電子自動閉塞程序監察維護
時間:2022-05-23 05:53:00
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目前我國CTCS2/CTCS3級的區間控制系統采用列控中心(TCC)來保障列車在區間的安全運行,時速160km以下的區間自動閉塞系統,即CTCS0/CTCS1級自動閉塞系統仍采用傳統的繼電器組合電路實現自動閉塞的邏輯關系,電路體積大,維護和排除故障困難,影響自動閉塞區段的通過能力。隨著計算機技術、信息技術和電子技術的發展,使電子自動閉塞系統的實現成為可能。信號集中監測系統是保證行車安全、強化信號設備結合部管理、監測信號設備狀態、發現信號設備隱患、分析信號設備故障原因、輔助故障處理、指導現場維修、反映設備運用質量、提高電務部門維護水平和維護效率的重要行車設備[1]。信號集中監測系統主要對信號設備的開關量及模擬量進行動態實時監測,目前尚無針對區間電子自動閉塞系統的監測維護終端,系統運行情況得不到實時監測,不利于系統故障報警分析。監測維護終端是電子自動閉塞系統的重要組成部分,對監測維護終端的研究具有重要意義。
1技術要求
電子自動閉塞系統實現采用集中式控制模式,系統單獨設置區間控制機柜,由區間控制系統主機和區間電子執行單元組成。電子自動閉塞系統監測維護終端的技術要求主要有以下幾點:
(1)實時顯示并記錄系統運行情況。(2)對所記錄的信息進行邏輯分析。(3)對所記錄的信息提供查詢、打印、回放。(4)對異常情況進行報警,根據系統故障性質產生一級報警、二級報警、三級報警和預警。(5)具有操作方便易于維護的人機交互界面。(6)監測維護終端應當獨立于電子自動閉塞系統,終端的故障不能影響系統正常運行。監測維護終端的監測內容如下[1]:(1)區間控制系統主機的工作狀態,區間控制系統主機與聯鎖、鄰站的通信接口狀態。(2)聯鎖接發車進路信息、線路方向信息、信號降級信息。(3)鄰站的邊界信息、改方信息。(4)區間區段信息:空閑、占用碼位。(5)區間信號點燈狀態:滅燈、紅燈、綠燈、黃燈、綠黃。(6)軌道電路編碼信息。(7)區間控制系統主機維護報警信息。(8)臨時限速信息。
2監測維護終端總體設計
2.1設計原則
監測維護終端依據電子自動閉塞系統實現方案及《鐵路信號集中監測系統技術條件》進行設計,能夠實時記錄監測數據,并及時報警,具有操作方便的可視化人機界面。軟件的設計遵循實時性、可測試性、可擴充性及可靠性等原則。
2.2設計思想
(1)分析原有繼電自動閉塞系統的工作電路,包括閉塞分區電路及移頻總報警電路等[2]、分析監測信息與報警條件。
(2)實現區間線路圖的實時顯示。監測維護終端能夠實時顯示區間線路圖,實時監測系統故障并報警。
(3)實現對電子自動閉塞系統歷史運行情況的查詢、再現。
2.3系統結構
按照上述設計原則與設計思想,考慮監測維護終端的特點,通過以太網接口實現對區間控制系統的監測和維護,監測維護終端結構圖如圖1。2.4工作原理監測維護終端實時接收區間控制系統主機發送的監測信息,并通過人機界面顯示,當監測信息異常時進行報警。以區間區段占用信息的監測為例,每個閉塞分區的軌道電路由主軌道電路和小軌道電路兩部分組成,主軌道信號和小軌道信號分別經過本軌道電路接收器和相鄰軌道電路接收器處理后,將結果送給本軌道電路接收器,兩者均空閑,使得GJ(軌道繼電器)吸起即軌道電路空閑,兩者之一占用,則GJ落下即軌道電路占用[2]。監測維護終端通過和區間控制系統主機通信直接獲取GJ的狀態,分析處理后在區間線路圖上實時顯示區間區段的占用信息,在系統中分別抽象出GJ的吸起、落下兩種狀態,用軟件實現其原有的邏輯關系。如果監測維護終端接收到的信息不同于這兩種狀態,則顯示軌道電路占用,并且產生報警信息。
3軟件設計
監測維護終端的軟件部分是運行在WindowsXP環境下的應用程序。本文以VisualC++6.0為開發平臺,實現監測維護終端的設計。軟件設計采用自頂向下的設計思想,將系統分為通信接口、記錄存儲、數據查詢和數據顯示4個功能模塊,采用模塊化的設計思想實現監測維護終端功能。系統軟件結構圖如圖2。系統軟件設計突出了模塊化設計思想。軟件的模塊化設計使得系統功能實現方便,系統層次清晰。以下是系統軟件各模塊簡要介紹。
3.1通信接口模塊
通信接口模塊負責實現與外部系統的接口功能,建立通信,并且實現對數據的接收、發送和處理功能。監測維護終端通過一路100Base-T以太網接口與區間控制系統主機連接。實時接收由區間控制系統主機傳輸的狀態信息和報警信息。通信通道采用點對點連接方式。監測維護系統和區間控制系統主機的通信接口為標準RJ45類型。以太網是一種使用廣泛的局域網技術。隨著以太網技術發展,網絡傳輸速率已達到100Mbps,提高了傳輸效率。通信設計選用基于TCP/IP協議的套接字SOCKET實現服務器端(區間控制系統主機)和客戶端(監測維護終端)的數據通信。
3.2記錄存儲模塊
記錄存儲模塊負責對收到的數據進行實時記錄并存儲。本文采用數據文件的形式保存數據。在VC開發環境中,通常先把監測的數據暫存于數組,再由數組寫入文件。但是如果監測周期短,頻繁寫文件會影響系統的實時性,容易出現錯誤。所以本文采用數組類CArray,利用其成員函數動態的改變數組大小,可以避免頻繁寫文件。
3.3數據查詢模塊
數據查詢模塊負責響應用戶對監測數據的查詢,向數據記錄存儲模塊進行查詢請求。記錄存儲模塊向查詢模塊發送歷史數據,完成查詢功能。數據查詢可以根據用戶的操作,查詢系統網絡通信狀態、報警信息、電子自動閉塞系統運行日志、主備機切換記錄等信息。
3.4數據顯示模塊
數據顯示模塊負責實現監測內容的實時顯示和歷史回放。區間區段的占用信息、區間信號點燈信息等通過區間線路圖實時顯示。系統的運行情況、異常報警等也通過人機界面直觀地顯示。數據報表可由打印機打印輸出。
4結束語
本文根據電子自動閉塞系統原理,對其監測維護終端進行了研究。以電子自動閉塞系統監測維護終端的技術條件為基礎,分析其工作原理,采用模塊化設計實現系統功能,為電子自動閉塞系統的監測提供了有力支持。隨著我國鐵路信息化的快速發展,區間控制系統的電子化成為趨勢,對其監測維護終端的設計與實現滿足了安全、可靠、實時監測與報警等要求,適應了我國鐵路發展的需要。
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