铁路信号域形式化方法初探

【摘要】 铁路信号对于保证火车的安全运行是非常重要的，本文对铁路信号域形式化方法进行了探讨。

【关键词】 铁路信号 形式化 方法

一、引言

由于系统的失效会导致出现重大生命、财产的损失就是安全关键系统，铁路信号系统就是这样的一种系统，因为当前复杂的、规模大的软件系统，使得频繁的出现需求的变更，这样导致很困难实现模型化，针对这种情况，目前常用的方法就是形式化描述需求。本文对铁路信号域形式化方法进行了探讨。

二、铁路信号系统

2.1 铁路信号域知识

铁路信号是一个有名的论域，根据传统的方法可以将铁路信号进行划分，可将其划分为车站、编组站、区间、和调度集中，当前列车自动控制系统在城市轨道交通中应用，其就属于铁路信号的一个子域。而在最近的几年中，在其他的三大子系统中也不断的应用计算机技术。在铁路信号领域中因应用计算机技术出现的问题通过人工智能的理论和方法去解决，就是铁路信号域知识形式化表示的目标。

2.2 铁路计算机信号系统

铁路信号控制包含很多个子系统，在一个调度区段内，车站连锁和区间闭塞是与列车运行紧密相关的俩大部分。现代通信、计算机等技术是车站联锁系统的主要手段，来对进路进行控制，知识一个联锁系统，在这个系统内色灯信号机、轨道电路和动力转辙机是三大室外基础设备，执行行车的指挥命令是基础设备的作用，通过联锁软件来对行车安全进行保证，对于作业效率的提高也需要通过连锁软件来实现。对于区间内列车的行车安全需要通过区间闭塞系统来实现，对于区间通过能力的安全性的提高也需要区间闭塞系统的保证，随着列车的运行区间的通过信号进行自动转换，分区信号的显示受到同时相邻车站的进站信号变化的影响。系统控制层是车站联锁系统和区间闭塞系统的核心，系统控制层也是系统逻辑运算功能的实现者，其具备故障―安全性能是非常必要的。联锁机构和控制设备不仅接受人机界面层的信息，还接受监控层的信息，监控层的信息主要包括信号机状态、轨道电路状态、动力转辙机状态和列车运行状态的信息等。根据需求处理输入的操作信息、联锁机构、状态信息、控制设备等是系统控制层设备的功能，来实现内部信息的改变，进而相应的输出信息可以产生，也就是道岔控制命令和信号控制命令，然后再监控层的控制部件得到执行。

三、铁路信号计算机系统的形式化表示方法

3.1 知识的内涵表示

铁路信号域的基本知识是由下述几个部分组成的：区域信号布置平面图、区域性数据、铁路车站、基本规则库等。规则库和单云库是构成知识库的俩部分，而单元图形库和结构库是单元库的组成部分，与铁路现场相对应的拓扑结构和图形存放在单元库中，铁路信号域的规定、定理等知识的导出规则、基本原理等存放在规则库中，处理模块进行处理实现功能是根据知识库中的知识进行的。铁路信号计算机系统必须遵循基本规则，对经验知识进行整理，成为断言的形式，然后再由断言的形式变成规则。系统的基本规则的表达是通过一阶谓词逻辑来形式化出来的。

3.2 知识的关系表达

是否具有一系列的抽象化模型是铁路信号系统形式化表达的关键，这其中很重要的就是将脱继电器网络形式信号电路的约束摆脱掉，进行更一般的表达，而且要以数据库作为基础。高度的抽象来对系统进行模型化是数据库构建的实质，对信号系统中的变量进行转化，形成若干个基本的变量，比如道岔、信号机、区段等，这些作为底层层次，而转化的进路作为高层次，横截面就是界限，其长度就是所有区段的总长，而且将一定的数量的信号机、道岔、区段包含在内，信号机、道岔、区段与进路之间相互联系。

四、总结

当前，这个系统在数个车站完成了测试工作，其正确性和有效性得到了验证，而且在铁路区间知识域也适用于这种形式化的表示方法。本文对铁路信号系统中的俩部分进行了介绍，分别是铁路信号域知识和铁路计算机信号系统，并对铁路信号计算机系统的形式化表述方法进行了探究，重点探究了知识的内涵表示和知识的关系表达。我坚信，随着铁路信号域知识不断的扩充，也需要更新知识库，而且需要不断的对铁路信号域的形式化表示进行深入的研究，以便更好地在铁路信号系统中应用。

参 考 文 献

[1] 林炳龙. 浅谈新旧《铁路信号联锁图表编制原则》的区别及个别问题的探讨[J]. 铁路通信信号工程技术. 2001（02） [2] 刘建，张喜，冯莉萍. 铁路车站信号设备故障诊断专家系统的开发[J]. 大众科技. 2004（08）

[3] 赵秀红. 铁路信号过渡施工方案探讨[J]. 科技经济市场. 2010（03）