單線雙方向自動閉塞軟件的分析與研究

馬滿玉 杜建樹

摘? 要：介紹了單線雙方向自動閉塞輔助設計軟件在設計中的應用，對系統基本結構、系統功能和實現技術進行了闡述。編數據時僅編一條線的數據，自動生成區間平面圖和區間電纜徑路圖及配線。圖框采用閉合多段線，采用最小包圍框計算端子組合號，通過連接的直線搜索連接關系，讀電路生成配線。詳細論述了這種算法，并給出了完整的描述。

關鍵詞：自動閉塞;單線雙方向;連接關系;讀電路

中圖分類號：TP39? ? ? ? ? 文獻標識碼：A文章編號：2096-4706（2022）01-0151-03

Abstract： This paper introduces the application of single track bidirectional automatic block auxiliary design software in the design， and expounds the basic structure， function and implementation technology of the system. When compiling data， only the data of one line is compiled， and the section plan， section cable route map and wiring are automatically generated. The figure frame uses closed polysegment lines. Terminal combination numbers are calculated by using the minimum enclosure box. It searches for the connected relation by straight line of the connection， and reads circuit to generate wiring. This algorithm is discussed in detail， and a complete description is given.

Keywords： automatic block; single track bidirectional; connected relation; reading circuit

0? 引? 言

區間信號控制自動控制是鐵路區間信號、閉塞及區段自動控制、遠程控制技術的總稱。根據區間線路的數目，分為單線區間、雙線區間及多線區間。國內的自動閉塞主要是雙線雙方向，單線雙方向很少。很多設計院都有成熟的雙線雙方向自閉軟件，遇到單線雙方向時都是靠虛擬雙線雙方向，再手工修改，費時費力，準確性還不高。因此需研發出一種只編一條線路的單線雙方向自閉軟件，具有軟件配線全、通用性強、易用性好、準確性高的自動閉塞輔助設計軟件。本文將討論在autocad環境下，通過編制單線自閉數據，實現單線區間平面圖、區間電纜徑路及配線的軟件系統。

1? 系統結構

提供界面設置單線雙方向自閉的參數，編制單線區間數據、橋、涵、隧道數據，生成區間平面圖、電纜徑路及配戲。軟件生成組合排列表，提供界面供人工修改，生成區間電路圖和自閉結合電路圖后，根據聯鎖圖紙進行編碼條件，和聯鎖電碼化解和的修改。讀電路并完成錯誤檢查后生成對應的配線文件，最后匯總配線文件后進行配線和電源環線。如圖1所示。

1.1? 數據準備

通過菜單、工具條、對話框等方式，完成區間參數設置，根據站場提供的行車數據、按照指定的數據格式，編制內容主要進站信號機、出站信號機、站中心、車站中心等的里程，長短鏈、橋梁、隧道。

1.2? 區間平面圖生成和調整

軟件根據設置的區間參數、里程順序、信號機名稱位數、電路制式、附加長度自動生成單線區間平面圖，設計人員根據需要可手工調整。

1.3? 區間電纜徑路生成

根據人工錄入的區間站場數據、自動生成車站中心里程，出站信號機、進站信號機、標志牌、電容頻率及長度數量。電纜長度、型號、接收、發送、備用芯線。

1.4? 區間電纜徑路配線生成

軟件生成和電纜徑路對應區間電纜配線，內容主要有發送、接收名稱、方向盒編號、電纜型號、長度及芯線、方向盒中的占用端子及過路端子。

2? 系統功能

人工編制接進站信號機、出站信號機、站中心、車站中心等的里程，長短鏈、橋梁、隧道。自動生成區間平面圖、區間電纜徑路圖及配線。

2.1? 工程數量統計

區間電纜徑路生成后，自動生成區間電纜的長度和芯線，進樓的電纜因為每個站的中心和附加長度不一樣，軟件計算出來的長度可能需要修改，人工修改電纜的長度和芯線后，通過讀圖生成工程數據統計表。

2.2? 圖紙的生成

生成區間平面圖、電纜徑路及配線、組合柜、網絡接口柜、移頻柜布置圖、區間自閉電路、自閉結合電路圖。

2.3? 修改電路工具

提供各種朝向、勵磁、落下的繼電器模塊，圖塊打散功能，供人工修改編碼電路使用，設計人員可用復制粘貼模塊，修改端子、組合號完成自閉結合電路的修改。

2.4? 讀電路生配線

將電路分成二類，一類完全由軟件生成，人工無須修改電路，配線自動生成;一類軟件生成后需要人工修改，如自閉結合電路、站間聯系電路等。采用讀電路生成配線，每張電路都要進行錯誤檢查，能給出組合號重復、連接關系找不到、端子找不到組合號等錯誤提示。每張電路都生成一個配線文件，匯總配線文件生成配線圖。

3? 實現的關鍵技術

軟件生成各種工程設計圖是輔助設計軟件基本功能，本軟件和其他軟件的不同之處是通過讀電路生成配線圖，關鍵技術之一是通過軟件生成電路時要定義好圖塊的屬性，圖框的顏色形狀、端子、組合號的顏色和格式，實現讀電路生配線。關鍵技術之二是編一條線的數據生成區間平面圖和電纜徑路圖及配線。

3.1? 移頻柜、組合柜、網絡接口柜生成

根據用戶的參數設置、編制的數據文件文件，手工調整后的移頻柜、組合柜、網絡接口柜，通過插入圖塊和文字的方式生成。

3.2? 電路圖生成

為了實現讀電路出配線，生成電路時必須滿足端子能搜索到正確的組合號，搜索端子間的連接關系，電源要自動環線。下面以閉塞分區電路圖（9651G）為例進行說明。采用插入圖版，替換區段名稱和組合號的方式。好處是圖版發生修改時無須修改軟件，無須計算插入圖塊的坐標。運行速度快。外框顏色采用品紅，端子的接點統一采用接點圖塊。需要雙芯絞型阻燃塑料線的地方統一插入表示線型號的圖塊。端子采用單行普通文字，必須配線的不規則端子采用青色，無須配線的端子刷成不配線的顏色。端子搜索組合號，端子先找到最小包圍框，再在最小包圍框找到組合號。

對無組合框的端子，在生成電路時將組合號、端子、繼電器做成一個整體，在設計圖快時將組合號、端子分別設置夾點。通過選擇模塊后再選夾點，可以移動組合號和端子。由于端子和組合號是一個整體，不需要通過算法搜索端子的組合號，不會出錯。由于是采用制作模板圖后整張圖塊插入，不需要計算坐標，可選中夾點后移動位置。

采集驅動電路圖配線添加端子名稱處理如圖2所示，在制作圖板時需插入端子名稱圖塊，需要修改接口柜端子和名稱時，可直接修改。

端子通過搜索接點、直線、電源端子完成配線。連接關系的搜索：端子先找到距離最近的接點，接點通過和直線相交找到直線，再通過直線找到接點。如果找到多個接點，則通過比較距離找到連接最近的一個接點，再通過接點找到端子。

端子間的連接關系如圖3所示，如圖中的05-3和B-03-D屬于通過直線直接連接，一個點對一個點的連接。一個點對一個點存儲比較簡單，如圖中05-6和08-7、B-12-D屬于一個點對兩個點的連接，需要采用非線性數據結構的二叉樹，二叉樹在存儲時，采用多重鏈表結構，其節點由1個數據元素和分別指向其左右子樹的2個分支組成，表示二叉樹的鏈表至少有3個域：數據域和左，右指針域，采用遞歸的方法遍歷二叉樹，信號配線的特點，點對點的占大多數，比較后采用中序遍歷。

電路圖端子搜索組合號，為了能準確搜索到組合號，采用閉合的多段線。如圖端子05-3，通過包圍框搜索到的組合號可以是QZ2-4和QY2-3，采用計算包圍框的面積、比較和包圍框位置關系，搜索的結果是包圍框的面積對應的組合為QZ2-4，即最小包圍框法計算組合號。

國內的鐵路主要是雙線雙方向自動閉塞，設計院編制的軟件只能處理雙線雙方向自閉，原因是處理下行線的進站里程時需要用到上行線的數據，采用雙線雙方向的軟件生成單線雙方向只能虛擬另一條線。等生出來圖后刪除一條線的圖，再手改。本軟件主要針對的是國外鐵路的單線雙方向，將所有需要的數據全部編制在一條線的數據中。出來的全部是需要的圖紙，無須手工刪除。

3.3? 讀電路生配線

電路生成后，自閉電路的特點是中間的大部分電路無須修改，U點、自閉結合電路、站間聯系電路需要設計人員根據聯鎖圖紙修改和聯鎖的結合條件、進站組合號、和電碼化的結合電路。只要不改端子的顏色，可以手改端子、組合號。采用“錯誤檢查及讀電路配線”命令，電路圖中如果出現端子找不到組合，找到多個組合號，找不到連接關系時，會在電路圖中會插入錯誤提示模塊。當沒有錯誤后，在配線界面采用另存為，按照一張電路一個配線文件的方式存儲。運行“生成配線”命令先將配線文件匯總，再生成配線。

3.4? 配線成圖

軟件自動生成自閉電路圖后，設計者手工修改編碼電路、自閉結合電路、特殊電路，添加和聯鎖的接口條件。采用文件夾配線，會自動將每張電路生成一個對應的配線文件。讀取組合排列表，按照組合類型生成電源文件。點“生成配線圖”命令，先將配線文件夾內的所有文件合并成一個總配線文件，進行配線。

配線圖生成，按照組合柜、移頻柜、網絡接口柜等類型自動配線，讀取配線文件的電源文件和電路配線，進行組合間電源還線，組合內部電源還線。

4? 結? 論

通過對自動閉塞工程設計電路特點的分析，在制作模板時通過設計圖框的形狀、顏色，文字的顏色。滿足讀電路配線的要求，采用插入模板后替換區段名稱和組合號的方式生成電路。實現電路配線100%軟件完成，突破了以前的自閉結合部分、站間聯系電路、U點都需要部分手工配線的模式。大幅度提高了設計效率和圖紙的準確性、規范性。本軟件已經在幾條線的施工圖中正式使用，效果良好。

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作者簡介：馬滿玉（1976—）男，漢族，湖北武漢人，工程師，本科，研究方向：鐵路信號輔助設計軟件的開發。