一种可视化铁路信号联锁模拟试验装置的制作方法

1.本技术涉及测量电变量技术领域，特别涉及一种可视化铁路信号联锁模拟试验装置。


背景技术：

2.铁路信号联锁设备按安装位置分为室内联锁设备和室外联锁设备，室内联锁设备是信号系统的核心(相当于人类的大脑)，室外联锁设备是执行单元(相当于人类的四肢)。所有联锁设备在投入运用前均需进行联锁关系试验，试验步骤为：先进行室内联锁关系(继电器、分线盘、电源屏)单项试验，然后进行室外联锁关系(色灯信号机、轨道电路、道岔)单项试验(单个轨道电路、单组道岔、单架信号机等)，再进行室内外综合联锁关系试验。在进行室内联锁关系单项试验时，由于室外联锁设备不具备试验条件，故需制作信号联锁关系试验模拟盘(装置)来模拟室外联锁设备(轨道电路、道岔、信号机等)工作状态，配合室内联锁设备完成室内联锁关系单项试验。
3.铁路信号联锁关系试验模拟盘绝大部分依旧使用“三合板 钮子开关 白炽灯泡”的制作形式，由于各个铁路车站的站场形状都不一样，每个车站试验时都要重新制作模拟盘，增加了材料和人工的投入，造成了人力物力的极大浪费。
4.小部分采用较为先进的模拟盘(装置)进行联锁关系验证，这部分模拟盘(装置)中的大多数采用缩小版模拟盘和支架，配上较小的模拟器材，如：led信号指示灯、按钮开关、电容、二极管，工作原理没有变化，只是采用模块化设计，整体布局更加集中，但由于过于集中不利于操作和观察试验结果，且依然需要大量的电源线、配线端子排来完成信息的传递，大量配线密集布放易混搅，不利于故障点的排查工作，影响试验进度。
5.因此，提高铁路信号联锁试验施工质量和效率，实现联锁试验可视化操作已经成为一个重要课题，对于铁路信号施工技术的持续发展意义非凡。


技术实现要素：

6.本技术的目的在于提供一种可视化铁路信号联锁模拟试验装置，用于模拟室外联锁设备配合室内联锁设备完成联锁关系单项试验，以解决或缓解上述现有技术中存在的问题。
7.为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
8.本技术提供了一种可视化铁路信号联锁模拟试验装置，该装置包括：
9.轨道模拟装置和信号机模拟装置；
10.所述轨道模拟装置包括建模控制单元和无线io控制器；
11.所述建模控制单元中部署有模块化站场图形子单元，所述建模控制单元通过所述模块化站场图形子单元调用预先定义的基本轨道电路类型，生成轨道区段，以由多个所述轨道区段拼接组合成站场图形；所述站场图形用于根据所述轨道区段的列车占用信息，模拟站场中的轨道电路工作状态；所述建模控制单元以无线方式与所述无线io控制器连接；
所述无线io控制器用于接收所述列车占用信息，并根据解译的所述列车占用信息，控制所述室内联锁设备执行对应的操作；
12.所述信号机模拟装置包括终端显示模块、无线io采集器和交直流转换器；
13.所述终端显示模块用于接收所述室内联锁设备的信号机点灯信息，根据所述信号机点灯信息模拟显示信号机的灯光状态；所述终端显示模块包括译码子模块和信号复示器；
14.所述交直流转换器用于将所述室内联锁设备发出的试验交流电转换为无线io采集器工作的直流电；
15.所述终端显示模块通过无线方式与所述无线io采集器相连接；所述无线io采集器用于根据监控到的电压状态，采集所述室内联锁设备发出的信号机点灯信息，并将所述信号机点灯信息发送到所述终端显示模块；所述终端显示模块通过调用所述译码子模块对接收到的所述信号机点灯信息进行解译，并将解译结果传递给所述信号复示器，所述信号复示器根据解译后的所述信号机点灯信息，显示对应的信号机的灯光状态。
16.优选的，所述基本轨道电路类型分为道岔区段和无岔区段两类；
17.按照所述道岔区段的布置方向，所述道岔区段进一步分为：上右开道岔区段、上左开道岔区段、下左开道岔区段、下右开道岔区段；所述无岔区段具体为：无道岔区段；
18.每一个所述基本轨道电路类型的端部设有绝缘节。
19.优选的，所述调用预先定义的基本轨道电路类型，生成轨道区段，具体为：
20.所述轨道区段包括一个或多个道岔区段或无岔区段；
21.当所述轨道区段由两个或者两个以上所述道岔区段组合得到时，删除组合后得到的所述轨道区段内部的所述绝缘节，得到端部带绝缘节的多道岔轨道区段；
22.当所述轨道区段由两个或者两个以上岔首方向相同的所述道岔区段进行组合得到时，除删除组合后得到的所述轨道区段内部的所述绝缘节，还要将后方道岔区段的岔首和与其相连接的前方道岔区段的直股或曲股合并，得到端部带绝缘节的多道岔轨道区段。
23.优选的，所述轨道区段具有模块地址码和名称；
24.根据所述列车占用信息，所述轨道区段的状态包括：占用状态和空闲状态；所述占用状态用红色光带表示，所述空闲状态用白色光带表示。
25.优选的，所述站场图形用于根据所述轨道区段的列车占用信息，模拟站场中的轨道电路工作状态，包括：
26.模拟站场中列车占用时所述轨道区段对应的轨道电路工作状态或模拟站场中列车出清时对应的轨道电路工作状态。
27.优选的，所所述站场图形用于根据所述轨道区段的列车占用信息，模拟站场中的轨道电路工作状态，包括：
28.对所述多道岔轨道区段对应的轨道电路工作状态进行同步显示。
29.优选的，所述信号机点灯信息由12位二进制数字组成，前8位代表所述信号机的名称，后4位代表所述点灯信息的灯光颜色。
30.优选的，所述信号复示器用于显示信号机的灯光状态，具体为：
31.根据所述信号机点灯信息，信号的机灯光状态显示为绿色、红色、黄色、白色、蓝色灯光，或者同时显示绿黄色、双绿色、双黄色、红白色组合灯光颜色。
32.优选的，该可视化铁路信号联锁模拟试验装置：
33.通过信号机模拟装置，以可视化的方式模拟联锁试验中点灯的过程；
34.通过信号机模拟装置，以可视化的方式模拟联锁试验中信号机不同点灯状态的转换。
35.与最接近的现有技术相比，本技术实施例的技术方案具有如下有益效果：
36.本技术提供一种可视化铁路信号联锁模拟试验装置，通过模块化站场图形子单元和无线io控制器组成轨道模拟装置，通过终端显示模块、无线io采集器和交直流转换器组成信号机模拟装置，能够在室外联锁设备不具备试验条件的情况下，模拟室外联锁设备配合室内联锁设备完成室内联锁关系单项试验。
37.本技术中，通过自主编程得到的模块化站场图形子单元采用模块化拼贴设计，模块化站场图形子单元提供基本轨道电路类型，基本轨道电路类型经过简单组合即可得到轨道区段和站场图形，具有操作简单、易上手的优点，试验人员无需专业技术训练，就能够快速编制形成各种复杂多变的站场图形，明显减少联锁试验准备时间，降低联锁试验难度，提高试验效率。
38.本技术中，通过自主编程得到的模块化站场图形子单元和终端显示模块，能够直观显示各个轨道区段对应的轨道电路的状态和信号机的灯光状态，实现联锁关系试验的可视化，使模拟联锁试验过程更加直观，提升试验精度。
39.本技术中，通过无线io控制器与模块化站场图形子单元连接、无线io采集器与终端显示模块连接，采用无线方式连接，避免临时配置试验线路，缩短了试验准备时间，同时避免临时配置试验线路容易出现的自身故障问题导致影响试验结果。
40.本技术中，将室内联锁设备输出的交流电转换为直流电进行联锁试验，是对试验人员的保护，提高了联锁试验的安全性。
41.本技术中提供的可视化铁路信号联锁模拟试验装置集成度高，体积小，便于携带和安装，重复利用率高，极大提高了联锁试验的便捷性和可操作性，同时节约了联锁试验的成本。
附图说明
42.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。其中：
43.图1为本技术实施例提供的可视化铁路信号联锁模拟试验装置的系统结构图；
44.图2为本技术的一些实施例提供的基本轨道电路类型示意图；
45.图3为本技术的一些实施例提供的拼贴后的站场图形示例图；
46.图4为本技术的一些实施例提供的轨道模拟装置中无线io控制器与室内联锁设备的连接示意图；
47.图5为本技术的一些实施例提供的信号机模拟装置中无线io采集器与室内联锁设备的连接示意图。
48.附图标记说明：
49.101-轨道模拟装置；102-信号机模拟装置；1-基本轨道电路类型；2-电脑；3-站场图形；4-无线io控制器；5-无线io采集器；6-信号复示器；7-交直流转换器。
具体实施方式
50.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。各个示例通过本技术的解释的方式提供而非限制本技术。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本技术的范围或精神的情况下，可在本技术中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本技术包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
51.需要说明的是，本技术实施例中，室内联锁设备为安装在机械室内的联锁设备，包括但不限于：电脑、轨道继电器、灯丝继电器、分线盘、电源屏、变压器。室外联锁设备包括但不限于：轨道区段对应的轨道电路、信号机、道岔。
52.图1为本技术实施例提供的可视化铁路信号联锁模拟试验装置的系统结构图，如图1所示，该可视化铁路信号联锁模拟试验装置包括：轨道模拟装置101和信号机模拟装置102。轨道模拟装置101包括建模控制单元和无线io控制器4；建模控制单元中部署有模块化站场图形子单元，建模控制单元通过模块化站场图形子单元调用预先定义的基本轨道电路类型1，生成轨道区段，从而实现由多个轨道区段，快速编制形成各种复杂多变的站场图形3，并在模拟试验过程中，根据不同轨道区段的状态，控制轨道区段模拟出不同的可视化效果。在本技术实施例中，建模控制单元具体为电脑2，电脑2可以为便携式笔记本电脑，可以理解地，建模控制单元也可以为其他部署有模块化站场图形子单元的终端，如pc机、服务器或者工作站。
53.信号机模拟装置102包括终端显示模块、无线io采集器5和交直流转换器7；其中，终端显示模块部署在电脑2中。终端显示模块用于接收室内联锁设备的信号机点灯信息，根据信号机点灯信息模拟信号机的显示状态；终端显示模块包括译码子模块和信号复示器，终端显示模块通过调用译码子模块对接收到的信号机点灯信息进行解译，并将解译结果传递给信号复示器6，信号复示器6根据解译后的信号机点灯信息，显示对应的信号机灯光状态。交直流转换器7用于将室内联锁设备发出的试验交流电转换为无线io采集器5工作的直流电；终端显示模块署在电脑2中，通过无线方式与无线io采集器5相连接；无线io采集器5用于根据监控到的电压状态，采集室内联锁设备发出的信号机点灯信息，并将信号机点灯信息发送到终端显示模块。
54.在轨道模拟装置101中，建模控制单元中部署的模块化站场图形子单元根据信号专业轨道电路构成原则，在模型库中预先构建出基本轨道电路类型1。基本轨道电路类型1的图形模块分为道岔区段和无岔区段两类。图2为本技术的一些实施例提供的基本轨道电路类型示意图，如图2所示，道岔区段分为：左开道岔区段和右开道岔区段，再按布置方向共分为4种类型：上右开道岔区段、上左开道岔区段、下左开道岔区段、下右开道岔区段；无岔区段(包含股道)只有一种类型：无道岔区段。通过模块化站场图形子单元，将上述5种类型轨道电路定义成基本轨道电路类型(即原始图形模块)。由于采用高度模块化拼贴设计，该原始图形模块可由非专业试验人员直接拖拽至模块化站场图形子单元的图形编辑区，并根据不同的站场形状进行现场编辑和拼接，生成轨道区段，进而由多个所述轨道区段拼接组合成所需的站场图形，解决了以往联锁模拟试验中，需要专业技术人员对照不同站场的多个配线图纸，现场编制或组装不同站场图形的问题，突破了联锁模拟试验中站场模拟专业性强、难以实现的瓶颈。
55.每一个轨道区段包括一个或多个道岔区段或无岔区段。在本技术的一些实施例中，为了模拟出基本轨道电路类型1所拼接形成的轨道区段相互之间互不干扰的效果，在每一个基本轨道电路类型的端部设有绝缘节，使其成为独立体。
56.当轨道区段由两个或者两个以上道岔区段组合得到时，可删除组合后得到的轨道区段内部的绝缘节，只保留组合后的轨道区段端部的绝缘节，得到端部带绝缘节的多道岔轨道区段。
57.当轨道区段由两个或者两个以上岔首方向相同的道岔区段(即同向道岔)进行组合得到时，除删除组合后得到的轨道区段内部的绝缘节，还要将后方道岔区段的岔首和与其相连接的前方道岔区段的直股或曲股合并，得到端部带绝缘节的多道岔轨道区段。
58.经过上述过程组合得到的轨道区段，相互之间均为独立体，互不干扰，便于进行模块地址编码，以实现轨道区段与现场站场的轨道电路一一对应和联动可视化的效果。
59.在本技术的一些实施例中，当试验人员将基本轨道电路类型1对应的图形模块拖拽至模块化站场图形子单元的图形编辑区进行编辑，以生成轨道区段时，将自动产生轨道区段的模块地址码，每一个独立的轨道区段对应一个模块地址码，该模块地址码可根据需要进行手动修改。模块化站场图形子单元具有检索重复模块地址码的功能，当检索到重复模块地址码时，模块化站场图形子单元提供自动报错的功能，避免模块地址码重复导致无法找到对应的室内联锁设备。编辑过程中，可对基本轨道电路类型1对应的图形模块的线条长度进行调整，以达到布局美观的效果。
60.进一步地，在联锁模拟试验过程中，为了便于观察，试验人员可对轨道区段进行命名，轨道区段的名称应与现场站场的轨道电路布置一致，轨道区段的名称需手动输入。
61.根据列车占用信息，轨道区段的状态包括：占用状态和空闲状态；占用状态用红色光带表示，空闲状态用白色光带表示。具体地，轨道区段平常显示为白色光带，表示该轨道区段在空闲状态，即列车未占用；当轨道区段显示为红色光带时，表示该轨道区段在占用状态，即列车占用。
62.进一步地，在本技术实施例中，对多道岔轨道区段对应的轨道电路工作状态进行同步显示。
63.当模拟站场中轨道区段对应的轨道电路工作状态时，对于多道岔轨道区段的轨道电路工作状态，需要进行同步显示，具体描述如下：
64.当轨道区段由一个或多个道岔组成时，即对于带有道岔的轨道区段，按道岔的岔首、道岔直股、道岔曲股分别设置状态显示，且岔后的直股或曲股显示带动岔首同步显示。例如：在空闲状态下点击道岔直股，则道岔直股和岔首均改为占用状态，即显示红色光带；点击道岔曲股，则道岔曲股和岔首均改为占用状态，即显示红色光带。对于同方向的道岔组成的多道岔轨道区段，最末端道岔直股或道岔曲股带动其前方所有道岔直至最前端道岔岔首同步显示。
65.在传统的铁路信号联锁关系试验中，轨道电路模拟盘(装置)大多数采用缩小版模拟盘和支架，配上较小的模拟器材，如：led信号指示灯、按钮开关、电容、二极管，由于各个铁路车站的站场形状都不一样，每个车站试验时都要重新制作模拟盘，增加了材料和人工的投入，造成了人力物力的极大浪费。部分轨道电路模拟盘(装置)能够基于编程软件通过电脑勾画模拟站场图形，根据联锁试验临时布置线路，采用有线方式与控制板连接，通过控
制板触发开关工作，进而控制室内轨道继电器。但是，传统的用于勾画模拟站场图形的软件，操作复杂，需要专业性较强的技术人员，对照试验站场的多种线路图进行绘制，大大提高了这些软件的使用门槛，增加了站场图形绘制的时间和成本，成为联锁试验施工的瓶颈，导致这类软件难以推广普及。而且，此软件勾画模拟站场图形后，大多数仍然采用485总线或者其他有线的方式，与控制板连接，以进行数据传递。临时布置线路耗时耗力、容易出错，同时现场大量配线密集布放，容易混搅，导致故障点难以排查。
66.而在本技术实施例中，建模控制单元对应的电脑2以无线方式与无线io控制器4连接，即电脑2中的模块化站场图形子单元，通过无线方式与无线io控制器4进行数据通信。无线io控制器4用于接收轨道区段的列车占用信息，并根据解译的列车占用信息，控制室内联锁设备执行对应的操作，在本技术实施例中，轨道区段的列车占用信息可以是该轨道区段对应的8位模块地址码，室内联锁设备执行对应的操作具体为：通过无线io控制器4的开关进行断开或闭合，控制机械室内轨道继电器失电落下或者得电吸起。
67.图4为本技术的一些实施例提供的轨道模拟装置中无线io控制器与室内联锁设备的连接示意图，如图4所示，无线io控制器4以有线方式就近与待试验的室内联锁设备进行连接。具体来说，在轨道电路工作状态模拟试验阶段，模块化站场图形子单元所编辑生成的轨道区段，通过模块地址码与无线io控制器4的各路开关对应，然后，根据室内联锁设备中的分线盘配线表(标注端子名称及位置信息)，可以确定出无线io控制器各路开关接入分线盘端子的位置，从而实现模拟的室外联锁设备与室内联锁设备连通以进行关联试验。通过采用高度模块化拼贴设计，简单易用的操作方式，能够快速拼贴得到模拟站场图形；通过无线通信的方式，实现建模控制单元与io控制器4之间的数据传递(发送与接收)，能够省去模拟试验过程中的临时配线过程，大大减少了现场大量配线密集布放，容易混搅导致的故障点难以排查问题，同时能使试验现场更加简洁、整齐。
68.图3为本技术的一些实施例提供的拼贴后的站场图形示例图；如图3所示，建模控制单元通过模块化站场图形子单元调用预先定义的基本轨道电路类型，生成轨道区段，多个轨道区段拼接组合成站场图形3，具体操作流程为：将基本轨道电路类型1拖拽至模块化站场图形子单元的图形编辑区进行编辑，当需要两个道岔区段进行合并时，可将合并接口处绝缘节删除，合并后的道岔区段各端部应保留有绝缘节，绝缘节范围内(多个道岔区段)成为一个独立体，即对应一个轨道区段。编辑过程中，可对基本轨道电路类型1对应的图形模块的线条长度进行调整，以达到布局美观的效果。
69.本技术实施例中，通过自主编程得到的模块化站场图形子单元采用模块化拼贴设计，模块化站场图形子单元提供基本轨道电路类型，基本轨道电路类型经过简单组合即可得到轨道区段和站场图形，具有操作简单、易上手的优点，试验人员无需专业技术训练，就能够快速编制形成各种复杂多变的站场图形，明显减少联锁试验准备时间，降低联锁试验难度，提高试验效率。
70.组成站场图形3的每一个轨道区段对应有模块地址码和轨道区段名称，其中，模块地址码为独有的8位地址码，该地址码与无线io控制器的各路开关相对应；轨道区段名称与站场现场的轨道电路布置一致，如10-16dg。需要说明的是，当轨道区段为多道岔轨道区段，取轨道区段的岔首对应的模块地址码作为整个轨道区段的模块地址码，即道岔区段的模块地址码与岔首同步存在；若轨道区段为同向道岔合并得到，因为只保留一个岔首，所以最终
合并后的轨道区段也只有唯一的一个模块地址码。若轨道区段由其它形式的基本轨道电路类型组合得到，则需手动干预，保留其中1个地址码，其余的模块地址码需删除。
71.站场图形用于模拟站场中轨道区段对应的轨道电路工作状态，包括：模拟站场中列车占用时所述轨道区段对应的轨道电路工作状态和模拟站场中列车出清时对应的轨道电路工作状态。列车占用时，轨道电路对应的无线io控制器开关断开，使机械室内轨道继电器失电落下；列车出清时，轨道电路对应的无线io控制器开关闭合，使机械室内轨道继电器得电吸起。
72.模拟站场中列车占用时轨道区段对应的轨道电路工作状态的过程如下：如图3、图4所示，在轨道电路正常励磁工作状态下，当需要列车占用某轨道区段时，电脑2的鼠标左键点击相应的轨道区段，便可实现模拟列车占用该区段的操作；此时电脑2将列车占用信息，即该轨道区段独有的8位模块地址码，通过无线的方式传递给无线io控制器，无线io控制器译码后，准确切断该轨道区段对应的轨道电路的工作回路，使机械室内轨道继电器失电落下，同时将本轨道区段对应的图形显示改为红色光带，记录该轨道区段处于被列车占用状态，为列车顺序出清各个区段提供视觉依据。
73.为了便于理解，以9dg道岔区段为例，参照图3、图4，详细描述列车占用时的轨道电路工作状态：在轨道电路正常励磁工作状态下，电脑2的鼠标左键点击9dg道岔区段直股，将该轨道区段岔首 岔后直股标记为红色，同时发送9dg轨道区段被占用无线命令(即该轨道区段的模块地址码，如01010011)，无线io控制器接收到(01010011)无线命令后，将无线io控制器上对应9dg的开关(第1路)断开，切断室内联锁区域9dg轨道电路的工作回路，9dg轨道继电器失电落下，完成轨道电路的占用状态模拟。
74.模拟站场中列车出清时对应的轨道电路工作状态的过程如下：列车出清时，再次点击被标记为红色的轨道电路，该轨道电路显示状态恢复为白色，同时停止发送该轨道区段被列车占用信息，该轨道电路对应的无线io控制器开关闭合接通，使机械室内轨道继电器得电吸起。
75.为了便于理解，仍以9dg道岔区段为例，参照图3、图4，详细描述站场中列车出清时对应的轨道电路工作状态：再次点击被标记为红色的轨道电路，即9dg，9dg对应的轨道电路显示状态恢复为白色，同时停止发送9dg轨道区段被列车占用信息，无线io控制器未持续接收到9dg占用信息，无线io控制器将第1路(如图4所示)对应的9dg开关接通，接通室内联锁设备对应的9dg轨道电路的供电回路，9dg轨道继电器得电吸起，完成列车出清时轨道电路的空闲状态模拟。
76.在传统的铁路信号联锁关系试验中，为了模拟信号机显示状态，通常采用有线的方式控制由电容和带灯的钮子开关组成的实体信号机模拟装置的方式实现，该方式采用大量配线和实物装置，占用空间大，易出现内部故障，影响试验效率。为了解决上述问题，本技术中，通过信号机模拟装置，实现对信号机方向和点灯状态的模拟，通过无线方式连接信号机模拟装置的无线io采集器与终端显示模块，避免临时配置试验线路，缩短了试验准备时间，同时避免临时配置试验线路容易出现的自身故障问题导致影响试验结果。
77.如图1所示，在本技术实施例中，信号机模拟装置102包括终端显示模块、无线io采集器5和交直流转换器7；其中，终端显示模块部署在电脑2中。
78.图5为本技术的一些实施例提供的信号机模拟装置中无线io采集器与室内联锁设
备的连接示意图，如图5所示，终端显示模块通过无线方式与无线io采集器5相连接；无线io采集器5用于根据监控到的电压状态，采集室内联锁设备发出的信号机点灯信息，并将信号机点灯信息发送到所述终端显示模块。
79.在本技术的一些实施例中，具体地，无线io采集器5的各输入端口(即采集端口)与一组交直流转换器7的直流输出端相连。交直流转换器7以有线方式与待试验的室内联锁设备连接，具体地，在分线盘处，交直流转换器7的交流输入端与信号机的各灯位供电端子依次相连，根据分线盘配线表(标注端子名称及位置信息)，可以确定出无线io采集器各输入端口接入分线盘端子的位置，从而得到无线io采集器各输入端口与信号机的各灯位供电端子之间的对应关系。
80.在本技术的一些实施例中，无线io采集器5的每一个输入端口对应一个代码，该代码由12位二进制数字组成，前8位代表信号机名称，后4位代表点灯信息的灯光颜色。根据无线io采集器各输入端口与信号机的各灯位供电端子之间的对应关系可知，该12位二进制数字组成的代码即为信号机点灯信息。在联锁模拟试验过程中，无线io采集器5监控各输入端口的电压状态，当某个输入端口接收到交直流转换器7发送过来的电压时，无线io采集器5将该输入端口(即采集端口)对应的代码(即信号机点灯信息)通过无线方式发送到终端显示模块。
81.交直流转换器7由整流桥和负载电阻组成，目的是将信号机的各灯位供电端子输出的交流电，转换成无线io采集器5可识别的dc10
±
5v直流电。
82.为确保试验人员用电安全和满足无线io采集器对输入电压的要求，模拟试验时，将机械室内的电源屏输出的ac220v信号电源经变压器降压至ac15v后向全站供电，再经灯丝继电器分压(4v)后送至分线盘处，此时的交流电压值约为ac11v，将交流电压经交直流转换器的整流桥进行整流后，送至无线io采集器输入端的直流电压约为dc10v，满足其dc10
±
5v工作电压要求。
83.在本技术的一些实施例中，终端显示模块部署在电脑2中，与模块化站场图形子单元共用操作界面。终端显示模块包括译码子模块和信号复示器，译码子模块用于将接收到的信号机点灯信息进行解译，并将解译后的信号机点灯信息传递给信号复示器6；信号复示器6布置在站场图形3中，并与信号机现场所处的位置相对应，根据接收到的解译后的信号机点灯信息，实现对信号机方向和点灯状态的模拟。
84.信号复示器6用于显示信号机的灯光状态和信号机的显示方向。信号复示器6在站场图形3中以“圆圈 竖线”的形式显现，如图3所示。信号复示器6通过自主编程构建，由两个等半径的圆圈和一个竖线组成，按左右相邻排列。圆圈内显示信号机当前状态对应的灯光颜色；平时信号机只点亮一个灯光时，选用靠近竖线的圆圈显示；此时远离竖线的圆圈处于隐藏状态，当该信号机点亮双灯位时才显现并点亮相应灯光。竖线设置在组合后的双圆圈左侧或右侧竖向切线位置，竖线长度与圆圈直径相等，该竖线中点与切点重合，用于指示信号机显示方向，即竖线在哪个方向，则表示该信号机向哪个方向显示。
85.根据信号机点灯信息，信号机的灯光状态显示为绿色、红色、黄色、白色、蓝色灯光，或者同时显示绿黄色、双绿色、双黄色、红白色组合灯光颜色。与信号机的灯光状态对应的，信号复示器6可显示单灯位或者双灯位，单灯位颜色可以显示为：绿色、红色、黄色、白色、蓝色灯光，比如图3中的标号为s3信号复示器；双灯位可同时显示绿黄色、双绿色、双黄
色、红白色组合灯光颜色，比如图3中的s6信号复示器。
86.信号机对应的信号复示器6正常情况下应该点亮一种灯光，当信号机出现故障，没有接收到任何信号机点灯信息时，信号机对应的信号复示器6显示蓝色灯光的闪光(频率为1次/秒)，表示灭灯状态，提示该信号机故障报警。
87.在联锁模拟试验中，无线io采集器根据监控到的电压状态，采集室内联锁设备发出的信号机点灯信息，并将信号机点灯信息发送到所述终端显示模块的过程，实际上是信号机点灯信息的采集、传输、解译和显示的过程，详细描述如下：
88.通过无线io采集器5采集机械室内分线盘处信号机的各灯位供电端子的点灯电压，当监控到有电压时，触发无线io采集器5发送该灯位的点灯信号，终端显示模块通过电脑2接收到点灯信号后，进行译码并确定需要点亮的信号机和对应的灯位，然后将其点亮，对应地，该灯位的点灯信号即为前述的信号机点灯信息，亦即12位二进制数字组成的代码。
89.为了便于理解上述过程，以无线io采集器代码“00000101-0011”的采集端口为例，参照图5，模拟信号机不同显示状态过程如下：
90.假设与上行进站信号机红灯相连的无线io采集器的采集端口代码为00000101-0011，根据12位二进制代码的组成，前8位“00000101”表示信号机名称，即上行进站信号机，后4位“0011”表示点灯信息的灯光颜色，即红色灯光。当室内联锁设备要求上行进站信号机点红灯时，则信号机点灯电源将交流ac11v试验电源，通过室内继电器接点送至分线盘的上行进站信号机的红灯条件端子上，经交直流转换器后，交直流转换器的负载电阻两端产生dc10v左右直流电压，无线io采集器监控到该直流电压后，随即触发无线io采集器发送“00000101-0011”无线代码(即点灯信号)到终端显示模块。终端显示模块所在的电脑2接收到“00000101-0011”点灯信号后，对点灯信号进行译码，并将上行进站信号机对应的信号复示器的红灯点亮，从而实现信号联锁试验可视化。
91.在本技术的一些实施例中，通过信号机模拟装置102各个组成部分之间的相互配合，能够以可视化的方式模拟联锁试验中点灯的过程，该过程描述如下：首先将电源屏输出的信号机点灯电源(交流220v)经变压器降压至交流ac15v，以适应无线io采集器工作环境要求。当室内联锁设备要求某信号机显示禁止信号(蓝色灯光)时，该信号机点灯电源通过室内继电器接点和灯丝继电器降压至ac11v后，向分线盘对应的信号机的蓝灯条件端子和白蓝回线端子上输送交流电ac11v，经交直流转换器7进行交直流转换后，得到dc10v的直流电压，并将该直流电压发送至无线io采集器对应的输入端口(即采集端口)，无线io采集器5的采集端口接收到该直流电压，触发无线io采集器5发送对应信号机、对应蓝色灯位的点灯命令，并通过无线方式传递给终端显示模块，终端显示模块接收到该点灯命令后进行译码，根据解译后得到的信号机和灯位，在对应的信号复示器6显示相应的灯光颜色。
92.在本技术的一些实施例中，通过信号机模拟装置102各个组成部分之间的相互配合，还能够以可视化的方式模拟联锁试验中信号机不同点灯状态的转换，该过程描述如下：当室内联锁设备要求某信号机由关闭状态转为开放状态(即由蓝色灯光改为白色灯光)时，该过程分为两个阶段：蓝色灯光灭灯阶段和白色灯光点亮阶段。其中，蓝色灯光灭灯阶段，具体为：室内联锁设备(即信号机点灯电源)停止向该信号机的蓝色灯位供电端子供电，即切断上述蓝色灯位的点灯电路，此时终端显示模块显示该信号机对应的信号复示器6蓝色灯光灭灯；白色灯光点亮阶段，具体为：室内联锁设备要求该信号机转换为开放状态(即点
亮白色灯光)时，信号机点灯电源向分线盘处该信号机的白灯条件端子和白蓝回线端子上送交流ac11v，经交直流转换器后，无线io采集器上对应的采集端口接收到dc10v电压，并触发无线io采集器以无线方式发送该信号机点白灯的点灯命令，终端显示模块通过电脑2接收到该点灯命令后进行译码，根据解译后得到的信号机和灯位，在对应的信号复示器6显示白色灯光。
93.为了便于理解上述点灯过程和信号机不同点灯状态转换的可视化过程，以信号机d1为例，参照图5，分别进行详细描述如下：
94.以信号机d1为例，参照图5，联锁模拟试验中点灯过程的可视化如下：当室内联锁设备要求d1信号机显示禁止灯光(蓝灯)时，信号机点灯电源通过室内继电器接点和灯丝继电器降压至ac11v后，向分线盘d1信号机蓝灯条件端子和白蓝回线端子上送交流ac11v，经交直流转换器后，得到dc10v的直流电压，并将该直流电压发送至无线io采集器第11路采集端口，无线io采集器第11路采集端口接收到dc10v的直流电压，触发无线io采集器发送d1信号机点蓝灯无线命令(如00100100-0101)，终端显示模块所在的电脑2接收到d1信号机点蓝灯(00100100-0101)的点灯命令后，通过终端显示模块译码，根据解译后得到的信号机(00100100)和灯位(0101)，在信号机d1(00100100)对应的信号复示器6显示相应的蓝色灯光。
95.以信号机d1为例，参照图5，d1信号机不同点灯状态转换的可视化过程如下：当室内联锁设备要求d1信号机由关闭状态转为开放状态(即由蓝色灯光改为白色灯光)时，该过程分为两个阶段：蓝色灯光灭灯阶段和白色灯光点亮阶段。其中，蓝色灯光灭灯阶段，具体为：室内联锁设备(即信号机点灯电源)停止向d1信号机的蓝色灯位供电端子供电，即切断上述蓝色灯位的点灯电路，此时终端显示模块显示d1信号机对应的信号复示器6蓝色灯光灭灯。白色灯光点亮阶段，具体为：室内联锁设备要求该信号机转换为开放状态(即点亮白色灯光)时，信号机点灯电源向分线盘处d1信号机的白灯条件端子和白蓝回线端子上送交流ac11v，经交直流转换器后得到dc10v电压，无线io采集器上第12路采集端口接收到dc10v电压，并触发无线io采集器以无线方式发送d1信号机点白灯的点灯命令(如00100100-0111)，终端显示模块通过电脑2接收到d1信号机点白灯的点灯命令(00100100-0111)后进行译码，根据解译后得到的d1信号机和灯位，在d1信号机对应的信号复示器6显示白色灯光。
96.本技术提供一种可视化铁路信号联锁模拟试验装置，通过模块化站场图形子单元和无线io控制器组成轨道模拟装置，通过终端显示模块、无线io采集器和交直流转换器组成信号机模拟装置，能够在室外联锁设备不具备试验条件的情况下，模拟室外联锁设备配合室内联锁设备完成室内联锁关系单项试验。
97.本技术中，通过自主编程得到的模块化站场图形子单元采用模块化拼贴设计，模块化站场图形子单元提供基本轨道电路类型，基本轨道电路类型经过简单组合即可得到轨道区段和站场图形，具有操作简单、易上手的优点，试验人员无需专业技术训练，就能够快速编制形成各种复杂多变的站场图形，明显减少联锁试验准备时间，降低联锁试验难度，提高试验效率。
98.本技术中，通过自主编程得到的模块化站场图形子单元和终端显示模块，能够直观显示各个轨道区段对应的轨道电路的状态和信号机的灯光状态，实现联锁关系试验的可
视化，使模拟联锁试验过程更加直观，提升试验精度。
99.本技术中，通过无线io控制器与模块化站场图形子单元连接、无线io采集器与终端显示模块连接，采用无线方式连接，避免临时配置试验线路，缩短了试验准备时间，同时避免临时配置试验线路容易出现的自身故障问题导致影响试验结果。
100.本技术中，将室内联锁设备输出的交流电转换为直流电进行联锁试验，是对试验人员的保护，提高了联锁试验的安全性。
101.本技术中提供的可视化铁路信号联锁模拟试验装置集成度高，体积小，便于携带和安装，重复利用率高，极大提高了联锁试验的便捷性和可操作性，同时节约了联锁试验的成本。
102.以上所述仅为本技术的优选实施例，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。