铁路信号数据配置系统及应用研究.pdf
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1、 2023 年 10 月第 59 卷 第 10 期铁 道 通 信 信 号Railway Signalling&CommunicationOctober 2023Vol.59 No.10铁路信号数据配置系统及应用研究周小辉,赵国辉,赵晓刚,马群英摘 要:铁路信号数据配置系统用于铁路信号产品工程应用设计、数据配置、信息化及数据分析。通过实现统一的数据图形化处理及数据配置,完成各信号产品配置数据的差异化输出,并纳入数据配置的前端工程应用设计。通过信息化手段,使项目管理层和领导层能随时掌握工程进度,有利于资源调配和项目全局把控。针对工程应用设计数据和信号产品配置数据,进行研究和统计分析,有效提高信号产
2、品的交付质量与效率。关键词:铁路信号;信息化;数据配置;工程设计;数据分析中图分类号:U284.2 文献标识码:A Research on Railway Signal Data Configuration System and Its ApplicationZHOU Xiaohui,ZHAO Guohui,ZHAO Xiaogang,MA QunyingAbstract:The railway signal data configuration system is developed for engineering application design,data configuration,
3、informatization and data analysis.The system realizes unified data graphics mangement and data configuration,completes the differentiated output of configuration data for each signal product,and proposes to incorporate the front-end engineering application design of data configuration.Through inform
4、ation technology,the project management and leadership can obtain the progress at any time,which is conducive to resource allocation and project overall control.The engineering application design data and signal product configuration data are analyzed and made statistics to effectively improve the d
5、elivery quality and efficiency of railway signal products.Key words:Railway signal;Informatization;Data configuration;Engineering design;Data analysisDOI:10.13879/j.issn.1000-7458.2023-10.23099工程运维扫码浏览下载周小辉:北京和利时系统工程有限公司 高级工程师 100176 北京赵国辉:北京和利时系统工程有限公司 高级工程师 100176 北京赵晓刚:北京和利时系统工程有限公司 高级工程师 100176
6、北京马群英:北京和利时系统工程有限公司 高级工程师 100176 北京基金项目:北京和利时系统工程有限公司科技开发项目(R-A12016A0A)收稿日期:2023-04-10引用格式:周小辉,赵国辉,赵晓刚,等.铁路信号数据配置系统及应用研究J.铁道通信信号,2023,59(10):74-79.Citation:ZHOU Xiaohui,ZHAO Guohui,ZHAO Xiaogang,et al.Research on Railway Signal Data Configuration System and Its ApplicationJ.Railway Signalling&Commu
7、nication,2023,59(10):74-79.74Railway Signalling&Communication Vol.59 No.10 2023当前干线铁路中应用的信号产品主要有TCC(列控中心)、TSRS(临时限速服务器)、联锁、RBC(无线闭塞中心)、超速防护系统等。城市轨道交通信号系统主要由 ATS(列车自动监控)、VOBC(车载控制器)、ZC(区域控制器)、联锁等子系统组成,各子系统工程化应用过程中很重要的一个环节就是产品数据的配置1。早期的数据配置以信号系统为单位进行独立规划,每个信号产品各自开发一个数据配置软件。伴随着信号产品种类的增加,软件变更越来越频繁,由此带来的
8、数据配置工作量也越来越大,且重复性工作较多2-4。这些数据配置软件有较多功能相同或类似,如站场图形绘制等图形化处理功能、工程数据导入及处理功能等。为此,本文设计了一款通用铁路信号数据配置系统,统一实现数据图形化处理及工程数据处理,根据各信号系统的数据规格,完成数据的差异化输出。结合信号工程实际,同步将信号产品方案设计和工程设计集成到数据配置系统中,并通过信息化技术,将信号工程设计的工作流程控制纳入数据配置系统,使信号工程设计进度透明化,项目管理层和领导层能随时获取信号工程设计的进度,从而实现资源有效调配和项目全局把控。随着信号系统种类的增加,数据配置系统可针对新增信号产品进行功能扩展,如新增列
9、控联锁一体化产品,则数据配置系统可以扩展对该产品数据配置的支持5-6。1系统分析1)系统化。实现数据图形化处理及工程数据处理的系统化,根据各产品的数据规格完成各产品数据的差异化生成。目前该系统具备列控中心、临时限速服务器、联锁、无线闭塞中心、VOBC、ZC等信号产品的下位机数据和维护终端数据生成功能。2)工程化。工程应用设计中的产品方案设计、网络设计、物料统计等环节,都是数据配置的输入文件,因此可将上述过程标准化,纳入数据配置平台。一方面可自动生成标准的设计文件;另一方面,可直接应用这些设计数据,实现工程应用设计与数据配置的无缝衔接,提高工作效率。3)信息化。通过信息化手段,将信号系统工程应用
10、设计的各个环节进度展示出来,便于工程项目经理、主管领导等对工程项目整体把控和调整。4)智能化。在数据配置或方案管理的过程中,需通过智能化手段对历史数据配置、方案和案例,进行搜索、统计和分析。1.1功能架构铁路信号数据配置系统的功能架构见图1。基于统一的图形化设计,将系统功能分为工程应用设计、数据配置、数据分析和工程进度信息化4部分。工程应用设计指产品方案设计、网络设计和物料统计等;数据配置指传统铁路数据配置系统的功能,即生成信号设备的配置数据;数据分析指智能化的数据搜索、案例统计等功能;工程进度信息化指对工程进度各环节的自动监控功能。1.2技术架构铁路信号数据配置系统采用B/S(浏览器/服务器
11、)整体技术架构7,通过 Spring Boot基础框架来构建应用模块。应用开发采用前后端分离开发模式,方便数据服务的共享与个性化应用的渲染。根据需求的扩展再逐步演进为服务化、分布式架构模式。技术架构见图2。1)展示层和通信层:展示层使用基于 WEB的图形设计器,实现设计站场图显示;通信层基于TCP/HTTP/HTTPS 3种通信方式,实现前后端基于统一的图形化设计工程应用设计数据配置数据分析工程进度信息化图1 铁路信号数据配置系统功能架构展示层浏览器通信层TCPSOCKET应用层数据配置应用设计数据分析服务层数据访问服务数据层信息化HTTP/HTTPS关系数据库(MySQL)图2 技术架构75
12、铁道通信信号 2023年第59卷第10期数据通信。2)应用层:根据业务类型划分,分模块构建业务应用;业务层分为工程应用设计模块、数据配置平台模块、信息化模块和数据分析模块。通过HTTP、TCP、Socket通信服务,以JSON规范的数据格式,向展示层提供数据内容交互服务。注重业务的逻辑实现,对于通用、专业的逻辑,通常封装成服务,以服务接口的方式提供;通过服务层的数据访问服务降低业务实现的复杂度。3)服务层:以提供API接口或独立部署的服务接口方式,封装通用或专业的业务逻辑,为上层应用提供服务。通用数据访问服务接口,采用Spring Data 开发框架。Spring Data JPA 提供免编程
13、的数据访问接口;Spring Data REST可提供基于HTTP Restful的数据服务接口,在本系统中采用Spring Data JPA作为数据访问接口。4)数据层:主要提供关系型数据库服务。工具平台中,结构化的数据都可以存储在关系型数据库中,在本系统中使用MySQL数据库。2软件设计系统软件可分为工程应用设计模块、数据配置模块、信息化模块,以及数据分析模块,模块关系见图3。信息化模块对工程应用设计模块和数据配置模块进行管理,并获取这2个模块的数据以更新进度等信息;工程应用设计模块的数据是数据配置模块的输入,工程应用设计模块和数据配置模块则是数据分析模块的数据输入。2.1工程应用设计模块
14、目前工程应用设计模块主要实现应用方案和网络方案的设计。在传统的信号工程施工中,每套信号产品均需出一份Word文档的应用设计方案和网络设计方案。以TCC应用设计方案为例,其按照文件夹方式管理,一层文件夹为线路名称,二层文件夹为车站名称,TCC应用设计方案在第二层文件夹内。这种直接由工程总工拟制的Word文档的方案设计存在以下缺陷:设计方案主观性较强,文档的编制效率和正确性取决于编制人员的技术水平,且容易出现笔误;无法进行数据的统计搜索;无法应用到TCC的配置数据中;编制的文档格式存在差异。以TCC产品为例,通过分析发现,每份TCC方案文档内容都相对固定,每个章节或者子章节基本为固定字段,每个字段
15、内容为选择项或者填写项。因此通过对设计方案的章节和字段进行抽象提取,形成一站式导航界面进行数据的选择或编写,编写后的数据存储到关系型数据库中,并按照固定的格式导出到Word文档中8。该导航式方法能提高方案编制的效率及正确性;编制完成后的方案数据被存储到数据库中后,可实现统计、搜索及分析功能,且可以作为制作TCC配置数据的输入数据。同理,通过相同的方法将TSRS设计方案、RBC设计方案和网络设计方案标准化后,设计为导航式网页方案。通过设计方案标准化,全方位实现工程应用设计与数据配置的一体化。数据配置过程中最重要的环节是输入数据的准备工作,而此环节的输入数据有一部分来源于工程应用设计方案。数据配置
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