車站電碼化計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件

李政偉

車站電碼化計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件

李政偉

鐵路信號(hào)中的車站電碼化設(shè)計(jì)比較靈活，人工設(shè)計(jì)復(fù)雜，并且容易出錯(cuò)、工作量大，因此提出了能夠兼容主流廠家電碼化設(shè)備和電碼化制式的車站電碼化計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的思路，該軟件是結(jié)合ZPW-2000系列車站電碼化技術(shù)條件和軟件需求對(duì)AutoCAD的二次開(kāi)發(fā)，介紹了軟件的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與流程，該軟件已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。

車站電碼化；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)；模塊化

1 問(wèn)題的提出

車站電碼化設(shè)計(jì)是當(dāng)今鐵路信號(hào)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，是保證鐵路運(yùn)輸安全的一項(xiàng)重要技術(shù)。隨著鐵路信息化不斷發(fā)展，ZPW-2000系列電碼化設(shè)備得到了廣泛應(yīng)用，在實(shí)際電碼化工程設(shè)計(jì)中有不同的廠家、不同電碼化設(shè)計(jì)制式，現(xiàn)在主流ZPW-2000系列電碼化設(shè)備有ZPW-2000A、ZPW-2000G、ZPW-2000R三種，電碼化制式有二線制、四線制兩種制式，電碼化設(shè)計(jì)中，不同廠家設(shè)備、不同制式的電碼化設(shè)計(jì)圖紙不同。

目前國(guó)內(nèi)各設(shè)計(jì)院已經(jīng)運(yùn)用AutoCAD繪圖環(huán)境開(kāi)發(fā)出了電碼化計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，但大多滿足一個(gè)廠家或一種制式的車站電碼化設(shè)計(jì)，軟件不夠全面，不兼容的設(shè)備型號(hào)或者制式需要手工在電腦上設(shè)計(jì)，因此研發(fā)一套兼容主流廠家設(shè)備型號(hào)和設(shè)計(jì)制式的電碼化計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件能大大提高電碼化工程設(shè)計(jì)效率和準(zhǔn)確性，同時(shí)集成度高，便于軟件升級(jí)與維護(hù)。

2 軟件需求分析

該軟件需具備以下功能：

（1）對(duì)AutoCAD能進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，通過(guò)簡(jiǎn)單的站場(chǎng)數(shù)據(jù)輸入和用戶界面輸入自動(dòng)生成.dwg格式車站電碼化所有相關(guān)圖紙。

（2）能兼容ZPW-2000A、ZPW-2000G、ZPW-2000R型電碼化設(shè)備與二線制、四線制電碼化制式，能提供下拉框輸入選擇功能。

（3）對(duì)輸入數(shù)據(jù)具有錯(cuò)誤診斷功能，軟件能提示數(shù)據(jù)錯(cuò)誤類型、位置、更改建議。

（4）所有電路、圖標(biāo)、線條等圖塊必須滿足鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

（5）中間數(shù)據(jù)可以人工調(diào)整，軟件在電碼化設(shè)計(jì)中靈活使用。

（6）出圖效率高，準(zhǔn)確度高。

（7）能自動(dòng)統(tǒng)計(jì)工程數(shù)量。

3 軟件設(shè)計(jì)

3.1 軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

綜合軟件需求，軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，便于升級(jí)、擴(kuò)展與維護(hù)。軟件主要由數(shù)據(jù)輸入、界面、功能模塊、函數(shù)模塊4個(gè)部分組成。數(shù)據(jù)輸入為.txt文本格式，主要輸入站場(chǎng)信息；軟件界面主要用于輸入軟件運(yùn)行信息；功能模塊分為6個(gè)模塊，功能模塊之間相互獨(dú)立；函數(shù)模塊是整個(gè)軟件用到的所有函數(shù)集合，其中包含6大功能模塊公用函數(shù)。軟件結(jié)構(gòu)總圖如圖1所示。

圖1 軟件結(jié)構(gòu)總圖

3.2 數(shù)據(jù)輸入格式定義

輸入數(shù)據(jù)主要體現(xiàn)站場(chǎng)電碼化區(qū)段信息，用data.txt文本格式進(jìn)行編輯，以SFM 發(fā)車進(jìn)路為例：在文件上添加一行SFM:9DG-G，7DG-S，1DG-S，IIAG-S即可。區(qū)段名稱按照發(fā)車進(jìn)路順序填寫，-G為送電段發(fā)碼，-S為受電端發(fā)碼。其他接發(fā)車與股道信息同理。編輯完data.txt把其作為輸入數(shù)據(jù)文件。

3.3 界面設(shè)計(jì)

界面用于輸入軟件運(yùn)行信息，主要包含車站名稱、圖號(hào)、電碼化設(shè)備型號(hào)、電碼化制式、生成的圖紙種類等。界面比命令式更友好，便于操作。電碼化設(shè)備型號(hào)與電碼化制式采用下拉框形式，用戶只需選擇所需的設(shè)備類型和制式，軟件按照用戶選擇自動(dòng)調(diào)用功能模塊。

3.4 功能模塊設(shè)計(jì)

通過(guò)用戶選擇和數(shù)據(jù)輸入，軟件能自動(dòng)選擇指定功能模塊進(jìn)行圖紙的自動(dòng)設(shè)計(jì)，例如輸入信息后，軟件運(yùn)行ZPW-2000A型四線制電碼化功能模塊。這6大功能模塊需要分別設(shè)計(jì)，每個(gè)模塊設(shè)計(jì)流程和功能類似，只是具體的排列組合算法、內(nèi)部配線，防雷設(shè)備類型有所不同?，F(xiàn)以功能模塊1舉例說(shuō)明，其有6個(gè)子模塊，軟件流程如圖2所示。

圖2 功能模塊1軟件流程圖

3.4.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)子模塊

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)子模塊是把用戶輸入數(shù)據(jù)和條件生成各種ZYJ.txt等中間數(shù)據(jù)，為給第2個(gè)子模塊組合架提供數(shù)據(jù)輸入，數(shù)據(jù)格式為文本.txt格式。具備數(shù)據(jù)自診斷功能，提示未按格式編寫的數(shù)據(jù)信息及位置，根據(jù)錯(cuò)誤類型軟件給出更改建議。

中間數(shù)據(jù)有組合架、移頻架、分線盤、軌道傳遞繼電器位置信息、軌道復(fù)示繼電器、股道、防雷匹配單元、電阻組合、室外防雷、隔離盒等。例如用于生成移頻架圖紙的中間數(shù)據(jù)：

XJM，ZY1-1

SJM，ZY1-2

XFM/SFJM，ZY1-3

SFM/XFJM，ZY1-4

X3，ZY1-5

S3，ZY1-6

+1FS，ZY1-9

其中，XJM為發(fā)送器名稱，ZY1-1為移頻架位置，其他同理。該數(shù)據(jù)文件可以中間更改，如果設(shè)計(jì)者想把XJM發(fā)送器放在ZY1-7位置上，則直接調(diào)整該數(shù)據(jù)后再次運(yùn)行軟件即可。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模塊生成的中間數(shù)據(jù)是圖紙的生成基礎(chǔ)。

3.4.2 組合架子模塊

組合架模塊根據(jù)中間數(shù)據(jù)自動(dòng)生成移頻架、組合架圖紙。移頻架共兩層，主要用于放發(fā)送器，按照上下行分開(kāi)原則，各占一層，按照數(shù)據(jù)輸入順序從左往右排列發(fā)送器，N+1發(fā)送器排列第一層的最后，采集處理器找空放置，占用一個(gè)發(fā)送器位置。組合架主要放置電碼化組合，主要有編碼組合、FBJ組合、軌道繼電器復(fù)示組合、防雷匹配單元組合、股道組合、電阻組合等，二線制電碼化還有室外防雷組合，隔離組合等。組合架共10層，每層10個(gè)繼電器位置，先從第一架第10層往下排列，以此類推。

3.4.3 電路圖子模塊

電路圖模塊根據(jù)中間數(shù)據(jù)自動(dòng)生成接發(fā)車電碼化電路圖、股道電碼化電路圖、N+1電路、設(shè)備報(bào)警電路等，模塊里針對(duì)每種電路圖對(duì)應(yīng)一個(gè)函數(shù)，當(dāng)啟動(dòng)軟件運(yùn)行到電路圖時(shí)，模塊依次調(diào)用XJM函數(shù)、SJM函數(shù)等，例如XJM函數(shù)運(yùn)行，先讀取區(qū)段信息，再讀取所有與組合架、移頻架有關(guān)的文本信息，然后根據(jù)這些信息調(diào)用相應(yīng)圖塊進(jìn)行電路自動(dòng)設(shè)計(jì)，同時(shí)生成側(cè)面配線cmpx.txt文本文件，數(shù)據(jù)格式舉例如下：

ZY1-102-3_M1-904-15

ZY1-102-4_M1-904-16

上述格式含義是ZY1-102-3端子與M1-904-15端子配線連接，這個(gè)中間數(shù)據(jù)是生成側(cè)面配線圖紙的必要條件。

3.4.4 配線子模塊

配線模塊主要用于生成移頻架、組合架側(cè)面配線。電碼化組合類型有十幾種，不同廠家設(shè)備側(cè)面配線端子板會(huì)有很大不同，配線模塊利用cmpx.txt文本文件和組合架、移頻架中間數(shù)據(jù)信息，調(diào)用組合側(cè)面版圖，其中移頻架側(cè)面一般是3×18柱端子板，組合架每層一般是2塊3×18柱端子板，每個(gè)站情況不一，按照架子數(shù)量多次調(diào)用版圖進(jìn)行配線端子添加，每塊板需要注明組合類型與名稱，同時(shí)相同種類電源注意環(huán)接。

3.4.5 分線柜子模塊

分線柜模塊主要用于生成防雷分線柜的配線圖，防雷分線柜一般是每臺(tái)可用9層，每層13塊端子板，配線原理同配線模塊，只是端子數(shù)量不同。3.4.6 內(nèi)部及零散子模塊

內(nèi)部及零散模塊主要用于生成組合內(nèi)部圖紙和其他零散圖紙，如與站內(nèi)結(jié)合圖紙。

3.4.7 統(tǒng)計(jì)工程數(shù)量

該模塊通過(guò)仿真中間數(shù)據(jù)，自動(dòng)計(jì)算出本次計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的移頻架、組合架、電碼化發(fā)送器、檢測(cè)器、各種型號(hào)繼電器、防雷匹配單元、電阻組合、隔離盒、防雷單元等主要設(shè)備材料數(shù)量。

3.5 函數(shù)模塊

函數(shù)模塊主要是為減少6大功能模塊的代碼量而設(shè)計(jì)，該模塊內(nèi)均為功能模塊公用函數(shù)，包含字符串處理、畫線、添加文字、調(diào)用塊、讀取.txt文件等函數(shù)，在功能模塊里通過(guò)指定參數(shù)直接調(diào)用即可。

4 軟件測(cè)試

軟件測(cè)試分3個(gè)階段，第1個(gè)階段是在每個(gè)功能模塊開(kāi)發(fā)完后進(jìn)行測(cè)試，因?yàn)槟K之間的相對(duì)獨(dú)立性，對(duì)功能模塊修改后的測(cè)試對(duì)其他模塊無(wú)影響，但是修改函數(shù)模塊后需要把每個(gè)功能模塊均測(cè)試一遍。第2階段是所有模塊開(kāi)發(fā)完畢后，6大功能模塊均要測(cè)試，并且由不同數(shù)據(jù)輸入進(jìn)行測(cè)試。第3階段是整體測(cè)試，從界面及數(shù)據(jù)輸入一直到生成的圖紙進(jìn)行人工校對(duì)，校對(duì)均無(wú)誤后軟件可用于工程設(shè)計(jì)中。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)軟件需求的充分分析，編制了比較嚴(yán)密的軟件設(shè)計(jì)流程，并經(jīng)過(guò)全面測(cè)試修改，該軟件已在中鐵通信信號(hào)勘測(cè)設(shè)計(jì)（北京）有限公司及其他設(shè)計(jì)單位應(yīng)用，共有90多個(gè)車站電碼化設(shè)計(jì)采用該軟件并已經(jīng)順利開(kāi)通，軟件出圖覆蓋范圍廣、準(zhǔn)確率高、效率高，并且極大地節(jié)省了人工成本，得到各方好評(píng)。

[1] TB/T 2465-2010.鐵路車站電碼化技術(shù)條件[S].北京：中國(guó)鐵道出版社.

The design of station coding in railway signal design is flexible，and complexity of manual design，frequent errors and heavy workload. So we put forward the thinking of computer aided design software which is compatible with the mainstream manufacturer’s properties and the coded patterns. the software which combined with ZPW - 2000 series of technical specification on coding for railway station and requirements is the secondary development of AutoCAD，the paper introduces the design of the software structure and process . At present，the software has been widely used.

coding for railway station; computer aided design; modular program

U283

B

1007-936X(2014)04-0042-04

2014-05-07

李政偉.中鐵通信信號(hào)勘測(cè)設(shè)計(jì)（北京）有限公司，工程師，電話：13810716771。