张天昱，杨 扬

在铁路信号系统中，低频信息码传输序列表（简称“码序表”），是验证列控中心编码逻辑正确性的重要依据，是整个信号系统设计中的重要环节［1］。码序表的编制具有数据量大、周期短的特点，编制过程繁琐、重复度高且易出错。传统的人工编制方式已无法满足需求，而计算机辅助绘图方式则提供了较好的解决办法。针对码序表辅助设计软件的开发，已有学者展开了研究。例如，通过人工输入特征数据，按特征表格进行码序运算，将结果存入access 表格后，再将数据写入AutoCAD 图形文件；以区间及车站信号平面布置图、信号点布置表作为输入，实现码序运算与图纸的直接生成；基于列控工程数据表，对客运专线码序表的工程设计进行研究［2-5］。

然而，现阶段已有的码序表自动生成辅助设计软件大多以进路或车站为单位，无法获取到邻站的边界码序，故处理方式通常以L5～HU 码作为邻站默认的边界码序输入。虽然这种软件设计方法能够确保生成的码序表在列举边界区段的发码情形时，不会出现缺漏，但可能存在赘余，需要对表格内容进行逐一校核与修改。尤其当站场结构复杂时，进路数量非常多，会导致生成的大量图纸内容需要调整，且由于输入数据的局限性，难以在码序表中体现车站站形及进路示意。

为进一步提高码序表生成的准确性及丰富图纸信息，本文以整条线路为单位提供必要的输入数据，对线路各信号设备建立面向对象模型，构建全线拓扑关系［6-7］，并依序对进路各轨道区段码序进行递推，得到精确的边界码序，进而实现全线码序的追踪，同时基于线路拓扑关系绘制车站简易站形结构及进路走行示意图。

1 总体设计思路

在信号设计时，码序表是以区间、车站信号平面布置图及列控工程数据表为基础，车站（线路所）的每张码序表与车站进路数据表的每条列控编码接、发车进路一一对应。每张码序表的纵列，表示该进路对应的列车运行前方邻站TCC边界区段的各种码型，以及本站不同区段的占用情况；横列表示本站进路（含区间）范围内，各轨道区段的递推码序情况。码序表通常为dwg 格式的AutoCAD 文件，本文采用Visual Studio 2010+ObjectARX2013+AutoCAD2013 组合开发环境实现软件设计。总体设计方案见图1。

图1 总体设计方案

ObjectARX 具有高效的AutoCAD 图形处理效率［8］，其生成的软件需通过动态链接库的方式加载到AutoCAD中，对象链接与嵌入技术（Object Linking and Embedding，OLE）能通过跨进程的方式实现AutoCAD 与Excel 进程间的数据交换，故在AutoCAD 平台下能同时实现dwg、Excel 文件的读取与生成。

基于对码序表内容的分析，本文以列控系统基础数据表、车站信号平面布置图（简称“站场图”）及车站联锁表作为输入数据。根据《列控数据管理暂行办法》《计算机联锁车站联锁图表编制原则》［9-10］，列控基础数据表与联锁表都有其相应的编制规范，便于软件进行信息识别与数据处理。但是站场图通常是基于AutoCAD 中提供的基础图元绘制而成，图纸数据虽易提取，但难以实现各信号设备类别的区分及属性数据归类。为此，对站场图按自定义实体方式进行规范化绘制。自定义实体是指通过CAD 二次开发方式定制图元对象，铁路信号设备的属性数据可以直接封装在图元中，并以函数接口形式获取相应数据［11］。

2 构建全线拓扑关系

全线码序追踪的前提是建立线路的拓扑关系，按顺序根据线路经行的轨道区段逐一递推得到其码序信息。在生成码序表时，以各车站进路为单位，需在线路拓扑结构基础上进行通过进路搜索及闭塞分区的划分。

2.1 建立拓扑关系

基于面向对象思想的封装特性，将对应信号设备抽象成对象时，可实现文件读取过程中离散数据的整合。根据站场图生成站内信号设备对象，每个对象有其唯一的ID 信息，然后基于图纸中各对象的坐标数据，可构建站内拓扑关系，并以ID 信息进行表示。列控基础数据表中的信号点布置表，包含了线路正线上的信号点布置信息，可据此生成区间中各信号设备对象，并按里程信息直接建立区间内的拓扑关系。

由于输入的线路数据分别来自于站场图与信号点布置表，两者文件格式不同，导致获取到的车站数据与区间数据间的关联性被割裂，需对区间与站内的拓扑关系另做处理。在读取信号点布置表时，根据表中的“进站”与“出站口”标识，可定位到车站正线上的正/反向进站信号机外方的相邻区间区段，并对其设置相应的属性标识：将下行线正向进站信号机外方的区间区段设置为三接近区段（3JJG），下行线反向进站信号机外方的区间区段，设置为一离去区段（1LQG），上行线同理。以站内4 个进站信号机处的绝缘节为节点，根据线路的上、下行与区间区段属性搜索区段对象，确定绝缘节左右连接的具体区段，从而完成区间与车站拓扑关系的重新连接，形成全线的拓扑结构。

2.2 闭塞分区划分

一个闭塞分区可能包含多个轨道区段，区间轨道区段根据其所属防护信号机是否相同，判断是否属于同一闭塞分区；站内轨道区段根据其所属咽喉是否为股道，判断是否属于同一闭塞分区。以车站下行正向运行的进路为例，发车进路由上行咽喉区段组成，接车进路由下行咽喉区段与股道组成，因此，进路中X1LQG 与属于上行咽喉的站内区段为同一闭塞分区，股道与属于下行咽喉的站内区段为同一闭塞分区，其闭塞分区划分示意见图2。对于反向运行时闭塞分区的划分，还需考虑离去区段发码分区是否合并。

图2 3JJG与1LQG及闭塞分区划分示意

2.3 通过进路搜索

每条通过进路对应一张码序表，表中需体现进路中每一轨道区段的发码信息。对于结构较为简单、站内不存在进路信号机的车站，可直接以接车进路与发车进路组合的方式得到通过进路；对于存在进路信号机的车站，则无法采用上述方法。为适应不同站场结构，本文设计了一种基于联锁表的通过进路递归搜索算法。

通过遍历联锁表中的列车进路，首先确定组合通过进路的首条列车进路，其必须满足的条件为：始端信号机类型为进站信号机；后续接续进路的始端信号机与上一条进路的终端信号机相同。按此条件不断查找接续进路并添加满足条件的进路信息，直到找到的接续进路终端信号机类型为进站信号机，说明查找到的所有列车进路已经组合成一条完整的通过进路。通过进路搜索流程见图3。

图3 通过进路搜索流程

结合全线拓扑关系，获取通过进路始、终端信号机外方连接的区间轨道区段信息，由此得到列车在本站集中区范围（两端TCC 边界）内通过进路的完整运行路径，包括进路运行方向、直弯进出股道、信号机、轨道区段、道岔等信息，可直接供码序递推过程使用。

3 码序追踪及图纸生成

3.1 全线码序追踪

车站的边界码是相邻站间进行码序追踪与递推的基本依据。由于码序追踪具有方向性，码序信息的递推过程需根据车站信息表，对全线车站进行顺序或逆序遍历，得到每一车站相同运行方向进路的码序，此处约定下行正向与上行反向的列车运行进路方向相同。因线路两端车站的边界区段码序情形未知，需通过人工输入。

考虑列车下行正向运行方向，设列车经行的首个车站为始发站，最后一个车站为终到站。对于最高码序为L5 码的线路，参考码序表编制的相关规则［12-14］，全线中所有下行正向与上行反向的进路码序追踪运算示意见图4，详细步骤如下。

图4 全线码序追踪运算示意

Step 1按全线码序追踪思想，每一车站必须先获取其前方邻站边界区段的所有边界码，才能递推本站的码序内容，并得到本站边界区段的边界码，以供后方邻站追踪使用，故需先对终到站所有下行正向与上行反向进路的码序进行递推。终到站的前方线路数据不存在，故其参考的边界码序由人工输入。

Step 2对终到站所有满足运行方向要求的进路，依序遍历其中所有的轨道区段，按占用-HB/HU-U-LU-L-L2-L3-L4-L5或占用-HB/HUUU/UUS-U2/U2S-LU-L-L2-L3-L4-L5 的码序顺序，依次对进路中所属闭塞分区不同的轨道区段递推得到其码序。

Step 3若车站进路中存在过弯（侧线进路）的情形，则轨道区段可能需降级或升级发送UU/UUS 码，此时需基于UU/UUS 码顺序递推其相邻轨道区段的码序。

Step 4若进路为反向运行，列车按自动站间闭塞制式行车，此时区间有车占用与空闲时的发码规则不同。区间空闲时，码序追踪方式与正向运行相同；区间被占用时，出站信号机关闭，股道及对应咽喉区段发HU 码。此时需结合本站与邻站间的闭塞分区个数及邻站边界区段的追踪码序，分别确定区间空闲与占用时可能的发码情形，据此递推得到本进路各轨道区段码序。

Step 5每条进路经过的首个轨道区段为本站左侧TCC 内方的边界区段，根据其所属上、下行线路，分别存储对应边界区段的所有边界码，供邻站追踪使用。

Step 6以终到站为起点，对线路上所有车站逆序遍历，重复Step 2～Step 5，则可计算得到全线所有下行正向与上行反向运行的轨道区段码序。

Step 7根据Step 1～Step 6 的步骤，同理可计算得到全线车站所有下行反向与上行正向运行的进路码序，由此完成全线码序信息的追踪与递推。

反向运行的进路码序递推过程：获取前方邻站边界区段的边界码，根据线路拓扑关系计算本站与前方邻站间的闭塞分区个数n，当n≥8 时，区间空闲时的边界码序只可能为L5 码；当n=7时，区间空闲时的边界码序只可能为L5 和L4码，依此类推。根据n值，确定区间空闲时进路边界区段最低能够达到的码序值，则所有的邻站边界码序中，大于等于该码序值的边界码，均按区间空闲时的发码规则进行递推；其余小于该码序值的边界码，均按区间占用时的发码规则递推进路码序信息。

3.2 图纸生成

按照进路的运行方向分别生成对应格式的码序表，将每条进路码序依序填入表格中，并对每行发码情形进行说明，具体内容填入说明栏中。在表格左上角添加进路走行信息，其格式为：接车进路始端信号机名称→进路信号机名称→发车进路始端信号机名称→发车进路终端信号机名称。若存在变通进路，则在走行信息中额外添加“变通”标注。

根据全线拓扑结构，按区间（中继站）或车站TCC 边界范围，分别在图纸中绘制对应的区间或车站站形。通过线路拓扑关系查找到本站TCC边界范围内所有的轨道区段、信号机、绝缘节等对象信息，确定首个绘制的轨道区段及绘制基点，按照拓扑逻辑关系依序绘制其余信号设备对象的图元示意，最终将结果保存并输出为dwg 格式的文件。

4 实际应用

软件通过一次性读取所有输入文件，对线路制式、最高码序等属性进行设置，选择性生成全线或部分车站的码序表。由于码序表中的发码信息存在一定的重复性，为精简码序表内容，做以下处理：若一个闭塞分区中存在多个轨道区段，在列举该闭塞分区中轨道区段占用的发码情形时，只考虑列车经行该闭塞分区的末尾轨道区段；车站站内不逐一列举各道岔区段或股道占用的发码情形，只列举出站/进路、进站信号机关闭（HU）与开放引导（HB）时的发码情形；若本站TCC 边界外方恰好为邻站的进站信号机，则本站边界区段的码序信息，需结合邻站站内轨道区段的码序及邻站进站信号机的信号显示具体分析。例如，当邻站信号机开放侧向进路时，TCC 边界处邻站的站内轨道区段可能存在多个发码情形，但此时只列举与进站信号机开放侧线进路的信号显示对应的发码情形。

该软件已在京津城际线（北京南城际场-天津城际场）码序表工程图纸设计中通过测试，并拟投入大秦线（大同-秦皇岛）码序表图纸设计中使用。京津线亦庄站的某条进路对应的码序表生成实例见图5。

图5 京津线亦庄站码序表生成实例

5 结束语

本文以自定义实体的方式将规范化的站场图、列控基础数据表及联锁表作为输入，通过构建线路拓扑关系，实现了全线码序的追踪计算。该方式能够准确计算车站边界码序，并绘制简易站形及进路走行示意，进一步提高了码序表的编制效率及准确率。