本实用新型涉及铁路轨道工作原理培训技术领域，具体涉及一种铁路轨道联锁控制机理培训系统。
背景技术：
铁路培训基地要满足职工技术业务培训、考试、技能鉴定、技术比武等需求，需要全面地将涉及到全段线路的所有型号的信号设备、所有特殊联锁电路的信号计算机联锁培训系统等均在培训基地按照其实际的布局方式装配完成。大准铁路公司培训基地为例，大准铁路公司培训基地既有信号设备为6502电气集中联锁设备，从2006年至今服务培训工作近十年，并成功举办过一次神华集团技能大赛。大准线增二线改造后，98％的车站信号设备均改为计算机联锁，其中zpw-2000a四显示移频自动闭塞、zpw-2000a站内电码化、ctc、信号集中监测、zyj型电液转辙等新设备大量上道。然而，由于培训基地机械室场地空间有限，不能完全容纳实现全功能信号联锁培训功能的信号设备，导致原有培训基地已无法满足信号培训需求。
技术实现要素：
本实用新型旨在提供一种铁路轨道联锁控制机理培训系统，利用真实设备 电路模拟 软件仿真的技术模式来实现全站的信号联锁，解决了在既有场地及费用严重不足的难题，能够成功搭建囊括铁路全线所有型号的信号设备、所有特殊联锁电路的信号计算机联锁培训系统。
为此，本实用新型提供一种铁路轨道联锁控制机理培训系统，包括联锁上位机、仿真机和模拟电路板块；其中：
所述联锁上位机中配置有与实际铁路控制上位机中相同的控制系统；所述仿真机输出开关量模拟信号至所述联锁上位机；
所述联锁上位机根据所述开关量模拟信号输出与所述模拟电路板块所对应的联锁控制信号至所述模拟电路板块；
所述模拟电路板块包括信号机模拟电路、轨道模拟电路和转辙机模拟电路；所述信号机模拟电路、所述轨道模拟电路和所述转辙机模拟电路根据所述联锁上位机输出的所述控制信号动作。
可选地，上述的铁路轨道联锁控制机理培训系统中，还包括道岔组件：
所述联锁上位机、所述仿真机和所述模拟电路板块均设置于培训室内，所述道岔组件设置于所述培训室外；
所述道岔组件包括实际道岔结构和与所述实际道岔结构连接的实际信号机、实际轨道电路和实际转辙机；
所述联锁上位机根据所述开关量模拟信号输出与所述道岔组件对应的联锁控制信号，所述实际信号机、所述实际轨道电路和所述实际转辙机根据所述联锁控制信号动作。
可选地，上述的铁路轨道联锁控制机理培训系统中，所述道岔组件包括两组，其中一组所述道岔组件为电动控制型道岔结构，另一组所述道岔组件为电液控制型道岔结构。
可选地，上述的铁路轨道联锁控制机理培训系统中，所述信号机模拟电路包括并联连接的灯泡和电容；所述灯泡的状态表示设置在铁路上的信号机点灯的状态。
可选地，上述的铁路轨道联锁控制机理培训系统中，所述信号机模拟电路包括并排设置的两层灯泡，其中：
第一层灯泡对应于进站信号机点灯和出站信号机点灯；第二层灯泡对应于调车信号机点灯。
可选地，上述的铁路轨道联锁控制机理培训系统中，所述转辙机模拟电路中设置有二极管，所述二极管的状态表示铁路中各道岔的状态。
可选地，上述的铁路轨道联锁控制机理培训系统中，所述轨道模拟电路中设置有非自复式开关，所述非自复式开关模拟除发码区段以外的所有轨道区段的占用出清状态。
本实用新型提供的以上技术方案，与现有技术相比，至少存在如下有益效果：
本实用新型提供的铁路轨道联锁控制机理培训系统，包括联锁上位机、仿真机和模拟电路板块；其中：所述联锁上位机中配置有与实际铁路控制上位机中相同的控制系统；所述仿真机输出开关量模拟信号至所述联锁上位机；所述联锁上位机根据所述开关量模拟信号输出与所述模拟电路板块所对应的联锁控制信号至所述模拟电路板块；所述模拟电路板块包括信号机模拟电路、轨道模拟电路和转辙机模拟电路；所述信号机模拟电路、所述轨道模拟电路和所述转辙机模拟电路根据所述联锁上位机输出的所述控制信号动作。采用以上方案，能够利用电路模拟和软件仿真的技术模式来模拟实际中信号机、轨道电路和转辙机的各个开关量，解决了在既有场地及费用严重不足的难题，能成功搭建囊括全线路所有型号的信号设备、所有特殊联锁电路的信号计算机联锁培训系统，满足需求。
附图说明
图1是本实用新型一个实施例所述铁路轨道联锁控制机理培训系统的原理框图；
图2是本实用新型一个实施例所述大准线的铁路轨道联锁控制机理培训系统的联锁上位机的显示界面示意图；
图3是本实用新型一个实施例所述信号机模拟电路的结构示意图；
图4是本实用新型一个实施例所述转辙机模拟电路的结构示意图；
图5是本实用新型一个实施例所述轨道模拟电路的结构示意图；
图6是本实用新型一个实施例所述信号机模拟电路的电路原理图。
具体实施方式
下面将结合本实施例中附图，对本实用新型中的技术方案进行示例描述。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
本实施例提供一种铁路轨道联锁控制机理培训系统，如图1所示，包括联锁上位机101、仿真机102和模拟电路板块103；其中：
所述联锁上位机101中配置有与实际铁路控制上位机中相同的控制系统；所述仿真机102输出开关量模拟信号至所述联锁上位机101；也就是说联锁上位机101与实际的铁路联锁控制系统中的控制主机是一样的，其中配置的软件和软件的工作逻辑都是相同的。而所述仿真机中也是装配有用于铁路信号开关量模拟用的软件，根据现有技术中的配置方法对其进行配置即可。所述联锁上位机101根据所述开关量模拟信号输出与所述模拟电路板块所对应的联锁控制信号至所述模拟电路板块103；所述模拟电路板块103包括信号机模拟电路、轨道模拟电路和转辙机模拟电路；所述信号机模拟电路、所述轨道模拟电路和所述转辙机模拟电路根据所述联锁上位机输出的所述控制信号动作。图2给出了联锁上位机的显示界面示意图。
例如所述信号机模拟电路包括并联连接的灯泡和电容；所述灯泡的状态表示设置在铁路上的信号机点灯的状态。如图3所示，所述信号机模拟电路包括并排设置的两层灯泡，其中：第一层灯泡301对应于进站信号机点灯和出站信号机点灯；第二层灯泡302对应于调车信号机点灯。在图3所示的信号机模拟电路的背面可以设置与现有技术中信号机驱动电路相同的电路结构，如前所述，在联锁上位机中装载的是和现有技术中的控制主机中的相同的控制软件和系统，相应地，在信号机模拟电路中配置的也是和现有技术中信号灯驱动电路相同的电路结构，如此将联锁信号机与信号机模拟电路按照现有技术中控制主机和信号机点灯之间的连接方式进行电连接即可。
如图4所示，所述转辙机模拟电路中设置有二极管401，所述二极管401的状态表示铁路中各道岔的状态，在所述二极管401的两侧设置有插线槽401，通过导线插入所述插线槽402内，能够实现不同行和不同列的二极管之间的连接，从而能够模拟出整条轨道上的转辙机之间的联系。如前所述，在联锁上位机中装载的是和现有技术中的控制主机中的相同的控制软件和系统，相应地，在转辙机模拟电路中配置二极管的导通方式与道岔的转辙方式对应即可，例如道岔连接至第一分支轨道时对应于二极管导通，道岔连接至第二分支轨道时对应于二极管截止，而控制二极管导通和截止的方法非常简单，就是控制二极管两端的电压值的高低即可实现。
如图5所示，所述轨道模拟电路中设置有非自复式开关501，所述非自复式开关501模拟除发码区段以外的所有轨道区段的占用出清状态。上述模拟电路的实现非常简单，本实施例中不再详细描述。非自复式开关的具有两个状态，可以用来表示有车和无车，例如非自复式开关导通表示无车经过该段铁轨，非自复式开关断开表示有车正在经过该段铁轨。
进一步地，以上方案中，还包括道岔组件，所述联锁上位机101、所述仿真机102和所述模拟电路板块103均设置于培训室内，所述道岔组件设置于所述培训室外；所述道岔组件包括实际道岔结构和与所述实际道岔结构连接的实际信号机202、实际轨道电路203和实际转辙机204；所述联锁上位机101根据所述开关量模拟信号输出与所述道岔组件对应的联锁控制信号，所述实际信号机202、所述实际轨道电路203和所述实际转辙机204根据所述联锁控制信号动作。优选地，所述道岔组件包括两组，其中一组所述道岔组件为电动控制型道岔结构，另一组所述道岔组件为电液控制型道岔结构。
采用本实用新型提供的以上方案，实现了真实设备 电路模拟 软件仿真的技术模式，利用高技术手段和拆旧设备、器材，解决了在既有场地及费用严重不足的难题，成功搭建囊括大准线所有型号的信号设备、所有特殊联锁电路的信号计算机联锁培训系统。不仅满足了职工技术业务培训、考试、技能鉴定、技术比武等需求，而且实现了计算机联锁仿真试验功能，同时为科技创新等研发、信号标准化建设示范、培养信号专业高精尖技术人才提供了全新基地
下面以大准线铁路的联锁控制培训为例进行说明。参考图2，培训基地站场选用外西沟站场，其主要原因如下：上行方向有4个发车口，下行方向有2个发车口；x行进站口有6‰的下坡道，设有坡道延续进路；1/3#道岔是5机牵引的18号道岔；闭塞方式采用半自动闭塞和自动闭塞两种，其中下行线采用半自动闭塞方式，上行线采用自动闭塞方式；站内正线采用zpw-2000a型电码化；有usu点灯电路、坡道延续进路、股道中间出岔等特殊电路。
(1)设备布置
利用点岱沟废旧组合架，新建培训基地为tyjl-adx型计算机联锁，由于点岱沟站是tyjl-tr9联锁，两种制式的联锁在组合配线和计算机运算上存在很大差异，所以对tyjl-tr9型联锁机的组合架进行改装，修改内部配线1个，修改dc6道岔组合内部配线1个、dx组合内部配线13个，修改cz组合内部配线1个，购买jz组合2个、cz组合4个，为了方便施工，零层电源环线使用tyjl-tr9型的电源环线；对继电器的采集和驱动，修改组合内部继电器1、4线圈的线序，符合tyjl-adx型计算机联锁需要。区间三个闭塞分区全部利用旧的区间设备，将原来的接近区段改为离去区段，站内正线电码化。
(2)培训室内的设备布置
新设tyjl—adx型联锁机一套，仿真试验机两台，维修机一台；既有电源屏4个，新增三相交流电源1个，满足电液道岔的需要；机械室组合架16个，其中站内组合架7架、站内移频架3架、区间移频架3架、接口柜1架、防雷分线盘1架、信号机模拟盘1架。
(3)培训室外的设备布置
室外电缆全部利旧；既有8#道岔改为14#道岔、6#道岔改为27#道岔；xi、xii、x5三显示出站信号机改为带进路表示器的五显示出站信号机，更换led型机构；区间通过信号机利旧；既有的进站信号机改为sn进站信号机，更换led型机构；发码的轨道区段更换适配器、室外隔离变压器、限流电阻。
(4)通过仿真、模拟、真实设备相结合的方法实现全站的信号联锁
由于培训基地机械室场地空间有限，不能完全容纳所有的设备，整个培训基地集合仿真、模拟、实物三种方式相结合来实现全站的信号联锁。室内只放置与i道、ii道、5道相关联的信号设备及x进站信号机；其他信号设备均采用了仿真软件，实现仿真软件与硬件相结合。
(5)模拟部分
信号机模拟：共模拟进站信号机2架，出站信号机3架、调车信号机17架。由于信号点灯电源为220v，所以模拟灯泡选用220v，取消点灯单元，方便快捷。但交流指示灯的额定工作电流小于20ma，而jzxc-h142型dj工作电流为45ma，充磁值为180ma，释放值为23ma，即220v模拟灯泡工作电流不能满足jzxc-h142继电器工作条件，自行设计电路如图6所示为灯泡601和电容602的并联电路，根据公式可计算的通过电容的电流为i1＝2πfcu＝2x3.14x50x2.2x10-6x220＝151.976ma。
即通过dj的电流为i＝151.976 20＝171.976ma，由于dj的吸起和落下与通过其电流的相位无关，所以可不计电容对电流相位的影响，完全能满足dj的吸起，保证了在220v下信号机的可靠工作，但由于无点灯单元，如果dj断丝，信号机灭灯，通过电容的电流还足以使dj保持在吸起状态，所以不会出现灯丝报警，通过加强观察及测试，发现指示灯故障时，及时更换。
模拟信号机使用灯位并排设置，共使用两层，第一层为进站信号机和出站信号机(5架)，第二层为调车信号机(12架)，方便配线，确保模拟的美观性。
道岔模拟：室外已有14#和27#道岔，剩余共需模拟12组道岔，道岔模拟采用在分线盘处加二极管的方式实现，方便故障处理培训。
轨道电路模拟：轨道电路除去电码化区段以外，其余均做模拟处理。按照站场平面图，对模拟的轨道区段使用非自复式开关来实现轨道的占用和调整。
(6)仿真实现
本站联锁机上位机监控a机为联锁机，监控b机为仿真机，车站两条正线及5道相关设备为真实设备，联锁机通过采集获得信息，其余设备均使用仿真软件实现。当排列进路或动作设备时，仿真部分直接由仿真软件提供联锁所需的各种开关量，即仿真机输出各类继电器的状态，无需采集获得，全站的信号设备与仿真相结合的方法实现全站信号联锁。
(7)特殊电路实现
本站区间只有三个闭塞分区，故电路采用3个接近区段和3个离去区段同时复示三个闭塞分区的1gj；使用一套自动闭塞和一套半自动闭塞设备，上行咽喉和下行咽喉环接的方式实现自动闭塞；半自动闭塞电路采用xx方面和xx方面环接的方式，实现车站的半自动闭塞条件；站内电码化中，xifm发l码时，需4lq空闲，本站无此条件，采用xs进站信号的zxj代替，即当xs进站信号机开放黄灯或正线通过时，xifm发l码。
以上实施例中，将大准线所用的计算机联锁、zpw-2000a四显示移频自动闭塞、64d半自动闭塞、站内电码化、zd型电动转辙机、zyj型电液转辙机、led信号机、25hz相敏轨道电路、智能电源屏、信号集中监测、调度集中ctc等信号设备，中岔、腰岔、坡道、黄闪黄点灯等特殊联锁电路均纳入进信号培训基地。将信号培训基地改造为一个涵盖大准线所有设备的全功能培训基地。能满足信号职工业务培训、定岗考试、技能鉴定、技术比武等需求；能实现联锁仿真试验功能；基地建设安装完全按照神华集团信号标准化建设标准实施，树立了大准铁路信号标准化建设示范站；系统自行搭建过程中切实提高了我段技术人才的业务水平；系统的搭建成功为信号专业科技创新及研发提供了基地；节约建设投资费用800余万元，每年节约做联锁仿真试验差旅费约15万元。
可以理解，以上技术方案中本质是利用模拟电路来表示列车实际运行过程中的轨道控制情况，电路的实现方式都可以采用现有技术中的基本电路实现。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
1.一种铁路轨道联锁控制机理培训系统，其特征在于，包括联锁上位机、仿真机和模拟电路板块；其中：
所述联锁上位机中配置有与实际铁路控制上位机中相同的控制系统；所述仿真机输出开关量模拟信号至所述联锁上位机；
所述联锁上位机根据所述开关量模拟信号输出与所述模拟电路板块所对应的联锁控制信号至所述模拟电路板块；
所述模拟电路板块包括信号机模拟电路、轨道模拟电路和转辙机模拟电路；所述信号机模拟电路、所述轨道模拟电路和所述转辙机模拟电路根据所述联锁上位机输出的所述控制信号动作。
2.根据权利要求1所述的铁路轨道联锁控制机理培训系统，其特征在于，还包括道岔组件：
所述联锁上位机、所述仿真机和所述模拟电路板块均设置于培训室内，所述道岔组件设置于所述培训室外；
所述道岔组件包括实际道岔结构和与所述实际道岔结构连接的实际信号机、实际轨道电路和实际转辙机；
所述联锁上位机根据所述开关量模拟信号输出与所述道岔组件对应的联锁控制信号，所述实际信号机、所述实际轨道电路和所述实际转辙机根据所述联锁控制信号动作。
3.根据权利要求2所述的铁路轨道联锁控制机理培训系统，其特征在于：
所述道岔组件包括两组，其中一组所述道岔组件为电动控制型道岔结构，另一组所述道岔组件为电液控制型道岔结构。
4.根据权利要求1-3任一项所述的铁路轨道联锁控制机理培训系统，其特征在于：
所述信号机模拟电路包括并联连接的灯泡和电容；所述灯泡的状态表示设置在铁路上的信号机点灯的状态。
5.根据权利要求4所述的铁路轨道联锁控制机理培训系统，其特征在于：
所述信号机模拟电路包括并排设置的两层灯泡，其中：
第一层灯泡对应于进站信号机点灯和出站信号机点灯；第二层灯泡对应于调车信号机点灯。
6.根据权利要求4所述的铁路轨道联锁控制机理培训系统，其特征在于：
所述转辙机模拟电路中设置有二极管，所述二极管的状态表示铁路中各道岔的状态。
7.根据权利要求6所述的铁路轨道联锁控制机理培训系统，其特征在于：
所述轨道模拟电路中设置有非自复式开关，所述非自复式开关模拟除发码区段以外的所有轨道区段的占用出清状态。
技术总结