计算机联锁系统进路搜索软件的设计与实现
发布时间：2014-09-16 16:16
【摘要】 本文通过研究计算机联锁软件的功能和性能,根据一个具体的站场咽喉布置图,应用VB6.0可编程软件,设计了一个站场界面,并将站场中各个模块的信息存于跟其有关系的模块当中,编写了一套能够实现联锁关系的进路搜索软件。
【关键词】 铁路信号； 计算机联锁； 进路搜索；
1 计算机联锁进路搜索软件设计的意义
进路搜索是计算机微机联锁的核心部分。在计算机控制的联锁系统中，道岔、进路和信号三者之间相互制约、相互依存的关系称为联锁关系。联锁进路反映了办理进路时涉及到的对象，即车站进路、信号、道岔和轨道间的联锁关系，是电路设计、设备开通前进行联锁实验、联锁检查的主要依据。如何更高效地完成进路的搜索过程也是研究的重点之一。根据对实际的站场结构平面图的分析，发现这种站场结构非常类似于图的结构。根据图的特性，把图的数据结构应用到联锁系统中的进路搜索，就可以把站场设备有序地组织起来，可以使搜索过程变得简单明了。使用图的存储结构并运用图的路径搜索的算法，使进路搜素的过程完全可以看作是站场图中两点之间的路径问题。
2 进路搜索应完成的任务
1）根据进路操作命令只能选出一条符合操作要求的进路（基本进路、变通进路，或是由多条基本进路相衔接的复合进路）。
2）判明进路操作命令的合法性。操作命令是否合法本应在形成“进路操作命令”之前进行检查，其检查的方法是将实际操作与标准的操作相比较，一致时是合法操作，否则是非法操作。
3）判明已搜索出的进路是否有建立的可能性。即检查所选出的进路的敌对进路没有建立。若敌对进路已经建立，则所选的进路应无效，于是应形成“进路操作命令无效”的信息。
4）如果能够建立进路，则在与该进路有关的所有变量模块中设置一个占用标志，以防其他进路再有占用这些模块的可能。这实际上是锁闭了敌对进路。
5）指明与进路有关的道岔应在定位还是反位。
在进路搜索中，根据操作命令必须仅能选出一条符合操作意图的进路，即在仅指明进路的始端和终端时只能选出一条基本进路而不应选出绕弯的或平行的迂回进路。如果需要选出迂回进路，则操作人员必须增加附加操作，指明变更点。
3 进路搜索策略
进路搜索策略是由按“节点对本文由笔耕文化传播http://www.bigengculture.com/收集整理”分段依次搜索、直股优先搜索、弯股优先搜索和沿同类型渡线搜索4个策略所组成。
1）按“节点对”分段依次搜索
根据进路操作命令，确定相邻的指定节点对，按“节点对”分段依次搜索。进路操作命令应能指明站场形数据结构中与进路的始端、终端以及变更点相对应的节点，每两个相邻的指定节点构成一个“节点对”。
2）为避免八字迂回进路的直股优先搜索策略
在进路搜索过程中，当遇到每个对向道岔（以搜索方向为准）节点时，先沿着直股进行搜索下去，当搜索不到目标节点（节点对中的第二个节点）时，再返回到该道岔节点再沿弯股搜索。这样就避免了搜索出绕弯的迂回进路（常称做八字迂回进路）的可能。以后称这种搜索为直股优先搜索策略。
3）为避免平行迂回进路的弯股优先搜索策略
当节点对之间存在平行的进路时，必须事先确定其中哪一条是基本进路段，在引向基本进路段的对向道岔节点上，设置导向标志。在搜索过程中每遇到对向道岔节点时，首先检查其中是否具有导向标志，若没有，则按直股优先搜索的策略搜索。若有，则按弯股优先搜索的策略搜索，即每遇到含有导向标志的道岔节点时先沿弯股搜索，搜索不到目标节点时再返回来沿直股搜索。采用弯股优先搜索策略可以避免选出平行的迂回进路。
4）为避免绕弯迂回进路的沿同类型渡线搜索策略
将渡线按其铺设方式分为两类：一类的铺设方式类似于正斜线（/），称为撇形渡线，以符号“/”表示。另一类的铺设方式类似于反斜线（＼），称为捺形渡线，以符号“＼”表示。在节点对之间的搜索过程中，只允许沿着问类渡线进行搜索。这样就不致搜出绕弯的迂回进路来了。
4 术语及符号定义
1）对向道岔：沿搜索方向使一个轨道分为两个轨道的道岔。
2）渡线：指连接两个平行轨道之间的轨道。
3）起始节点N0：按发车方向进行搜索的指定起始节点。
4）中间节点N1：与变更按钮相对应的指定节点。
5）目标节点Ng：按发车方向进行搜索时所要找到的最终指定节点。
6）后继节点Ns：在站场图的数据结构中非道岔节点的后继节点。
7）后继直节点Nz：在站场图的数据结构中道岔节点直股方向的后继节点。
8）后继弯节点Nw：在站场图的数据结构中道岔节点弯股方向的后继节点。
9）死节点Nd：在站场图的数据结构中没有后继节点的节点。
10）渡线类型CrossingLine：用于存放渡线的类型，其值有撇型“/”和捺型“＼”。
11）弯股优先标志SidingPriority：在搜索中遇到道岔时是否需要沿道岔弯股优先搜索。
12）堆栈Si：用来存放起始、中间、目标节点。
13）堆栈Sc：用来存放搜索过程中需要考察的节点。
14）堆栈Sr：用来存放搜索过程中需要保存的路径上的节点。
5 算法流程图
1）在程序界面上布置各元件
首先按照站场平面布置图来放置各类元件，并确定其各个属性。然后是在界面的上半部分和下半部分布置一些界面上所需的按钮，这些按钮在这个设计中不起任何作用，只是为了让整个界面看起来完整而已。然后确定每个元件跟其他元件之间的关系。最终的界面图如图2所示。
2）主程序设计
首先建立模块，用于存放主程序函数。
6 结论
软件首先建立了各个元件，包括信号机、道岔、轨道电路等等。然后将进路的信息存放在这些元件上面。通过按压相应的按钮来完成进路搜索。按压按钮之后就从起始节点开始一步步的搜索，只到终端节点位置。其搜索方向是单方向的，对于本设计而言，是从左到右搜索，也就是沿着发车方向搜索的，这样可以有效避免对向道岔，提高搜索效率。搜索的进路主要有列车进路、调车进路和变通进路等。
参考资料：
本文编号：9013
【关键词】 铁路信号； 计算机联锁； 进路搜索；
1 计算机联锁进路搜索软件设计的意义
进路搜索是计算机微机联锁的核心部分。在计算机控制的联锁系统中，道岔、进路和信号三者之间相互制约、相互依存的关系称为联锁关系。联锁进路反映了办理进路时涉及到的对象，即车站进路、信号、道岔和轨道间的联锁关系，是电路设计、设备开通前进行联锁实验、联锁检查的主要依据。如何更高效地完成进路的搜索过程也是研究的重点之一。根据对实际的站场结构平面图的分析，发现这种站场结构非常类似于图的结构。根据图的特性，把图的数据结构应用到联锁系统中的进路搜索，就可以把站场设备有序地组织起来，可以使搜索过程变得简单明了。使用图的存储结构并运用图的路径搜索的算法，使进路搜素的过程完全可以看作是站场图中两点之间的路径问题。
2 进路搜索应完成的任务
1）根据进路操作命令只能选出一条符合操作要求的进路（基本进路、变通进路，或是由多条基本进路相衔接的复合进路）。
2）判明进路操作命令的合法性。操作命令是否合法本应在形成“进路操作命令”之前进行检查，其检查的方法是将实际操作与标准的操作相比较，一致时是合法操作，否则是非法操作。
3）判明已搜索出的进路是否有建立的可能性。即检查所选出的进路的敌对进路没有建立。若敌对进路已经建立，则所选的进路应无效，于是应形成“进路操作命令无效”的信息。
4）如果能够建立进路，则在与该进路有关的所有变量模块中设置一个占用标志，以防其他进路再有占用这些模块的可能。这实际上是锁闭了敌对进路。
5）指明与进路有关的道岔应在定位还是反位。
在进路搜索中，根据操作命令必须仅能选出一条符合操作意图的进路，即在仅指明进路的始端和终端时只能选出一条基本进路而不应选出绕弯的或平行的迂回进路。如果需要选出迂回进路，则操作人员必须增加附加操作，指明变更点。
3 进路搜索策略
进路搜索策略是由按“节点对本文由笔耕文化传播http://www.bigengculture.com/收集整理”分段依次搜索、直股优先搜索、弯股优先搜索和沿同类型渡线搜索4个策略所组成。
1）按“节点对”分段依次搜索
根据进路操作命令，确定相邻的指定节点对，按“节点对”分段依次搜索。进路操作命令应能指明站场形数据结构中与进路的始端、终端以及变更点相对应的节点，每两个相邻的指定节点构成一个“节点对”。
2）为避免八字迂回进路的直股优先搜索策略
在进路搜索过程中，当遇到每个对向道岔（以搜索方向为准）节点时，先沿着直股进行搜索下去，当搜索不到目标节点（节点对中的第二个节点）时，再返回到该道岔节点再沿弯股搜索。这样就避免了搜索出绕弯的迂回进路（常称做八字迂回进路）的可能。以后称这种搜索为直股优先搜索策略。
3）为避免平行迂回进路的弯股优先搜索策略
当节点对之间存在平行的进路时，必须事先确定其中哪一条是基本进路段，在引向基本进路段的对向道岔节点上，设置导向标志。在搜索过程中每遇到对向道岔节点时，首先检查其中是否具有导向标志，若没有，则按直股优先搜索的策略搜索。若有，则按弯股优先搜索的策略搜索，即每遇到含有导向标志的道岔节点时先沿弯股搜索，搜索不到目标节点时再返回来沿直股搜索。采用弯股优先搜索策略可以避免选出平行的迂回进路。
4）为避免绕弯迂回进路的沿同类型渡线搜索策略
将渡线按其铺设方式分为两类：一类的铺设方式类似于正斜线（/），称为撇形渡线，以符号“/”表示。另一类的铺设方式类似于反斜线（＼），称为捺形渡线，以符号“＼”表示。在节点对之间的搜索过程中，只允许沿着问类渡线进行搜索。这样就不致搜出绕弯的迂回进路来了。
4 术语及符号定义
1）对向道岔：沿搜索方向使一个轨道分为两个轨道的道岔。
2）渡线：指连接两个平行轨道之间的轨道。
3）起始节点N0：按发车方向进行搜索的指定起始节点。
4）中间节点N1：与变更按钮相对应的指定节点。
5）目标节点Ng：按发车方向进行搜索时所要找到的最终指定节点。
6）后继节点Ns：在站场图的数据结构中非道岔节点的后继节点。
7）后继直节点Nz：在站场图的数据结构中道岔节点直股方向的后继节点。
8）后继弯节点Nw：在站场图的数据结构中道岔节点弯股方向的后继节点。
9）死节点Nd：在站场图的数据结构中没有后继节点的节点。
10）渡线类型CrossingLine：用于存放渡线的类型，其值有撇型“/”和捺型“＼”。
11）弯股优先标志SidingPriority：在搜索中遇到道岔时是否需要沿道岔弯股优先搜索。
12）堆栈Si：用来存放起始、中间、目标节点。
13）堆栈Sc：用来存放搜索过程中需要考察的节点。
14）堆栈Sr：用来存放搜索过程中需要保存的路径上的节点。
5 算法流程图
1）在程序界面上布置各元件
首先按照站场平面布置图来放置各类元件，并确定其各个属性。然后是在界面的上半部分和下半部分布置一些界面上所需的按钮，这些按钮在这个设计中不起任何作用，只是为了让整个界面看起来完整而已。然后确定每个元件跟其他元件之间的关系。最终的界面图如图2所示。
2）主程序设计
首先建立模块，用于存放主程序函数。
6 结论
软件首先建立了各个元件，包括信号机、道岔、轨道电路等等。然后将进路的信息存放在这些元件上面。通过按压相应的按钮来完成进路搜索。按压按钮之后就从起始节点开始一步步的搜索，只到终端节点位置。其搜索方向是单方向的，对于本设计而言，是从左到右搜索，也就是沿着发车方向搜索的，这样可以有效避免对向道岔，提高搜索效率。搜索的进路主要有列车进路、调车进路和变通进路等。
参考资料：
- [1] 祝庚. 联锁进路生成的k步扩散搜索算法实现[J]. 微计算机信息. 2008(21)
- [2] 文武臣,王晓明. 计算机联锁的数据结构及进路搜索算法[J]. 重庆工学院学报(自然科学版). 2008(06)
- [3] 朱明,王晓明. 一种铁路微机联锁进路搜索的实现方法[J]. 铁路计算机应用. 2007(11)
- [4] 高利民,李文慧,孙慧. 双向广度搜索算法在联锁进路自动生成中的应用[J]. 铁路计算机应用. 2007(05)
- [5] 陈志颖,董昱,杨柳,李亮. 计算机联锁进路搜索算法的分析与研究[J]. 铁道通信信号. 2007(04)
- [6] 彭建伟,殷人昆. 基于邻接表结构的进路搜索算法研究[J]. 计算机工程与设计. 2006(18)
- [7] 占自才,徐雪松. 进路搜索的数据结构与算法及其仿真[J]. 铁道运输与经济. 2005(09)
本文编号：9013
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/sousuoyinqinglunwen/9013.html
