侯南平，余 飛

（1.南京職工培訓(xùn)基地，助理工程師，江蘇 蕪湖 241000；2.合肥電務(wù)段，助理工程師，安徽 合肥 230000）

現(xiàn)行的模擬聯(lián)鎖試驗方法是臨時制作軌道模擬盤模擬軌道線路及列車占用情況；在分線盤上掛二極管模擬道岔表示；在分線盤、信號機端上掛燈泡模擬信號機的開放情況等。這種試驗方法存在著試驗項目不全、試驗點分散、效率低、差錯大等問題。為此，利用計算機技術(shù)研制了信號聯(lián)鎖試驗?zāi)M系統(tǒng)，該系統(tǒng)能模擬各種室外設(shè)備，對列車運行情況進(jìn)行仿真，并能實時反映各種室內(nèi)控制驅(qū)動信息，對規(guī)范信號設(shè)備模擬試驗和信號設(shè)備工程施工，保障設(shè)備安全開通有較大的實用價值。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 系統(tǒng)組成 本系統(tǒng)由試驗主機和采集控制下位機組成，采集控制下位機按種類分設(shè)軌道、道岔、信號、站內(nèi)電碼化這4 種采集控制下位分機。工作技術(shù)指標(biāo)：電源電壓（220±15%）V ；AC 環(huán)境溫度-10 ℃～+50 ℃；相對濕度低于85%；隔離電壓1 500 V；絕緣大于100 MΩ。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)鏈接 試驗主機放置于信號控制臺附近，通過RS-485 總線與采集控制下位機相連，軌道、道岔、信號、站內(nèi)電碼化4 種采集控制下位分機通過線纜連接分線盤相應(yīng)的道岔、軌道電路、信號機等端子。

2 系統(tǒng)的工作原理

2.1 試驗主機

2.1.1 程序主界面 程序主界面分菜單區(qū)、主顯示區(qū)，動態(tài)顯示室外信號設(shè)備狀態(tài)，提供圖形化的操作試驗界面。菜單區(qū)有站場數(shù)據(jù)配置、連接硬件設(shè)備、模擬列車、電碼化查詢顯示等菜單，通過鼠標(biāo)操作可實現(xiàn)對軌道、道岔、信號、站內(nèi)電碼化等試驗項目的命令輸出及相應(yīng)實時顯示。程序主界面見圖2。

圖2 程序主界面

2.1.2 工作原理 試驗主機主要運用C++面向?qū)ο蠓椒ńY(jié)構(gòu)化設(shè)計軟件，圖形化顯示室外設(shè)備狀態(tài)，接受采集控制下位分機上傳的采集數(shù)據(jù)，并根據(jù)聯(lián)鎖試驗項目規(guī)程要求，向其輸出系列包含試驗條件的控制命令，根據(jù)控制臺上相應(yīng)信息的變化檢查聯(lián)鎖關(guān)系的正確性。

2.2 道岔表示采集控制分機

2.2.1 硬件結(jié)構(gòu) 道岔表示采集控制分機由若干塊采集控制板構(gòu)成，用二極管矩陣來模擬室外道岔表示電路的表示二極管。每塊采集控制板控制32 路道岔表示，每塊電路板都有特定的地址編碼，板間通過RS-485 總線級聯(lián).工作技術(shù)指標(biāo)：輸入電壓（110±15%）V；AC接通壓降≤1 V。道岔表示采集控制分機結(jié)構(gòu)見圖3所示。

圖3 道岔表示采集控制分機結(jié)構(gòu)圖

2.2.2 工作原理 分機所有繼電器平時處于接通狀態(tài)，通過二極管矩陣接通所有道岔的表示電路。當(dāng)進(jìn)行聯(lián)鎖試驗需斷開某路道岔表示時，試驗主機發(fā)送帶有板地址和位地址的控制信息，分機首先進(jìn)行板地址識別，如是本分機地址時則斷開相應(yīng)位地址的道岔表示電路。操作人員根據(jù)控制臺上相應(yīng)信息的變化檢查聯(lián)鎖關(guān)系的正確性。

2.3 軌道電路采集控制分機

2.3.1 硬件結(jié)構(gòu) 軌道電路采集控制分機由若干塊采集控制板構(gòu)成，每塊采集控制板控制32路軌道電路，每塊電路板都有特定的地址編碼，板間通過RS-485 總線聯(lián)級，通過識別接收試驗主機控制信號，接通或斷開相應(yīng)地址的軌道電路，達(dá)到模擬軌道電路占用、空閑試驗的目的。用24 V電源通過繼電器的通斷模擬室外軌道電路的狀態(tài)。工作技術(shù)指標(biāo)：供電輸出電壓24 V±0.5DC。結(jié)構(gòu)見圖4。

圖4 軌道電路控制分機結(jié)構(gòu)

2.3.2 工作原理 分機所有繼電器平時處于接通狀態(tài)，將24 V 電源加到所有軌道繼電器，使其勵磁吸起，模擬室外軌道電路的空閑狀態(tài)。進(jìn)行聯(lián)鎖試驗時，如需模擬某軌道區(qū)段占用或模擬列車運行時，試驗主機發(fā)送帶有板地址和位地址的控制信息，分機首先進(jìn)行板地址識別，然后斷開相應(yīng)位地址的軌道繼電器電路。操作人員根據(jù)控制臺相應(yīng)信息的變化檢查聯(lián)鎖的正確性。

2.4 信號機采集控制分機

2.4.1 硬件結(jié)構(gòu) 信號機采集控制分機由若干塊采集控制板構(gòu)成，每塊采集控制板采集32路信號燈表示，每塊電路板都有特定的地址編碼，板間通過RS-485 總線聯(lián)級。該分機實時采集所有信號機的點燈狀態(tài)，在試驗主機發(fā)出查詢命令時，通過識別接收試驗主機控制信號，按照約定的地址格式將監(jiān)測范圍內(nèi)的信號機點燈狀態(tài)上傳。工作技術(shù)指標(biāo)：輸入電壓（220±15%）V；AC輸入阻抗44 KΩ。信號機采集控制分機結(jié)構(gòu)見圖5所示。

圖5 信號機采集控制分機結(jié)構(gòu)

2.4.2 工作原理 信號機采集控制分機實時采集所有信號機的點燈狀態(tài)，上位計算機循環(huán)發(fā)出查詢命令。信號機采集控制分機通過識別接收上位機控制信號，按照約定的地址格式將監(jiān)測范圍內(nèi)的信號機點燈狀態(tài)上傳，在信號機采集控制分機面板同步顯示信號機點燈狀態(tài)。操作人員根據(jù)控制臺上相應(yīng)點燈信息的變化檢查聯(lián)鎖關(guān)系的正確性。

2.5 站內(nèi)電碼化采集控制分機

2.5.1 硬件結(jié)構(gòu) 站內(nèi)電碼化采集控制分機由若干塊采集控制板構(gòu)成，每塊采集控制板具有兩路獨立的采集控制電路，可分別采集16個軌道區(qū)段移頻信號，每塊電路板都有特定的地址編碼，板間通過RS-485總線聯(lián)級。采用多路模擬開關(guān)，將指定地址的移頻信號接入移頻解碼電路，獲取移頻信息。為能夠顯示預(yù)發(fā)碼時的狀態(tài)，板內(nèi)設(shè)置A、B兩套相互獨立的電路。工作技術(shù)指標(biāo)：站內(nèi)電碼化引入電壓≤170 V（ZPW-2 000 A）；站內(nèi)電碼化接收靈敏度≥80 V；站內(nèi)電碼化輸入阻抗≥100 KΩ。站內(nèi)電碼化采集控制分機結(jié)構(gòu)見圖6所示。

圖6 站內(nèi)電碼化采集控制分機結(jié)構(gòu)

2.5.2 工作原理 試驗主機需要查詢某區(qū)段移頻發(fā)碼信號時，首先發(fā)出板地址、區(qū)段地址及上下行信息。站內(nèi)電碼化采集控制分機通過識別接收試驗主機控制信號，將該區(qū)段移頻電路接入到解碼電路，并讀取低頻移頻信息，換算成相應(yīng)的機車信號點燈燈位后上傳至試驗主機，操作人員根據(jù)控制臺上相應(yīng)點燈信息的變化檢查站內(nèi)電碼化發(fā)碼的正確性。

3 系統(tǒng)功能

3.1 站場及信號設(shè)備布置情況的模擬 系統(tǒng)采用TDCS系統(tǒng)的站場數(shù)據(jù)，并使用TDCS的站場編輯工具對基于站場設(shè)備與控制箱地址對應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)進(jìn)行配置；可根據(jù)實際需要配置地址，一般先自動生成地址，再根據(jù)實際變化修改相應(yīng)的地址項，從而實現(xiàn)對站場及信號設(shè)備布置情況的模擬。

3.2 室外信號設(shè)備輸入信號的模擬試驗

1）道岔表示采集控制分機接收試驗主機控制信號，根據(jù)試驗主機指示，接通或斷開相應(yīng)地址的道岔表示電路，達(dá)到通斷表示試驗的目的，用以核對聯(lián)鎖關(guān)系的正確性。

2）信號機采集控制分機實時采集分線盤上信號機點燈電路送出的電壓，根據(jù)所有被監(jiān)測對象的點燈與滅燈情況，按照規(guī)定的地址格式將點燈信息上傳給試驗主機，用以核對聯(lián)鎖關(guān)系的正確性。

3）軌道電路采集控制分機接收試驗主機控制信號，根據(jù)試驗主機指示，接通或斷開軌道繼電器，從而模擬室外軌道電路的占用和空閑，達(dá)到動態(tài)檢查聯(lián)鎖關(guān)系的目的。

3.3 站場列車運行情況的模擬 軌道電路采集控制分機接收試驗主機控制信號，根據(jù)列車運行進(jìn)路，接通或斷開相應(yīng)軌道繼電器，模擬室外軌道電路的順序占用和出清，從而實現(xiàn)對列車運行情況的模擬。

3.4 站內(nèi)電碼化信息發(fā)送的檢查 站內(nèi)電碼化采集控制分機識別接收試驗主機發(fā)來的站內(nèi)電碼化區(qū)段測量命令，將試驗主機指定區(qū)段的移頻信號檢出，按照機車信號點燈方式給出當(dāng)前區(qū)段的點燈燈位并上傳給試驗主機顯示，用以檢測站內(nèi)電碼化施工的正確性，為了兼顧某些預(yù)發(fā)碼區(qū)段的測量，該控制箱設(shè)置了兩套電碼化測試電路，可以同時測試兩個不同區(qū)段的發(fā)碼正確性。

4 結(jié)束語

模擬聯(lián)鎖試驗系統(tǒng)采用成熟的計算機控制、編程及電測技術(shù)，并和信號工程技術(shù)相結(jié)合，在各種設(shè)備電信號的模擬和信息采集處理，以及電碼化信息的采集、分析、處理方面具有明顯的優(yōu)勢，極大地改進(jìn)了目前的模擬聯(lián)鎖試驗辦法，規(guī)范模擬聯(lián)鎖試驗程序，使模擬聯(lián)鎖試驗簡單化、程序化，并能有效地減少信號工程工作量、提高工效并及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計和施工中的差錯。因試驗條件的限制，整套系統(tǒng)未在大站場進(jìn)行試驗，聯(lián)鎖試驗的管理功能需要進(jìn)一步開發(fā)完善。