鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械是當(dāng)今較為先進(jìn)的機(jī)電一體化設(shè)備，雖然車(chē)型種類(lèi)很多。但許多車(chē)型都運(yùn)用了計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)。08-32型綜合搗固車(chē)是目前世界鐵路上使用最廣泛的一種大型養(yǎng)路機(jī)械，其GVA系統(tǒng)即是一套典型的數(shù)控裝置。GVA系統(tǒng)又稱(chēng)軌道幾何參數(shù)自動(dòng)調(diào)整裝置，主要功能是根據(jù)預(yù)先輸入的軌道理論幾何數(shù)據(jù)，包括公里標(biāo)、曲線半徑、超高、基本起道量、坡度等數(shù)據(jù)，自動(dòng)計(jì)算出搗固車(chē)起道、撥道和抄平時(shí)所要參與控制的五種給定值，替代復(fù)雜而又頻繁的人工給定，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制作業(yè)，提高作業(yè)效率。

一、GVA系統(tǒng)組成

　　GVA系統(tǒng)由控制箱、鍵盤(pán)及液品顯示和CRT顯示器等組成。

　　1.控制箱它是GVA系統(tǒng)的主要部分，由7塊電路板組成。

　　(1)電源板PS將24VDC變成5VDC，15VDC。

　　(2)視頻接口板TV CRT顯示器與CPU的接口。

　　(3)中央處理器板CPU該微機(jī)系統(tǒng)的核心部分，中央主控制板，其中也包含部分存儲(chǔ)器。

　　(4)存儲(chǔ)器板RAM存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，并完成輸入輸出控制功能，包括與鍵盤(pán)及液品顯示器的輸入輸出接口。

　　(5)距離測(cè)量板WM通過(guò)距離測(cè)量輪傳感器測(cè)量作業(yè)位置送CPU，供控制程序使用。

　　(6)數(shù)模轉(zhuǎn)換板DAC將CPU計(jì)算出的數(shù)字量輸出值轉(zhuǎn)換成模擬量輸出值。

　　(7)模擬量求和板ANAL將GVA輸出的模擬量與外面手工輸入的模擬量相加，提供靈活多變的控制方式。

　　此外，在控制箱面板上還有一個(gè)蜂鳴器，用十輸出音頻信號(hào)，如預(yù)警信號(hào)、錯(cuò)誤提示信號(hào)等，受RAM板控制。

　　2.鍵盤(pán)及液品顯不部分

　　鍵盤(pán)是GVA的輸入設(shè)備之一，用于輸入數(shù)據(jù)、選擇各種功能，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話。液品顯不部分作為GVA的輸出設(shè)備之一，分左、中、右3塊，用于顯示系統(tǒng)的文字信息。兩者合在一起由鍵盤(pán)液品控制其功能。

　　3. CRT顯示器

　　CRT顯示器用于顯T GVA系統(tǒng)的圖形信息，由控制箱中的TV板提供視頻信號(hào)。

二、GVA系統(tǒng)主要功能

　　1.輸入功能在GVA參與控制作業(yè)前可用鍵盤(pán)輸入線路的幾何形狀數(shù)據(jù);在作業(yè)過(guò)程中可用鍵盤(pán)輸入數(shù)據(jù)以操作GVA運(yùn)行。

　　2.修改功能借用輸入功能，以公里標(biāo)為關(guān)鍵字，當(dāng)?shù)诙屋斎胪飿?biāo)的數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入修改數(shù)據(jù)功能，同時(shí)提供數(shù)據(jù)刪除功能。

　　3.輸出功能由液品顯示塊LCD顯示各種操作提示信息和輸入輸出的數(shù)據(jù)，由CRT顯示線路幾何形狀的圖示信息，由蜂鳴器輸出預(yù)警提醒信號(hào)，由DAC板和ANAI，板輸出5種計(jì)算轉(zhuǎn)換好的模擬控制信號(hào)。

　　4.存儲(chǔ)功能通過(guò)RAM板存儲(chǔ)40個(gè)曲線點(diǎn)的數(shù)據(jù)。有后備電池保護(hù)，GVA掉電后，數(shù)據(jù)不丟失。另外，系統(tǒng)運(yùn)行的控制軟件固化存儲(chǔ)在CPU板和RAM板中。

　　5.測(cè)距功能通過(guò)距離測(cè)量輪傳感器，經(jīng)WM板處理，取得距離控制信號(hào)，送CPU供控制用。

　　6.計(jì)算功能由預(yù)先編好的程序，根據(jù)WM板的距離信號(hào)，快速準(zhǔn)確地計(jì)算出5種輸出值。這些計(jì)算有的是函數(shù)運(yùn)算，有的是查表運(yùn)算。

三 GVA系統(tǒng)工作的控制原理

　　GVA系統(tǒng)工作原理可以這樣理解:GVA輸出的五種給定值均可以看成線路位置即公里標(biāo)S的函數(shù)，X =fn( s)。我們用測(cè)輪距測(cè)量公里標(biāo)數(shù)S，將不同的函數(shù)關(guān)系f事先編制在軟件中，方便準(zhǔn)確地計(jì)算出5種參數(shù)Xn，送搗固車(chē)作業(yè)控制系統(tǒng)。也就是說(shuō)，GVA系統(tǒng)的工作原理可以簡(jiǎn)單地看成:采集公里標(biāo)信號(hào)S，根據(jù)軟件已編好的函數(shù)關(guān)系人，計(jì)算輸出5種不同的參數(shù)Xn，供搗固車(chē)作業(yè)控制用。

四 GVA系統(tǒng)的工作過(guò)程

　　當(dāng)合上GVA系統(tǒng)控制箱主開(kāi)關(guān)后，GVA被起動(dòng)運(yùn)行，中央處理器(CPU ) 6502經(jīng)短暫的上電復(fù)位后，自動(dòng)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。首先，從一確定地址單元讀出數(shù)據(jù)，送程序計(jì)數(shù)器，CPU就由此開(kāi)始逐條執(zhí)行存儲(chǔ)器中的指令。存儲(chǔ)器中的指令是按具體功能編制好的，即控制軟件。這樣，系統(tǒng)就開(kāi)始按軟件程序規(guī)定的功能正常運(yùn)行，根據(jù)操作者操作，完成一系列的功能。首先，操作者可以選擇各種方式的輸人數(shù)據(jù)功能，預(yù)先輸入線路的幾何數(shù)據(jù)，CPU將其保存在存儲(chǔ)器中備用。還可選擇顯示功能，以查正輸入的數(shù)據(jù)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)有誤時(shí)，可以以公里標(biāo)為關(guān)鍵字重新選擇輸入功能。GVA遇到第二次輸入同公里數(shù)據(jù)時(shí)，提供修改刪除功能。一段線路的數(shù)據(jù)都輸好后，可以選擇距離模擬功能，以實(shí)現(xiàn)模擬運(yùn)行。當(dāng)搗固車(chē)開(kāi)始作業(yè)時(shí)，則選擇開(kāi)始工作功能。此時(shí)，GVA自動(dòng)采集測(cè)距脈沖。以確定搗固車(chē)的作業(yè)位置，同時(shí)實(shí)時(shí)地自動(dòng)計(jì)算并輸出前述5種控制信號(hào)，參與作業(yè)控制。

五 結(jié)束語(yǔ)

　　從理論上講鐵路線路的幾何形狀是一條三維立體曲線，既有左右轉(zhuǎn)彎的水平曲線變化，又有上坡下坡的縱向曲線變化，線路的幾何形狀比較復(fù)雜，非常需要這種令用的GVA系統(tǒng)替代繁雜的人工操作。隨著鐵路不斷的提速，軌道幾何尺寸容許偏差標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越高，施工作業(yè)效率要求也越來(lái)越高。鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械上新的數(shù)控系統(tǒng)也在不斷的升級(jí)、換代。