基于信号集中监测系统的联锁试验

袁飞军，王圣根，王亚飞

铁路信号系统联锁试验的完整性至关重要，关系到日后铁路的行车安全。信号联锁设备在工程项目开通前均需要进行联锁试验，确认信号电路联锁关系的正确性和完整性。但是在现场进行联锁试验时，往往会出现因联锁工程师业务水平有差异，又限于时间紧张而遗漏项目的情况。目前，还没有一套成熟的系统可以替代工程师进行完整有效的检测。

随着计算机联锁技术的发展，国内外相关人员在此领域进行了大量的研究［1-6］。近年来国铁集团颁布的规范性文件和接口协议，要求所有联锁车站每年应进行1次室外设备单项试验，并结合电务人员对联锁试验的关注要素［7］，对继电联锁车站每5年进行一次联锁进路试验和检查核对。为此，本文提出在信号集中监测系统上，开发联系试验功能，以有效分析进路办理过程，并将室外设备试验表格导入到软件分析功能中。试验过程可在信号集中监测系统上操作，发现信息不一致或没按安全规则错误办理进路时，会触发软件相关分析逻辑，并给出相应预报警提醒，可进一步提高联锁试验的方便性和效率。

1 联锁试验功能结构

铁路信号集中监测系统（CSM）是保证行车安全、加强信号设备结合部管理、监测信号设备状态、辅助故障处理、提高电务部门维护水平和维护效率的重要行车设备。在CSM系统基础上新增的信号联锁试验监督功能是使用C++语言开发的功能模块。在对既有CSM无任何影响的情况下，依托联锁接口、CTC接口、ZPW2000接口和列控接口，获得接口基础数据，通过站间通信，从邻站获取相关接口和监测自采集数据。此外，在新增的联锁试验功能模块中，还增加了联锁进路表信息的解析，可实现站内联锁、自闭区间联锁、站内区间结合部联锁、跨站联锁等内容的实时核对，并对核对结果进行预报警。同时在进路的统计报表中挖掘进路使用情况，给出维护建议，提高联锁试验的效率。联锁试验功能结构见图1。

图1中，报文分析主要是对包括本站与邻站的联锁报文、列控报文、ZPW2000报文等进行解析，解析后的结构化报文将展示在CSM界面上；进路检测主要是检测进路中始终端按钮信息，追踪车辆行进方向，获取进路开始时间、结束时间和进路走车过程相关状态等信息。

图1 联锁试验功能结构

2 内容分类

联锁试验功能结构中描述了接口信息、邻站信息、监测自采集信息等，根据这些数据源信息和联锁试验软件功能的设计，将联锁试验的内容分为站内联锁关系分析、自闭区间联锁关系分析、站内区间结合部联锁分析、跨站数据分析、结合多系统数据分析等，具体内容分类见表1。

表1 联锁试验内容分类

3 软件处理流程

软件处理流程［8-9］见图2，具体说明如下。

图2 软件处理流程

1）逻辑分析、联锁关系实时核对类Clogic启用接口或自采集数据信息的分析流程。

2）数据信息按设备类型单独建立实时访问线程类Cvisitor。

3）Cvisitor在CthreadManager的驱动下开始不间断地运行。

4）接口、自采集数据获取类CdataBuffer是外部数据缓冲区，包含相关接口和自采集的待分析数据。

5）Clogic根据获取的数据做逻辑核对运算，满足报警条件时，则给出核对结果，并放入核对结果存储类Calarm中；不满足报警条件，则认为是正常，无需报警。

6）Cadvise类可以根据核对分析出来的结果给出一定的建议。

3.1 报文分析软件处理

联锁试验功能程序运行后，程序内部开始对本站及邻站的联锁、列控、ZPW2000等报文进行解析，这个过程是通过CthreadManager驱动Cvisitor去到CdataBuffer获得数据源，然后送入到Clogic中解析。

3.2 进路检测软件处理

联锁试验功能程序运行后，程序内部的按钮检测模块对进路进行检测。如果侦测到进路按钮，则进入进路状态判断逻辑，同时按钮检测模块需要对进路状态进行追踪，获取进路开始时间、结束时间，以及进路走车过程等相关状态信息。

3.3 站内联锁关系判断软件处理

按钮检测模块对进路进行检测，如果侦测到进路按钮，则进入进路状态判断逻辑，包括判断信号机显示状态、道岔正反位、轨道区段的状态、敌对信号状态等4部分，如果其中某一个状态错误，则将错误信息存储到记录表。这个逻辑判断是在Clogic中完成，同时将分析的结果送入Calarm中存储。另外，在Clogic中还支持自闭区间联锁关系、跨站数据分析。

4 试验验证

由于联锁试验的内容项较多，本文仅以道岔位置核对、联锁进路一致性比对为例进行分析验证。

试验环境是车站信号机械室，在对既有信号设备采集无任何影响的情况下，换装嵌入联锁试验功能的CSM软件系统。CSM软件系统仍然可实现电务部门要求的既有信号设备采集功能，当需要在“天窗”点内进行联锁关系试验时，可以通过一键触发的方式，调用联锁试验功能软件来做试验。

4.1 前提条件

1）在试点车站新增一台工控机设备，用于运行信号集中监测系统软件和联锁试验功能软件。

2）所有设备的联锁关系都根据联锁表。站场图工具能生成初步的联锁表，包含站内和区间信息。信号集中监测系统的配置工具应能读取并编辑站场图工具生成的联锁表，对不准确的地方进行人工修改。信号集中监测站机软件能调出联锁表，并能从站机软件中以excel文档格式导出。联锁表中的信息包含：设计图纸中的站内联锁关系、区间线路关系、线路方向、邻站接口区段的信息（轨道、信号机）等。

4.2 道岔位置核对

1）按正常联锁关系，在站内排出一条联锁进路：按压始终端按钮→进路锁闭、信号开放→列车通过→进路按联锁规则依次解锁。该过程符合联锁表，且直到进路解锁，或列车进入股道停车期间没有敌对进路建立，联锁关系正确，统计为1次正常。

2）在室外调整配线，先使进路中某组道岔的室内和室外表示位置不一致，再按正常联锁关系在站内排一条联锁进路，联锁试验软件功能逻辑应立即发出报警“所排的这条进路异常”，并提示进路上某组道岔室内和室外的表示位置不一致。统计为1次联锁关系异常。

4.3 联锁进路一致性比对

1）按上述方式在站内排出一条联锁进路，核对后发现联锁与CTC、监测自采集继电器的开关量状态一致，包含站内的轨道、道岔、信号机。联锁进路一致性正常，统计为1次正常。

2）在室外调整监测系统自采集配线，使自采集继电器的开关量状态与联锁不一致，此时再按正常联锁关系在站内排一条联锁进路，则联锁试验功能逻辑会立即发出报警“所排的这条进路一致性异常”，并提示相关信号设备的监测自采集继电器的开关量状态与联锁、CTC的对应状态不一致。统计为1次联锁进路一致性异常。

验证结果说明：基于信号集中监测系统的联锁试验方法具有可行性，在道岔位置状态错误和联锁进路一致性异常时，能够及时给出报警，便于提前发现隐患。鉴于相关接口子系统发送信息给联锁试验功能模块的时间可能存在差异，因此，在联锁试验功能模块中要做好时间校正，当前软件设计的容忍误差为3 s，后续在推广应用中会根据工程项目实情做出适当调整。

5 结语

在信号集中监测系统上增加联锁试验功能，结合相关数据源，实现联锁关系核对，并对正常项和异常项进行统计分析。借助这种辅助手段，能大幅度降低人为干扰因素，提高联锁关系试验的效率。

目前该功能已部署在南宁铁路局南宁站和南宁东站，达到了联锁关系试验的效果，可在构建铁路信息化建设方面发挥作用。