列控工程數(shù)據(jù)自動審核的研究與實(shí)現(xiàn)

陳倩佳，盧佩玲

（1.中國鐵道科學(xué)研究院 研究生部，北京 100081；2.中國鐵道科學(xué)研究院 通信信號研究所，北京 100081）

列控工程數(shù)據(jù)自動審核的研究與實(shí)現(xiàn)

陳倩佳1，盧佩玲2

（1.中國鐵道科學(xué)研究院 研究生部，北京 100081；2.中國鐵道科學(xué)研究院 通信信號研究所，北京 100081）

列控工程數(shù)據(jù)表（以下簡稱列控數(shù)據(jù)表）所提供的數(shù)據(jù)作為CTCS-2級和CTCS-3級列控系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，其正確性直接影響整個列控系統(tǒng)的安全性，因此，列控數(shù)據(jù)的審核工作非常重要。近年來，隨著我國高速鐵路事業(yè)的迅速發(fā)展，列控數(shù)據(jù)的審核工作也隨之變得更加繁重和艱巨。本文在分析現(xiàn)有列控數(shù)據(jù)審核技術(shù)的基礎(chǔ)上，開發(fā)和設(shè)計出一種對列控數(shù)據(jù)的自動審核工具。

列控系統(tǒng)；列控數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)表

對于 CTCS-2 級和 CTCS-3 級列控系統(tǒng)，列控數(shù)據(jù)表作為編制應(yīng)答器報文、配置列控中心、無線閉塞中心、臨時限速服務(wù)器軟件參數(shù)的來源，以及列控系統(tǒng)測試和驗(yàn)收的依據(jù)，是列控系統(tǒng)最基礎(chǔ)核心的工程數(shù)據(jù)，其重要性不言而喻。為保證列控系統(tǒng)的安全性，需要對列控數(shù)據(jù)表進(jìn)行校驗(yàn)審核。

列控工程數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)之間關(guān)系緊密，新建線路的工期緊張，使得審核工作任務(wù)多、繁瑣復(fù)雜。更重要的是，新建或改建線路有限的工期時間內(nèi)，還經(jīng)常出現(xiàn)設(shè)計方案變更、線路數(shù)據(jù)變化、設(shè)計數(shù)據(jù)與實(shí)際勘測數(shù)據(jù)不一致、數(shù)據(jù)錯誤修改或完善等原因，引起列控數(shù)據(jù)表頻繁變更，使得整個列控數(shù)據(jù)的審核工作量乘倍增加。

為了提高審核工作效率和準(zhǔn)確性，研究自動化審核數(shù)據(jù)的方法是非常有意義的。此外，列控工程數(shù)據(jù)編制規(guī)范出臺之后，各設(shè)計院所提供的列控數(shù)據(jù)表的格式逐步統(tǒng)一，為實(shí)現(xiàn)列控數(shù)據(jù)的自動審核創(chuàng)造了條件。

本文在分析現(xiàn)有列控數(shù)據(jù)的審核方法缺點(diǎn)和局限性的基礎(chǔ)上，提出一種對列控數(shù)據(jù)表的自動審核方法，并給出具體的設(shè)計方案和成果實(shí)例。

1 現(xiàn)有列控數(shù)據(jù)的審核方法

1.1 傳統(tǒng)測試方法

傳統(tǒng)的測試方法是采用集成測試的方法來間接審核列控數(shù)據(jù)，測試人員將聯(lián)鎖、列控中心和臨時限速服務(wù)器等系統(tǒng)集成為完整的系統(tǒng)來仿真實(shí)際的站場進(jìn)行測試。該方法主要缺點(diǎn)有：

（1）測試手段間接，組建一個完整的系統(tǒng)，費(fèi)時費(fèi)事，若發(fā)現(xiàn)問題，在短時間內(nèi)無法確定錯誤源是列控數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)問題還是測試設(shè)備問題；

（2）若列控數(shù)據(jù)錯誤，則需與設(shè)計溝通確認(rèn)，等待新數(shù)據(jù)的制作完成，然后編制列控軟件，再進(jìn)行測試。這種方式中間環(huán)節(jié)多、消耗大量的人力物力，審核周期長。

1.2 列控數(shù)據(jù)的人工審核方法

該審核方法是通過人工直接審核列控數(shù)據(jù)表中的相關(guān)信息，人工審核方法存在如下缺點(diǎn)：

（1）由于是人工審核，人為因素所占比例較大，存在由人為因素帶來的數(shù)據(jù)審核錯誤問題；

（2）在整個工程項(xiàng)目的進(jìn)度安排中，分配給人工審核數(shù)據(jù)表的時間有限，審核不完全。

因此，無論是傳統(tǒng)的測試方法還是人工審核數(shù)據(jù)表的方法，亦或是兩種方法的結(jié)合，雖然在一定程度可對列控數(shù)據(jù)進(jìn)行審核，但審核速度慢、僅能對部分信息進(jìn)行審核即審核不完整，無法適應(yīng)工程項(xiàng)目中列控數(shù)據(jù)頻繁變化、時間緊張的要求。

2 列控數(shù)據(jù)表的自動審核

列控數(shù)據(jù)審核的自動審核旨在提高數(shù)據(jù)審核的工作效率和準(zhǔn)確性，保障列控數(shù)據(jù)的正確性，縮短整個工程項(xiàng)目的周期。

2.1 設(shè)計思路

根據(jù)列控系統(tǒng)工程數(shù)據(jù)表編制規(guī)定、列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則及相關(guān)列控系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范，了解規(guī)范中對列控數(shù)據(jù)表中各個數(shù)據(jù)表的內(nèi)容組成及編制要求，分析總結(jié)列控數(shù)據(jù)的審核需求。

在此基礎(chǔ)上，提出總體的設(shè)計方案，實(shí)現(xiàn)自動化直接審核列控數(shù)據(jù)表的方法。

2.2 審核需求分析

列控數(shù)據(jù)表包含的內(nèi)容的如表1所示。

表1 列控數(shù)據(jù)表內(nèi)容

列控工程數(shù)據(jù)表中的信號數(shù)據(jù)表、應(yīng)答器位置表、進(jìn)路信息表及和線路數(shù)據(jù)表數(shù)據(jù)量大、關(guān)系復(fù)雜是列控工程數(shù)據(jù)審核工作的核心。

2.2.1 信號數(shù)據(jù)表

信號數(shù)據(jù)表主要分為信號點(diǎn)數(shù)據(jù)和軌道區(qū)段數(shù)據(jù)兩大類。信號點(diǎn)數(shù)據(jù)提供信號點(diǎn)的名稱、信號點(diǎn)公里標(biāo)、信號點(diǎn)類型以及相應(yīng)的絕緣節(jié)類型等相關(guān)信息；軌道區(qū)段數(shù)據(jù)提供軌道區(qū)段的名稱、載頻、軌道區(qū)段的長度和區(qū)段屬性等相關(guān)信息。一個完整的信號數(shù)據(jù)表包括上行線正向、下行線正向、上行線反向、下行線反向4個工作表。要保證信號數(shù)據(jù)表的正確性首先要保證每個工作表中提供的基礎(chǔ)信息的正確，繼而再確保各工作表間數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的一致性，信號數(shù)據(jù)表的審核需求如下。

（1）審核信號點(diǎn)信息

審核信號點(diǎn)信息主要包括信號點(diǎn)名稱的合法性、與其相對應(yīng)的信號點(diǎn)類型、絕緣節(jié)類型的正確性，信號點(diǎn)信息的正確是軌道區(qū)段信息審核的基礎(chǔ)和依據(jù)。

（2）審核軌道區(qū)段信息

審核軌道區(qū)段信息主要包括審核載頻數(shù)值的合法性及載頻布置的合理性、軌道區(qū)段長度與信號點(diǎn)公里標(biāo)，長短鏈信息之間的一致性。

（3）信號數(shù)據(jù)表

信號數(shù)據(jù)表的各工作表之間的數(shù)據(jù)審核主要是審核相同行車方向正反向相關(guān)數(shù)據(jù)的一致性、正確性等。

（4）審核信號數(shù)據(jù)表

審核信號數(shù)據(jù)表提供的數(shù)據(jù)信息量是否齊全，能否滿足列控軟件編制的要求。

2.2.2 應(yīng)答器位置表

應(yīng)答器位置表提供的信息有應(yīng)答器名稱、應(yīng)答器編號、里程、設(shè)備類型和用途。一個完整的信號數(shù)據(jù)表有2個工作表，分別為上行線和下行線。該表的審核需求如下。

（1）審核應(yīng)答器的基礎(chǔ)信息

審核應(yīng)答器位置表中的基礎(chǔ)信息如：應(yīng)答器名稱、應(yīng)答器編號（包括地區(qū)編號和應(yīng)答器組編號）的合法性，對于同組應(yīng)答器，還需審核應(yīng)答器組內(nèi)編號及應(yīng)答器組內(nèi)距離的合法性。

（2）審核應(yīng)答器用途

審核應(yīng)答器的用途以及應(yīng)答器的設(shè)備類型的正確性。

（3）審核應(yīng)答器位置的合法性

以應(yīng)答器用途為依據(jù)，結(jié)合信號數(shù)據(jù)表中提供的信息，審核不同用途信號機(jī)應(yīng)答器安置位置的合法性，及相關(guān)應(yīng)答器組之間的距離的合法性。

（4）審核應(yīng)答器數(shù)據(jù)的完整性

依據(jù)列控軟件的編制要求，審核該數(shù)據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)是否充足和完整。

2.2.3 進(jìn)路信息表

進(jìn)路信息表提供的信息有應(yīng)答器編號、聯(lián)鎖進(jìn)路編號、進(jìn)路、進(jìn)路類型、始端信號機(jī)、終端信號機(jī)名稱及應(yīng)答器鏈接、道岔、線路速度和軌道區(qū)段。該表的審核需求主要有：

（1）依據(jù)信號數(shù)據(jù)表和應(yīng)答器位置表，審核應(yīng)答器編號、始端信號機(jī)和終端信號機(jī)與上述兩表中提供的相關(guān)數(shù)據(jù)的一致性；

（2）審核進(jìn)路和進(jìn)路類型的正確性；

（3）依據(jù)線路速度表審核每條進(jìn)路中線路速度信息中描述的速度的合法性；

（4）審核每條進(jìn)路中軌道區(qū)段信息，包括軌道區(qū)段長度、載頻、信號機(jī)類型的合法性、正確性；

（5）審核每條進(jìn)路的線路速度信息和軌道區(qū)段信息的一致性；

（6）審核相關(guān)進(jìn)路之間線路速度信息的一致性、軌道區(qū)段信息的一致性；

（7）審核正線軌道區(qū)段信息和信號數(shù)據(jù)表中提供的正線軌道區(qū)段信息的一致性等。

2.3 設(shè)計方案

總體的設(shè)計結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 總體設(shè)計結(jié)構(gòu)示意圖

利用數(shù)據(jù)讀取模塊將設(shè)計院提供的列控工程數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動導(dǎo)入，映射為審核工具內(nèi)部的對象；

以上述分析的列控工程數(shù)據(jù)表的審核需求為依據(jù)，利用數(shù)據(jù)審核邏輯模塊依次對信號數(shù)據(jù)表、應(yīng)答器位置表、進(jìn)路信息數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)對象進(jìn)行審核，并將邏輯處理結(jié)果保存至審核結(jié)果數(shù)據(jù)模塊中。其中，審核進(jìn)路信息數(shù)據(jù)表需要相應(yīng)車站的配置數(shù)據(jù)，信號數(shù)據(jù)表和應(yīng)答器位置表是配置數(shù)據(jù)的主要來源，該配置數(shù)據(jù)主要描述了站場中各信號機(jī)的功能及分布和答器的相關(guān)信息。

通過比對原始數(shù)據(jù)與審核結(jié)果數(shù)據(jù)的一致性，歸納出審核結(jié)果。為便于審核工作人員了解數(shù)據(jù)審核情況和確認(rèn)審核結(jié)果，列控數(shù)據(jù)的審核結(jié)果輸出采用直接標(biāo)記審核結(jié)果與應(yīng)用窗體文本記錄審核結(jié)果的結(jié)合方式。

直接標(biāo)記審核結(jié)果的方式即標(biāo)記數(shù)據(jù)表中的可疑數(shù)據(jù)和已修正的數(shù)據(jù)，這種方式適用于物理位置距離較小的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)的審核結(jié)果的表示；對于物理位置距離較大的相關(guān)數(shù)據(jù)的審核結(jié)果采用應(yīng)用窗體文本記錄的方式。

2.4 實(shí)現(xiàn)與成果

C#語言作為一種簡單的、現(xiàn)代的、面向?qū)ο蟮?、類型安全的編程語言。它不但提供了面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)，而且還提供了面向組件編程的支持技術(shù)，更重要的是C#語言提供了許多方便開發(fā)的工具，其中方便的用戶界面設(shè)計器很好的滿足了設(shè)計方案中審核結(jié)果顯示記錄的要求。

另 外，Visusal C# 語 言 中 可 將 非 受 管 的 代 碼EXCEL的 COM組件轉(zhuǎn)化為受管代碼的類庫，通過調(diào)用 EXCEL的類庫可直接操作 EXCEL文件，這點(diǎn)滿足了設(shè)計方案中直接操作處理列控工程數(shù)據(jù)表中數(shù)據(jù)的功能要求。因此，該應(yīng)用軟件的編制以C#語言為基礎(chǔ)。

信號數(shù)據(jù)表、應(yīng)答器位置表、進(jìn)路信息數(shù)據(jù)表 3 類數(shù)據(jù)表形式上獨(dú)立 , 但作為列控數(shù)據(jù)表整個體系中的一員，表與表之間又有著一定的關(guān)聯(lián)。

因此，在軟件設(shè)計中采用組合模式將數(shù)據(jù)表類中的審核對象組織成“整體-部分”的層次結(jié)構(gòu)，即將對象組織成樹形結(jié)構(gòu)，從而保證單個對象和復(fù)合對象上的一致性，又便于組合體內(nèi)部加入新的對象以滿足審核需求的變化。

因此，列控工程數(shù)據(jù)自動審核軟件的編制以C#語言為基礎(chǔ)，以設(shè)計方案為框架，采用組合模式以實(shí)現(xiàn)審核需求為核心任務(wù)完成應(yīng)用軟件的編制。圖2所示為某站進(jìn)路信息數(shù)據(jù)表部分審核結(jié)果，該進(jìn)路信息數(shù)據(jù)表經(jīng)自動審核后已有部分錯誤數(shù)據(jù)被修正。

對圖2示例的某站進(jìn)路信息數(shù)據(jù)表的審核結(jié)果記錄情況如圖3所示。

圖2 某站進(jìn)路信息數(shù)據(jù)表部分審核結(jié)果示例圖

圖3 某站進(jìn)路信息數(shù)據(jù)表審核結(jié)果記錄示例圖

2.5 方案特點(diǎn)

（1）審核方式直接

審核方式直接，即直接審核數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)，避免了傳統(tǒng)測試手段中間制作過程中可能帶來的數(shù)據(jù)問題，如審核遺漏、人為的錯誤審核等。

（2）部分審核結(jié)果

部分審核結(jié)果直接顯示在設(shè)計院提供的列控數(shù) 據(jù)表中，數(shù)據(jù)問題標(biāo)注清晰，有利于制作列控報文的工作人員清楚的看到數(shù)據(jù)的審核結(jié)果。對于部分邏輯關(guān)系復(fù)雜數(shù)據(jù)的審核結(jié)果，不便于直接顯示在列控數(shù)據(jù)表中，因此對于該部分審核結(jié)果采用信息報錯的方式，集中記錄在文本文檔中。

（3）采用自動化審核方式

采用自動化的審核方式能保證列控數(shù)據(jù)的質(zhì)量統(tǒng)一，減少人為因素的負(fù)面影響，提高整個審核工作的效率，節(jié)約大量的時間和人力，但對于特殊站場，可采用自動化審核與人工審核結(jié)合的方式。

3 結(jié)束語

本文介紹了目前列控數(shù)據(jù)表的編制問題并簡要分析了現(xiàn)有的審核列控數(shù)據(jù)表的技術(shù)缺陷，提出了基于列控數(shù)據(jù)表的自動化審核方法，分析了數(shù)據(jù)審核需求，詳細(xì)闡述了設(shè)計思路、設(shè)計方案和設(shè)計實(shí)現(xiàn)，最后給出了成果示例。該技術(shù)已在列控系統(tǒng)工程項(xiàng)目的開發(fā)中被廣泛的采用，經(jīng)實(shí)踐證明該技術(shù)能有效提高列控數(shù)據(jù)審核的效率，提高列控系統(tǒng)基礎(chǔ)配置數(shù)據(jù)的正確性，保障整個列控系統(tǒng)的安全性，加快新建線路和改造線路工程實(shí)施的進(jìn)度。

[1]劉海巖，鎖志海，呂 青，梁建龍 .設(shè)計模式及其在軟件設(shè)計中的應(yīng)用研究 [J].西安交通大學(xué)學(xué)報，2005，39（10）：1043-1047.

[2]鐵道部運(yùn)輸局 .運(yùn)基信號 [2010]346 號，列控工程數(shù)據(jù)表編制規(guī)定 V2.0[S].北京：鐵道部運(yùn)輸局，2010.

[3]鐵道部科學(xué)技術(shù)司 .科技運(yùn) [2010]136 號，CTCS-2 級列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則 V2.0[S]. 北京：鐵道部科學(xué)技術(shù)司 ,2010.

[4]樊 超 .客運(yùn)專線列控系統(tǒng)工程數(shù)據(jù)編制及問題分析 [J]. 科技風(fēng)，2011（24）.

[5]解 濤 .客專列控工程數(shù)據(jù)表編制注意問題淺析 [J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2013（2）.

責(zé)任編輯 徐侃春

Automatic data auditing for train control engineering

CHEN Qianjia1, LU Peiling2
( 1. Postgraduate Department, China Academy of Railway Sciences, Beijing 100081, China; 2. Signal &Communication Research Institute, China Academy of Railway Sciences, Beijing 100081, China )

The correctness of the data, provided by the Train Control Engineering Data sheet, the foundation of the configuration data of CTCS-2 and CTCS-3, affected directly the security of Train Control System. Therefore, the auditing of the data played a great role of importance. In recent years, with the development of China high-speed railway, the auditing work became more arduous and onerous. The existing train control data auditing techniques was discussed in this paper, so as to design and develop a tool of automatic train control data auditing.

Train Control System; train control data; engineering data sheet

U284.482∶TP39

：A

1005-8451（2015）03-0006-04

2014-08-26

陳倩佳，在讀碩士研究生；盧佩玲，研究員。