随着中国铁路基础设施建设的大力推进,对铁路行车安全提出了更高的要求。计算机联锁作为保障行车安全的关键设备,在铁路系统现代化的进程中有着广阔的发展前景。通过研究铁路信号设备的联锁关系及计算机联锁系统的结构特点和层次关系,引入沙盘设备,开发符合实际需要的计算机联锁实训系统,对于铁路相关专业的岗前培训和改善教学质量有着重要的意义。通过研究计算机联锁系统的整体功能需求,着重对计算机联锁操作系统和硬件电路进行设计。在软件设计部分,通过UML建模,构建类并分析类之间的关系,确定需要创建的对象及其属性和操作;在软件的开发过程中,以Visual Studio作为开发环境,摒弃传统的MFC框架,采用更为轻便的Qt图形框架作为开发工具,用C++面向对象的思想进行编程;根据站场平面布置图、进路联锁表和各对象的存储数据,最终实现对操作界面的开发。在硬件设计部分,首先搭建沙盘,布置信号设备,完成车站的整体布局;然后利用Altium Designer软件设计电路,完成对信号设备的控制,主要包括:转辙机继电控制模块、道岔监测模块、信号机控制模块、轨道电路监测模块;最后定义串口通信协议,上位机向下位机发送指令,沙盘设备进行动作并反馈动作结果,最终完成整个实训系统的设计。计算机联锁实训系统不仅能实现对计算机联锁系统的操作,还能实现对信号机、道岔、转辙机、轨道电路的控制,使沙盘运作起来,具有非常深刻的教学意义。该实训系统的应用场景非常广阔,可以用于铁路职工岗前培训、铁路相关专业的教学模拟和在校生校内实习等场景,能够显著提高教师的教学效率和学员的专业技能。