朱 杰 上海鐵路局徐州車務(wù)段
接發(fā)列車網(wǎng)絡(luò)模擬演練系統(tǒng)的研制與開發(fā),是基于既有運(yùn)行計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備系統(tǒng)不能隨便用來進(jìn)行培訓(xùn)和考核,而通過對(duì)實(shí)際計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行模擬,在不影響現(xiàn)場生產(chǎn)的基礎(chǔ)上對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行培訓(xùn)和考核,但計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)是高安全性設(shè)備,因此,設(shè)計(jì)接發(fā)列車網(wǎng)絡(luò)模擬演練系統(tǒng)也要以安全性作為基本原則,具體體現(xiàn)在故障導(dǎo)向安全上。在設(shè)計(jì)軟件時(shí),凡是不安全的代碼都按照最安全的方式執(zhí)行,凡不確定性因素都按照不安全因素處理,避免出現(xiàn)錯(cuò)誤顯示和誤導(dǎo)。
設(shè)計(jì)接發(fā)列車網(wǎng)絡(luò)模擬演練系統(tǒng)程序時(shí),考慮各種情況并進(jìn)行容錯(cuò)處理,避免出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)程序崩潰或出現(xiàn)錯(cuò)誤結(jié)果。因此,需要在設(shè)計(jì)程序時(shí)對(duì)每種情況都進(jìn)行考慮并處理,無法預(yù)料的結(jié)果也需要進(jìn)行默認(rèn)操作處理。
設(shè)計(jì)接發(fā)列車網(wǎng)絡(luò)模擬演練系統(tǒng)程序時(shí),要充分考慮鐵路技術(shù)發(fā)展帶來的應(yīng)用變化,確保能在較長時(shí)間內(nèi)滿足業(yè)務(wù)發(fā)展需求。同時(shí),為了保證系統(tǒng)的安全、可靠性,平臺(tái)采用的所有技術(shù)均應(yīng)是目前成熟的技術(shù),硬件系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫以及關(guān)鍵設(shè)備等均應(yīng)采用國際知名廠家的成熟產(chǎn)品,并預(yù)留各種接口,在需要進(jìn)行擴(kuò)展功能時(shí)能通過對(duì)程序或數(shù)據(jù)庫進(jìn)行簡單修改,達(dá)到功能擴(kuò)展目的。
考慮到接發(fā)列車網(wǎng)絡(luò)模擬演練系統(tǒng)程序操作人員較多,操作人員對(duì)本系統(tǒng)熟悉程度不一,本設(shè)計(jì)充分考慮現(xiàn)場操作人員實(shí)際情況,通過直觀的界面、簡便的操作,少量的維護(hù),將整個(gè)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)用和后臺(tái)維護(hù)人員的依賴降到最低。
接發(fā)列車網(wǎng)絡(luò)模擬演練系統(tǒng)是在利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)技術(shù),模擬一個(gè)全面的列車運(yùn)行環(huán)境,能模擬監(jiān)督列車運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)區(qū)段站間統(tǒng)一調(diào)度,同時(shí)能在列車運(yùn)行過程中,實(shí)時(shí)隨機(jī)設(shè)置故障,以提高車站值班員的應(yīng)急處置能力,更好地理解和掌握新設(shè)備技術(shù)性能。系統(tǒng)功能特點(diǎn)主要包括:全程調(diào)度、遠(yuǎn)程控制、記錄回放、個(gè)性化車站、可靠性訓(xùn)練五個(gè)方面。
系統(tǒng)包括當(dāng)前徐州車務(wù)段所有車站的調(diào)度區(qū)段,可全程模擬、監(jiān)視列車運(yùn)行情況,同時(shí)觀察多車站值班員操作規(guī)范及與鄰站的配合情況,實(shí)現(xiàn)區(qū)段統(tǒng)一調(diào)度功能。
系統(tǒng)可遠(yuǎn)程連接各個(gè)車站子系統(tǒng),做到車站聯(lián)鎖和區(qū)間閉塞相結(jié)合,本地操作和遠(yuǎn)程控制相結(jié)合,達(dá)到遠(yuǎn)程教學(xué)目的。
系統(tǒng)可對(duì)網(wǎng)絡(luò)操作演練過程全程記錄,包括屏幕錄像和語音記錄,可進(jìn)行回放檢查、確認(rèn)和分析。
車務(wù)段所屬40個(gè)車站聯(lián)鎖設(shè)備單獨(dú)進(jìn)行設(shè)計(jì),與現(xiàn)場車站設(shè)備的型號(hào)和操作方式一致,包括卡斯柯CIS-I型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)、北京交大EI32-JD型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)、鐵科TR9型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)、鐵科TYJL-II型計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng),使車站值班員演練時(shí)有針對(duì)性、親切感,更容易理解和掌握設(shè)備性能。
該系統(tǒng)除對(duì)新設(shè)備技能要求外,加強(qiáng)了人的應(yīng)變能力及可靠性研究。該系統(tǒng)可仿真實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖的所有功能,可進(jìn)行實(shí)際列車、調(diào)車運(yùn)行狀態(tài)和情景發(fā)生的模擬,正常運(yùn)行的模擬及設(shè)備故障發(fā)生情況的模擬等,為車務(wù)人員提供了真實(shí)、形象的培訓(xùn)教學(xué)環(huán)境。
(1)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(見圖 1)。
(2)本系統(tǒng)分為學(xué)員機(jī)和教練機(jī),學(xué)員機(jī)分散于各個(gè)地方車站,教練機(jī)根據(jù)實(shí)際使用情況,可以在地方車站或車務(wù)段(控制中心)。當(dāng)學(xué)員進(jìn)行練習(xí)時(shí),學(xué)員可以同時(shí)啟動(dòng)學(xué)員機(jī)和教練機(jī),這樣學(xué)員就可以自己在教練機(jī)上設(shè)置故障、在學(xué)員機(jī)上處理故障;當(dāng)進(jìn)行培訓(xùn)或考核時(shí),學(xué)員在地方車站(或統(tǒng)一教室內(nèi))開啟學(xué)員機(jī),教師在車務(wù)段(控制中心)開啟教練機(jī),教師設(shè)置故障,學(xué)員處理故障。同時(shí),車務(wù)段(控制中心)內(nèi)設(shè)置大屏幕,將學(xué)員操作顯示在大屏幕上,讓更多的學(xué)員或領(lǐng)導(dǎo)觀摩。
圖 1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
(3)系統(tǒng)軟件分區(qū)段模擬各個(gè)車站實(shí)際情況,列車可以按某速度由A站出發(fā),經(jīng)過B站,C站……N站,分別由A站、B站、C站等相應(yīng)車站值班員進(jìn)行接發(fā)列車作業(yè)操縱,在車務(wù)段遠(yuǎn)程控制中心,可分別看到相應(yīng)情況,同時(shí)在列車運(yùn)行過程中,可由車務(wù)段控制中心的教練機(jī)上設(shè)置各種不同的故障,包括車站計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖及區(qū)間閉塞設(shè)備故障,車站值班員按照《技規(guī)》、《行規(guī)》、《站細(xì)》等規(guī)定進(jìn)行非常情況下的作業(yè)方式處理。車務(wù)段控制中心的管理人員可通過學(xué)員機(jī)觀看現(xiàn)場車站值班員操縱作業(yè)情況,并根據(jù)現(xiàn)場狀態(tài),對(duì)操作進(jìn)行評(píng)判。
本系統(tǒng)操作通過左鍵點(diǎn)擊信號(hào)機(jī)辦理進(jìn)路和右鍵點(diǎn)擊相應(yīng)設(shè)備選擇對(duì)應(yīng)菜單進(jìn)行功能操作,這樣能統(tǒng)一故障設(shè)置功能。系統(tǒng)分基本功能,子系統(tǒng)功能和故障模擬功能。
(1)辦理進(jìn)路、取消進(jìn)路;
(2)辦理道岔總定/總反;
(3)辦理道岔單鎖/單解;
(4)辦理道岔封閉/清封閉;
(5)辦理區(qū)段封閉/清封閉;
(6)辦理信號(hào)封閉/清封閉;
(7)辦理區(qū)間輔助;
(8)模擬列車區(qū)段運(yùn)行;
(9)設(shè)置車次;
(10)設(shè)置列車速度。
(1)服務(wù)器記錄各個(gè)車站或控制中心登錄狀態(tài);
(2)學(xué)員機(jī)和復(fù)視機(jī)同步顯示;
(3)教練機(jī)控制多個(gè)站場,并顯示其所有狀態(tài)。
(1)道岔擠岔故障;
(2)道岔失去表示;
(3)區(qū)段占用;
(4)軌道電路故障;
(5)有車無表示;
(6)信號(hào)機(jī)燈絲斷絲;
(7)區(qū)間紅光帶或占用故障。
本系統(tǒng)學(xué)員機(jī)界面按照現(xiàn)場實(shí)際界面設(shè)計(jì)。教練機(jī)界面采用全新的操作方式,鼠標(biāo)左右鍵結(jié)合,右鍵彈出菜單,左鍵選擇菜單、辦理進(jìn)路等,操作直接在設(shè)備上點(diǎn)擊左右鍵操作,設(shè)備狀態(tài)直接顯示在設(shè)備上,這樣系統(tǒng)界面簡潔美觀,操作方便,在基本不改變行車人員現(xiàn)有的習(xí)慣認(rèn)識(shí)的同時(shí),能更生動(dòng)的描述站場形態(tài),讓行車人員能更快、更準(zhǔn)的適應(yīng)新系統(tǒng)的使用。
圖 2 系統(tǒng)軟件模塊結(jié)構(gòu)圖
系統(tǒng)以聯(lián)鎖軟件模塊為基礎(chǔ),聯(lián)鎖軟件模塊通過數(shù)據(jù)庫管理模塊讀取數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù),并根據(jù)變化,通過數(shù)據(jù)庫管理模塊實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)庫;同時(shí)聯(lián)鎖軟件模塊通過計(jì)算界面管理模塊送人的操作等信息,得到需要更新的界面數(shù)據(jù)或錯(cuò)誤報(bào)警數(shù)據(jù),返回到界面管理模塊或報(bào)警模塊,界面管理模塊和報(bào)警模塊收到數(shù)據(jù)信息,立即更新界面信息或發(fā)出報(bào)警;報(bào)警信息會(huì)通過數(shù)據(jù)庫管理模塊保存報(bào)警信息,同時(shí)發(fā)送到界面顯示報(bào)警信息。從系統(tǒng)功能來分,系統(tǒng)軟件可分為:接發(fā)列車控制模塊、聯(lián)鎖功能模塊、聯(lián)鎖信息數(shù)據(jù)庫管理模塊、通信模塊和語音模塊等幾大類,各個(gè)模塊相輔相成。
6.1.1 硬件
(1)服務(wù)器:要求操作系統(tǒng)為Windows系列,網(wǎng)絡(luò)能連通所有車站和控制中心;
(2)車站操作機(jī):要求操作系統(tǒng)為Windows系列,網(wǎng)絡(luò)能連通服務(wù)器和教練機(jī),屏幕分辨率為1280×1024;
(3)值班員操作機(jī):要求操作系統(tǒng)為Windows系列,網(wǎng)絡(luò)能連通教練機(jī),屏幕分辨率為1280×1024;
(4)教練機(jī):要求操作系統(tǒng)為Windows系列,網(wǎng)絡(luò)能連通服務(wù)器和車站操作機(jī),屏幕分辨率為1280×1024×N,N表示N個(gè)屏幕;
(5)大屏幕:可以為大屏幕顯示器或電視機(jī),可以為多個(gè)組合,連接值班員操作機(jī)。
6.1.2 軟件
(1) 操作系統(tǒng):Windows系列、Office2000以上;
(2)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng):Microsoft Access;
(3) 編程工具 :Microsoft Visual Basic 6.0。
(1)系統(tǒng)采用Microsoft Visual Basic 6.0開發(fā)工具,Microsoft Visual Basic 6.0是比較常用的面向?qū)ο蟮拈_發(fā)工具,在界面設(shè)計(jì)、處理上具有很強(qiáng)的優(yōu)勢,該系統(tǒng)的界面控制占據(jù)較大的內(nèi)容,使用Microsoft Visual Basic 6.0開發(fā)能更快、更方便完成系統(tǒng)。
(2)采用微軟的Microsoft Access數(shù)據(jù)庫,它于Microsoft Visual Basic 6.0兼容性好、速度快,適合本系統(tǒng)的中小型數(shù)據(jù)庫要求。
對(duì)車站行車的三大聯(lián)鎖設(shè)備,因其各自在相同的情況下顯示和動(dòng)作都一樣,屬同一類實(shí)體,因此設(shè)置了三個(gè)ActiveX 控件:SignalNew、Switch、Section,分別對(duì)應(yīng)信號(hào)燈、道岔、無岔區(qū)段和股道區(qū)段。將它們封裝起來,并向應(yīng)用程序提供接口,以改變?cè)O(shè)備的狀態(tài)。利用此技術(shù)還可實(shí)現(xiàn)站場圖形的CAD,即站場圖可由此三類控件的實(shí)例拖放繪制,且各節(jié)點(diǎn)的靜態(tài)數(shù)據(jù)可在各控件的屬性頁里錄入,而無須象傳統(tǒng)的CAD那樣一筆一劃的畫站場圖。這樣可以很方便的配置不同站場圖的學(xué)員機(jī),使學(xué)員機(jī)之間形成一個(gè)相互聯(lián)系、相互制約的有機(jī)整體。
對(duì)于車站站場進(jìn)路的各種聯(lián)鎖條件,預(yù)先錄入數(shù)據(jù)庫,在程序執(zhí)行期間查詢數(shù)據(jù)庫,庫表有進(jìn)路表、進(jìn)路條件表、模擬進(jìn)路表等。利用數(shù)據(jù)庫,可使編程簡化,減少布置站場圖時(shí)錄入的靜態(tài)數(shù)據(jù)。所有進(jìn)路信息、站場信息都錄入數(shù)據(jù)庫內(nèi),相對(duì)信息量比較大,但是,這樣比較方便后期的調(diào)試、修改和維護(hù)。
微軟公司的Windows操作系統(tǒng)是當(dāng)前最為流行的系統(tǒng)平臺(tái),在此平臺(tái)上開發(fā)的應(yīng)用系統(tǒng),具有開發(fā)周期短、維護(hù)方便、界面友好、使用方便等特點(diǎn)。Windows平臺(tái)與微軟最新的NET開發(fā)包的有機(jī)結(jié)合,再加上Access數(shù)據(jù)庫的運(yùn)用,使得系統(tǒng)更加穩(wěn)定、界面友好、操作方便。
接發(fā)列車網(wǎng)絡(luò)模擬演練系統(tǒng)是實(shí)行車站聯(lián)鎖、區(qū)間閉塞、多站聯(lián)動(dòng)、遠(yuǎn)程控制等多功能一體化的系統(tǒng),可以提升車務(wù)站段行車人員技能,提高接發(fā)列車作業(yè)的質(zhì)量,減輕行車人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,對(duì)增強(qiáng)技能、保證安全、提高效率起到保駕護(hù)航的作用。該系統(tǒng)的研究與開發(fā)在鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)中必將發(fā)揮積極的促進(jìn)作用,有著十分廣闊的應(yīng)用前景。