徐華沙，勞爍業(yè)

（1.中國國家鐵路集團有限公司成都安全監(jiān)督管理特派員辦事處，成都 600081；2.中國鐵路南寧局集團有限公司，南寧 530003）

1 概述

應(yīng)答器報文智能管理系統(tǒng)的核心是以鐵路信號列控系統(tǒng)關(guān)鍵數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以列控應(yīng)答器報文全流程管理為理念，以工作流、智能化報表、圖形化管理、數(shù)據(jù)分析管理等關(guān)鍵技術(shù)為工具，基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，鐵路局負責統(tǒng)一管理，電務(wù)人員進行應(yīng)答器報文動態(tài)運用管理的系統(tǒng)軟件。該軟件基于鐵路參數(shù)化數(shù)據(jù)平臺軟件進行開發(fā)，共享列控數(shù)據(jù)平臺數(shù)據(jù)庫。通過讀取列控工程數(shù)據(jù)生成原始數(shù)據(jù)表來實現(xiàn)報文的生成?？稍诠こ虒嵤?、列控運用管理過程中隨時查詢管內(nèi)線路應(yīng)答器數(shù)據(jù)信息、歷史檔案信息及列控數(shù)據(jù)檢查檢核，保證列控系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備運用安全，協(xié)助各級人員提高工程實施和信號設(shè)備運用維護效率。

2 系統(tǒng)功能

應(yīng)答器報文管理系統(tǒng)采用“云-邊”[4]協(xié)同架構(gòu)設(shè)置，如圖1所示，局級中心設(shè)置應(yīng)答器報文管理云平臺，電務(wù)段設(shè)置業(yè)務(wù)終端。建設(shè)集數(shù)字化、智能化為一體的適用于列控系統(tǒng)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的應(yīng)答器報文管理系統(tǒng)，實現(xiàn)鐵路信號關(guān)鍵數(shù)據(jù)全流程周期的智慧管控。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)示意Fig.1 System architecture

路局中心：由應(yīng)用及數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、路局管理工作站等組成。其中應(yīng)用及數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和管理工作站按專業(yè)人員權(quán)限設(shè)置，分別具有應(yīng)答器報文生成、工程數(shù)據(jù)校驗、列控參數(shù)化數(shù)據(jù)管理、報文查詢、報文管理和系統(tǒng)操作管理等工作權(quán)限。

電務(wù)段客戶端：電務(wù)段設(shè)置應(yīng)用服務(wù)器及業(yè)務(wù)終端工作站，實現(xiàn)各站段管轄范圍內(nèi)應(yīng)答器報文業(yè)務(wù)管理功能。

3 應(yīng)答器報文組成

應(yīng)答器報文數(shù)據(jù)由3部分組成：包頭信息幀+用戶信息包+信息結(jié)束標志。

應(yīng)答器報文整體結(jié)構(gòu)：

1）包頭信息幀數(shù)據(jù)如表1所示；

表1 包頭信息幀Tab.1 Information frame of packet header

2）信息結(jié)束標識，如表2所示；

表2 結(jié)束標識Tab.2 End identifier

3）應(yīng)答器信息包，為772位，不足772時以1補齊，應(yīng)答器報文主要包含以下信息包，如表3所示。

表3 應(yīng)答器報文信息包Tab.3 Information packet of balise telegram

以上應(yīng)答器報文信息包格式及定義詳見《列控系統(tǒng)應(yīng)答器應(yīng)用原則》（TB/T 3484-2017）。

4 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)

應(yīng)答器報文智能管理系統(tǒng)基于“云-邊”協(xié)同BS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，系統(tǒng)設(shè)置在路局中心服務(wù)器，實現(xiàn)路局應(yīng)答器報文數(shù)據(jù)的全流程集中安全管理，電務(wù)段設(shè)置應(yīng)用服務(wù)器負責管內(nèi)應(yīng)答器報文的備份和管理，業(yè)務(wù)終端通過服務(wù)器進行訪問和管理。系統(tǒng)主要由參數(shù)數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊、配置模塊、原始數(shù)據(jù)讀取模塊、報文生成模塊、報文編譯模塊、超長報文合并模塊、日志輸出模塊和數(shù)據(jù)校驗?zāi)K、報文查詢模塊、報文校驗?zāi)K及業(yè)務(wù)管理模塊等組成。

4.1 參數(shù)數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊

參數(shù)數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊主要實現(xiàn)列控參數(shù)數(shù)據(jù)的管理、導(dǎo)入及查詢功能，并將站臺側(cè)信息表導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫中，供應(yīng)答器報文編譯生成[ETCS-72]包時使用。

4.2 配置模塊

應(yīng)答器信息包配置模塊在config.xlsx文件中配置信息包，該文件如表4所示。第一列是應(yīng)答器的應(yīng)用類型，行是信息包，在表格中第3行（應(yīng)答器Q）對應(yīng)的第3列填1表示Q類型應(yīng)答器有正向[ETCS-5]信息包。

表4 應(yīng)答器報文信息包配置示意Tab. 4 Packet configuration of balise telegram

4.3 原始數(shù)據(jù)讀取模塊

應(yīng)答器報文需要讀取到內(nèi)存的原始數(shù)據(jù)如表5所示。讀取后的數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。以下是定義的存儲結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

表5 原始數(shù)據(jù)表類型Tab.5 Original data table type

圖2 定義的存儲結(jié)構(gòu)Fig.2 Defined storage structure

4.4 報文生成模塊

報文生成模塊是將原始數(shù)據(jù)組合生成報文的過程。應(yīng)答器的報文是各種信息包的組合，根據(jù)應(yīng)答器應(yīng)用類型不同，會有不同的信息包組合，應(yīng)答器包含的數(shù)據(jù)包由config.xlsx文件配置。

應(yīng)答器報文生成流程如圖3所示。

應(yīng)答器報文生成通過配置模塊、原始數(shù)據(jù)讀取模塊、報文生成模塊和報文輸出模塊流水線作業(yè)實現(xiàn)了通過列控參數(shù)化數(shù)據(jù)實時生產(chǎn)應(yīng)答器報文。配置模塊和原始數(shù)據(jù)模塊的數(shù)據(jù)作為報文編譯模塊的輸入，經(jīng)報文生成子模塊計算后將報文傳遞給報文輸出子模塊，由報文輸出模塊實現(xiàn)應(yīng)答器報文數(shù)據(jù)輸出與存儲。

報文生成模塊是對全部應(yīng)答器的報文進行參數(shù)化計算和生產(chǎn)的過程。按應(yīng)答器組進行計算。

4.5 超長報文處理模塊

報文超長先合并[ETCS-21]包，再合并[CTCS-1]包；當[ETCS-21]包合并后滿足位數(shù)要求時，不再合并[CTCS-1]包，當合并了[ETCS-21]和[CTCS-1]包后仍然超長時，在日志中提示錯誤。

4.6 報文編碼模塊

應(yīng)答器報文編碼模塊負責將生成的報文按照標準格式生成二進制文件或文本數(shù)據(jù)文件，兼容和主流型號的應(yīng)答器報文格式。

4.7 日志輸出模塊

日志輸出模塊主要實現(xiàn)記錄應(yīng)答器報文生產(chǎn)記錄、所有應(yīng)答器編號、目前該條報文位數(shù)和該條報文允許最大位數(shù)、報文超過最大容量的應(yīng)答器編號、應(yīng)答器校驗結(jié)果和操作日志等信息。

4.8 數(shù)據(jù)校驗?zāi)K

應(yīng)答器報文數(shù)據(jù)校核模塊實現(xiàn)單一應(yīng)答器、車站、線路等應(yīng)答器報文數(shù)據(jù)的校驗檢查功能。

5 系統(tǒng)界面

應(yīng)答器報文智能管理系統(tǒng)界面如圖4所示。

圖4 應(yīng)答器報文智能管理系統(tǒng)界面示意Fig.4 Interface of intelligent management system of balise telegram

系統(tǒng)界面分為登錄界面、操作界面和日志區(qū)，通過登錄界面實現(xiàn)人員權(quán)限管理，操作界面是軟件的操作區(qū)，日志區(qū)是顯示軟件執(zhí)行過程中的過程日志、警告日志和錯誤日志的區(qū)域。

5.1 報文數(shù)據(jù)編碼

應(yīng)答器報文數(shù)據(jù)生成后，通過 “應(yīng)答器報文編碼”操作自動進行編碼，日志區(qū)顯示編碼進度。

編碼會生成830位的dat和txt文件、1 023位dat文件，分別進行存儲，如圖5所示。

圖5 應(yīng)答器報文編碼示意Fig.5 Encoding of balise telegram

在編碼的過程中會在Log文件夾下輸出bitlog.txt、log.txt、packlog.txt文件。

1）bitlog.txt文件記錄所有應(yīng)答器編號、目前該條報文位數(shù)和該條報文允許最大位數(shù)。

2）log.txt文件記錄報文超過最大容量的應(yīng)答器編號、目前該條報文位數(shù)和該條報文允許最大位數(shù)。

3）packlog.txt文件記錄應(yīng)答器編號、目前該條報文位數(shù)、站外描述區(qū)段數(shù)量、工具已刪除區(qū)段數(shù)量。

5.2 報文數(shù)據(jù)查看

通過業(yè)務(wù)終端界面可隨時調(diào)閱管內(nèi)各應(yīng)答器報文信息，并對應(yīng)答器報文進行解析，便于應(yīng)答器報文的查詢和管理。

5.3 應(yīng)答器報文數(shù)據(jù)校核

通過應(yīng)答器報文數(shù)據(jù)校核[9]模塊可根據(jù)需要選擇車站、線路對應(yīng)答器報文進行報文信息、版本的校驗和比較。

支持全路各廠家型號的應(yīng)答器報文格式?？芍饌€應(yīng)答器進行校核，也可按車站、線路進行批量校核。

校核結(jié)果通過直觀界面顯示一致性、差異數(shù)據(jù)通過紅色進行標注，同時可進行報文數(shù)據(jù)的版本管理。

6 總結(jié)

通過基于實時參數(shù)化數(shù)據(jù)的應(yīng)答器報文智能管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了以鐵路局統(tǒng)一管理，各級電務(wù)人員“云-邊”協(xié)同進行應(yīng)答器報文動態(tài)運用管理的全流程應(yīng)答器報文安全管理體系，保證了列控數(shù)據(jù)運用管理和工程實施列控關(guān)鍵數(shù)據(jù)的安全性，提高了電務(wù)核心數(shù)據(jù)管理效率，實現(xiàn)鐵路信號關(guān)鍵數(shù)據(jù)全流程周期的智慧管控。同時也為各級電務(wù)部門列控系統(tǒng)關(guān)鍵數(shù)據(jù)的管理提供了思路和方法。