寧建軍

【摘 要】計算機聯鎖系統(tǒng)是保證列車或車列在車站內安全運行的指揮系統(tǒng)，是鐵路信號系統(tǒng)的關鍵組成部分。在計算機聯鎖系統(tǒng)中，聯鎖軟件用于完成聯鎖邏輯運算功能，其安全可靠性能直接關系到車站內行車作業(yè)的安全。在我國聯鎖軟件都是由各大信號廠商自主研發(fā)，沒有一個統(tǒng)一的設計標準，并且由于軟件的保密性，導致給聯鎖軟件的維修維護帶來很多不便。對此本文對關于繼電電路的計算機聯鎖控制邏輯進行了分析，希望能對相關人員提供些參考價值。

【關鍵詞】鐵路信號；計算機聯鎖；繼電電路；控制邏輯

引言

為保證行車安全，通過技術手段使車站內的信號機、道岔、進路之間按照一定的條件、一定的程序建立起相互聯系而又制約的關系，把這種關系稱為聯鎖，而聯鎖技術就是用來實現聯鎖的技術。聯鎖技術的實現主要是通過車站聯鎖系統(tǒng)。在我國車站聯鎖系統(tǒng)先后經歷了人工聯鎖、機械聯鎖、機電聯鎖、繼電集中聯鎖和計算機聯鎖等幾個發(fā)展階段。目前逐步向計算機聯鎖過渡。

一、繼電器概述

（一）繼電器介紹

在電氣集中聯鎖系統(tǒng)中，為實現車站內聯鎖邏輯控制功能，需要使用大量的繼電器，繼電器是一種輸入量達到某一給定值，或者加入某一輸入量時，其輸出量就產生預定躍變的自動器件，是由電磁系統(tǒng)和接點系統(tǒng)組成。磁路和線圈構成了電磁系統(tǒng)，是繼電器的感受機構，專門用來接受和體現輸入物理量的特性；繼電器的執(zhí)行機構是接點系統(tǒng)，可控制電路的接通與斷開，從而實現某種順序控制邏輯，為了安全起見，鐵路信號中的繼電器最多使用8組接點。

繼電器是一個二值的邏輯元件，其只有2種狀態(tài)：吸起、落下，對于電氣集中聯鎖來說，它的控制對象各有兩種狀態(tài)，如道岔有工作狀態(tài)和非工作狀態(tài)，所以這些控制對象的狀態(tài)都可以用繼電器來反映。

（二）繼電器組合

電氣集中車站需要布置大量繼電器，為了區(qū)分這些繼電器的功能，把控制同一設備的繼電器按照固定的電路結構關聯在一起，組成繼電器組合。本文以6502繼電器組合為例進行分析。6502繼電器組合的放置是根據站場平面布置圖上各個信號設備的位置關系設計。為了讓每個組合中包含的繼電器數量大概一致，規(guī)定每個組合中的繼電器數量最多不超過10 個，以便有效的利用空間。不同類型的信號設備，其定型組合也不一樣，電氣集中共有 12 種不同的定型組合，包括6種信號機組合，3種道岔組合，1種區(qū)段組合，1種方向組合，1種電源組合，如表1所示。

二、繼電電路與計算機聯鎖控制

（一）繼電器連鎖軟件運行過程

軟件運行后，首先對配置文件中的設備狀態(tài)數據、內部邏輯運算數據、站場型數據進行初始化。然后對通信模塊進行初始化，等待與上位機界面和繼電電路控制界面通信。當通信成功后，發(fā)送數據給上位機界面顯示當前各信號設備初始狀態(tài)，并接收來自上位機的命令和繼電電路控制界面反饋信息，將命令解析后進行聯鎖條件檢查，將檢查結果中的設備狀態(tài)信息反饋給上位機，邏輯運算數據信息發(fā)送給繼電電路界面，程序循環(huán)執(zhí)行。當檢測到有程序退出指令后，退出系統(tǒng)。

（二）繼電器組合聯鎖邏輯表示

在繼電器組合內，聯鎖條件的檢查都是根據繼電器接點的“吸起”或“落下”狀態(tài)來實現，而繼電器又是一個二值元件，因此，把在聯鎖條件檢查中用到的繼電器都用布爾型變量定義，這些繼電器有：采集驅動繼電器、邏輯運算繼電器，用布爾型變量的“1”、“0”值來對應繼電器的“吸起”、“落下”狀態(tài)。由邏輯運算符連接多個布爾型變量所組成的表達式稱為布爾表達式。在邏輯運算中主要包括“與”、“或”、“非”以及三種運算符所組成的復雜運算。

（三）控制邏輯實現方法

當聯鎖軟件運行后，首先要對各類數據初始化，包括站場型數據，設備狀態(tài)數據，邏輯運算數據等，正確讀取這些數據是程序正確進行聯鎖邏輯運算的關鍵。站場中各個設備關聯數據是根據舉例站場人工編制而成，并將其保存在文本文件中，將文本文件放置在聯鎖機軟件根目錄下。軟件運行后，根據文本文件中各元素的屬性編制順序對數據進行初始化，站場型數據編制順序如圖1所示。

當程序啟動文件打開后，按順序逐行讀取數據，并將每行數據中的序號、設備名稱、該設備對應繼電器名稱拆分開，然后根據設備名稱找到已經初始化好的對應該名稱的設備對象，將序號賦給該對象對應該繼電器名稱的成員變量。

聯鎖軟件的命令處理模塊主要是對上位機下發(fā)的操作命令進行處理，聯鎖軟件每隔 500ms 接收一次上位機發(fā)送的數據，這些數據分為有效數據和無效數據，在500ms周期到達后，若值班員未對上位機進行任何操作，則會發(fā)送一個無效數據命令，聯鎖軟件接收到無效數據命令后，直接進入聯鎖邏輯處理模塊進行未完成的操作命令。

命令處理模塊將聯鎖軟件接收的操作命令處理完成后，就會進入聯鎖邏輯運算模塊，對上位機的操作命令進行可行性檢查，若命令的聯鎖條件滿足，則改變設備狀態(tài)數據和邏輯運算數據。該模塊是根據繼電聯鎖網路線的聯鎖條件檢查原理并結合聯鎖邏輯電路設計。

聯鎖邏輯執(zhí)行就是對執(zhí)行組電路處理，包括道岔動作和網路線聯鎖檢查。在執(zhí)行周期內首先檢查進路數組中各條進路的道岔是否處于規(guī)定位置，若不在規(guī)定位置，則將道岔動作到規(guī)定位置。

三、網路線邏輯檢查設計

繼電電路中聯鎖檢查采用“路路通”方式實現，即對站場中所有信號設備對應的組合都進行網路線檢查，這在物理上是可以實現的，但在用程序實現時，如果將站場中所有可以作為網路線搜索始端的組合都遍歷一遍，會嚴重影響軟件運行效率。

網路線搜索功能實現對各條網路線搜索主要滿足四點：（1）確定網路線搜索頂點組合；（2）確定搜索頂點組合中對應網路線主模塊電路；（3）確定網路線搜索方向；（4）以每個驅動主模塊電路為起始點進行深度優(yōu)先搜索。

在繼電電路中網路線檢查都是由 KZ 電源端，開始，KF電源端結束。當從主模塊對網路線搜索時，因為主模塊中含有電源，而搜索的結束端從模塊電路中也含有電源，不能確定的是在網路線搜索完成之后是否是KZ、KF電源配對，因為可能由于軟件中某個繼電器接點狀態(tài)錯誤，導致搜索出現錯誤，故在搜索過程中，將搜索到的電源都保存在電源數組中，直至搜索結束，判斷搜索到的電源類型。

結束語

基于繼電電路的計算機聯鎖控制邏輯基本滿足6502繼電聯鎖網路線檢查原理，能夠完成列車進路的聯鎖邏輯運算，但在電路通用性設計和邏輯設計過程中仍發(fā)現許多不足需進一步改進，比如：（1）繼電器組合的通用性還不夠，如接口模塊處理方式對單動道岔對應組合并不適用，需要對單動道岔單獨處理；（2）聯鎖邏輯電路設計過程中，僅對站場中電路進行了設計，并未考慮站場與區(qū)間的聯系電路。

參考文獻：

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（作者單位：河北建設宣化熱電有限公司）