计算机联锁试验记录分析系统设计与实现

杨 斐，苏 琛

（兰州安信铁路科技有限公司，兰州 730070）

1 概述

计算机联锁系统是车站信号控制系统的核心设备，是保证行车安全高效作业的关键。确保联锁关系正确是联锁设计、设备制造、施工、维护应遵循的基本原则，而联锁试验是验证信号设备联锁关系正确的主要手段之一，正确的试验方法、完整的试验内容以及彻底的试验过程是联锁试验最基本的要求。

现阶段设备管理单位进行的联锁仿真试验，测试人员提前编制联锁测试记录表，填写进路信息，判断测试项和无需测试项，试验过程中一边测试一边手动填写测试记录表，而现场也存在测试人员将整条进路甚至多条进路试验完成后，再凭记忆填写测试记录表的情况。联锁仿真试验是一个特别繁琐的过程，需要花费大量时间，整个试验过程无其他监控手段，全靠测试人员自己把控试验质量，特别考验测试人员的耐心和细心。尤其较大型车站站型复杂，进路有关的道岔、轨道区段较多，侵限绝缘、带动防护道岔、敌对照查条件复杂，长调车进路、中途返回解锁进路繁多，试验过程中极易遗漏试验条件，造成试验项目不完整、试验过程不彻底，不能彻底排除联锁设备安全隐患等问题。

针对上述问题，研制一款计算机联锁试验记录分析系统（简称试验分析系统）。运用计算机技术手段，采用数据建模、智能分析等技术，解决试验不完整、不彻底问题，保证联锁试验的全面性和准确性。联锁试验过程如图1所示。

图1 联锁试验过程示意Fig.1 Schematic diagram of interlocking test process

2 整体思路

根据《铁路信号联锁试验暂行办法》等联锁试验管理文件，将每一个试验项的具体测试内容、测试步骤、测试方法形成具体可量化的联锁试验判定基础数据模型；将测试站联锁表、平面图及其他信息与联锁试验判定基础数据模型智能结合，形成本测试站的联锁试验判定条件数据，为数据分析中心提供基础判定依据；试验分析系统实时采集联锁试验过程中的联锁设备状态及按钮操作信息，并将采集到的数据与本测试站的联锁试验判定条件数据进行智能分析判定，自动填写联锁试验检查表，最终形成联锁试验记录分析报告。关键信息流如图2所示。

图2 关键信息流示意Fig.2 Schematic diagram of key information flow

3 系统软件结构

试验分析系统软件结构分为：基础数据层、人机交互层、运算处理层。基础数据层包括：联锁试验判定基础模板模块、测试站联锁基础数据读入模块、测试站联锁试验判定条件生成模块、联锁试验设备状态及按钮操作数据采集筛选模块。人机交互层包括：联锁试验测试表格填写采集模块、联锁试验分析记录终端模块。运算处理层包括数据分析中心。系统建立数据库，与各个模块实时通信。系统软件结构如图3所示。

图3 系统软件结构Fig.3 System software structure

4 系统功能

4.1 联锁试验判定基础数据模型的建立

联锁试验判定基础模板模块，根据《铁路信号联锁试验暂行办法》《铁路车站联锁测试规范》以及各路局《联锁试验作业指导书》等联锁试验管理文件，将每一个试验项的具体测试内容、测试步骤、测试方法形成可以具体量化的基础数据模型。

4.2 测试站基础数据信息维护

在联锁试验开始之前，试验分析系统需要录入测试站基础数据信息，如：线别、站名、车站类型（高速/普速）、平面图、联锁表发布日期、试验类型（年度联锁试验、工程联锁试验）、联锁厂家、联锁软件型号、版本号以及测试环境等其他模拟软件信息。车站平面图及联锁表进路信息是联锁试验的主要依据之一，联锁基础数据读入模块自动读取测试站联锁表、平面图信息，形成该测试站联锁试验基础数据。部分试验项目，例如长调车进路、调车中途返回解锁等在联锁表中无法获取具体的设备信息，试验人员可以在联锁表导入完成后，自主填写相应的信息，系统会按照用户填写的数据分析和判定试验过程。

4.3 测试站联锁试验判定条件的生成

试验分析系统将读入的测试站联锁表、平面图等基础数据与联锁试验判定基础模板文件智能结合，创建形成该测试站的联锁试验判定条件文件，判定条件细化到每一条进路的每一个试验项的具体试验步骤，试验内容所相关的设备状态变化及按钮操作过程，作为判定试验过程是否完整、彻底的基础依据。

例如：《铁路信号联锁试验暂行办法》规定“道岔位置不对不能开放信号”这个试验项的试验办法是：将所办进路上的所有道岔逐组置于不符合要求的位置并单锁，试排该条进路，其信号应不能开放。某测试站联锁表中一条进路信息如图4所示。

图4 进路信息Fig.4 Route information

试验分析系统根据试验办法及进路信息形成的判定条件如图5所示，针对进路内的每一组道岔（1/3#、5/7#、9/11#、15/17#）都有相应的判定条件。测试人员只有按联锁试验管理办法要求，对该进路内每一组道岔（1/3#、5/7#、9/11#、15/17#）先单锁至不符合要求的位置，再试排该条进路，其信号应不能开放。试验一组系统判定一组，只有将4组道岔都试验完成，系统才会判定“道岔位置不对不能开放信号”这个试验项试验完成。

图5 “道岔位置不对不能开放信号”判定条件Fig.5 Judgement conditions of“incorrect turnout position, the signal cannot be cleared”

4.4 创建测试站联锁试验测试记录表

试验分析系统根据《车站联锁设备维护管理办法》，提前建立各种联锁试验检查表模板，再根据测试站的基本信息，例如：车站名称、普速/高速、联锁厂家、联锁软件型号、版本号、测试人员以及测试站联锁表等基础数据信息，创建本站的联锁试验测试记录表，并自动填写进路号码、始终端按钮等基本进路信息。同时判断每一条进路的测试项和无需测试项，并将无需测试项直接填写“△”符号。联锁试验测试记录如图6所示。

图6 联锁试验测试记录Fig.6 Interlocking test record table

4.5 联锁试验操作过程采集

试验分析系统与联锁软件之间采用串口连接，采集联锁维修机向信号集中监测通信数据。在联锁试验过程中，系统实时采集联锁设备状态及按钮操作信息，并进行记录存储。

4.6 数据分析处理

在进行联锁试验操作时，试验分析系统实时采集联锁设备状态及按钮操作信息，并自动查找匹配当前操作的进路以及具体的试验项。将采集筛选出的联锁试验相关信息与该试验项判定条件进行智能分析判定，确定该试验项是否试验正确、完整。

若该试验项采集到的联锁设备状态及按钮操作信息与判定条件完全吻合，则系统判定该项试验完成，系统自动在联锁试验检查表中该进路的该试验项下打“√”符号。

若该试验项直至试验结束采集到的联锁设备状态及按钮操作信息与判定条件部分吻合，则系统判定该项试验不完整，系统自动在联锁试验检查表中该进路的该试验项下用不同颜色标记，提示试验人员该项试验不完整。

若系统一直未采集到与该试验项判定条件相关的设备状态及按钮操作信息，则系统判定该项还未进行试验操作，联锁试验检查表中该进路的该试验项下一直处于空白状态，提示试验人员该项还未开始试验。测试记录如图7所示。

图7 测试记录Fig.7 Test record

4.7 记录分析报告

在联锁试验过程中，系统会实时计算每条进路的试验完成情况，以及整个测试站联锁试验的进度。在联锁试验结束，系统自动形成PDF格式的试验报告。报告内容包括：测试站信息、测试软件信息、测试人员信息、测试时间、联锁试验遗漏项及未进行联锁试验的进路，并附上详细的测试记录表。

5 结束语

联锁仿真试验是验证联锁关系正确的一个重要过程，也是一个特别繁琐的过程。按照以往测试经验，两人一组互相配合，一天可以测试20条基本进路，正常六股道车站测试就需要3天时间，而大型到发场、编组站测试至少需要半个月，甚至更长时间，试验过程极其考验测试人员的耐心与细心。试验分析系统的运用，一方面辅助测试人员能够规避试验不完整、试验过程不彻底等风险。一方面为联锁试验过程提供一个切实有效的监控手段，对确保联锁设备安全运行具有重要意义。