微机监测辅助设计

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1、1铁路信号微机监测计算机辅助设计摘要：简述铁路信号微机监测设计电算化的必要性，分析微机监测采集信息内容和方法，进而确定 如何实现计算机辅助设计的方法，并以道岔定位表示采集电路设计为例，详述具体实现的方法，并 附程序清单。 关键词：微机监测 计算机辅助设计 程序设计Abstract： This paper summarize the importance of computer design supervision in railway signaling; analyzes the significance of information and the method of collection

2、 by computers supervision; then determine how to implement the method, with computer aided design; take the normal switch indication expressed the collect electro circuit design for example, export the method of idiographic realization, and attaches the procedure detailed list. Key words: Computer S

3、upervision Computer aided design program design1铁路信号微机监测设计与 AUTOLISP 语言微机监测设计是将车站信号联锁设备有用的信息，通过合理方法采集提供给微机，以实现对列 车运行状况的监督和测试，微机监测是车站联锁的黑匣，对行车安全有重要的意义。 铁路信号微机监测设计，由于采集信息量大，图纸种类繁多，因而工作量较大。如果采用人工 画图，手工配线，既繁琐又容易出错，每个信息点，需要翻看查阅 4-5 张位于不同图册中的图纸或 资料，又要在 3-4 张图纸上填写和绘制数据，一个 10 组道岔的车站，采集信息一般在 400 个以上， 因而设计人员的

4、劳动强度大、设计效率低。 铁路信号计算机辅助设计发展较早，编程语言从早期采用 FORTRAN、BASIC 语言发展到采用 AUTOLISP、VLISP、VC+等语言，笔者认为 AUTOLISP 语言安全性、易用性、可维护性最好。LISP 语 言是一种超高级语言，特别适合描述人工智能的问题。AUTOCAD 开发商将其集成为 AUTOLISP 语言， 这是一种设计工程师的语言，图形交互编辑功能很强，非常适于工程图纸设计，理论上讲，凡是 AUTOCAD 绘制的图均可用 AUTOLISP 语言编程实现。 微机监测电路简单、规律性强，易于开发计算机辅助设计程序。2微机监测采集数据分析（以 6502 电气

5、集中 2000 型微机监测为例）从采集数据的性质可分为：模拟量和开关量，模拟量是对重点设备的电压、电流值的监测，开 关量是对电气集中工作情况的监视记录。 从采集数据的种类可分为：道岔、信号、轨道、零散电路。道岔监测包括动作及故障电流、 1DQJ、2DQJ、AJ、DBJ、FBJ、SJ 及 SJ8；信号监测包括 KJ、XJ、AJ、GJJ、YXJ、ZXJ、TXJ 等；轨道 监测包括 GJ 端压、SGA、QJJ、DGJ、FDGJ、移频发送及接收端压等；零散电路监测包括方向继电器、 总定位灯、总反位灯、总人工、总取消、半自动表示灯、断丝报警、熔丝报警等。以上分类并不准 确，为了便于分类绘图而人为划分。

6、从采集数据的方式可分为：电流互感、并联采集、表示灯 JZ、空接点、光电耦合器、光电探头。 道岔电流采集为电流互感方式；电压模拟量采集为并联采集方式；控制台表示灯采集可直接单端引 入微机柜方式，微机柜将 JZ 电源判为开关量的高电平，JF 为低电平；继电器开关量采集可使用空 接点采集；没有空接点时用加光电耦合器采集方式，由于各站空接点的使用情况不同，光电耦合器 又价格低廉，笔者认为应多用光电耦合器，少用空接点，以利于采集电路的定型化；光电探头采集 方式用于对 2DQJ 开关量的采集。23微机监测计算机辅助设计的思路和方法弄清了微机监测设计的内容和方法，我们就可以进一步讨论如何实现程序化设计。 3

7、.1 建立基础数据库将所有采集类型建立图块库，便于后续程序调用。 将每个站相同的部分（6502 定型电路部分）建立一个数据库文件。如：道岔定位表示灯采集端 子为 DD 组合或 SDZ 组合的 05-7、反位表示灯采集端子为 05-8、调车信号表示灯为 05-15。以上工 作一次性建立，设计微机监测电路时调用即可。 将每个站不同的部分（各种组合排列方式）建立一个数据文件，此文件需设计者建立。如：确 定 1#道岔组合为 21-8，则道岔定位表示采集端子为 21-805-7。 将微机监测软件开发部门提供的微机柜端子数据文件转换为我们需要的数据格式，然后与采集 端子建立一种对应关系（算法） 。AUTO

8、LISP 语言提供了丰富的功能函数，数据转换和建立数据之间 的对应关系均可在 CAD 命令状态完成。 32 微机监测计算机辅助设计的主要方法321 节点搜索法: 将站场数据道岔、信号、轨道抽象为节点，从 A 点到 B 点的进路，可利用图论的方法，穷举出 所有的进路，进而确定出最短的进路，进路中及包含了相关的信号设备。此方法数学性较强，可用 C 语言等高级语言完成，在建立基础数据库时需用到此方法。 322 图块参数法： 由于微机监测电路比较简单，一般设计图都可以用标准采集电路附加表格的形式来描述。我们 可以用命令函数“COMMAND”通过“INSERT”命令插入表格图块，同时将“机柜端子、中间配

9、线端子、 采集端子”等作为属性值带入，并且生成配线数据文件。中间配线端子为光耦合组合、电流盒组合 的端子，程序运行过程中根据设计着确定的方式自动顺序排列和生成。微机监测大多数电路图设计 可用此法。 323 匹配替代法： 对于各站电路相同，仅组合或端子不同的图纸，可将需替换的字符串，设置特殊的名称、大小 或颜色，用数据库或数据表中的组合或端子替换生成正确的图纸。此方法需熟练运用选择集函数和 字符串处理函数。常用的选择集函数有“SSGET” “SSLENGTH” “SSNAME” “ENTGET” “SUBST”等。 324 定位填写法： 作为零散电路可以直接在数据库或数据表中，用 “ASSOC”

10、 “CAR” “CDR” “NTH”等函数组合使 用，取出相应的端子，定位用“TEXT”命令填写。 在所有采集电路生成时，同时生成了配线数据文件，如“21-805-7C3-D5-A01” ，因此可以用字 符串处理函数分解和转换为可定位的坐标数据，用“TEXT”命令填写配线图。常用的字符串处理函 数有“STRCAT” “SUBSTR” “STRLEN”等。4举例说明由于整个程序太大，限于篇幅下面仅以设计道岔定位表示采集电路为例说明，道岔定位表示采 集电路采用“图块参数法” ，程序的框图和清单如下：3道岔定位表示灯采集设计框图(DEFUN DB-L(/ FN1 X0 Y0 P0 DB1 F1 F2

11、 L1 BL1 DZ ZUH MC);定义道岔定位表示函数(SETQ FN1 (STRCAT “DZ_ZH_MC.“ CZM) ;文件名赋值(SETQ X0 400 Y0 240) ;坐标定位(SETQ P0 (LIST X0 Y0)(COMMAND “INSERT“ “DCBS.DWG“ P0 “ “ “) ;插入采集图块(SETQ X0 390 Y0 220)(SETQ P0 (LIST X0 Y0)(COMMAND “INSERT“ “BJ03.DWG“ P0 “ “ “)(SETQ DB1 1) (SETQ F1 (OPEN FN1 “r“) ;打开数据库文件(SETQ F2 (OPE

12、N “DBPX“ “w“) ;打开配线文件(SETQ L1 (READ-LINE F1) ;读数据库文件(WHILE L1 ;循环设计所有道岔定位表示(SETQ BL1 (PE L1 “,“) ;分解数据项(SETQ DZ (NTH 0 BL1) ZUH (NTH 1 BL1) MC (NTH 2 BL1) ;端子、组合号、名称赋值(SETQ MC (DEL_HK MC)(IF (WCMATCH MC “*_DB-L“) ;搜索定位表示采集数据(PROGN (SETQ X0 390)(SETQ Y0 (- 220 (* DB1 6)(SETQ P0 (LIST X0 Y0) ;坐标定位(COM

13、MAND “INSERT“ “BJ04.DWG“ P0 “ “ “ MC ZUH DZ);插入采集图表，带入属性值(WRITE-LINE DZ F2) ;写配线数据4(WRITE-LINE (STRCAT ZUH “05-7“) F2)(SETQ DB1 (+ DB1 1) ) (SETQ L1 (READ-LINE F1) (CLOSE F1) ;关闭文件(CLOSE F2) (PRINT “DB-L FINISH !“) ) ;结束5小结 微机监测计算机辅助设计，通过对信号微机监测指标的规律总结，并建立合理算法与模型，运 用 LISP 语言完成程序撰写，把设计人员从繁琐重复的劳动中解放出来，提高了劳动生产率；并且减 少了人为错误，使数据、图纸、电路图、配线图正确率大为提高；并使图纸标准化程度更高，由于 是程序绘图，图形和字符可精确定位，避免手工绘图的误差；改善了复核的方式，由原来繁琐的核 图工作变为简洁的复核数据工作。我院在设计内昆线、成昆线等信号微机监测时采用了自行编写的 程序，缩短了设计周期，提高了设计质量，取得了明显的效益。参考文献 1. 赵相荣TJWX-2000 型信号微机监测系统中国铁道出版社 2001.6 2. 陈伯雄Visual LISP 程序设计人民邮电出版社 2002.8