新型网络计算机联锁仿真系统研究与设计

新型网络计算机联锁仿真系统研究与设计探讨
摘要：新型的网络计算机联锁仿真系统可以实现多站场的联锁仿真功能，同时解决了以往的计算机联锁仿真系统对现场设备模拟能力不足的问题，同时还具备全新的直观性，进一步减轻了计算机联锁人员的培训和科研压力，提高学员对突发事件和故障的处理能力。

本文从新型的网络计算机联锁仿真系统的概念、结构和设计模块入手，对其进行探讨。

关键词：联锁仿真系统；网络；计算机；新型；模块
中图分类号：u284.362 文献标识码：a文章编号：1007-9599 (2013) 05-0000-02
随着计算机联锁系统作为铁路行车安全的控制系统在国内的推
广应用，网路计算机技术的快速发展，为了方便教学、培训和科研，新型网络计算机联锁仿真系统也逐渐成为研究的热点。

1现有计算机联锁仿真系统的不足
随着对计算机联锁仿真系统的研究不断加深，先后出现了各种仿真系统，虽然这在一定程度上缓解了教学、培训及科研的压力，但是与新型网络计算机联锁仿真系统相比，还存在各种各样的不足。

即使是在新型的仿真系统之间，也存在着很大的差异，产品性能良莠不齐。

（1）传统的纯软件模式的仿真系统仅仅能够做到模拟计算机联
锁的操作部分，但是对现场设备的仿真能力还存在不足。

（2）模拟沙盘仿真系统能够较为真实反映出现场设备的情况，但不论系统的
建设合适改动的成本均较高。

（3）现有计算联锁机仿真系统大多不具备输入/输出功能，无法采集信号设备。

而部分带有输入/输出功能的系统则过于依赖于信号设备，一旦信号设备缺失，就无法单独设置调节、独立运行。

（4）随着计算机联锁仿真技术的发展和进步，新型的网络计算机仿真系统获得了很大的发展，出现了不少的优秀产品，如mil公司的opnet等。

但这些产品仍存在很多的不足之处：
（1）这些系统大多只对某一问题或某一方面的问题通用；（2）这些网络联锁仿真系统的操作非常复杂，使用者的培训时间较长；（3）对使用者的要求较高，操作者不仅需要熟悉这些系统，还必须有相当的网络技术基础和编程能力，这大大影响了系统的推广和使用；（4）操作结果稳定性差，由于系统对使用者的要求很高，使用者的技术素质对操作结果的可靠性影响很大；（5）购买的费用昂贵，网络计算机联锁仿真系统有高、低档之分，高档产品价格高昂，一般的企业、研究机构、高校和机关单位都难以接受；（6）行业内技术垄断严重，由于不论是哪种档次的仿真系统基本都来自美国，强大的技术优势使得美国在这一行业内占据垄断地位。

2网络计算机联锁仿真系统
2.1网络计算机联锁仿真系统的概念
与传统的纯软件模式的仿真系统、沙盘模拟的仿真系统相比，新型网络计算机联锁仿真系统是利用新型的web开发技术，建立的一种具有网站模式的联锁仿真系统，满足操作者的教学、培训及科研
需求。

使用者可利用用户浏览器，在浏览器端生成可模拟的计算机联锁的人机交互界面，模拟车站的控制台操作，完成联锁控制功能，并且还能满足多人同时在线培训的要求。

网络计算机联锁仿真系统同时纳入的web 3d技术，使计算机联锁设备及现场信号设备具备模拟三维仿真场景的能力，达到模拟现场设备状态的采集和驱动的目的。

除了we b 3d技术以外，新型的网络计算机联锁仿真系统还加入了流媒体、flash动画、多媒体等技术，直观性强。

2.2新型网络计算机联锁仿真系统的设计标准
（1）新型网络计算机联锁仿真系统的设计具有可交互性，必须达到能够模拟出某个电务段管辖范围内的单个或多个车站的人机
交互界面。

能够模拟对操作信息的处理，使用者能够设置有效的操作命令。

同时系统还能对错误的操作命令做出提示。

（2）仿真系统应具有基本的进路控制功能，包括进路选出、进路引导、信号开放、进路正常解锁和进路非正常解锁等功能。

（3）设置专门的故障处理模块。

系统能够仿真模拟各类站内计算机联锁系统常见的故障极其处理过程，并能够提供实景图片及动画式的仿真场景，具备较强的直观性。

例如，当室外信号设备发生故障时，人机交互界面就会发出故障报警，信号机械室联锁机柜上就会显示出故障点，真实反映设备故障具体位置和实际状况，能够完全地模拟真实的现场环境，提高使用者的故障处理能力。

2.3新型网络计算机联锁仿真系统的设计模块
（1）用户浏览器——网络计算机联锁仿真系统的人机交互界面。

用户浏览器主要包括人机界面信息处理、基本联锁、控制执行等程序。

其多采用浏览器或服务器的模式。

可以通过给浏览器添加控件的方式，提高系统的速度。

系统的基本联锁逻辑需要通过标准的internet与服务器之间的通信来获得，用户浏览器端显示计算机联锁的人机交互界面，用户浏览器首先要对要站场数据进行设置，其中包括车站名，岔道名，信号机的类型、名称、坐标、编号，各轨道区段的名称、长度等。

新型网络计算机联锁仿真系统的使用者通过浏览器端观看获取站场信息，实现进路操作，监测各种设备的状态。

（2）应用服务器——网络计算机联锁仿真系统的功能实现端。

通过数据的存取、提供、应用和集成实现系统的联锁功能。

使用者通过通过web提出用户请求（如进路建立、道岔操纵等），系统根据联锁运算完成逻辑分析和处理，并将结果发送回客户端。

同时通过系统数据库的管理系统，进行数据交换及修改，实现数据缓冲处理。

系统的功能实现流程如下：①用户通过登录浏览器实现与服务器的局域网连接。

②用户通过使用浏览器端向应用服务器发出进路请求。

③应用服务器判断该请求是否为网络计算机联锁操作信息，若是，则调用系统的进路搜索程序，自动生成相符合的进路表数据。

④检侧③所选进路是否正确，确保进路数据的正确性。

⑤检查联锁条件是否满足信号开放的条件，若不满足，则发出预警。

⑥将信号开放的信息发回浏览器端。

（3）数据库服务器：数据库中存放着各种基本的站场数据。

这些数据包括静态数据、动态数据和中间变量三个方面。

静态数据包括信号机名称，数量、位置、进路方向、岔
道数量等数量等；动态数据包括联锁逻辑运算、变量控制、使用者的操作输入信息、故障信息等；中间变量是指程序只能过程中所产生的数据变量。

三维模仿数据也包括在其中。

“e-r模型”是在目前的数据库设计中采用最广泛的一种数据库概念模型，能够准确地反映出现实中各个实体之间的相互关联，从而设计出符合要求的数据库。

3多站场模拟仿真培训模式
当前的许多网络计算机联锁仿真系统只能针对个别车站进行教学、培训，指导性较差。

新型的网络计算机房展培训系统建立了新型的培训模式，即多站场模拟培训模式，其中包括各种特殊操作，训练学员应对突发状况，及时处理故障的能力。

4总结
新型网络计算机联锁仿真系统具备现场设施真实再现的功能，给培训者带来前所未有的直观感受，具备多战场的模拟培训能力，尤其是其具备的优越的故障处理培训功能是传统的计算机联锁仿真系统无法比拟，可以缓解操作人员的培训压力，为科研提供良好的实验基础，具有广阔的推广和应用前景。

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作者简介：李峰（1966-），男，汉族，山东省济南人，工作于山东省科学技术协会学会服务中心（原山东科技培训中心），计算机高级程序员，高级工程师，计算机工程及工业管理工程双学士，高级管理人员工商管理硕士。