(jìn)路信息是聯(lián)鎖試驗(yàn)的主要依據(jù)之一，聯(lián)鎖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)讀入模塊自動(dòng)讀取測試站聯(lián)鎖表、平面圖信息，形成該測試站聯(lián)鎖試驗(yàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。部分試驗(yàn)項(xiàng)目，例如長調(diào)車進(jìn)路、調(diào)車中途返回解鎖等在聯(lián)鎖表中無法獲取具體的設(shè)備信息，試驗(yàn)人員可以在聯(lián)鎖表導(dǎo)入完成后，自主填寫相應(yīng)的信息，系統(tǒng)會(huì)按照用戶填寫的數(shù)據(jù)分析和判定試驗(yàn)過程。

4.3 測試站聯(lián)鎖試驗(yàn)判定條件的生成

試驗(yàn)分析系統(tǒng)將讀入的測試站聯(lián)鎖表、平面圖等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與聯(lián)鎖試驗(yàn)判定基礎(chǔ)模板文件智能結(jié)合，創(chuàng)建形成該測試站的聯(lián)鎖試驗(yàn)判定條件文件，判定條件細(xì)化到每一條進(jìn)路的每一個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)的具體試驗(yàn)步驟，試驗(yàn)內(nèi)容所相關(guān)的設(shè)備狀態(tài)變化及按鈕操作過程，作為判定試驗(yàn)過程是否完整、徹底的基礎(chǔ)依據(jù)。

例如：《鐵路信號(hào)聯(lián)鎖試驗(yàn)暫行辦法》規(guī)定“道岔位置不對(duì)不能開放信號(hào)”這個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)的試驗(yàn)辦法是：將所辦進(jìn)路上的所有道岔逐組置于不符合要求的位置并單鎖，試排該條進(jìn)路，其信號(hào)應(yīng)不能開放。某測試站聯(lián)鎖表中一條進(jìn)路信息如圖4所示。

圖4 進(jìn)路信息Fig.4 Route information

試驗(yàn)分析系統(tǒng)根據(jù)試驗(yàn)辦法及進(jìn)路信息形成的判定條件如圖5所示，針對(duì)進(jìn)路內(nèi)的每一組道岔（1/3#、5/7#、9/11#、15/17#）都有相應(yīng)的判定條件。測試人員只有按聯(lián)鎖試驗(yàn)管理辦法要求，對(duì)該進(jìn)路內(nèi)每一組道岔（1/3#、5/7#、9/11#、15/17#）先單鎖至不符合要求的位置，再試排該條進(jìn)路，其信號(hào)應(yīng)不能開放。試驗(yàn)一組系統(tǒng)判定一組，只有將4組道岔都試驗(yàn)完成，系統(tǒng)才會(huì)判定“道岔位置不對(duì)不能開放信號(hào)”這個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)試驗(yàn)完成。

圖5 “道岔位置不對(duì)不能開放信號(hào)”判定條件Fig.5 Judgement conditions of“incorrect turnout position, the signal cannot be cleared”

4.4 創(chuàng)建測試站聯(lián)鎖試驗(yàn)測試記錄表

試驗(yàn)分析系統(tǒng)根據(jù)《車站聯(lián)鎖設(shè)備維護(hù)管理辦法》，提前建立各種聯(lián)鎖試驗(yàn)檢查表模板，再根據(jù)測試站的基本信息，例如：車站名稱、普速/高速、聯(lián)鎖廠家、聯(lián)鎖軟件型號(hào)、版本號(hào)、測試人員以及測試站聯(lián)鎖表等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，創(chuàng)建本站的聯(lián)鎖試驗(yàn)測試記錄表，并自動(dòng)填寫進(jìn)路號(hào)碼、始終端按鈕等基本進(jìn)路信息。同時(shí)判斷每一條進(jìn)路的測試項(xiàng)和無需測試項(xiàng)，并將無需測試項(xiàng)直接填寫“△”符號(hào)。聯(lián)鎖試驗(yàn)測試記錄如圖6所示。

圖6 聯(lián)鎖試驗(yàn)測試記錄Fig.6 Interlocking test record table

4.5 聯(lián)鎖試驗(yàn)操作過程采集

試驗(yàn)分析系統(tǒng)與聯(lián)鎖軟件之間采用串口連接，采集聯(lián)鎖維修機(jī)向信號(hào)集中監(jiān)測通信數(shù)據(jù)。在聯(lián)鎖試驗(yàn)過程中，系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集聯(lián)鎖設(shè)備狀態(tài)及按鈕操作信息，并進(jìn)行記錄存儲(chǔ)。

4.6 數(shù)據(jù)分析處理

在進(jìn)行聯(lián)鎖試驗(yàn)操作時(shí)，試驗(yàn)分析系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集聯(lián)鎖設(shè)備狀態(tài)及按鈕操作信息，并自動(dòng)查找匹配當(dāng)前操作的進(jìn)路以及具體的試驗(yàn)項(xiàng)。將采集篩選出的聯(lián)鎖試驗(yàn)相關(guān)信息與該試驗(yàn)項(xiàng)判定條件進(jìn)行智能分析判定，確定該試驗(yàn)項(xiàng)是否試驗(yàn)正確、完整。

若該試驗(yàn)項(xiàng)采集到的聯(lián)鎖設(shè)備狀態(tài)及按鈕操作信息與判定條件完全吻合，則系統(tǒng)判定該項(xiàng)試驗(yàn)完成，系統(tǒng)自動(dòng)在聯(lián)鎖試驗(yàn)檢查表中該進(jìn)路的該試驗(yàn)項(xiàng)下打“√”符號(hào)。

若該試驗(yàn)項(xiàng)直至試驗(yàn)結(jié)束采集到的聯(lián)鎖設(shè)備狀態(tài)及按鈕操作信息與判定條件部分吻合，則系統(tǒng)判定該項(xiàng)試驗(yàn)不完整，系統(tǒng)自動(dòng)在聯(lián)鎖試驗(yàn)檢查表中該進(jìn)路的該試驗(yàn)項(xiàng)下用不同顏色標(biāo)記，提示試驗(yàn)人員該項(xiàng)試驗(yàn)不完整。

若系統(tǒng)一直未采集到與該試驗(yàn)項(xiàng)判定條件相關(guān)的設(shè)備狀態(tài)及按鈕操作信息，則系統(tǒng)判定該項(xiàng)還未進(jìn)行試驗(yàn)操作，聯(lián)鎖試驗(yàn)檢查表中該進(jìn)路的該試驗(yàn)項(xiàng)下一直處于空白狀態(tài)，提示試驗(yàn)人員該項(xiàng)還未開始試驗(yàn)。測試記錄如圖7所示。

圖7 測試記錄Fig.7 Test record

4.7 記錄分析報(bào)告

在聯(lián)鎖試驗(yàn)過程中，系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)計(jì)算每條進(jìn)路的試驗(yàn)完成情況，以及整個(gè)測試站聯(lián)鎖試驗(yàn)的進(jìn)度。在聯(lián)鎖試驗(yàn)結(jié)束，系統(tǒng)自動(dòng)形成PDF格式的試驗(yàn)報(bào)告。報(bào)告內(nèi)容包括：測試站信息、測試軟件信息、測試人員信息、測試時(shí)間、聯(lián)鎖試驗(yàn)遺漏項(xiàng)及未進(jìn)行聯(lián)鎖試驗(yàn)的進(jìn)路，并附上詳細(xì)的測試記錄表。

5 結(jié)束語

聯(lián)鎖仿真試驗(yàn)是驗(yàn)證聯(lián)鎖關(guān)系正確的一個(gè)重要過程，也是一個(gè)特別繁瑣的過程。按照以往測試經(jīng)驗(yàn)，兩人一組互相配合，一天可以測試20條基本進(jìn)路，正常六股道車站測試就需要3天時(shí)間，而大型到發(fā)場、編組站測試至少需要半個(gè)月，甚至更長時(shí)間，試驗(yàn)過程極其考驗(yàn)測試人員的耐心與細(xì)心。試驗(yàn)分析系統(tǒng)的運(yùn)用，一方面輔助測試人員能夠規(guī)避試驗(yàn)不完整、試驗(yàn)過程不徹底等風(fēng)險(xiǎn)。一方面為聯(lián)鎖試驗(yàn)過程提供一個(gè)切實(shí)有效的監(jiān)控手段，對(duì)確保聯(lián)鎖設(shè)備安全運(yùn)行具有重要意義。