刘 繁

（中铁三局集团太原勘测设计研究院有限公司，太原 030001）

随着列车运营速度的不断加快，对铁路信号设备的性能要求越来越严格。轨道电路是铁路信号的重要基础设备，轨道电路的性能直接影响行车安全和运输效率。ZPW-2000A型无绝缘移频自动闭塞是经技术鉴定并被确定为全路推广的自动闭塞制式。

1 问题提出

近年来，国内线路大量技术改造并投入运用,ZPW-2000A型轨道电路安全可靠、便于维护,为铁路行车自动化提供了坚实的基础。但在施工过程中技术标准高、工艺严格，ZPW-2000A型轨道电路在传统工程设计施工工序中，技术人员需要依据信号平面布置图查询《ZPW-2000A轨道电路调整表》,然后根据查询数据计算结果得出各种配线及数据。然而现代铁路设计施工任务划分往往是长大标段上百公里，ZPW-2000A型轨道电路数据信息量大，《ZPW-2000A轨道电路调整表》包含补偿电容、电缆模拟网络、发送电平、接收电平等大量的配线及数据，采用传统方式查询过程耗时，人工计算过程繁琐极易出错，造成反复计算花费大量时间，影响设计施工效率；技术人员对轨道电路传输特性的理解和《ZPW-2000A轨道电路调整表》的档位选用,都会造成轨道电路调整不当，影响设备安装调试的电气特性。

本文针对ZPW-2000A轨道电路相关数据进行分析研究，以道床电阻小于1 Ω/km的有砟道床《ZPW-2000A轨道电路调整表》为依据，从而建立一种新型查询计算方法：依托计算机自动生成ZPW-2000A型轨道电路数据的查询计算结果，做到ZPW-2000A轨道电路一次调整。

2 功能分析

传统的人工查表、手工计算的方式需要解决因数据量庞大导致设计施工效率低及计算结果的准确性这两个技术问题。研究设计思路是编制相关的软件进行查询计算，运用计算机程序运算来代替人工计算，做到节省计算时间、提高计算的准确率。

ZPW-2000A型轨道电路查询计算软件要解决的任务是利用软件程序进行自动计算，并生成配线及数据。ZPW-2000A型轨道电路查询计算软件功能目标设定为计算准确率100%，提高设计施工效率30%以上。

3 方案研究

在研究方法上充分运用资料收集法、功能分析法、模拟试验法等科学的研究方法对研发项目进行实践论证，以提高研发质量。

1）深入现场，对ZPW-2000A型轨道电路的相关数据信息生成现状进行调查分析、资料收集，针对人工查询计算的弊端查找问题所在，明确研究对象。

2）对软件进行功能设定，软件需能符合设计施工实际需求，包含10 km、12.5 km、15 km 3种不同长度区间，能够自行计算并生成数据，只需输入相关坐标里程等简单信息即可根据不同区段载频、不同长度自动生成补偿电容数据、模拟网络数据、发送接收电平数据等。

3）设计思路首先对软件系统进行初步设计，即系统设计。对软件系统的功能进行全面考虑，包括软件格式、功能分配、运行设计、数据库结构设计和出错处理设计等，为软件的详细设计提供基础，软件设计编制流程如图1所示。

4）软件编写:针对软件的功能设定，结合Microsoft程序，在详细设计中，为完成自动生成补偿长度、电容数量、步长、模拟网络、发送接收电平等数据，所涉及到的主要技术是函数运算。利用Microsoft程序的if函数（判断函数），对数值和公式进行条件检测。补偿电容的运算函数为：“LOOKUP(lookup_value,lookup_vector,result_vector)”。例如：如果轨道区段载频1 700 Hz、区段长度1 000 m，使用if函数就会自动做出相应判断。

在本软件编制过程中人工录入《ZPW-2000A轨道电路调整表》中的大量参数，录入调整表信息如表1所示。作为数据库，以《ZPW-2000A轨道电路调整表》为基础，录入10 km、12.5 km、15 km 3种情况数据参数。利用LOOKUP函数（查找筛选），对数组形式的LOOKUP函数在数组的行或列中查找指定值，然后返回该数组的最后一行或列中相同位置处的值。电平的函数运算为：“VLOOKUP(lookup_value,table_array,col_index_num,range_lookup)”。例如：载频2 300 Hz、区段长度1 000 m，补偿电容自动筛选数量为10个。软件根据数据库及每列表格需要生成的数据，对软件系统各个执行单元的每个单元格进行设计，以便进行公式输入和测试，保证软件的需求完全分配给整个软件。最后利用SetupFactory程序对编写的公式和函数进行打包安装。

5）软件测试:软件经过编写及ZPW-2000A轨道电路数据库参数的录入，最后一个步骤是对编写好的软件进行测试。测试过程中，首先对软件的每个功能逐一试验，以检验是否能够到达设定的目标功能；其次是对软件生成数据的正确性进行检查，测试列举不同频率、不同长度的轨道电路进行数据对比。经反复检算试验发现，软件生成的数据结果与《ZPW-2000A轨道电路调整表》计算得到的数据结果完全一致，达到预期设定的要求。

6）软件使用:首先选用正确的区间长度类型，使用时需要输入信号楼中心里程、ZPW-2000A轨道电路送端里程、受端里程，因考虑到区间线路长短链及电缆备用量和自然弯曲还需输入修正长度即允许误差。以上几项内容输入后，软件自行进行计算，得出送、受端电缆长度，补偿长度和模拟网络端子配线连接，同时自动生成电容容量、电容数量、步长、半步长、功出电平、主轨接收电平等数据和端子配线连接。软件使用操作简单、便于上手，软件使用界面如图2所示。

4 研究效果

1）提高效率：如对长度100 km区间线路统计配线数据，采用传统人工查表、手工计算的方式，ZPW-2000A轨道电路相关数据计算周期需投入4人，在5天左右完成，利用本软件计算周期仅投入2人，在2天左右即可完成，经测算查询计算效率提高50%以上，同时避免了因人工计算错误而出现的返工现象和延误施工进度等问题。

2）经济效益：利用软件计算的方法进行ZPW-2000A轨道电路相关数据计算与采用传统人工查表、手工计算的方式相比，可减少一半人员投入，节省人工费用。

3）社会效益：有效控制ZPW-2000A轨道电路设计施工周期，取消了人工繁琐的计算过程，软件计算准确率为100%，轨道电路调整及电气特性也有所提高，保证了工程质量。

在某区间ZPW-2000自闭工程中，运用本软件完成50 km区间的计算，针对93个轨道区段测量数据计算结果进行数据检查，经过与《ZPW-2000A轨道电路调整表》对比发现数据结果一致，计算准确率达到100%。

5 结论

ZPW-2000A型轨道电路查询计算软件符合现场实际需求，包含10 km、12.5 km、15 km 3种不同长度区间，能够自行计算并生成数据，只需输入相关坐标里程即可根据不同区段载频、不同长度自动生成电气绝缘节或机械绝缘节的补偿电容数据、模拟网络数据、发送接收电平数据。在研究过程中还存在一些不足，比如研发技术还应继续学习、软件使用的安全性及著作权保护等问题，采取在软件安装过程中增加序列号的措施进行识别未注册用户以保证软件安全，在软件安全性方面建议安装正版杀毒软件来防范病毒。

本软件适用于目标速度160 km/h区段、道床电阻小于1 Ω/km的有砟道床轨道电路，具有安装便捷、操作简单、提高效率等优点，长大区间尤为明显，大大加快了设计施工进度，计算准确率达到100%。ZPW-2000A型轨道电路查询计算软件，可替代铁道信号技术人员采用人工查表、手工计算的传统方式。本软件作为一款实用型小工具，深受广大技术人员欢迎。