基于状态图方式的半自动闭塞联锁逻辑实现方法与流程

本发明涉及铁路信号计算机联锁技术领域，特别涉及一种基于状态图方式的半自动闭塞联锁逻辑实现方法。

背景技术：

铁路线路按照作业的范围大体上可分为两大部分，一部分是车站，一部分是区间。为了保证铁路运输运行安全，提高运输效率，每一车站和区间都必须安装安全可靠的控制设备，实现对列车或车列的运行制约，在站内的制约被称为联锁，在区间的制约被称为闭塞。

其中，铁路线路以车站（或线路所）为分界点划分为若干区间。列车进入区间必须得到许可，按凭证占用区间。这种使用凭证保证列车按照空间间隔制运行的技术方法，就称为行车闭塞法，简称闭塞。实现区间闭塞的设备，就称为闭塞设备。采用铁路行车闭塞法，在车站办理了发车进路之后，两站之间的区间即构成闭塞，列车一旦驶入区间，区间即进入锁闭状态，在闭塞解除之前，不准许其他列车驶入。这就可以防止两个车站同时向一个区间对向发车，或同时向一个非自动闭塞区间同一方向发出超过一列列车，杜绝迎面冲突或尾追事故的发生。

其中，为了保证行车安全，继电器半自动闭塞设备需要在发车站和接车站之间需要传送以下 9 种闭塞信号：

1)发车站→接车站：请求发车信号（＋）——人工；

2)接车站→发车站：回执信号（－）——自动；

3)接车站→发车站：同意接车信号（＋）——人工；

4)发车站→接车站：出发通知信号（＋）——自动；

5)接车站→发车站：请求预办信号（＋）——人工；

6)发车站→接车站：同意预办信号（－）——人工；

7)接车站→发车站：到达复原/使用预办信号（－）——人工；

8)发车站→接车站：取消复原信号（－）——人工；

9)故障方→非故障方：故障复原信号（－）——人工。

上述 9 种信号，其中 1、 3、 4、 5 是按照办理闭塞的程序进行的，因此可以采用相同的正极性脉冲； 7、 8、 9 都是复原信号，可以采用相同的负极性脉冲。以上信号配合电路状态加以区别，就可以确定其含义。同意接车信号是构成允许发车的信号，在其前面增加了一个极性相反的自动回执，提高了闭塞机的安全性。这样，办理一次发车，两站间必须要传送（＋）（－）（＋）三个脉冲，显著提高了闭塞机的安全性和抗干扰性。

而在站内，为了保证车站的列车、调车的安全，必须在信号、道岔、进路之间建立相互制约关系，成为联锁关系，而实现它们之间的联锁关系的设备称之为联锁设备。联锁设备一般分为继电联锁和计算机联锁，其中继电联锁又称之为电气集中联锁。

随着我国铁路信号技术的发展，计算机联锁系统已逐渐取代继电器集中联锁系统，目前的计算机联锁系统中，对于半自动闭塞的处理仍遵循64D型继电器半自动闭塞设备的原理，按照继电器式的逻辑进行处理，以继电器功能为出发点，在软件中实现上述各继电器的功能。

其中，64D型继电器半自动闭塞设备由操纵箱、闭塞机、轨道电路、电源和闭塞外线五部分组成。

操纵箱上设有闭塞按钮 BSA、事故按钮 SGA、接车表示灯 JBD、发车表示灯 FBD，以及计数器、电铃等元件。JBD 和 FBD 都是黄、红、绿三色表示灯的组合，带有一端为箭头的背景标志，箭头指向与列车运行方向相同。在没有办理闭塞时， JBD 和 FBD 均灭灯。在办理闭塞时， JBD 和 FBD 点亮的灯光意义为：黄色表示请求，绿色表示开通，红色表示区间锁闭。

闭塞机是指用来安装半自动闭塞继电器电路的专用继电器箱（也称继电器组匣）。继电半自动闭塞与电气集中结合使用时，其继电器电路采用组合方式统一安装在电气集中组合架上，不使用专用继电器箱。64D 型继电半自动闭塞的继电器电路共有13台继电器，它们的名称和作用简介如下：（1）正线路继电器ZXJ：用于接收正极性脉冲信号；（2）负线路继电器 FXJ：用于接收负极性脉冲信号； （3）正电继电器 ZDJ：用于发送正极性脉冲信号； （4）负电继电器 FDJ：用于发送负极性脉冲信号； （5）闭塞继电器 BSJ：用于监督和表示区间闭塞状态，其落下代表区间锁闭； （6）选择继电器 XZJ： 由于选择并区分回执和复原两种负极性脉冲信号并监督开放出站信号机； （7）准备开通继电器 ZKJ：用于记录收到请求发车后的回执信号； （8）开通继电器 KTJ：用于接收接车站发来的同意接车信号，将闭塞机转到开通状态； （9）复原继电器 FUJ：用于接收复原信号，使闭塞机复原； （10）回执到达继电器 HDJ：用于发送回执信号并记录列车到达； （11）同意接车继电器 TJJ：用于接收请求发车信号，并将闭塞机转到接车状态； （12）通知出发继电器 TCJ：用于接收通知出发信号； （13）轨道继电器 GDJ：系轨道继电器的复示继电器，用于监督列车的到达与出发，并控制闭塞机的动作。

但是，现有的计算机联锁系统的实现过程复杂，软件模块界定不清清晰，而且与其他软件模块的耦合度较高，可靠性较差而且不利于维护。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于状态图方式的半自动闭塞联锁逻辑实现方法，以解决现有的计算机联锁系统实现过程复杂的问题。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案为：提供一种基于状态图方式的半自动闭塞联锁逻辑实现方法，该方法包括：

发车站模块根据发车站端的人机交互设备M发送的闭塞操作命令、接车站模块发送的状态转换信号进行发车站端的状态转换；

接车站模块根据接车站端的人机交互设备N发送的闭塞操作命令以及发车站模块发送的状态转换信号进行接车站端的状态转换。

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：本发明以闭塞设备执行过程中的各种状态为出发点，将各种状态分为发车端的状态和接车端的状态，代替传统的按照继电器式的逻辑、以继电器的功能为出发点实现半自动闭塞联锁逻辑，避免了在软件中实现继电器功能的复杂过程，降低了软件实现过程中各个模块之间的耦合度，提高了计算机联锁系统的可靠性和可维护性。

附图说明

图1是本发明一实施例中的基于状态图方式的半自动闭塞联锁逻辑实现方法的流程示意图；

图2是本发明一实施例中的发车站的状态转换示意图；

图3是本发明一实施例中的接车站的状态转换示意图。

具体实施方式

下面结合图1至图3所示，对本发明做进一步详细叙述。

如图1所示，本实施例公开了一种基于状态图方式的半自动闭塞联锁逻辑实现方法，包括如下步骤S1至S2：

S1、发车站模块根据发车站端的人机交互设备M发送的闭塞操作命令、接车站模块发送的状态转换信号进行发车站端的状态转换；

S2、接车站模块根据接车站端的人机交互设备N发送的闭塞操作命令以及发车站模块发送的状态转换信号进行接车站端的状态转换。

需要说明的是，该处的发车站模块以及接车站模块内置有计算机联锁软件，发车站或接车站的操作人员通过操作人机交互设备M或人机交互设备N的软件界面上的闭塞操作按钮，即可通过内置的半自动闭塞联锁逻辑的处理软件向发车站或接车站发送相关的闭塞操作命令。其中，处的人机交互设备通常是一台计算机上运行的一个半自动闭塞联锁逻辑的处理软件软件，这个半自动闭塞联锁逻辑的处理软件通常是与计算机联锁软件是分开的，与计算机联锁软件通过以太网进行通信，也有可能是与联锁软件以嵌入的方式形成一个软件。

具体地，闭塞操作命令包括闭塞请求命令、闭塞复原命令以及闭塞事故命令；状态转换信号包括正电信号、负电信号以及无电信号。

具体地，在实际应用中，发车站模块与接车站模块之间发送的状态转换信号的持续时间为1.5秒，即在1.5秒之后，停止发送状态转换信号，此时发车站模块或接车站模块接收到的即为无电信号。

具体地，步骤S1具体包括如下步骤：

在发车站处于初始状态时，发车站模块在接收到发车站的人机交互设备M发送闭塞请求命令时，根据接车站模块发送的正电信号或负电信号或无电信号，控制发车站按照闭塞中的各状态进行转换，其中发车站的初始状态为发车站发车箭头显示灰色、接车箭头显示灰色；

发车站模块在接收到发车站的人机交互设备M发送闭塞事故命令时，若接收到接车站模块发送的是负电信号则发车站进入初始状态、若接收到接车站模块发送的是无电信号，则发车站模块向接车站模块发送负电信号，然后发车站进入初始状态；

当发车进路未锁闭且列车未出发时，发车站模块在接收到发车站的人机交互设备M发送闭塞复原命令时，若接收到接车站模块发送的是负电信号则发车站进入初始状态、若接收到接车站模块发送的是无电信号，则发车站模块向接车站模块发送负电信号，然后接车站进入初始状态。

具体地，步骤S2具体包括如下步骤：

在接车站处于初始状态时，接车站模块在接收到发车站模块发送的正电信号时，接车站箭头显示黄色且进行声音提示，其中，接车站的初始状态为接车站的发车箭头显示灰色、接车箭头显示灰色；

若接车站模块继续接收到发车站模块发送的正电信号或负电信号或无电信号，则控制接车站按照闭塞中的各状态进行转换；

接车站模块在接收到人机交互设备N发送的闭塞事故命令时，接收到发车站模块发送的无电信号，则向发车站模块发送负电信号，然后进入初始状态、若接收到发车站模块发送的负电信号，则接车站进入初始状态。

具体地，步骤S2还包括：当列车到达接车站且接车进路第一个道岔区段已随列车运行而解锁，若接车站模块接收到人机交互设备N发送的闭塞复原命令，则接车站向发车站模块发送负电信号，然后接车站进入初始状态。

需要说明的是，本实施例中实际上是通过人机交互设备M、N中内置的半自动闭塞联锁逻辑处理软件A、B的状态转换，来控制发车站、接车站的状态转换，下面根据图2、图3对半自动闭塞联锁逻辑处理软件A、B的状态转换进行说明：

A的状态转换包括有11个状态转换：

（1）状态0：初始状态，A发车箭头显示灰色，A接车箭头显示灰色。

若收到闭塞请求操作命令，且收到B的信号为无电信号，则转到状态1；

（2）状态1：A向B发送正电信号，然后转到状态2。

（3）状态2：

若收到B的信号为负电信号，则转到状态3；

若收到闭塞复原操作命令则转到状态9；

若收到闭塞事操作故命令则转到状态9。

（4）状态3：发车箭头显示黄色且进行声音提示。

若收到B的信号为无电信号，则转到状态4；

若收到闭塞复原操作命令则转到状态9；

若收到闭塞事故操作命令则转到状态9。

（5）状态4：

若收到B的信号为正电信号，转到状态5；

若收到闭塞复原操作命令则转到状态9；

若收到闭塞事故操作命令则转为状态9。

（6）状态5：发车箭头显示绿色且进行声音提示。

若收到B的信号为无电信号，则转到状态6；

若收到闭塞复原操作命令则转到状态9；

若收到闭塞事故操作命令则转到状态9。

（7）状态6：

若机车行驶至发车进路内最后一区段，A向B发送正电信号，然后转到状态7；

若收到闭塞复原操作命令，且发车进路未锁闭则转到状态9；

若收到闭塞事故操作命令则转到状态9。

（8）状态7：发车箭头显示红色。

若收到B的信号为负电信号，转到状态8；

若收到闭塞事故操作命令则转到状态9。

（9）状态8：

若收到B的信号为无电信号，转到状态0；

若收到闭塞事故操作命令则转到状态9。

（10）状态9：

若收到B的信号为无电信号，转到状态10；

若收到B的信号为负电信号，转到状态0；

若收到闭塞事故操作命令则转到状态10。

（11）状态10：A向B发送负电信号，然后转到状态0。

B的状态转换包括有15个状态转换：

（1）状态0：初始状态，B发车箭头显示灰色，B接车箭头显示灰色。

若收到A的信号为正电信号，转到状态1；

（2）状态1：接车箭头显示黄色且进行声音提示。

若收到A的信号为无电信号，转到状态2；

若收到闭塞事故操作命令则转到状态13；

（3）状态2：向A发送负电信号，转到状态3；

（4）状态3：

若收到闭塞请求操作命令，且收到A的信号为无电信号，转到状态4；

若收到A的信号为负电信号，转到状态0；

若收到闭塞事故操作命令则转到状态13；

（5）状态4：向A发送正电信号，然后转到状态5；

（6）状态5：接车箭头显示绿色。

若收到A的信号为无电信号，转到状态6；

若收到A的信号为负电信号，转到状态0；

若收到闭塞事故操作命令则转到状态13；

（7）状态6：

若收到A的信号为正电信号，转到状态7；

若收到A的信号为负电信号，转到状态0；

若收到闭塞事故操作命令则转到状态13；

（8）状态7：接车箭头显示红色。

若收到A的信号为无电信号，转到状态8；

若收到闭塞事故操作命令则转到状态13；

（9）状态8：

接车进路信号开放且接近区段占用，转到状态9

若收到闭塞事故操作命令则转到状态13；

（10）状态9：接车箭头与发车发车箭头都显示红色；

接车进路第一个道岔区段占用，转到状态10

若收到闭塞事故操作命令则转到状态13；

（11）状态10：

若收到A的信号为无电信号，转到状态11；

若收到闭塞事故操作命令则转到状态13；

（12）状态11：

接车进路第一个道岔区段已随列车运行而解锁，转到状态12；

若收到闭塞事故操作命令则转到状态13；

（13）状态12：

若收到闭塞复原操作命令，向A发送负电信号，转到状态0；

若收到闭塞事故操作命令则转到状态13；

（14）状态13：

若收到A的信号为无电信号，转到状态14；

若收到A的信号为负电信号，转到状态0；

（15）状态14：向A发送负电信号，然后转到状态0。

需要说明的是，本发明保护的思想是从闭塞机状态转换的角度，来实现半自动闭塞的联锁逻辑功能，以代替传统的从继电器功能的角度实现联锁逻辑功能。

以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。