站場聯(lián)鎖圖表的設(shè)計(jì)開題報(bào)告1研究背景及意義1.1研究背景鐵路由車站和連接車站的線路組成，通過機(jī)車牽引車輛在兩條平行的鋼軌上運(yùn)行完成運(yùn)輸?shù)哪康?。隨著社會的不斷發(fā)展，鐵路運(yùn)輸?shù)男枨蟛粩嗵嵘?，鐵路線網(wǎng)不斷復(fù)雜，列車運(yùn)行速度不斷提高，對于列車作業(yè)的安全和效率需要更完善的保障[1]?，F(xiàn)代鐵路信號系統(tǒng)在鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)過程中用以保證行車安全，提高列車的運(yùn)輸效率。車站聯(lián)鎖系統(tǒng)是鐵路信號系統(tǒng)的組成部分，通過對站場內(nèi)的道岔、進(jìn)路及信號的控制，實(shí)現(xiàn)它們之間的聯(lián)鎖關(guān)系。計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖系統(tǒng)是將計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)用到鐵路中實(shí)現(xiàn)車站聯(lián)鎖控制功能的系統(tǒng)[2]。車站信號設(shè)備平面布置圖是能夠反映站場室外設(shè)備布置情況的圖紙，是車站設(shè)計(jì)與施工的重要依據(jù)，同時(shí)也是編制聯(lián)鎖表的主要依據(jù)[3]。聯(lián)鎖表是車站內(nèi)所有信號設(shè)備聯(lián)鎖關(guān)系的說明圖表，根據(jù)車站信號平面布置圖中的信號機(jī)、道岔及軌道電路區(qū)段等情況，按照規(guī)定的原則和格式以進(jìn)路為主體逐條地將進(jìn)路與進(jìn)路，進(jìn)路與道岔、信號機(jī)、軌道區(qū)段等之間的聯(lián)鎖關(guān)系說明清楚。聯(lián)鎖表是信號工程設(shè)計(jì)中的重要組成之一，也是檢查工程設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要依據(jù)。1.2研究意義在自動生成聯(lián)鎖表進(jìn)路數(shù)據(jù)的過程中，不僅要遵循《計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖車站聯(lián)鎖圖表編制原則》的相關(guān)規(guī)定，而且還要借助相應(yīng)的編程框架和開發(fā)環(huán)境，來分析站場的數(shù)據(jù)文件，同時(shí)定義站場的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和構(gòu)建相應(yīng)的站場拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)，并且借助相關(guān)的運(yùn)算方式，確保聯(lián)鎖表進(jìn)路數(shù)據(jù)能夠順利生成。在開辟人為接口的同時(shí)，還要對各種進(jìn)路進(jìn)行控制，輸入相關(guān)的站場信息，為了提高設(shè)計(jì)人員的工作效率，還應(yīng)該以表格的形式輸入聯(lián)鎖進(jìn)路的相關(guān)的數(shù)據(jù)。2國內(nèi)外研究動態(tài)國外方面：目前，關(guān)于連鎖圖表有關(guān)內(nèi)容的研究，國外學(xué)術(shù)界諸多研究者主要是以簡單站場作為核心出發(fā)點(diǎn)，如UgurY?ld?r?m等人（2012）在研究后表示，想要以自定義的方式對鐵路站場構(gòu)建相應(yīng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，就需要依靠聯(lián)鎖圖表來完成[4]。AhmetKuzu等人（2011）在研究后表示，在某種意義上，可以將鐵路站場設(shè)備視為基類元素，此元素中一般擁有多種不同的屬性，如名稱屬性或者是類型屬性等等。通過將這些屬性進(jìn)行融合，并借助聯(lián)鎖表進(jìn)路和信號控制等方式來構(gòu)建出一個(gè)完整的聯(lián)鎖表[5]。該元素的屬性有多種，譬如咽喉，又如類型等。并借助指針串起每一個(gè)信號設(shè)備，進(jìn)而形成站場拓?fù)鋱D。隨后對各種進(jìn)路進(jìn)行相應(yīng)的查找，并得出相應(yīng)的聯(lián)鎖表進(jìn)路，將不需要的聯(lián)鎖表進(jìn)路進(jìn)行刪除，最后對進(jìn)路沖突和信號進(jìn)行添加。Somsak（2010）經(jīng)過研究之后，提出了要借助有色Petri網(wǎng)，簡稱為CPN來對聯(lián)鎖圖表進(jìn)行相應(yīng)的建模。CPN模型主要包含了兩個(gè)部分：譬如信號設(shè)備布置，又如聯(lián)鎖控制。無論是設(shè)備位置信息還是連接關(guān)系，都可以借助令牌進(jìn)行存儲，在建模的過程中，也要以相應(yīng)的策略為基礎(chǔ)[6]。國內(nèi)方面：彭麗維（2016）在研究中指出聯(lián)鎖表自動生成方法，該方法以圖元模型為基礎(chǔ)，并通過手動拼湊的方式來對站場圖進(jìn)行繪制，并根據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)來建立站場結(jié)構(gòu)。最后通過無往返的搜索算法生成連鎖表數(shù)據(jù)，緊接著按照簡單的格式對CAD和EXCEL文件進(jìn)行相應(yīng)的輸出[7]。徐睿娜（2016）經(jīng)過研究之后指出，要以站場設(shè)備圖元為基礎(chǔ)，建立相應(yīng)的站場平面拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)。并將相關(guān)的設(shè)備信息快速的錄入圖元中，并借助對象的程序來對站場拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建立[8]。金云（2015）等人在研究中醍醐了一種以網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錇榛A(chǔ)的堆棧遍歷算法，該算法能夠?qū)π盘柶矫娴牟贾脠D進(jìn)行轉(zhuǎn)換，讓其成為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，最終自動生成聯(lián)鎖圖表[9]。田澤方（2018）提出了將車站信號平面布置圖抽象為站場拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，利用了信號設(shè)備模塊的頂點(diǎn)和邊描述信號設(shè)備及其之間的聯(lián)系，采用深度優(yōu)先進(jìn)路搜索方法獲取聯(lián)鎖表的內(nèi)容[10]。劉征等人（2017）提出了根據(jù)圖形理論的知識來分析站場拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，利用面向?qū)ο蟮乃枷雽④囌驹O(shè)備抽象成各個(gè)模塊，通過記錄各個(gè)設(shè)備模塊的橫、縱坐標(biāo)以及其它設(shè)備信息，使用A*算法搜索進(jìn)路完成聯(lián)鎖表數(shù)據(jù)的生成[11]。研究述評：當(dāng)前，國外大多以簡單站場為基礎(chǔ)來對聯(lián)鎖表的自動生成進(jìn)行研究。而我國不僅對相關(guān)站場數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和搜索算法進(jìn)行了廣泛的應(yīng)用，而且還結(jié)合實(shí)際情況對其做出了相應(yīng)的改進(jìn)，但是一般情況下，絕大部分的聯(lián)鎖圖表都是在舊的聯(lián)鎖表編制規(guī)范的情況下生成的。3研究的內(nèi)容論文擬對站場拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)構(gòu)建進(jìn)行介紹，通過對比的方式，找出不同基金路搜索算法所具有的優(yōu)勢和缺點(diǎn)，對相關(guān)的聯(lián)鎖條件的處理方式進(jìn)行介紹。通過這樣的方式，分析軟件的界面和聯(lián)鎖圖表自動生成所具有的功能，對其做出相應(yīng)的分析，最后將生成的聯(lián)鎖圖表展示出來。詳細(xì)內(nèi)容包括以下四個(gè)部分：對聯(lián)鎖圖表自動生成軟件進(jìn)行總體設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)聯(lián)鎖圖表自動生成軟件數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)聯(lián)鎖圖表自動生成軟件詳細(xì)內(nèi)容聯(lián)鎖圖表自動生成功能的實(shí)現(xiàn)4研究方法（1）通過網(wǎng)絡(luò)途徑搜索、收集關(guān)于城市軌道交通自動化的國內(nèi)外歷史文獻(xiàn)資料，梳理并總結(jié)對論文研究有幫助的內(nèi)容，為論文的研究奠定理論基礎(chǔ)。（2）運(yùn)用C++語言在VisualStudio開發(fā)環(huán)境下設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖表自動生成軟件。該軟件通過讀取統(tǒng)一格式的車站信號平面布置圖數(shù)據(jù)文件，根據(jù)圖論思想構(gòu)建站場拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，運(yùn)用相關(guān)處理算法結(jié)合人為介入完成聯(lián)鎖表進(jìn)路信息的獲取，最后將聯(lián)鎖表數(shù)據(jù)以AutoCAD聯(lián)鎖表表格的形式輸出。5研究進(jìn)度安排2022.12.1-2023.1.15查閱相關(guān)資料，開題報(bào)告2023.1.16-2023.2.10完成論文方案、構(gòu)思2023.2.10-2023.3.30完成論文初稿2023.4.1-2023.4.15完成論文修改，準(zhǔn)備答辯6主要參考文獻(xiàn)[1]王同軍.中國智能高鐵發(fā)展戰(zhàn)略研究[J].中國鐵路,2019,679(01):15-20.[2]楊揚(yáng).車站信號控制系統(tǒng)[M].西南交通大學(xué)出版社,2012.[3]陸振朋.計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖圖表的作用及改進(jìn)探討[J].鐵路通信信號工程技術(shù),2012,9(04):20-21+25.[4]Y?ld?r?mU,Durmu?MS,andS?ylemezMT.Automaticinterlockingtablegenerationforrailwaystationsusingsymbolicalgebra[J].IFACProceedingsVolumes,2012,45(24):171-176.[5]KuzuA,SongulerO,andSonatA,etal.Automaticinterlockingtablegenerationfromrailwaytopology.InternationalConferenceonMechatronics,IEEE,2011:64-70.[6]Vanit-AnunchaiS.ModellingrailwayinterlockingtablesusingColouredPetriNets[J].CoordinationModelsandLanguages,12thInternationalConference,COORDINATION2010,Amsterdam,TheNetherlands,June,2010:7-9.[7]彭麗維.基于圖元模型的聯(lián)鎖表自動生成軟件實(shí)現(xiàn)[D].西南交通大學(xué),2019.[8]徐睿娜,徐中偉.基于圖元屬性的進(jìn)路搜索算法與研究[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件,2012,29(10):25-27.[9]金云,蕢凱騰,鐘朱婷,等.一種基于堆棧遍歷