LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)編制檢驗管理系統(tǒng)的研究

傅友亮　上海鐵路局電務(wù)處

1　現(xiàn)狀分析

列車運行監(jiān)控裝置（簡稱LKJ）是中國列車運行控制系統(tǒng)體系的組成部分，是用于防止列車冒進信號、運行超速事故和輔助機車司機（含動車組司機）提高操縱能力的重要行車設(shè)備。LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是LKJ控制功能實現(xiàn)的基礎(chǔ)，其準確性是監(jiān)控列車安全運行的前提和保障。

隨著鐵路機車、乘務(wù)交路改革的不斷深化，跨局長交路、輪繼乘大面積實施，LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)覆蓋線路里程不斷增加。因線路、站場施工及擔當運行交路調(diào)整引起的LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)變化頻繁，導致LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)變更多，其數(shù)據(jù)編制、數(shù)據(jù)校核、數(shù)據(jù)檢驗、臺賬管理等方面工作繁重，特別是模擬檢驗容易簡化、漏項，容易造成LKJ車載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)錯誤的風險，需要提供有效手段來幫助LKJ數(shù)據(jù)人員進行數(shù)據(jù)編制、校驗等工作。

因此，開發(fā)LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)編制檢驗管理系統(tǒng)，從數(shù)據(jù)編制修改通知單開始，對數(shù)據(jù)編制、復核、檢驗及發(fā)布進行質(zhì)量管理、流程卡控是尤為重要的。

2　系統(tǒng)設(shè)計和構(gòu)思

LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)編制檢驗管理系統(tǒng)應(yīng)由一套軟件系統(tǒng)，一套模擬檢驗硬件平臺組成。軟件包含流程管理、輔助編制、模擬檢驗、數(shù)據(jù)發(fā)布等子系統(tǒng)；硬件平臺包括車載數(shù)據(jù)模擬檢驗機柜及操控臺。流程管理負責整個系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程的處理，貫穿于整個系統(tǒng)全過程；輔助編制子系統(tǒng)幫助數(shù)據(jù)編制人員進行數(shù)據(jù)編制和復核；模擬檢驗子系統(tǒng)幫助模擬檢驗人員進行數(shù)據(jù)驗證；數(shù)據(jù)發(fā)布子系統(tǒng)幫助文檔人員完成源文件、車載文件的報審，局內(nèi)數(shù)據(jù)交接、局外數(shù)據(jù)交接等工作，并可對任務(wù)進行歸檔、臺帳生成等管理。

3　系統(tǒng)設(shè)計方案

LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)編制檢驗管理系統(tǒng)以LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)編制校驗為中心，研究數(shù)據(jù)的修改、數(shù)據(jù)的比對、數(shù)據(jù)的校核以及數(shù)據(jù)的模擬整個過程為主要內(nèi)容的一套管理信息系統(tǒng)。主要環(huán)節(jié)如下：

3.1　數(shù)據(jù)編制任務(wù)的發(fā)起

編制任務(wù)是系統(tǒng)的驅(qū)動力來源，貫穿于整個系統(tǒng)，通過編制任務(wù)將LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)編制檢驗管理系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)串聯(lián)起來，進行卡控管理。

編制任務(wù)根據(jù)本局的LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)有關(guān)文電資料，相關(guān)局的LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)有關(guān)文電資料和源文件，結(jié)合施工安排形成“LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)編制、修改任務(wù)書”。系統(tǒng)提供文電錄入管理功能，能夠根據(jù)選擇的文電內(nèi)容產(chǎn)生任務(wù)書的初始數(shù)據(jù)，任務(wù)書審核批準后啟動一個工作流程。同一個文電根據(jù)施工階段劃分，可以拆分為不同的任務(wù)書進行工作流轉(zhuǎn)，幾個文電也可以合并為一個任務(wù)書進行工作流轉(zhuǎn)。工作流轉(zhuǎn)至相應(yīng)的崗位，會有對應(yīng)的工作任務(wù)，不同崗位不同角色的人員根據(jù)其權(quán)限進行相應(yīng)的工作。

數(shù)據(jù)編制任務(wù)包括文電資料的錄入、登記，任務(wù)單編制、審批等功能。

3.2　數(shù)據(jù)編制工作

數(shù)據(jù)編制是編制任務(wù)的執(zhí)行，根據(jù)任務(wù)書形成LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源文件的過程。LKJ數(shù)據(jù)工程師通過分析任務(wù)書內(nèi)容，在系統(tǒng)內(nèi)編寫數(shù)據(jù)編制方案，使用專業(yè)數(shù)據(jù)制作軟件修改LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源文件。

系統(tǒng)能夠通過對任務(wù)書的內(nèi)容繼承自動產(chǎn)生初始數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上做部分修改即可形成方案，提供修改范圍分析工具協(xié)助方案編制；集成編制軟件，嚴格執(zhí)行雙組背靠背修改、比對作業(yè)流程，實現(xiàn)雙人數(shù)據(jù)修改歷史全過程記錄、循環(huán)比對確認，通過源文件的多次完善，形成最后的擬啟用數(shù)據(jù)版本；提供數(shù)據(jù)預編制工具，利用軟件系統(tǒng)完成電報文電轉(zhuǎn)化為車載數(shù)據(jù)，并將機器編制的數(shù)據(jù)展示，供數(shù)據(jù)編制人員參考。

數(shù)據(jù)編制包含方案編制、數(shù)據(jù)編制、源文件比對、數(shù)據(jù)預編制等功能。

3.3　數(shù)據(jù)復核工作

數(shù)據(jù)復核是對數(shù)據(jù)編制階段產(chǎn)生的成果文件“LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源文件”進行復查校驗的過程。包括檢查數(shù)據(jù)正確性，防止數(shù)字錄入錯誤：將有關(guān)文電資料內(nèi)容與LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源文件進行比較，檢查數(shù)據(jù)是否與LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)保持一致，核對其準確性；檢查數(shù)據(jù)邏輯符合度：對LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源文件進行編譯查錯，對不符合規(guī)范要求的數(shù)據(jù)給出原因提示；檢查數(shù)據(jù)修改范圍符合度：通過新舊版本比對找出差異數(shù)據(jù)的分布區(qū)域，分布的線路里程范圍，核對其與施工范圍的一致性，防止遺漏修改范圍、超范圍修改；檢查數(shù)據(jù)的貫通，防止數(shù)據(jù)跑飛：通過檢查外局交接點、過渡支線轉(zhuǎn)移點、特定監(jiān)控交路起終點等是否能夠貫通，核對數(shù)據(jù)徑路的通暢。

數(shù)據(jù)復核包括源文件查錯、源文件比對、與師電數(shù)據(jù)校核、站名站序表檢查、客車固定徑路檢查等功能。

3.4　模擬檢驗工作

模擬檢驗工作分硬件和軟件兩部分。硬件部分為車載數(shù)據(jù)模擬檢驗平臺，集成了LKJ2000設(shè)備，轉(zhuǎn)存器設(shè)備功能，測試儀設(shè)備功能，IC卡設(shè)備功能，實現(xiàn)各種設(shè)備功能的互聯(lián)互通互控，由檢驗平臺設(shè)備機柜，檢驗平臺操作臺及通訊線纜組成；軟件部分功能為依據(jù)LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)有關(guān)文電資料、LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)修改任務(wù)書、數(shù)據(jù)編制檢驗方案、檢驗大綱，并使用車載數(shù)據(jù)模擬檢驗平臺對擬啟用車載數(shù)據(jù)進行模擬檢驗。

系統(tǒng)根據(jù)任務(wù)書編制檢驗方案，可以為檢驗方案配置多個測試環(huán)境（能夠包括不同控制條件的基本控制軟件，不同參數(shù)的屏幕顯示器程序），測試環(huán)境可以在不同方案中引用；自動比對新舊兩版基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源文件的差異，產(chǎn)生檢驗大綱的檢驗點及檢驗標準，自動搜索檢驗點的設(shè)定參數(shù)，運行控制的關(guān)鍵分區(qū)，最后形成檢驗用例；根據(jù)配置的測試環(huán)境自動裝載需要的基本控制軟件、屏幕顯示器軟件，自動換裝主機數(shù)據(jù)、顯示器數(shù)據(jù)，將檢驗用例轉(zhuǎn)換為硬件可識別自動運行腳本，按照轉(zhuǎn)換后的腳本控制模擬檢驗平臺進行模擬驗證，并對運行中回饋信息進行分析，給出檢驗結(jié)論。

檢驗操控臺由人工模擬、自動模擬兩種模式，具有數(shù)據(jù)換裝、數(shù)據(jù)模擬、錯誤報警等功能。

3.5　數(shù)據(jù)報審和歸檔

LKJ專業(yè)機構(gòu)將LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源文件、修改說明、修改明細表、車載主機文件、車載顯示器文件打包校驗，與交接表一起報電務(wù)處辦理審批手續(xù)，進行局內(nèi)、局外數(shù)據(jù)的交接；局內(nèi)機電雙方試驗完成，局外交接表接收完成，就緒電報發(fā)布后，可進行歸檔等工作；系統(tǒng)可以綜合任務(wù)編制、數(shù)據(jù)編制、數(shù)據(jù)檢驗等過程產(chǎn)生的文檔自動生成初始的報審表，交接表；提供回傳交接表錄入，就緒電報錄入功能；依據(jù)任務(wù)自動形成包括封面、目錄、相關(guān)文檔的臺賬，可以導出Excel或PDF格式。

包括數(shù)據(jù)報審、數(shù)據(jù)交接、臺帳生成、臺賬查詢等功能。

4　關(guān)鍵技術(shù)

采用的主要技術(shù)，包括工作流技術(shù)、電子簽名技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)、CAN通訊技術(shù)、數(shù)據(jù)建模技術(shù)、自動化測試等技術(shù)，在不同場合、不同系統(tǒng)中，或獨立、或與其他系統(tǒng)結(jié)合。

4.1　工作流技術(shù)

工作流（Workflow）是指一系列相互銜接、自動進行的業(yè)務(wù)活動或任務(wù)。包括后臺流程引擎，前臺流程設(shè)計，流程定義、流程跟蹤、流程查詢等功能，多個參與者之間按照某種預定義的規(guī)則傳遞文檔、信息或任務(wù)的過程自動進行，最終實現(xiàn)LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)編制檢驗的過程在計算機應(yīng)用環(huán)境下的自動化。

4.2　電子簽名技術(shù)

電子簽名是與電子記錄相聯(lián)的或在邏輯上相聯(lián)的電子符號或程序，而該電子符號或程序是某人為簽署電子記錄的目的而簽訂或采用的。對LKJ數(shù)據(jù)管理各過程中涉及許多需要審核、批準的文檔、電報、傳真等。

4.3　系統(tǒng)集成技術(shù)

系統(tǒng)集成就是通過結(jié)構(gòu)化的綜合布線系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將各個分離的設(shè)備、功能和信息等集成到相互關(guān)聯(lián)的、統(tǒng)一和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)之中，使資源達到充分共享，實現(xiàn)集中、高效、便利的管理。車載硬件平臺和地面軟硬件系統(tǒng)集成，對LKJ模擬用的LKJ、測試儀、LKJ專用IC卡及讀卡器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存器等設(shè)備集成，由設(shè)備控制模塊控制開關(guān)量輸入輸出、模擬量輸出，提供高速DMA接口、串行接口、雙通道LVDS圖形采集；外配專用電腦實現(xiàn)上位機操作。

4.4　CAN通信技術(shù)

CAN是ISO國際標準化的有效支持分布式控制或?qū)崟r控制的串行通信協(xié)議，具有很強的數(shù)據(jù)通訊實時性。上位機與硬件平臺進行通訊，為其提供LKJ需要的速度信號、色燈信號、機車工況等信息，并能夠接收LKJ回饋信息。

4.5　數(shù)學建模技術(shù)

數(shù)學建模是從定量的角度分析和研究實際問題，對象信息、作出簡化假設(shè)、分析內(nèi)在規(guī)律等工作的基礎(chǔ)上，建立數(shù)學模型，并通過計算得到結(jié)果的過程。系統(tǒng)分析模擬檢驗的實際情況，歸納各種數(shù)據(jù)的檢驗情況，總結(jié)出LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的十多種場景，并將其融入到檢驗過程，實現(xiàn)檢驗用例的自動化產(chǎn)生。

4.6　自動化測試技術(shù)

自動化測試是指利用軟硬件在預設(shè)正常和異常條件下運行系統(tǒng)或模塊，評估運行結(jié)果，將人為驅(qū)動測試轉(zhuǎn)為機器執(zhí)行的過程。系統(tǒng)依據(jù)測試大綱中測試用例進行黑盒測試，首先將測試用例轉(zhuǎn)換為測試腳本，然后依據(jù)腳本啟動AutoRunner進行數(shù)據(jù)檢驗，并在檢驗過程對回饋數(shù)據(jù)進行分析，得出結(jié)論。

5　總結(jié)

LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)編制檢驗管理系統(tǒng)經(jīng)過不斷完善優(yōu)化，實現(xiàn)了在我局電務(wù)處檢測所車載設(shè)備檢測室的試用，一是由人工管理方式提升為系統(tǒng)流程管理方式，提高了生產(chǎn)管理能力；二是大大減少了人工錄入的時間，降低了數(shù)據(jù)工程師的勞動強度和作業(yè)難度，提高LKJ數(shù)據(jù)編制工作的效率；三是通過系統(tǒng)輔助編制和自動復核LKJ數(shù)據(jù)源文件，提高LKJ數(shù)據(jù)編制的準確性。