淺析TDCS3.0車(chē)站子系統數據平臺的設計與實(shí)現論文
TDCS3.0系統是原TDCS2.0系統的優(yōu)化升級版，自2013年中國鐵路總公司頒布《列車(chē)調度指揮系統(3.0)技術(shù)條件》后開(kāi)始實(shí)施。TDCS3.0系統中的車(chē)站子系統是整個(gè)系統的核心子系統。目前車(chē)站子系統需要維護大量的線(xiàn)路和車(chē)站設備基礎數據，如站場(chǎng)信號設備、站細數據、車(chē)站出入口、站間連接關(guān)系、里程數據、電力臂、車(chē)次編訂表、機車(chē)類(lèi)型等。車(chē)站子系統的相關(guān)子模塊(如車(chē)站值班員、信號員、電務(wù)維修機、車(chē)站處理單元TPU)均需要使用這些基礎數據。由于原TDCS2.0系統在架構和軟件設計時(shí)，采用的是讀取配置文件的方法，各子模塊需進(jìn)行獨立配置和維護，易造成重復性工作，且容易出錯。為此，針對TDCS3.0車(chē)站子系統建立一個(gè)數據平臺，采用合理的系統架構，方便運輸指揮人員和系統維護人員進(jìn)行數據維護和管理，避免重復性工作，提高數據的可用性、準確率。
1結構設計
數據平臺由數據平臺服務(wù)器、數據維護管理終端、TDCS3.0車(chē)站子系統三部分組成。
1.1數據平臺服務(wù)器
數據平臺服務(wù)器運行3個(gè)子進(jìn)程：業(yè)務(wù)數據服務(wù)進(jìn)程、資源文件服務(wù)進(jìn)程、TDCS3.0程序配置數據服務(wù)進(jìn)程。
1.業(yè)務(wù)數據服務(wù)進(jìn)程：負責所有業(yè)務(wù)數據后臺集中存儲、維護和分發(fā)。數據采用文件方式存儲，并采用WebService方式提供數據的查詢(xún)、導入、編輯操作。業(yè)務(wù)數據包括通用數據和車(chē)站數據。
通用數據(全局數據)：列車(chē)運行類(lèi)型、列車(chē)運行優(yōu)先級、列車(chē)類(lèi)型(車(chē)次編訂表)、機車(chē)類(lèi)型、車(chē)站列表、區段列表、區間列表、電力臂、列車(chē)路徑、干線(xiàn)定義等。
車(chē)站數據(每個(gè)站不同)：車(chē)站股道、車(chē)站正線(xiàn)、股道分組、車(chē)站出入口、沖突限制定義、列車(chē)固定徑路等。
2.資源文件服務(wù)進(jìn)程：配置數據后臺服務(wù)進(jìn)程，并與業(yè)務(wù)數據服務(wù)進(jìn)程和配置數據服務(wù)進(jìn)程進(jìn)行通信，采用WebService方式提供數據下載。TDCS3.0車(chē)站子系統，可與本進(jìn)程連接，通過(guò)WebService接口獲取本站所需的通用數據和車(chē)站數據。
3.TDCS3.0程序配置數據服務(wù)進(jìn)程：配置數據的后臺服務(wù)進(jìn)程，負責配置數據的集中存儲、維護、分發(fā)。包括：車(chē)站子系統各終端實(shí)體號列表、通信配置、車(chē)站子系統各終端的權限配置、TDCS3.0錯辦報警功能定制配置。
1.2數據維護管理終端
數據維護管理終端運行業(yè)務(wù)數據維護軟件和配置數據維護軟件2個(gè)程序。
1.業(yè)務(wù)數據維護軟件：提供人機交互界面，行車(chē)運輸指揮人員或系統維護人員通過(guò)人機界面前臺終端進(jìn)行車(chē)站業(yè)務(wù)數據的維護和管理。為減少工作量，可以對車(chē)站站細、列車(chē)類(lèi)型(車(chē)次編訂表)、列車(chē)固定徑路等進(jìn)行批量導入。通過(guò)增加不同工作區的方式對業(yè)務(wù)數據進(jìn)行版本管理，確保數據的可追溯性。
2.配置數據維護軟件：提供人機交互界面，系統維護人員通過(guò)人機界面前臺終端進(jìn)行車(chē)站配置數據的維護和管理。此軟件與數據平臺服務(wù)器中的“資源文件服務(wù)進(jìn)程”和“TDCS3.0程序配置數據服務(wù)進(jìn)程”進(jìn)行通信，編制各站的通信配置、車(chē)站子系統各終端的權限配置、TDCS3.0錯辦報警功能定制配置，并存儲在后臺數據平臺服務(wù)器中。
1.3TDCS3.0車(chē)站子系統
車(chē)站子系統的相關(guān)子模塊通過(guò)調用“數據下載軟件”與“資源文件服務(wù)進(jìn)程”通信，下載本站所需的業(yè)務(wù)數據和配置數據，并以xml文件形式保存到指定目錄。車(chē)站子系統應用程序啟動(dòng)時(shí)，將從指定的目錄讀取本程序需要的業(yè)務(wù)數據和配置數據。這種方式避免了手工制作的重復性，下載的文件格式統一，降低了人工修改配置文件的出錯風(fēng)險。
2功能實(shí)現
數據平臺的功能分為三部分：數據的前臺維護和管理、數據的后臺存儲和分發(fā)，數據的下載和使用。
2.1數據的前臺維護和管理
數據的前臺維護和管理主要功能如下。
1.用戶(hù)登錄及權限識別：對用戶(hù)修改數據的權限進(jìn)行管理，不同用戶(hù)授予不同的權限，如系統維護人員的權限可以設置很高，可以進(jìn)行系統參數設置、用戶(hù)信息管理(分配用戶(hù)權限)和選擇工作區進(jìn)行數據維護。行車(chē)運輸指揮人員僅開(kāi)放車(chē)站運輸數據的維護，如車(chē)站站細、車(chē)站里程數據、列車(chē)固定徑路等的維護。
2.工作區的設置：工作區設置很多個(gè)(如工作區1，2，3，…n)，不同工作區代表數據的'一個(gè)版本，從而對數據進(jìn)行版本管理。這樣數據就有了可追溯性，維護人員可以很容易查詢(xún)到數據的上一個(gè)版本的內容，并且可以通過(guò)“比對”的方法，來(lái)比較本次的修改內容。
3.基礎數據的導入：基礎數據如車(chē)站站細、車(chē)次編訂表、機車(chē)類(lèi)型、列車(chē)固定徑路等，可以由原TDCS2.0的配置文件進(jìn)行批量導入，以減少維護人員手工輸入的工作量。
4.模板導入：不同的車(chē)站配置數據、通用數據和車(chē)站數據都有一定的相似性，可通過(guò)“其他車(chē)站模板導入”和“其他工作區模板導入”的方式進(jìn)行復制，再根據本站特性進(jìn)行加工，減少了維護人員手工輸入的工作量。
5.數據導出備份：在數據維護完成后，可人工將數據以文件的方式導出備份，備份到人工指定位置的文件夾進(jìn)行備份管理。
6.保存到數據平臺：數據在人工導出備份的同時(shí)，也保存到數據平臺的后臺服務(wù)器，避免數據丟失。
2.2數據的后臺存儲和分發(fā)
通過(guò)“數據平臺服務(wù)器”進(jìn)行數據的后臺存儲和分發(fā)，主要有如下功能。
1.數據的存儲：通過(guò)WebService方式，接受前臺維護軟件的合法連接，并響應前臺軟件的指令，進(jìn)行數據的增加、修改、刪除等操作，進(jìn)行數據的合理性檢查，并及時(shí)存儲在本地服務(wù)器硬盤(pán)上。
2.數據的分發(fā)：通過(guò)Web-Service方式，接受“數據下載軟件”的合法連接，并響應“數據下載軟件”的下載配置請求，對請求合法性進(jìn)行檢查，并分發(fā)對應車(chē)站的配置數據至“數據下載軟件”。
2.3數據的下載和使用
數據的下載和使用分為主動(dòng)下載和后臺推送2種模式。
2.3.1主動(dòng)下載模式
通過(guò)遠程調用和響應的方式完成數據的主動(dòng)下載，其中遠程調用方是“數據下載軟件”，遠程響應方是數據平臺服務(wù)器中的“資源文件服務(wù)進(jìn)程”。
由“數據下載軟件”發(fā)出車(chē)站數據的下載請求，“資源文件服務(wù)進(jìn)程”將收到的下載請求進(jìn)行一系列的核對、匹配和合法性驗證工作，確保分發(fā)的配置數據是之前請求的數據。分發(fā)的數據有車(chē)站的相關(guān)配置文件、文件的版本號及文件的數量�！皵祿螺d軟件”在收到分發(fā)過(guò)來(lái)的數據后，進(jìn)行一系列的檢查驗證工作，如配置文件是否與本站號一致、配置文件個(gè)數和發(fā)送過(guò)來(lái)的數量是否一致，配置文件內置的版本號與發(fā)送過(guò)來(lái)的版本號是否一致等，然后將檢查驗證的結果反饋給“資源文件服務(wù)進(jìn)程”�！百Y源文件服務(wù)進(jìn)程”收到檢查驗證結果后，進(jìn)行檢查判斷，如果發(fā)現對方接收成功則發(fā)送一個(gè)“成功”的回執信息，如果發(fā)現對方接收數據失敗則重新整理一份該站所需數據再次發(fā)送，分發(fā)數據流程結束。如果第二次分發(fā)的數據，“數據下載軟件”檢查仍然有誤，直接將錯誤信息反饋給前臺的TDCS3.0車(chē)站子系統應用軟件，由系統維護人員人工干預處理。
2.3.2后臺推送模式
后臺推送模式，通過(guò)數據后臺推送完成TDCS3.0車(chē)站子系統應用軟件配置數據的更新，其中數據推送方是數據平臺服務(wù)器中的“資源文件服務(wù)進(jìn)程”，數據接收方是TDCS3.0車(chē)站子系統應用軟件。
由“資源文件服務(wù)進(jìn)程”定時(shí)或實(shí)時(shí)發(fā)送指定版本號的配置文件的更新;“應用軟件”在收到更新指令后，進(jìn)行一系列的核對、匹配和合法性驗證工作，確保分發(fā)的配置數據是本站的合法數據;若配置數據合法，則“應用軟件”及時(shí)更新軟件內存中的數據，并同時(shí)替換軟件本地的配置文件。及時(shí)更新內存中數據，是在不需要申請“鐵路維修天窗點(diǎn)”的情況下完成。替換軟件本地配置文件，確�！皯密浖毕麓沃貑⒑笞x取的是最新的配置文件。
“資源文件服務(wù)進(jìn)程”最多進(jìn)行二次分發(fā)，若第二次分發(fā)后“應用程序”仍檢查出有誤，直接將錯誤信息反饋給前臺的“應用軟件”，由系統維護人員人工干預處理。
3軟件應用
截止2016年2月底，濟南鐵路局完成了兗州、白家店等6個(gè)站的TDCS2.0向TDCS3.0軟件的升級改造工作，西安鐵路局完成了寶成、寶中、隴海線(xiàn)19個(gè)站的TDCS2.0向TDCS3.0軟件的升級改造工作，目前系統運行穩定。
綜上所述，使用數據平臺對TDCS3.0車(chē)站子系統的配置數據進(jìn)行統一維護和管理，避免了配置制作等大量重復工作，提高了系統維護人員的工作效率，降低了配置文件出錯的概率，方便了配置數據的版本維護和管理，提升了TDCS3.0車(chē)站子系統數據配置制作的自動(dòng)化、智能化水平，對于保證系統的持續穩定運行具有現實(shí)意義。
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