基于图元属性的进路搜索算法与研究

ｐｏ ｉｅ ｒ ｖｄ ｄ，ｉｃ ｕ ｉｇ ｔ ｅ ｅ ｔｂ ｉｈ ｎ ｆｐ ａ ｅ ｔｐ ｌｇ ｒ ｐ ｆ ｈ ａ ｌ ａ ｔｔ ｎ ｂ ｓ ｄ ｏ ａ ｈ ｕ ｉ ，ｔ ｅ ｆｓ ｎ ｕ ｆｇ ａ ｈ ｕ ｉ ＯＴ — ｎ ｌ ｄ ｎ ｈ ｓａ ｌ ｍｅ ｔ ｌ ｎ ｏ ｏｏ ｙ ｇ ａ ｈ ｏ ｅ ｒ ｉ ｙ ｓａ ｉ ａ ｅ ｎ ｇ ｐ ｎ ｔ ｈ ａ ｔｉ ｐ ｔｏ ｒ ｐ ｎ ｔ Ｃ １ｅ ｓ ｏ ｔ ｗ ｏ ｒ ｓ
ｏＮ ＲｏＵＴＥ ＥＡＲＣＨ Ｉ Ｓ ＮＧ ＡＬＧｏＲＩ ＴＨＭ ＢＡＳＥＤ ｏＮ ＧＲＡＰＨ ＵＮＩ ＣＨ ＡＲＡＣＴＥＲ Ｔ
Ｘｕ Ｒｕ ｎ Ｘｕ Ｚｈ ｒ ｗｅ ｉａ ｏｉ ｇ ｉ
（ ｏｅｅ０ Ｅｅｔ ｎｃａ ｄＩ ｏｍ ｔｎＥ ｇｎｅｉｇ ｏｇｉＵ ｉ ｒｔ，Ｓａ ｇ ａ ０ ８ ４ ｈｎ Ｃ ｌｇ ／ ｌ ｒ ｉ ｎ ｆ ｒａｉ ｎ ｉ ｒ ，Ｔ ｎｊ ｎｖ ｓｙ ｈｎ ｈ ｉ １０ ，Ｃ ｉａ） ｌ ｃｏ ｎ ｏ ｅ ｎ ｅｉ ２
类别 都有各式 图形单元 ， 如图 １所示 。
路 为主体 ， 出车站全部列 车进 路和 调车 进路 ，以及进路 与进 列
路、 进路与道岔及信 号机之间的联锁关系 。
在铁 路信号联锁系统 的开发 过程 中 ， 需要 对不 同 的站 场进 行测 试 ， 而基础设备 数据及 联锁表 又是 测试 的依据 。这 两者取
与起 始 信 号 机 防 护 方 向 一 致 ， 断 Ｔｍｐ ｏｔ 节 点 数 是 否 大 判 ｅ Ｒ ｕｅ的
图 ３ 一个起始信号机 的基于 图元属性 的搜路流程
３ 结 语
虽 然 基 于 图 元 属 性 的 搜 路 算 法 完 成 了 大 部 分 的 搜 路 工
于 １ 若是则搜索到进路将 图元列 表存 入 ｒｃｒｅｒｕｅ中 ； ， ｅｏｄｄｏｔ （ ）根据 图元 属性 判 断 当前 图元 是否 为 道 岔 ， 不 是转 ４ 若
决 于车站信号平面布置图 ， 即一旦站场设计确定后 ， 对应于车站 信号平 面布置图的所有测试用基础数据就惟 一地 确定下来 。因 此在 计算 机联锁系统进行测 试 时 ， 何准确 无误地 根据站 场平 如
图 １ 道 岔 类 型 下 的 全 部 图 元 样 式
在 Ｃ Ｄ软件中 ， Ａ 每一种 站场设备 都有对应的数据结 构记录 该设 备属性 ， 括设备 的 Ｉ 类 型 ， 包 Ｄ， 及该设 备 对应 的 图元 信 息。 以下 为道岔设 备的数据结构 。
详 细描 述 了其 实 现 方 法 。
关 键 词 中图分类号
计 算 机 辅 助 设 计 站 场 平 面 图 图元 Ｔ ３１ Ｐ ０ 文献标识码 Ａ
进路搜 索
Ｄ Ｉ１ ． ９ ９ ｊ ｉ ｎ １ ０ —８ ｘ ２ １ ． ０ ０ ８ Ｏ ：０ ３ ６ ／ ． ｓ ． ０ ０ ３ ６ ． ０ ２ １ ． ０ ｓ
ｓｏ ｄｎ ｅｄｖ ｅ ｆｒ ａ ｏ ， ｎ ｅｃｎｔ ｃｉ ｆｈ ｔ ｉ ｓ ｇｏｊｃ ｏｉｎｅ ｅ ｏ．Ｔ ｅｒ ｔ ｓａ ｈｎ ｌ ｒｈ ａｅ ｎ ｐｎ ｉｇｔ ｔ ｅｉ ｓｉ ｏｍ ｔ ｎ ａｄｔ ｏｓ ｕｔ ｎｏ ｔｅｓ ｔ ｎｕｉ ｂｅｔ ｒ ｔ ｍ ｔ ｄ ｈ ｕｅ ｅｒ ｉｇａｇ ｉ ｍ ｂｓｄｏ ｏｈ ｃ ｎ ｉ ｈ ｒ ｏ ａｏ ｎ — ｅ ｄ ｈ ｏ ｃ ｏｔ
（５ １ ）判断是否 刚处理 过当前 图元节点的直股后继节点 ， 若 是转为 （ ） 若不是转 （ １ 。 ８ ， １ ） 图 ３详 细描 述了一个信号机的基于 图元属性 的进路搜 索算
法 的流 程 图 。
及 其他相关联锁设备记 录起来 作为一条进路 。
２ ３ 进 路搜 索 的实现 ．
（ ） ９ ；
作 ， 是并 非 所有搜 索 结 果 都 符 合 联锁 要 求 ， 不 能 作 为 联 但 并
锁 进 路 数 据 。 在 完 成 联 锁 进 路 搜 索 后 ， Ａ 软 件 能 够 为 操 作 ＣＤ 人 员 提 供 校 核 编 辑 界 面 ， 作 人 员 用 此 比对 站 场 图 和 搜 索 结 操
（ ）Ｄ ｖ ， ： 录 绘 制 区 域 内 的所 有 坐 标 对 应 的 图 元 Ｉ ６ ｅ［ ］记 Ｄ。
２ ３ ２ 进 路 搜 索 算 法 ．．
进路搜索算法 需要 穷尽 搜 索每 一个 起 始信 号机 的所 有 进 路， 因此首先要遍历始 端信 号机集合 中的每一个节 点 ， 确定起 始 信 号机 ； 并采用 图 ３中所示 的搜 索方法 ， 找到所有以此节点为 进 路 始端的所有进路 。 在确定 了起始信号机 的情 况下 ， 搜路过程如下 描述 ： （ ）确定起始信号机 的防护方 向 ， １ 并将该 图元节 点值赋值
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ Ａ Ｃ ｐ ｌ ａｉｎ ｉ ｕ ｏ ｔ ｅ ｔｐ ａｆｒ ｏ ｏ ｕ ｅ ｎｅ ｌｃ ｉ ｇ ｓ ｓｅ ｉ ｉ ｔ ｄ ｃ ｄ ＡＤ ａ ｐ ｉ ｔ ｎ ａ ｔｍａｉ ｔ ｓ ｌｔ ｍ ｆｃ ｍｐ ｔｒｉ ｔｒｏ ｋ ｎ ｙ ｔ ｍ ｓ ｎ ｒ ｕ ｅ ．Ａ ｏ ｕ ｉｎ ｏ ｐ ｌ ｇｃ ｄ ｔ ｓａ ｓ ｃ ｏ ｃ ｏ ｏ ｓ ｌｔ ｆｔ ｏｏ ｉ ａ ａ ｉ ｌ ｏ ｏ ｏ
２ ３ １ 变量 名 称 及 代 表 含 义 ． ．
（ ）Ｃ ｒ ｎＩｏ ： １ ｕｒ ｔ ｎ 当前处理 图元。 ｅ ｃ （ ）Ｔ ｍ Ｒ ｕｅ记 录当前所遍历 的图元节点 列表。 ２ ｅ ｐ ｏｔ：
（ ）ｒｃｒｅｒｕｅ记 录所 有 可 能 的 进 路 。 ３ ｅｏｄ ｄｏｔ：
（ ）Ｎ ｘｌｏ ： 当前 图元邻接 的图元。 ４ ｅｔ ｎ 与 ｃ （ ）Ｓ ｉ ： ｉ ５ （） 第 次调用搜路 函数时处理 的图元节点 ， （ ） Ｓ １ 为 起 始信号机 的图元 。
（ 例如道岔 、 号机 、 信 区段等 ） 计算 机联 锁表 ， ， 并存 储 与数 据库
０ 引 言
计算机联锁系统 Ｃ Ｉ ｃｍｐ ｔ ａｅ ｔ ｌｃｉｇ 是铁路及 Ｂ （ ｏ ｕｅ ｂｓｄｉ ｅ ｏｋ ） ｒ ｎｒ ｎ
中。
１ 车 站 平面 布 置 图 的 录 入 与 存 储
图元 及非联 锁设备 图元 ， 中联锁设 备 图元包 括 区段 、 其 道岔 、 信 号机 ， 非联锁设备 图元包 括站间分隔符 ， 站场名录入框等。每个
在计算机控制 的联锁 系统 中 ， 道岔 、 进路和信号 ３者之 间相
互制 约 、 相互依存 的关系称 为联锁 关 系。联 锁表是 车站信 号设 备联 锁关系的说明 图表 ， 以明 确给 出车站联 锁关 系。它 以进 用
第２ ９卷 第 １ ０期 ２１ ０ ２年 １ ０月
计 算机 应 用与 软件
Ｃｏ ｕ ｅ ｍｐ ｔｒ Ａｐｐ ｉａ ｉｎ ｎｄ Ｓ ｆｗａ ｅ ｌｃ ｔｏ ｓ ａ ｏｔ ｒ
Ｖｏ ． ９ １２ Ｎｏ １ ．０
０ｃ ．２ ２ ｔ ０１
基 于 图元 属 性 的进 路 搜 索算 法 与研 究
（４ １ ）判断 当前处理 的图元节点是 否为对 向道岔 ， 若不 是则
转 （１ ； １ ）
该进路算法可 以根 据起始 信号机 穷尽 搜索 出所有 进路 ， 判 断条件为找到与起始信 号属性 一致 的信号 机作 为终端信 号机 ，
从 而 将 其 间 的 所 有 经 过 的信 号 机 、 岔 及 道 岔 位 置 、 道 区段 ， 道 轨
给 Ｓ１ ； （ ） （ ）将 当前 处 理 的 图 元 节 点 保 存 到 Ｃ ｒ ｎｌｏ ２ ｕｒ ｔ ｎ中 ， Ｃ ｒ ｅ ｃ 即 ｕ— ｒｎｌｏ ｅ ｔ ｎ＝Ｓ ｉ ， 当前 处 理 图元 加 入 到 列 表 Ｔ ｍ Ｒ ｕｅ中 ； ｃ （） 将 ｅ ｐ ｏｔ
（ ）判断当前处理的 图元 Ｃ ｒ ｎ ｃｎ是否是信号机设备且 ３ ｕｒ ｔ ｏ ｅｌ
图信 息的构建 ， 时 Ｃ Ｄ 生成全 部 自动 测 试所 需 要 的设备 表 同 Ａ
第１ ０期
徐睿 娜 等 ： 于 图元 属性 的进 路搜 索算 法与研 究 基
２ ７
到 目标 节点 ， 才会选择 另一条路径 ， 而且已经搜索过 的没有找 到
目标 节 点 的路 也 不 会进 行 保 留 ， 而 节 省 了存 储 空 间 。 从
徐睿娜 徐 中伟
（ 同济大学电子与信息工程学院 上海 ２ １０ ０ ８４）
摘 要
介绍计算机辅助设计软件 （ Ａ 在计 算机联 锁 系统 自动测试 平 台 中的应用 ， Ｃ Ｄ） 提供 一种基 于 图元 的车 站平 面拓扑 图建
立， 图元 对 应 设 备 信 息 快速 录 入 ， 以及 用 面 向 对 象 的 方 法 建 立 车 站 的拓 扑 数 据 的 解 决 方 法 。论 述 基 于 图元 属 性 的 进 路 搜 索 算 法 ， 并
ｒ ｐｈ ｕｎ ｔｃ ｒ ｃ ｅ ｓ ｄ ｓ ｒｂ ｄ，ａ ｄ ｔ ｙ ｔ ｅ ｌｓ ｈ ｌｏ ｉｈ ａ ｅ ｓ ｃ ｆｃ ｌｙ ｄｅ ｉ ｔｄ． ｇａ ｉ ｈａａ ｔｒ ｉ ｅ ｃ ｉ ｅ ｎ ｈｅ ｗａ ｏ ｒ ａｉｅ ｔ ｅ ａｇ ｒｔ ｍ ｒ ｐｅ ｉｉ ａｌ ｐ ｃｅ Ｋｅ ｙｗｏ ｄｓ ｒ ＣＡＤ Ｓｔｔｏ ｎｄ ｙ ｒ ｃ ｎｏ ｒｐｈ Ｇｒ ｐ ｃ ｕｎ ｔ Ｒｏ ｔ —ｅ ｒ ｈ ｎ ａ ｉｎ ａ ａ ｄ ｉｈ ｇａ ｙ ａ ｈｉ ｉ ｕｅｓａｃ ｉｇ
Ｃ Ｄ子 系统将 车站平 面图分解成若 干个 基本 图元 ， 面布 Ａ 平
城 市轨道交通信号系统 中极为重要 的一 个子系统 。计算机联锁
系统是保 证行车安全 ， 高铁 路运输效率 ， 提 改善行 车人员劳动条
件的重要技术装备 。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
置图可以看作是 由这些 图元 拼接 而成 的。图元可分为联锁设备
／ ／道 岔 设 备 结 构 ／
ｐ ｂ ｉ ｔ ｔＳ ｗｉ ｈ ｕ ｌ ｓｍｃ Ｓ ｔ ｃ ｃ
面图记 录站场设备信息 ， 并构 造静态 数据是 对联锁 系统进 行测
试 的关键 与基础。 计算 机联 锁系统 自动测试 系统 中的 Ｃ Ｄ子 系统 以计算 机 Ａ 辅助 的理念为测试用户提供 了站场平 面图的界面友好 的输入方 式 ， 据提 供 的 车站 平面 布 置 图 ， 户 可 以快 捷 、 活 地利 用 根 用 灵 Ｃ ＡＤ子系统提供 的各 设备 类 型的 图元 以拼 图的方 式完 成 站场
确性 。
（ ）判断直股坐标位 置 出是 否有 图元 ， ７ 若有 则 当前 处理节 点 变为直股坐标位置点对应 的图元节 点 ， （ ） 如果不 存在转 转 ２ ，
（ ） ８ ；
本文描述 的进路搜 索算法已经在计算机联锁 系统 自动 测试 平 台内实现 。通过 Ｃ Ｄ计算 设计辅 助软 件测 试人 员可 以方便 Ａ
（ ）判断 当前 图元是 否为对 象道岔 ， ５ 若不是转 （ ） ９ ； （ ）根据图元属性 ， ６ 即图元 Ｉ Ｄ和 图元 坐标 ， 断 出可能 出 推 现后继 图元 的直股坐标 ， 坐标 １ ｘ ， ） 弯股 坐标 ， （１ｘ ， ２ 坐标 ２（２ ｘ，
ｙ ） ２；
果 ， 辑或 删 除不 正确 的 搜 索结 果 ， 而 保 证 联 锁 数 据 的 准 编 从
｛
ｐ ｂ ｉ ｎ ｌ ｖ ｕ ｌｃ Ｕｌ ｔ６ Ｄｅ
—
Ｉ Ｄ；
／ 设备 Ｉ ／ Ｄ
收稿 日期 ：０ ２—０ ２１ ３—１ 。 国 家 自然 科 学 基 金 项 目 （ ０ １ Ａ Ｏ Ｂ ６ ２１Ｂ Ｇ １
Ｏ 。徐睿娜 ， ０） 硕士生 ， 主研领域 ： 联锁测试系统 Ｃ ＡＤ辅助软件设计 与研 究 。徐 中伟 ， 教授 。