羅云飛

列控?cái)?shù)據(jù)主要由列控基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、列控工程數(shù)據(jù)、列控設(shè)備配置數(shù)據(jù)（含報(bào)文）等組成，是保障高鐵列車(chē)運(yùn)行安全的關(guān)鍵［1］。一旦列控?cái)?shù)據(jù)發(fā)生變化，相關(guān)的列控中心數(shù)據(jù)及應(yīng)答器報(bào)文需同步修改。數(shù)據(jù)修改后，不僅要在前期靜態(tài)驗(yàn)收中通過(guò)人工校核的方式保證列控?cái)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，還需在動(dòng)態(tài)驗(yàn)收中進(jìn)行全場(chǎng)景遍歷試驗(yàn)，進(jìn)一步保證修改后列控?cái)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性［2］。

1 存在問(wèn)題

目前，在列控?cái)?shù)據(jù)的驗(yàn)證方面主要存在以下問(wèn)題。

1）列控?cái)?shù)據(jù)的變化直接影響相關(guān)應(yīng)答器報(bào)文的變更，要做到應(yīng)答器報(bào)文變更的全覆蓋驗(yàn)證，必須要由經(jīng)驗(yàn)豐富的電務(wù)專(zhuān)業(yè)人員全程把控；遇到樞紐車(chē)站施工改造引起列控?cái)?shù)據(jù)變更時(shí)，報(bào)文數(shù)據(jù)的變更將成為樞紐工程順利開(kāi)通的制約因素［3-4］。電務(wù)專(zhuān)業(yè)分析人員目前只能通過(guò)人工校核的方式來(lái)檢查列控?cái)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，缺乏相應(yīng)的技術(shù)手段。

2）各線(xiàn)路列控?cái)?shù)據(jù)版本眾多，現(xiàn)場(chǎng)尚沒(méi)有針對(duì)列控?cái)?shù)據(jù)的綜合管理平臺(tái)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)各版本列控?cái)?shù)據(jù)的分析比對(duì)及溯源；相關(guān)人員進(jìn)行調(diào)閱、查看等操作極為不易。

3）由于缺乏有效的列控?cái)?shù)據(jù)校核工具，電務(wù)人員以及數(shù)據(jù)制作廠(chǎng)家只能對(duì)各個(gè)數(shù)據(jù)表格進(jìn)行人工核驗(yàn)。在核驗(yàn)過(guò)程中，核驗(yàn)人員的專(zhuān)業(yè)知識(shí)掌握程度、長(zhǎng)時(shí)間工作專(zhuān)注度等均會(huì)給核驗(yàn)結(jié)果帶來(lái)不穩(wěn)定因素，存在誤測(cè)、漏測(cè)等安全隱患。

4）針對(duì)修改后的列控?cái)?shù)據(jù)以及應(yīng)答器報(bào)文的動(dòng)態(tài)驗(yàn)證工作只能通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)車(chē)驗(yàn)證，不僅需要大量人力、物力、時(shí)間的投入，而且不利于問(wèn)題的提前暴露，影響項(xiàng)目進(jìn)度。

因此，為解決高鐵線(xiàn)路的列控?cái)?shù)據(jù)和應(yīng)答器報(bào)文數(shù)據(jù)在動(dòng)態(tài)測(cè)試前的驗(yàn)證問(wèn)題，研究列控?cái)?shù)據(jù)的自動(dòng)導(dǎo)入驗(yàn)證，實(shí)現(xiàn)列控?cái)?shù)據(jù)的綜合智能管理及高效校核，是非常有必要的。

2 列控?cái)?shù)據(jù)導(dǎo)入驗(yàn)證技術(shù)方案

依據(jù)《列控?cái)?shù)據(jù)管理暫行辦法》（鐵總運(yùn)［2014］246 號(hào)），設(shè)計(jì)列控?cái)?shù)據(jù)導(dǎo)入驗(yàn)證系統(tǒng)的技術(shù)方案［5］。

1） 直接采用設(shè)計(jì)院提供的原始列控?cái)?shù)據(jù)表，不更改表格內(nèi)容，只讀取內(nèi)容。

2） 根據(jù)列控?cái)?shù)據(jù)表數(shù)據(jù)與規(guī)范的校核結(jié)果、不同版本數(shù)據(jù)的比對(duì)結(jié)果，以紅色高亮的形式顯示，便于查看。

3） 對(duì)列控工程數(shù)據(jù)和無(wú)源應(yīng)答器報(bào)文數(shù)據(jù)的一致性進(jìn)行校核，運(yùn)用可視化方式顯示詳細(xì)數(shù)據(jù)，標(biāo)注差異項(xiàng)。

4） 導(dǎo)入驗(yàn)證后的數(shù)據(jù)可直接生成線(xiàn)路數(shù)據(jù)，輸出給線(xiàn)路條件仿真軟件，用于真實(shí)ATP 在該線(xiàn)路條件下進(jìn)行動(dòng)態(tài)行車(chē)試驗(yàn)，以驗(yàn)證列控?cái)?shù)據(jù)及應(yīng)答器報(bào)文。

3 系統(tǒng)功能及實(shí)現(xiàn)

列控?cái)?shù)據(jù)導(dǎo)入驗(yàn)證系統(tǒng)應(yīng)具備數(shù)據(jù)導(dǎo)入、數(shù)據(jù)校核、數(shù)據(jù)比對(duì)、數(shù)據(jù)生成等功能。為了讓用戶(hù)更直觀(guān)地看到數(shù)據(jù)內(nèi)容，了解數(shù)據(jù)的差異，理解數(shù)據(jù)的意義，列控工程數(shù)據(jù)和報(bào)文內(nèi)容采用圖形化方式描述。

列控?cái)?shù)據(jù)導(dǎo)入驗(yàn)證系統(tǒng)按照功能劃分各模塊，模塊間具有低耦合性。系統(tǒng)功能框圖見(jiàn)圖1。

圖1 列控?cái)?shù)據(jù)導(dǎo)入驗(yàn)證系統(tǒng)功能框圖

3.1 數(shù)據(jù)導(dǎo)入

需要導(dǎo)入的數(shù)據(jù)是設(shè)計(jì)院輸出的列控?cái)?shù)據(jù)表，包含供電類(lèi)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、工務(wù)類(lèi)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、電務(wù)類(lèi)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和列控工程數(shù)據(jù)四大類(lèi)［6］。

3.1.1 輸入信息完整性檢查

針對(duì)導(dǎo)入的列控?cái)?shù)據(jù)表按照以下方式進(jìn)行數(shù)據(jù)完整性檢查。

1）各列控?cái)?shù)據(jù)表中，列車(chē)進(jìn)路信息表、設(shè)備歸屬關(guān)系及調(diào)度臺(tái)信息表、車(chē)站信息表、線(xiàn)路坡度表、線(xiàn)路速度表、信號(hào)數(shù)據(jù)表、應(yīng)答器位置表、分相區(qū)信息表、里程系轉(zhuǎn)換表、里程斷鏈明細(xì)表為必需項(xiàng)，無(wú)論哪種應(yīng)用場(chǎng)景都需要具有相關(guān)信息。

2）確定設(shè)備歸屬關(guān)系及調(diào)度臺(tái)信息表按規(guī)范要求的格式填寫(xiě)了設(shè)備的真實(shí)歸屬關(guān)系。

3）若線(xiàn)路中沒(méi)有多里程標(biāo)、斷鏈場(chǎng)景，則對(duì)應(yīng)里程系轉(zhuǎn)換表、里程斷鏈明細(xì)表內(nèi)容可以為空。

4） 若 為CTCS-3 級(jí) 線(xiàn) 路，則 應(yīng) 包 含RBC 信息表［7-8］。

5）若線(xiàn)路中存在大號(hào)碼道岔，則應(yīng)包含大號(hào)碼道岔信息表。

6）若線(xiàn)路上存在異物侵限設(shè)計(jì)要求，則應(yīng)包含對(duì)應(yīng)異物侵限信息表。

7） 若線(xiàn)路啟用ATO 功能，則應(yīng)包含站臺(tái)側(cè)信息表。

3.1.2 數(shù)據(jù)表格式檢查

列控?cái)?shù)據(jù)導(dǎo)入驗(yàn)證系統(tǒng)針對(duì)導(dǎo)入的列控?cái)?shù)據(jù)表進(jìn)行格式檢查，若表格與編制規(guī)范不一致，進(jìn)行報(bào)警提示。

為提高系統(tǒng)的可用性，若表格格式不影響數(shù)據(jù)讀取，報(bào)警提示后可繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理及校核工作；若缺失關(guān)鍵數(shù)據(jù)表或表格格式與規(guī)范嚴(yán)重不符，則向操作人員報(bào)警提示修改數(shù)據(jù)表。

3.1.3 數(shù)據(jù)一鍵導(dǎo)入

文件格式檢查通過(guò)后，列控?cái)?shù)據(jù)導(dǎo)入驗(yàn)證系統(tǒng)一鍵導(dǎo)入列控?cái)?shù)據(jù)表，寫(xiě)入對(duì)應(yīng)版本標(biāo)簽進(jìn)行管理，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，讀取過(guò)程如下。

1）逐項(xiàng)讀取所有數(shù)據(jù)表內(nèi)容，將讀取到的信息匯總為統(tǒng)一的行車(chē)區(qū)間信息。設(shè)計(jì)院提供的原始列控?cái)?shù)據(jù)表是根據(jù)不同線(xiàn)路信息分別編制的數(shù)據(jù)表，例如線(xiàn)路速度表、線(xiàn)路坡度表、應(yīng)答器位置表等，信息分散，各信號(hào)元素間的關(guān)聯(lián)關(guān)系不明顯。為了解決上述問(wèn)題，系統(tǒng)將各表信息進(jìn)行緩存后，以里程標(biāo)為橫向坐標(biāo)軸，對(duì)信號(hào)點(diǎn)、軌道區(qū)段、應(yīng)答器、線(xiàn)路速度、橋梁隧道、分相區(qū)等信息進(jìn)行重組，提出行車(chē)區(qū)間的概念。根據(jù)列車(chē)實(shí)際運(yùn)營(yíng)場(chǎng)景，將行車(chē)區(qū)間劃分成區(qū)間接車(chē)、區(qū)間發(fā)車(chē)、股道、接車(chē)進(jìn)路和發(fā)車(chē)進(jìn)路共5 種類(lèi)型，然后將各數(shù)據(jù)表中的信號(hào)元素信息填寫(xiě)至對(duì)應(yīng)行車(chē)區(qū)間內(nèi)，得到包含所有線(xiàn)路信息的線(xiàn)路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，供系統(tǒng)內(nèi)其他軟件使用。

列控?cái)?shù)據(jù)導(dǎo)入驗(yàn)證系統(tǒng)采用QHash 集合存儲(chǔ)行車(chē)區(qū)間信息，使用QT 提供的集合框架可以方便進(jìn)行集合內(nèi)元素的增刪改查操作，簡(jiǎn)化編程難度，提高開(kāi)發(fā)效率［9］。

2）系統(tǒng)按照里程標(biāo)排列順序解析行車(chē)區(qū)間內(nèi)容，得到線(xiàn)路相關(guān)的全部數(shù)據(jù)。系統(tǒng)將各行車(chē)區(qū)間按照里程標(biāo)順序排列，然后為線(xiàn)路上各信號(hào)元素分配獨(dú)立的存儲(chǔ)單元及便捷的讀取接口，例如信號(hào)機(jī)信息、軌道區(qū)段信息、閉塞分區(qū)信息、道岔信息、應(yīng)答器信息、應(yīng)答器組信息、端口信息和進(jìn)路信息等，系統(tǒng)內(nèi)其他軟件可根據(jù)自身需求獲取特定的信號(hào)元素信息。上述存儲(chǔ)訪(fǎng)問(wèn)方式可減少系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)各軟件間無(wú)效接口數(shù)據(jù)的收發(fā)，提高系統(tǒng)性能。

3.2 數(shù)據(jù)驗(yàn)證

數(shù)據(jù)驗(yàn)證包含數(shù)據(jù)校核和數(shù)據(jù)比對(duì)2 個(gè)功能。列控?cái)?shù)據(jù)導(dǎo)入驗(yàn)證系統(tǒng)可對(duì)輸入的列控工程數(shù)據(jù)和無(wú)源應(yīng)答器報(bào)文進(jìn)行如下校核。

1）列控工程數(shù)據(jù)表規(guī)范符合性校核及表間信息一致性校核

系統(tǒng)針對(duì)每個(gè)表格及其對(duì)應(yīng)的編制規(guī)范進(jìn)行校核，例如應(yīng)答器位置表中組內(nèi)應(yīng)答器安裝距離是否為5 m、相鄰軌道區(qū)段載頻是否交替等；同時(shí)也針對(duì)多個(gè)數(shù)據(jù)表中關(guān)聯(lián)信息的一致性進(jìn)行校核，例如，在信號(hào)數(shù)據(jù)表、線(xiàn)路速度表、應(yīng)答器位置表以及線(xiàn)路坡度表中均存在里程標(biāo)信息，系統(tǒng)以信號(hào)數(shù)據(jù)表中的里程標(biāo)信息為判定基準(zhǔn)，若其他表格存在超出基準(zhǔn)里程標(biāo)的里程信息，則進(jìn)行報(bào)警提示，操作人員進(jìn)行校對(duì)確認(rèn)。

2）列控工程數(shù)據(jù)與無(wú)源應(yīng)答器報(bào)文的一致性校核

列控?cái)?shù)據(jù)導(dǎo)入驗(yàn)證系統(tǒng)按照里程標(biāo)信息將各行車(chē)區(qū)間順序排列，形成完整的地面線(xiàn)路信息；根據(jù)應(yīng)答器編號(hào)將無(wú)源應(yīng)答器報(bào)文定位至線(xiàn)路對(duì)應(yīng)坐標(biāo)，然后進(jìn)行報(bào)文內(nèi)容及線(xiàn)路數(shù)據(jù)的一致性校核，包括［ETCS-5］ 鏈接包信息、［ETCS-21］ 坡度包信息、［ETCS-27］速度包信息、［CTCS-1］軌道區(qū)段包信息以及［ETCS-68］ 特殊區(qū)段包信息等。若校核過(guò)程中發(fā)現(xiàn)某報(bào)文信息與行車(chē)區(qū)間信息不一致，例如鏈接包中下一個(gè)應(yīng)答器編號(hào)不同、速度包中速度值或作用范圍不同等，則在系統(tǒng)軟件界面進(jìn)行報(bào)警提示，同時(shí)自動(dòng)保存不一致項(xiàng)并生成校核記錄。為方便校核人員進(jìn)一步查閱，系統(tǒng)提供單個(gè)應(yīng)答器校核展示界面，根據(jù)用戶(hù)點(diǎn)擊的應(yīng)答器圖標(biāo)獲取應(yīng)答器編號(hào)，以應(yīng)答器所在里程為y 坐標(biāo)軸，分上、下欄圖形化展示列控工程數(shù)據(jù)和無(wú)源應(yīng)答器報(bào)文中的各項(xiàng)內(nèi)容，若有差異，以紅色高亮進(jìn)行標(biāo)注。圖2 是某一應(yīng)答器報(bào)文與列控工程數(shù)據(jù)的一致性校核展示界面，圖中上欄為列控工程數(shù)據(jù)，下欄為應(yīng)答器報(bào)文內(nèi)容。從圖2 中可以看出，［CTCS-1］包預(yù)告的軌道區(qū)段長(zhǎng)度與列控工程數(shù)據(jù)相吻合。

圖2 一致性校核展示界面

3）不同版本間的列控工程數(shù)據(jù)差異性比對(duì)

列控?cái)?shù)據(jù)導(dǎo)入驗(yàn)證系統(tǒng)提供2 個(gè)列控工程數(shù)據(jù)版本的輸入路徑，對(duì)錄入的2 份數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存后，按照文件數(shù)量、命名以及內(nèi)容進(jìn)行比較，在比較界面以紅色高亮標(biāo)記有差異的文件，用戶(hù)可雙擊打開(kāi)差異文件進(jìn)一步查看詳細(xì)差異內(nèi)容。同時(shí)，系統(tǒng)提供文件在線(xiàn)修改保存功能，用戶(hù)確認(rèn)差異后可直接在界面進(jìn)行數(shù)據(jù)修正并保存。

系統(tǒng)運(yùn)用可視化手段，通過(guò)界面形式展示列控工程數(shù)據(jù)和無(wú)源應(yīng)答器報(bào)文內(nèi)容，包括區(qū)段長(zhǎng)度、信號(hào)點(diǎn)類(lèi)型、載頻、速度、坡度以及鏈接信息，同時(shí)校核其一致性，并對(duì)校核異常的部分進(jìn)行紅色標(biāo)注，不一致的內(nèi)容再由人工復(fù)核。

3.3 數(shù)據(jù)生成

為滿(mǎn)足列車(chē)運(yùn)行條件，除無(wú)源應(yīng)答器報(bào)文外，還需向ATP 發(fā)送有源應(yīng)答器報(bào)文以及碼序信息［10］。而傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)驗(yàn)證軟件無(wú)法生成動(dòng)態(tài)行車(chē)條件，因此既有的實(shí)驗(yàn)室動(dòng)態(tài)驗(yàn)證工作只能按照單一的腳本場(chǎng)景進(jìn)行跑車(chē)試驗(yàn)，具有很大的局限性。

為解決上述問(wèn)題，列控?cái)?shù)據(jù)導(dǎo)入驗(yàn)證系統(tǒng)根據(jù)列控中心碼序、有源應(yīng)答器報(bào)文編制規(guī)范，按照每個(gè)車(chē)站的進(jìn)路信息表內(nèi)容可自動(dòng)生成對(duì)應(yīng)的有源報(bào)文和碼序，實(shí)現(xiàn)應(yīng)答器、碼序以及進(jìn)路三者的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)，最終生成可用于動(dòng)態(tài)行車(chē)試驗(yàn)的線(xiàn)路數(shù)據(jù)。與列控?cái)?shù)據(jù)導(dǎo)入驗(yàn)證系統(tǒng)接口的線(xiàn)路條件仿真軟件根據(jù)生成的線(xiàn)路數(shù)據(jù)，繪制站場(chǎng)線(xiàn)路圖，并依據(jù)運(yùn)行場(chǎng)景實(shí)時(shí)給出動(dòng)態(tài)行車(chē)條件。

以京滬高鐵線(xiàn)路常州北站X 口側(cè)線(xiàn)接車(chē)進(jìn)路X-X3 為例，系統(tǒng)軟件選定X-X3 接車(chē)進(jìn)路，依據(jù)《列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則》（TB/T3484—2017）對(duì)X 口進(jìn)站信號(hào)機(jī)有源應(yīng)答器BX-3 進(jìn)行報(bào)文編制，其中鏈接信息、速度信息、坡度信息、軌道區(qū)段信息均按照常州北站進(jìn)路數(shù)據(jù)表中描述的X-X3進(jìn)路信息填寫(xiě)，有源應(yīng)答器報(bào)文中的［CTCS-2］臨時(shí)限速報(bào)文按照線(xiàn)路中無(wú)臨時(shí)限速時(shí)的線(xiàn)路最高速度填寫(xiě)，滿(mǎn)足行車(chē)需求；軌道電路碼序按照碼序表形成各種場(chǎng)景下的碼序集合，由線(xiàn)路條件仿真軟件依據(jù)運(yùn)行場(chǎng)景實(shí)時(shí)調(diào)取發(fā)送，無(wú)需錄入各種場(chǎng)景的腳本文件，大大提高了動(dòng)態(tài)行車(chē)試驗(yàn)的效率。

4 應(yīng)用效果

上海電務(wù)段使用該系統(tǒng)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)導(dǎo)入、數(shù)據(jù)校核、數(shù)據(jù)生成后，完成了通滬線(xiàn)列控工程數(shù)據(jù)和應(yīng)答器報(bào)文的校驗(yàn)，并將生成的數(shù)據(jù)繪制出站場(chǎng)圖，使數(shù)據(jù)更加直觀(guān)，通滬線(xiàn)常熟通滬場(chǎng)站場(chǎng)圖見(jiàn)圖3。

使用數(shù)據(jù)導(dǎo)入驗(yàn)證系統(tǒng)，有效地解決了目前因列控工程數(shù)據(jù)修改引起的數(shù)據(jù)校驗(yàn)工作量大、靜態(tài)驗(yàn)收階段無(wú)法跑車(chē)校驗(yàn)的問(wèn)題。

圖3 通滬線(xiàn)常熟通滬場(chǎng)站場(chǎng)圖

5 結(jié)束語(yǔ)

高鐵聯(lián)調(diào)聯(lián)試列控?cái)?shù)據(jù)導(dǎo)入驗(yàn)證系統(tǒng)對(duì)列控工程數(shù)據(jù)和無(wú)源應(yīng)答器報(bào)文進(jìn)行一致性校核，并生成線(xiàn)路數(shù)據(jù)，用于實(shí)現(xiàn)覆蓋運(yùn)營(yíng)全場(chǎng)景的列車(chē)動(dòng)態(tài)仿真試驗(yàn)，有效減少了測(cè)試工作量，極大地提高了工作效率。目前該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、人機(jī)界面友好、功能全面，能夠滿(mǎn)足電務(wù)人員對(duì)列控?cái)?shù)據(jù)靜態(tài)、動(dòng)態(tài)校核工作的需求。