CN113721477A - 一种铁路信号调度集中控制与采集异步仿真的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铁路信号调度集中控制与采集异步仿真的方法，在保留原有外部系统与调度集中既有接口的基础上，增加采集信息一体化处理模块，将仿真系统的采集信息和控制信息进行异步处理。控制命令的传输仍采用既有的通信连接，确保系统间数据的交互，仿真系统增加采集信息一体化处理模块，通过处理车站间、设备间的逻辑关系，从整体结构上构造信号设备的采集状态信息，并采用与调度集中系统相同的信息格式，进行采集信息的输出，从而提高仿真系统的制作性，降低采集信息数据的制作量，减少设备投入，提高仿真输出效果和检测结果。
Description
技术领域
本发明涉系统仿真技术领域，尤其涉及一种铁路信号调度集中控制与采集异步仿真的方法。
背景技术
调度集中是一个内部结构复杂、关联性强、外部接口种类多且复杂的综合系统，是铁路运输指挥的核心装备。随着我国铁路建设的不断发展，新建线路和既有设备的升级、改造逐渐增多，如何构建一套完整的仿真系统，通过对调度集中相关接口设备的仿真，实现调度集中系统的综合测试，确保在设备改造、软件升级后调度集中软件的各子系统功能的完整性和稳定性，就成为调度集中系统建设的必要装备。
目前主要有如下两种方案：
方案一、采用与实际生产系统相同的调度集中外部设备的逻辑结构和接口方式，实现采集信息和控制信息的仿真。
调度集中系统相关的外部接口系统采用单一的通信连接，实现信号设备的功能仿真。该仿真系统以车站为单位进行仿真，并与调度集中间建立RS422串口连接，接收调度集中的控制命令，同时通过该串口连接向调度集中返回控制命令的回执信息和车站采集大排队信息等，实现对信号设备采集信息和控制信息的仿真处理。
但是，方案一中由于物理连接的限制和仿真功能的局限性，仿真软件仅可以车站为单位对信号设备实现一对一的仿真，无法实现区域化和连续车站的一体化仿真，增加了仿真设备的投入，使得仿真系统的投入的设备多，从而导致车站间的连接关系和逻辑处理复杂化。另外，由于采用了外部接口系统的采集信息输出格式，不但增加了仿真系统的软件仿真难度，也增加了接口数据制作量。
方案二、采用网络虚拟连接方式实现对采集信息和控制信息的综合仿真。
该方案采用独立的网络虚拟连接实现仿真系统与调度集中的物理连接，实现系统间采集信息和控制信息的交换。该方案可从整体上实现仿真区域的一体化逻辑计算，减少硬件的投入。采用网络连接方式，重构调度集中与仿真系统的接口，实现一对多的仿真结果输出。
但是，方案二改变了系统原有的接口方式，对于系统间严格的周期性控制命令的仿真则存在一定的仿真过程缺失，无法从严格的数据交换周期上实现对数据交换和通道状态异常的仿真。因此，该方法无法满足系统间的数据过程和异常状态的仿真，在仿真功能上具有一定的局限性。
发明内容
本发明的目的是提供一种铁路信号调度集中控制与采集信息异步仿真的方法，旨在提高调度集中仿真系统仿真效果的基础上，最大程度的减少仿真过程的失真，减少由于仿真软件的逻辑结构和仿真系统与调度集中基础数据制作的不同，导致的仿真输出不同步的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种铁路信号调度集中控制与采集异步仿真的方法，包括：
读取调度集中系统的调度区段和车站静态数据文件，建立仿真系统，并通过既有的外部接口与网络连接的方式与调度集中系统连接；
所述仿真系统以调度区段或线路为基础，结合调度区段和车站静态数据文件，构造车站间以及信号设备间的逻辑关系；
所述仿真系统通过分离控制命令，并基于车站间以及信号设备间的逻辑关系实现对调度区段或线路的一体化仿真，通过既有的外部接口将控制命令的处理回执反馈至所述调度集中系统，通过网络连接的方式将仿真结果反馈至所述调度集中系统。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，在保留原有外部系统与调度集中既有接口的基础上，将仿真系统的采集信息和控制信息进行异步处理。控制命令的传输仍采用各系统与调度集中的既有通信连接，实现数据交互过程的仿真，确保系统间数据的交互。仿真系统的采集信息一体化处理模块，通过综合处理车站间、设备间的逻辑关系，从整体结构上构造信号设备的采集状态信息。在数据传输格式上，采用调度集中系统的信息格式进行仿真系统采集信息的输出，从而减少仿真系统基础数据的制作量，减少设备投入，提高仿真输出效果和检测结果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例提供的一种铁路信号调度集中控制与采集异步仿真的方法流程图；
图2为本发明实施例提供的一种铁路信号调度集中控制与采集异步仿真的方法的逻辑结构图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
首先对本文中可能使用的术语进行如下说明：
术语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”或其它类似语义的描述，应被解释为非排它性的包括。例如：包括某技术特征要素(如原料、组分、成分、载体、剂型、材料、尺寸、零件、部件、机构、装置、步骤、工序、方法、反应条件、加工条件、参数、算法、信号、数据、产品或制品等)，应被解释为不仅包括明确列出的某技术特征要素，还可以包括未明确列出的本领域公知的其它技术特征要素。
除另有明确的规定或限定外，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如：可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本文中的具体含义。
下面对本发明所提供的一种铁路信号调度集中控制与采集异步仿真的方法进行详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本发明实施例中未注明具体条件者，按照本领域常规条件或制造商建议的条件进行。本发明实施例中所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
如图1所示，一种铁路信号调度集中控制与采集异步仿真的方法，包括如下步骤：
1、读取调度集中系统的调度区段和车站静态数据文件，建立仿真系统，并通过既有的外部接口与新增加的网络TCP/IP连接方式与调度集中系统连接。
本发明实施例中，基于调度集中系统的静态数据文件建立仿真系统，并采用调度集中系统既有的接口方式实现调度集中系统与仿真系统的控制命令传输连接；同时，建立网络TCP/IP通信连接，实现仿真系统仿真结果的输出。
本发明实施例中，仿真结果主要包括：信号设备的状态信息(采集表示信息)、列车静态参数以及列车动态运行状态信息。
本发明实施例中，建立与实际生产环境相同的物理连接，实现调度集中系统与仿真系统之间控制命令的仿真过程。具体的，所述调度集中系统采用RS422串口连接方式(既有的接口方式)建立与仿真系统的连接，实现控制命令的传输。该连接具备控制命令的接收和处理能力，并能够根据仿真系统的内部运算状态，实时反馈控制命令的处理结果。其中，控制命令主要包括：进路命令、信号机命令和设备操作命令等。仿真系统通过RS422串口连接返回控制命令的相关回执信息。
2、所述仿真系统以调度区段或线路为基础，结合调度集中系统的调度区段和车站静态数据文件，构造车站间以及信号设备间的逻辑关系，实现一体化仿真(即列车运行过程和信号设备状态的仿真)。
1)本发明实施例中，以调度区段或线路为基础进行多车站的综合仿真，减少硬件的投入，降低仿真系统与生产系统之间的耦合。
所述仿真系统以调度集中系统逻辑结构为基础，结合调度区段和车站静态数据文件，构造车站间的逻辑关系，以及列车运行之间的逻辑关系，从时间和空间上实现对列车和信号设备的集中仿真。与调度集中建立网络TCP/IP连接，实现仿真系统信号设备采集信息的输出。
2)本发明实施例中，仿真系统以调度区段或线路为基础，结合调度区段和车站静态数据文件建立信号设备间的逻辑关系，并通过网络TCP/IP连接输出信号设备状态信息。具体的：所述仿真系统以调度区段和线路为基础，构建信号设备之间的逻辑关系，对信号设备的状态进行逻辑计算，实现信号设备状态的仿真。仿真系统信号设备采集信息的输出格式采用与所连接的调度集中设备相同的信息传输格式，基于同一数据逻辑和采集信息规则进行输出，从而消除仿真设备与调度集中设备由于系统的差异，数据输出与接收格式的差异导致的数据制作和数据输出逻辑上的区别。
3)本发明实施例中，所述仿真系统能够通过外部信息输入方式，实现信号设备状态或列车运行状态的人工干预和状态控制。信号设备的状态控制包括：信号机状态的设置，股道、无岔、区间和道岔等设备的状态控制；列车状态控制包括：列车运行速度限制，列车故障以及故障恢复等；
3、所述仿真系统通过分离控制命令，并基于车站间以及信号设备间的逻辑关系实现对调度区段或线路的一体化仿真，通过既有的外部接口将控制命令的处理回执反馈至所述调度集中系统，通过网络连接的方式将仿真结果反馈至所述调度集中系统。
本发明实施例中，所述仿真系统以调度区段或线路为基础，通过分离控制命令实现对调度区段或线路的一体化仿真。仿真系统将控制命令的处理回执通过RS422串口输出到调度集中系统的车站；而信号设备的状态信息、列车静态参数以及列车动态运行状态信息通过网络TCP/IP向调度集中系统输出。
本发明实施例上述方案，所涉及的具体仿真任务可根据实际情况自行设定，各仿真任务的流程也可参照常规流程执行。
本发明实施例提供的上述方案，主要获得如下有益效果：
基于线路或调度区段上实现对列车运行和信号设备的综合仿真，具备设备投入少，仿真结果真实，能在较大程度上还原对外外部设备的功能仿真。在调度集中系统的软件研制、系统测试、用户培训和故障检测等过程中，都具备很大的应用价值；基于采集和控制功能的异步仿真，可有效解决仿真过程对采集信息的定义、规则、格式等的转换，提高仿真效率，降低仿真系统的数据制作量。采用采集信息与控制信息分离的方法，可实现仿真系统与调度集中系统采集信息的同步仿真和处理，提高信号设备采集状态信息的仿真度；该仿真方法基于网络连接建立仿真系统于调度集中系统的物理连接，实现对调度区段和线路内整体的仿真和列车群运行过程的仿真，具备系统化的仿真过程输出。
图2展示了本发明逻辑结构图，在不改变调度集中系统内部结构和数据基本流向的基础上，仿真系统保留既有的调度集中与外部系统的接口，实现控制命令的传输。增加仿真系统与调度集中系统的网络连接，实现仿真系统信号设备采集表示信息和列车运行状态信息的输出。图2顶部的模块为仿真系统，其内部包含如下功能模块：
1)网络通信模块。网络通信模块建立仿真系统与调度集中的网络TCP/IP连接，实现信号设备采集信息和列车运行状态仿真结果的输出。
2)串口通信集合模块。串口通信集合采用集合方式，已调度集中车站为单位建立仿真系统与调度集中的串口通信，实现控制命令和控制命令回执信息的传输。
3)列车过程仿真模块。列车过程仿真模块以仿真系统构建的车站间、设备间的连接关系，实现仿真列车运行过程的仿真。
4)全区域采集信息逻辑计算模块(采集信息一体化处理模块)。采集信息逻辑计算模块以调度区段为基础，构造车站之间的连接关系和信号设备之间的逻辑关系，从而获得信号设备的状态，作为仿真系统采集表示信息输出的基础。
各功能模块通过接口调用和装载，实现仿真系统列车仿真和信号设备的动态仿真。通过不同的模块组合实现对调度集中控制功能的处理，并采用与调度集中完全一致的采集逻辑输出，实现相应控制命令结果的输出。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例可以通过软件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，上述实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将系统的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种铁路信号调度集中控制与采集异步仿真的方法，其特征在于，包括：
读取调度集中系统的调度区段和车站静态数据文件，建立仿真系统，并通过既有的外部接口与网络连接的方式与调度集中系统连接；
所述仿真系统以调度区段或线路为基础，结合调度区段和车站静态数据文件，构造车站间以及信号设备间的逻辑关系；
所述仿真系统通过分离控制命令，并基于车站间以及信号设备间的逻辑关系实现对调度区段或线路的一体化仿真，通过既有的外部接口将控制命令的处理回执反馈至所述调度集中系统，通过网络连接的方式将仿真结果反馈至所述调度集中系统。
2.根据权利要求1所述的一种铁路信号调度集中控制与采集异步仿真的方法，其特征在于，所述通过既有的外部接口与网络连接的方式与调度集中系统连接包括：
所述既有的外部接口为调度集中系统的接口，用于将调度集中系统输出的控制命令传输至所述仿真系统，以及将仿真系统控制命令的处理回执传输至所述调度集中系统；
所述网络连接的方式，用于将所述仿真系统输出的仿真结果传输至所述调度集中系统。
3.根据权利要求1或2所述的一种铁路信号调度集中控制与采集异步仿真的方法，其特征在于，所述控制命令包括：进路命令、信号机命令和设备操作命令。
4.根据权利要求1所述的一种铁路信号调度集中控制与采集异步仿真的方法，其特征在于，所述仿真系统以调度集中系统结构为基础，结合调度区段和车站静态数据，构造车站间以及信号设备间的逻辑关系包括：
以调度区段或线路为基础进行多车站的综合仿真，结合调度区段和车站静态数据文件构造车站间的逻辑关系，以及列车运行的逻辑，从时间和空间上实现对列车和信号设备的集中仿真；
以调度区段和线路为基础，结合调度区段和车站静态数据文件构建信号设备之间的逻辑关系，对信号设备的状态进行逻辑计算，实现信号设备状态的仿真。
5.根据权利要求1所述的一种铁路信号调度集中控制与采集异步仿真的方法，其特征在于，该方法还包括：
所述仿真系统通过外部信息输入方式，实现信号设备状态或列车运行状态的人工干预和状态控制；信号设备的状态控制包括：信号机状态的设置，股道、无岔、区间和道岔设备的状态控制；列车状态控制包括：列车运行速度限制、列车故障以及故障恢复。
6.根据权利要求1所述的一种铁路信号调度集中控制与采集异步仿真的方法，其特征在于，所述仿真结果包括：信号设备的状态信息、列车静态参数以及列车动态运行状态信息。
7.根据权利要求1或6所述的一种铁路信号调度集中控制与采集异步仿真的方法，其特征在于，所述仿真结果采用调度集中系统的信息格式。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant |