軌道檢測數(shù)據(jù)管理和輔助報(bào)告生成軟件

■ 田新宇

1 需求分析

軌道動(dòng)態(tài)檢測在保障鐵路運(yùn)輸安全、指導(dǎo)工務(wù)現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)維修中發(fā)揮重要作用。我國鐵路一直十分重視對軌道不平順的動(dòng)態(tài)檢查，20世紀(jì)50年代就開始使用軌道檢測車（簡稱軌檢車）對正線進(jìn)行定期檢測。隨著裝備和技術(shù)的不斷發(fā)展，我國已經(jīng)擁有最高檢測速度400 km/h的高速綜合檢測列車（簡稱動(dòng)檢車）和200 km/h的軌檢車，并對高速鐵路和既有干線鐵路每月進(jìn)行3次動(dòng)態(tài)檢測，形成大量檢測數(shù)據(jù)。日常工作中，現(xiàn)場日益重視對檢測結(jié)果的管理和分析，對各次檢測結(jié)果進(jìn)行縱向和橫向比較，形成各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表和分析報(bào)告，迫切需要一套能同時(shí)支持動(dòng)檢車和軌檢車檢測結(jié)果管理、現(xiàn)行動(dòng)態(tài)檢測標(biāo)準(zhǔn)全覆蓋及便于攜帶的軌道檢測數(shù)據(jù)管理和分析軟件。

2 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為滿足現(xiàn)場對動(dòng)檢車和軌檢車軌道檢測數(shù)據(jù)的管理及分析需要，綜合分析數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、用戶使用習(xí)慣，研制開發(fā)了一套單機(jī)版軌道檢測數(shù)據(jù)管理和輔助報(bào)告生成軟件（DataManager & AutoReport，DMAR）。DMAR系統(tǒng)構(gòu)架見圖1。

考慮用戶攜帶方便，DMAR底層數(shù)據(jù)庫選用桌面數(shù)據(jù)庫ACCESS，不用在計(jì)算機(jī)上共享數(shù)據(jù)，無需安裝專門的數(shù)據(jù)庫軟件。DMAR軟件基于.NET平臺(tái)開發(fā)，實(shí)現(xiàn)在Windows 2000、XP、Vista和Windows 7等平臺(tái)下兼容運(yùn)行。

DMAR由DataManager和AutoReport 2個(gè)相對獨(dú)立的軟件單元組成，通過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫接口操作同一底層數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì)中以任務(wù)記錄表作為檢測數(shù)據(jù)管理的入口。“工務(wù)段_任務(wù)表”表征各線、局、段、任務(wù)及各種導(dǎo)入數(shù)據(jù)的邏輯關(guān)系。各關(guān)鍵數(shù)據(jù)表的簡明關(guān)系見圖2。

圖1 DMAR系統(tǒng)構(gòu)架

圖2 DMAR底層數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)表簡明關(guān)系

3 系統(tǒng)功能

3.1 總體功能

軌道檢測數(shù)據(jù)管理與輔助報(bào)告生成軟件是管理動(dòng)檢車和軌檢車軌道檢測結(jié)果的軟件，所有使用車載超限編輯軟件的導(dǎo)出結(jié)果均可直接導(dǎo)入，同時(shí)也支持其他編輯軟件檢測結(jié)果的手工錄入。

DataManager用來導(dǎo)入和維護(hù)檢測數(shù)據(jù)。其特點(diǎn)包括：實(shí)現(xiàn)局-段-領(lǐng)工區(qū)的三級(jí)管理（也可在局-領(lǐng)工區(qū)-工區(qū)模式下使用）；支持不同速度區(qū)段的管理；支持限定里程范圍的導(dǎo)入和管理；管理項(xiàng)目涵蓋匯總表、公里、各級(jí)超限、動(dòng)力學(xué)、曲線、TQI和T值等；支持簡單功能的查詢和統(tǒng)計(jì)。

AutoReport用來生成各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表、對比圖、檢測概述及復(fù)雜查詢等。其特點(diǎn)包括：與Word、Excel完美交互，直接生成可供編輯的文件；支持局、線、段、領(lǐng)工區(qū)、行別、日期之間任意組合的統(tǒng)計(jì)表；匯總項(xiàng)目包括檢測概述、單項(xiàng)扣分、TQI、超限個(gè)數(shù)、T值等內(nèi)容；生成檢測概述文字和圖表；支持最多5個(gè)輸入的扣分、扣分比例、TQI、大值、超限個(gè)數(shù)、T值的對比圖；各類復(fù)雜的檢索和統(tǒng)計(jì)，包括對重復(fù)超限、扣分、TQI等的統(tǒng)計(jì)，奇異數(shù)據(jù)剔除；各種功能均實(shí)現(xiàn)批量處理。

3.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理

檢測任務(wù)、工務(wù)段（含車間、工區(qū)）、檢測車、檢測人員、鐵路局等基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)是整個(gè)軟件正確運(yùn)行的基礎(chǔ)。圖3是基礎(chǔ)信息設(shè)定界面，其中工務(wù)段欄的設(shè)定最關(guān)鍵，用于設(shè)定檢查任務(wù)、局、段、領(lǐng)工區(qū)等之間的邏輯關(guān)系。

3.3 檢測數(shù)據(jù)管理

各種檢測數(shù)據(jù)以檢測任務(wù)建立起唯一的內(nèi)在聯(lián)系，數(shù)據(jù)的入口以添加檢測任務(wù)開始。檢測數(shù)據(jù)管理中設(shè)計(jì)了導(dǎo)入、修改、刪除等功能，并實(shí)現(xiàn)了按照不同速度等級(jí)和里程范圍自動(dòng)分割、合并和重新合成結(jié)果；此外，還實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的回滾功能，可自動(dòng)刪除前次導(dǎo)入的所有數(shù)據(jù)；軟件還具備對大值數(shù)據(jù)的自校驗(yàn)功能；數(shù)據(jù)可由用戶自定義指定導(dǎo)入項(xiàng)目；數(shù)據(jù)庫可由用戶指定進(jìn)行壓縮和修復(fù)。檢測數(shù)據(jù)管理主界面見圖4。

3.4 統(tǒng)計(jì)匯總管理

AutoReport提供最為靈活的統(tǒng)計(jì)匯總功能，支持不同速度等級(jí)下31種統(tǒng)計(jì)方式和77種指標(biāo)的自定義統(tǒng)計(jì)匯總。統(tǒng)計(jì)結(jié)果直接生成可供編輯的Excel文件，方便用戶保存和分發(fā)。所有操作均可實(shí)現(xiàn)批處理，一次生成多個(gè)設(shè)定結(jié)果。統(tǒng)計(jì)匯總設(shè)定界面見圖5。

3.5 概述對比圖管理

現(xiàn)場分析數(shù)據(jù)后，需要形成一些專門報(bào)告。軟件提供對檢測結(jié)果的自動(dòng)概述生成功能，還可生成不同速度等級(jí)下最多5個(gè)系列的扣分、扣分比例、TQI、大值個(gè)數(shù)、超限個(gè)數(shù)、T值、T200個(gè)數(shù)、T200比例、TQI頻數(shù)、TQI累積百分比等Word格式的柱狀或折線對比圖，方便分析各種關(guān)鍵指標(biāo)的變化情況。這些結(jié)果都直接輸出可供編輯的Word文檔，輔助現(xiàn)場人員完成分析報(bào)告。

圖3 基礎(chǔ)信息設(shè)定界面

圖4 檢測數(shù)據(jù)管理主界面

圖5 統(tǒng)計(jì)匯總設(shè)定界面

3.6 其他功能

軟件支持對各種檢測入庫數(shù)據(jù)的明細(xì)輸出，檢索條件涵蓋里程、TQI結(jié)果、扣分結(jié)果、T值、時(shí)間、線名、檢測車號(hào)等現(xiàn)場常用組合，方便現(xiàn)場分析人員對數(shù)據(jù)進(jìn)行精細(xì)化分析，查找重復(fù)發(fā)生的病害。各種命中結(jié)果也均以Excel文件形式輸出。

軟件支持軌道質(zhì)量指數(shù)統(tǒng)計(jì)中的奇異值剔除。由于檢測過程中，檢測系統(tǒng)不可避免受到一些干擾，而車上又無法進(jìn)行編輯，因此會(huì)對最終統(tǒng)計(jì)結(jié)果產(chǎn)生影響。軟件中根據(jù)TQI受干擾的原因設(shè)計(jì)了剔除方法和規(guī)則，可滿足對車速過低、軌距系統(tǒng)死機(jī)、道岔加寬、陽光干擾等原因引起的數(shù)據(jù)異常剔除。

4 結(jié)束語

DMAR軟件從2007年開始研發(fā)，根據(jù)檢測需求的變化不斷豐富和完善，滿足了鐵道部和鐵路局日常檢測數(shù)據(jù)的管理需求，在鐵道部檢測中心軌道檢測數(shù)據(jù)管理和報(bào)告撰寫中發(fā)揮了積極作用。該軟件已取得軟件著作權(quán)登記證書（編號(hào)：軟著登字第0321788號(hào)）。該軟件已被濟(jì)南、鄭州、武漢鐵路局采購使用，哈爾濱、沈陽、烏魯木齊等鐵路局正在試用，得到了用戶的肯定。