单线双方向自动闭塞软件的分析与研究

马满玉 杜建树

摘  要：介绍了单线双方向自动闭塞辅助设计软件在设计中的应用，对系统基本结构、系统功能和实现技术进行了阐述。编数据时仅编一条线的数据，自动生成区间平面图和区间电缆径路图及配线。图框采用闭合多段线，采用最小包围框计算端子组合号，通过连接的直线搜索连接关系，读电路生成配线。详细论述了这种算法，并给出了完整的描述。

关键词：自动闭塞;单线双方向;连接关系;读电路

中图分类号：TP39          文献标识码：A文章编号：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

區间信号控制自动控制是铁路区间信号、闭塞及区段自动控制、远程控制技术的总称。根据区间线路的数目，分为单线区间、双线区间及多线区间。国内的自动闭塞主要是双线双方向，单线双方向很少。很多设计院都有成熟的双线双方向自闭软件，遇到单线双方向时都是靠虚拟双线双方向，再手工修改，费时费力，准确性还不高。因此需研发出一种只编一条线路的单线双方向自闭软件，具有软件配线全、通用性强、易用性好、准确性高的自动闭塞辅助设计软件。本文将讨论在autocad环境下，通过编制单线自闭数据，实现单线区间平面图、区间电缆径路及配线的软件系统。

1  系统结构

提供界面设置单线双方向自闭的参数，编制单线区间数据、桥、涵、隧道数据，生成区间平面图、电缆径路及配戏。软件生成组合排列表，提供界面供人工修改，生成区间电路图和自闭结合电路图后，根据联锁图纸进行编码条件，和联锁电码化解和的修改。读电路并完成错误检查后生成对应的配线文件，最后汇总配线文件后进行配线和电源环线。如图1所示。

1.1  数据准备

通过菜单、工具条、对话框等方式，完成区间参数设置，根据站场提供的行车数据、按照指定的数据格式，编制内容主要进站信号机、出站信号机、站中心、车站中心等的里程，长短链、桥梁、隧道。

1.2  区间平面图生成和调整

软件根据设置的区间参数、里程顺序、信号机名称位数、电路制式、附加长度自动生成单线区间平面图，设计人员根据需要可手工调整。

1.3  区间电缆径路生成

根据人工录入的区间站场数据、自动生成车站中心里程，出站信号机、进站信号机、标志牌、电容频率及长度数量。电缆长度、型号、接收、发送、备用芯线。

1.4  区间电缆径路配线生成

软件生成和电缆径路对应区间电缆配线，内容主要有发送、接收名称、方向盒编号、电缆型号、长度及芯线、方向盒中的占用端子及过路端子。

2  系统功能

人工编制接进站信号机、出站信号机、站中心、车站中心等的里程，长短链、桥梁、隧道。自动生成区间平面图、区间电缆径路图及配线。

2.1  工程数量统计

区间电缆径路生成后，自动生成区间电缆的长度和芯线，进楼的电缆因为每个站的中心和附加长度不一样，软件计算出来的长度可能需要修改，人工修改电缆的长度和芯线后，通过读图生成工程数据统计表。

2.2  图纸的生成

生成区间平面图、电缆径路及配线、组合柜、网络接口柜、移频柜布置图、区间自闭电路、自闭结合电路图。

2.3  修改电路工具

提供各种朝向、励磁、落下的继电器模块，图块打散功能，供人工修改编码电路使用，设计人员可用复制粘贴模块，修改端子、组合号完成自闭结合电路的修改。

2.4  读电路生配线

将电路分成二类，一类完全由软件生成，人工无须修改电路，配线自动生成;一类软件生成后需要人工修改，如自闭结合电路、站间联系电路等。采用读电路生成配线，每张电路都要进行错误检查，能给出组合号重复、连接关系找不到、端子找不到组合号等错误提示。每张电路都生成一个配线文件，汇总配线文件生成配线图。

3  实现的关键技术

软件生成各种工程设计图是辅助设计软件基本功能，本软件和其他软件的不同之处是通过读电路生成配线图，关键技术之一是通过软件生成电路时要定义好图块的属性，图框的颜色形状、端子、组合号的颜色和格式，实现读电路生配线。关键技术之二是编一条线的数据生成区间平面图和电缆径路图及配线。

3.1  移频柜、组合柜、网络接口柜生成

根据用户的参数设置、编制的数据文件文件，手工调整后的移频柜、组合柜、网络接口柜，通过插入图块和文字的方式生成。

3.2  电路图生成

为了实现读电路出配线，生成电路时必须满足端子能搜索到正确的组合号，搜索端子间的连接关系，电源要自动环线。下面以闭塞分区电路圖（9651G）为例进行说明。采用插入图版，替换区段名称和组合号的方式。好处是图版发生修改时无须修改软件，无须计算插入图块的坐标。运行速度快。外框颜色采用品红，端子的接点统一采用接点图块。需要双芯绞型阻燃塑料线的地方统一插入表示线型号的图块。端子采用单行普通文字，必须配线的不规则端子采用青色，无须配线的端子刷成不配线的颜色。端子搜索组合号，端子先找到最小包围框，再在最小包围框找到组合号。

对无组合框的端子，在生成电路时将组合号、端子、继电器做成一个整体，在设计图快时将组合号、端子分别设置夹点。通过选择模块后再选夹点，可以移动组合号和端子。由于端子和组合号是一个整体，不需要通过算法搜索端子的组合号，不会出错。由于是采用制作模板图后整张图块插入，不需要计算坐标，可选中夹点后移动位置。

采集驱动电路图配线添加端子名称处理如图2所示，在制作图板时需插入端子名称图块，需要修改接口柜端子和名称时，可直接修改。

端子通过搜索接点、直线、电源端子完成配线。连接关系的搜索：端子先找到距离最近的接点，接点通过和直线相交找到直线，再通过直线找到接点。如果找到多个接点，则通过比较距离找到连接最近的一个接点，再通过接点找到端子。

端子间的连接关系如图3所示，如图中的05-3和B-03-D属于通过直线直接连接，一个点对一个点的连接。一个点对一个点存储比较简单，如图中05-6和08-7、B-12-D属于一个点对两个点的连接，需要采用非线性数据结构的二叉树，二叉树在存储时，采用多重链表结构，其节点由1个数据元素和分别指向其左右子树的2个分支组成，表示二叉树的链表至少有3个域：数据域和左，右指针域，采用递归的方法遍历二叉树，信号配线的特点，点对点的占大多数，比较后采用中序遍历。

电路图端子搜索组合号，为了能准确搜索到组合号，采用闭合的多段线。如图端子05-3，通过包围框搜索到的组合号可以是QZ2-4和QY2-3，采用计算包围框的面积、比较和包围框位置关系，搜索的结果是包围框的面积对应的组合为QZ2-4，即最小包围框法计算组合号。

国内的铁路主要是双线双方向自动闭塞，设计院编制的软件只能处理双线双方向自闭，原因是处理下行线的进站里程时需要用到上行线的数据，采用双线双方向的软件生成单线双方向只能虚拟另一条线。等生出来图后删除一条线的图，再手改。本软件主要针对的是国外铁路的单线双方向，将所有需要的数据全部编制在一条线的数据中。出来的全部是需要的图纸，无须手工删除。

3.3  读电路生配线

电路生成后，自闭电路的特点是中间的大部分电路无须修改，U点、自闭结合电路、站间联系电路需要设计人员根据联锁图纸修改和联锁的结合条件、进站组合号、和电码化的结合电路。只要不改端子的颜色，可以手改端子、组合号。采用“错误检查及读电路配线”命令，电路图中如果出现端子找不到组合，找到多个组合号，找不到连接关系时，会在电路图中会插入错误提示模块。当没有错误后，在配线界面采用另存为，按照一张电路一个配线文件的方式存储。运行“生成配线”命令先将配线文件汇总，再生成配线。

3.4  配线成图

软件自动生成自闭电路图后，设计者手工修改编码电路、自闭结合电路、特殊电路，添加和联锁的接口条件。采用文件夹配线，会自动将每张电路生成一个对应的配线文件。读取组合排列表，按照组合类型生成电源文件。点“生成配线图”命令，先将配线文件夹内的所有文件合并成一个总配线文件，进行配线。

配线图生成，按照组合柜、移频柜、网络接口柜等类型自动配线，读取配线文件的电源文件和电路配线，进行组合间电源还线，组合内部电源还线。

4  结  论

通过对自动闭塞工程设计电路特点的分析，在制作模板时通过设计图框的形状、颜色，文字的颜色。满足读电路配线的要求，采用插入模板后替换区段名称和组合号的方式生成电路。实现电路配线100%软件完成，突破了以前的自闭结合部分、站间联系电路、U点都需要部分手工配线的模式。大幅度提高了设计效率和图纸的准确性、规范性。本软件已经在几条线的施工图中正式使用，效果良好。

参考文献：

[1] 严蔚敏，吴伟民.数据结构 [M].北京：清华大学出版社，2004.

[2] 刘利芳.区间信号自动控制 [M].北京：科学出版社，2014.

[3] 张擎.电气集中工程设计指导 [M].北京：中国铁道出版社，1989.

[4] 张帆，朱文俊.AutoCAD ObjectARX（VC）开发基础与实例教程 [M].北京：中国电力出版社，2014.

[5] 赵志熙.计算机联锁系统技术 [M].北京：中国铁道出版社，1999.

作者简介：马满玉（1976—）男，汉族，湖北武汉人，工程师，本科，研究方向：铁路信号辅助设计软件的开发。