网络计算机联锁仿真系统联锁功能的设计与实现.doc

网络计算机联锁仿真系统联锁功能的设计与实现 　　摘 要：新型网络计算机联锁仿真系统采用网络技术、Web3D技术，实现对现场计算机联锁操作及各类信号设备的模拟仿真，具有广阔的应用前景。其联锁功能设计采用C#技术，依据计算机联锁程序执行原理，对计算机联锁操作命令形成模块、操作命令执行模块及进路处理模块进行设计，并部署在Web应用服务器及数据库服务器端，实现在客户端浏览器进行操作与仿真的功能。 　　关键词：网络；计算机联锁；仿真 　　1 新型网络计算机联锁仿真系统简介 　　随着我国高速铁路及城市轨道交通的飞速发展，设备的更新换代速度不断加快，对运营维护及运输组织人员提出更高要求，计算机联锁系统作为轨道交通安全运营的核心设备，对其熟练操作和掌握，具有充分的现实意义。网络计算机联锁仿真系统主要用于对现场作业人员的模拟培训，其在局域网内采用B/S（浏览器/服务器）模式，计算机联锁系统人机交互界面在用户浏览器端自动生成，可模拟办理各种操作，在服务器端的Web服务器和数据库服务器中分别部署联锁程序模块和各类站场数据，同时在本系统中采用Web 3D技术，加入设备的三维仿真场景，通过在客户端浏览器加载三维仿真场景的方式，带来更直观的用户体验。系统同时模拟各类常见故障现象，提高学员的故障处理能力。网络计算机联锁仿真系统相比传统计算机联锁仿真系统，具有部署简易、交互方便、不受参训人员数量限制、可模拟多个站场，且当站场改扩建后可随时更改站场数据，了解设备动作原理等诸多优点。本文就网络计算机联锁仿真系统联锁功能模块的设计与实现做主要分析和探讨。 　　2 联锁功能模块设计 　　网络计算机联锁仿真系统主要针对计算机联锁操作仿真，同时模拟对现场信号设备的采集和驱动，主要功能模块包括操作命令形成模块、操作命令执行模块和进路处理模块[1]。操作命令形成模块是将人员按压按钮的操作，转化为可识别的命令信息发送到服务器端，与服务器端数据表进行对比，形成有效操作命令。操作命令执行模块是根据用户操作，判断命令类型，并在服务器端执行，同时返回执行结果。进路处理模块对选出的进路进行选排一致性检查，进路锁闭及解锁等处理，同时将处理结果返回给用户。本系统在ASP.NET框架下采用C#网络编程语言来实现。 　　2.1 操作命令形成模块 　　操作命令形成模块通过记录和查询用户操作信息，判断其是否构成有效操作命令。本系统采用XML文件记录用户操作信息，其优点是不占用数据库资源，可方便的删除历史操作日志，同时使用数据表形式读取和保存XML文件。通过XML文件记录用户按压按钮等操作，同时使用数据表读取XML文件，并在服务器端查找操作命令是否在数据信息表中，若存在，则为有效操作命令并执行进路操作，反之则发出告警信息。 　　2.2 操作命令执行模块 　　网络计算机联锁仿真系统根据计算机联锁程序执行原理，针对每种操作命令建立执行程序，组成操作命令执行程序模块，包括进路搜索子程序、取消进路子程序、人工延时解锁子程序、进路故障解锁子程序、区段故障解锁子程序等[2]。 　　操作命令执行模块通过调用数据库服务器中站场数据，在浏览器端生成站场平面图，在平面图中通过点击始终端按钮及其他按钮进行办理进路等操作。按压按钮后触发鼠标点击事件，在服务器端作出响应，执行服务器端程序，之后将执行结果反馈给浏览器。同时使用AJAX编程方法实现浏览器端的页面无刷新功能。网络计算机联锁仿真系统在用户端办理进路时，进路锁闭和解锁对应轨道区段光带的颜色变化，采用AJAX技术，可实现光带颜色的及时刷新，带来较好的用户体验。 　　操作命令执行模块的执行流程为记录用户按压按钮操作、判断用户操作命令是否合法、判断操作命令类型，根据命令类型执行相应的程序模块，其示意图如图2所示。 　　2.2.1 进路搜索程序模块 　　网络计算机联锁仿真系统执行进路搜索程序时，首先将办理进路所需的静态及动态数据存入临时进路表中，之后在进路总表中查找是否有临时进路表数据存在，若存在则为合法进路，同时与敌对信号数据进行对比，确定敌对信号未建立，并将占用标志设置在所建立进路的变量模块中，通过C#中的GDI+将既有道岔位置转换到所选进路中。 　　网络计算机联锁仿真系统的每一个数据模块包括数据场和指针场[3]，用以存放该数据模块的数据和相邻模块的首地址，进路搜索时按照站场型数据结构，从一个模块出发查找相邻模块，直至搜索到目标进路为止[4]。系统使用C#中的数组和指针实现数据模块的链接，使用数组的堆栈等操作，通过链接各模块从而找到目标节点。 　　2.2.2 取消进路子模块 　　网络计算机联锁仿真系统中，取消已建立的进路通过取消进路子模块来实现，系统的取消进路操作需先按下总取消按钮，之后10秒内再按下进路始端按钮，为控制按压时间，