軌道檢測數(shù)據(jù)管理和輔助報告生成軟件

■ 田新宇

1 需求分析

軌道動態(tài)檢測在保障鐵路運輸安全、指導工務現(xiàn)場養(yǎng)護維修中發(fā)揮重要作用。我國鐵路一直十分重視對軌道不平順的動態(tài)檢查，20世紀50年代就開始使用軌道檢測車（簡稱軌檢車）對正線進行定期檢測。隨著裝備和技術的不斷發(fā)展，我國已經(jīng)擁有最高檢測速度400 km/h的高速綜合檢測列車（簡稱動檢車）和200 km/h的軌檢車，并對高速鐵路和既有干線鐵路每月進行3次動態(tài)檢測，形成大量檢測數(shù)據(jù)。日常工作中，現(xiàn)場日益重視對檢測結果的管理和分析，對各次檢測結果進行縱向和橫向比較，形成各種統(tǒng)計報表和分析報告，迫切需要一套能同時支持動檢車和軌檢車檢測結果管理、現(xiàn)行動態(tài)檢測標準全覆蓋及便于攜帶的軌道檢測數(shù)據(jù)管理和分析軟件。

2 軟件系統(tǒng)設計

為滿足現(xiàn)場對動檢車和軌檢車軌道檢測數(shù)據(jù)的管理及分析需要，綜合分析數(shù)據(jù)結構、用戶使用習慣，研制開發(fā)了一套單機版軌道檢測數(shù)據(jù)管理和輔助報告生成軟件（DataManager & AutoReport，DMAR）。DMAR系統(tǒng)構架見圖1。

考慮用戶攜帶方便，DMAR底層數(shù)據(jù)庫選用桌面數(shù)據(jù)庫ACCESS，不用在計算機上共享數(shù)據(jù)，無需安裝專門的數(shù)據(jù)庫軟件。DMAR軟件基于.NET平臺開發(fā)，實現(xiàn)在Windows 2000、XP、Vista和Windows 7等平臺下兼容運行。

DMAR由DataManager和AutoReport 2個相對獨立的軟件單元組成，通過標準數(shù)據(jù)庫接口操作同一底層數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)表設計中以任務記錄表作為檢測數(shù)據(jù)管理的入口。“工務段_任務表”表征各線、局、段、任務及各種導入數(shù)據(jù)的邏輯關系。各關鍵數(shù)據(jù)表的簡明關系見圖2。

圖1 DMAR系統(tǒng)構架

圖2 DMAR底層數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)表簡明關系

3 系統(tǒng)功能

3.1 總體功能

軌道檢測數(shù)據(jù)管理與輔助報告生成軟件是管理動檢車和軌檢車軌道檢測結果的軟件，所有使用車載超限編輯軟件的導出結果均可直接導入，同時也支持其他編輯軟件檢測結果的手工錄入。

DataManager用來導入和維護檢測數(shù)據(jù)。其特點包括：實現(xiàn)局-段-領工區(qū)的三級管理（也可在局-領工區(qū)-工區(qū)模式下使用）；支持不同速度區(qū)段的管理；支持限定里程范圍的導入和管理；管理項目涵蓋匯總表、公里、各級超限、動力學、曲線、TQI和T值等；支持簡單功能的查詢和統(tǒng)計。

AutoReport用來生成各種統(tǒng)計報表、對比圖、檢測概述及復雜查詢等。其特點包括：與Word、Excel完美交互，直接生成可供編輯的文件；支持局、線、段、領工區(qū)、行別、日期之間任意組合的統(tǒng)計表；匯總項目包括檢測概述、單項扣分、TQI、超限個數(shù)、T值等內容；生成檢測概述文字和圖表；支持最多5個輸入的扣分、扣分比例、TQI、大值、超限個數(shù)、T值的對比圖；各類復雜的檢索和統(tǒng)計，包括對重復超限、扣分、TQI等的統(tǒng)計，奇異數(shù)據(jù)剔除；各種功能均實現(xiàn)批量處理。

3.2 基礎數(shù)據(jù)管理

檢測任務、工務段（含車間、工區(qū)）、檢測車、檢測人員、鐵路局等基礎信息數(shù)據(jù)是整個軟件正確運行的基礎。圖3是基礎信息設定界面，其中工務段欄的設定最關鍵，用于設定檢查任務、局、段、領工區(qū)等之間的邏輯關系。

3.3 檢測數(shù)據(jù)管理

各種檢測數(shù)據(jù)以檢測任務建立起唯一的內在聯(lián)系，數(shù)據(jù)的入口以添加檢測任務開始。檢測數(shù)據(jù)管理中設計了導入、修改、刪除等功能，并實現(xiàn)了按照不同速度等級和里程范圍自動分割、合并和重新合成結果；此外，還實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的回滾功能，可自動刪除前次導入的所有數(shù)據(jù)；軟件還具備對大值數(shù)據(jù)的自校驗功能；數(shù)據(jù)可由用戶自定義指定導入項目；數(shù)據(jù)庫可由用戶指定進行壓縮和修復。檢測數(shù)據(jù)管理主界面見圖4。

3.4 統(tǒng)計匯總管理

AutoReport提供最為靈活的統(tǒng)計匯總功能，支持不同速度等級下31種統(tǒng)計方式和77種指標的自定義統(tǒng)計匯總。統(tǒng)計結果直接生成可供編輯的Excel文件，方便用戶保存和分發(fā)。所有操作均可實現(xiàn)批處理，一次生成多個設定結果。統(tǒng)計匯總設定界面見圖5。

3.5 概述對比圖管理

現(xiàn)場分析數(shù)據(jù)后，需要形成一些專門報告。軟件提供對檢測結果的自動概述生成功能，還可生成不同速度等級下最多5個系列的扣分、扣分比例、TQI、大值個數(shù)、超限個數(shù)、T值、T200個數(shù)、T200比例、TQI頻數(shù)、TQI累積百分比等Word格式的柱狀或折線對比圖，方便分析各種關鍵指標的變化情況。這些結果都直接輸出可供編輯的Word文檔，輔助現(xiàn)場人員完成分析報告。

圖3 基礎信息設定界面

圖4 檢測數(shù)據(jù)管理主界面

圖5 統(tǒng)計匯總設定界面

3.6 其他功能

軟件支持對各種檢測入庫數(shù)據(jù)的明細輸出，檢索條件涵蓋里程、TQI結果、扣分結果、T值、時間、線名、檢測車號等現(xiàn)場常用組合，方便現(xiàn)場分析人員對數(shù)據(jù)進行精細化分析，查找重復發(fā)生的病害。各種命中結果也均以Excel文件形式輸出。

軟件支持軌道質量指數(shù)統(tǒng)計中的奇異值剔除。由于檢測過程中，檢測系統(tǒng)不可避免受到一些干擾，而車上又無法進行編輯，因此會對最終統(tǒng)計結果產(chǎn)生影響。軟件中根據(jù)TQI受干擾的原因設計了剔除方法和規(guī)則，可滿足對車速過低、軌距系統(tǒng)死機、道岔加寬、陽光干擾等原因引起的數(shù)據(jù)異常剔除。

4 結束語

DMAR軟件從2007年開始研發(fā)，根據(jù)檢測需求的變化不斷豐富和完善，滿足了鐵道部和鐵路局日常檢測數(shù)據(jù)的管理需求，在鐵道部檢測中心軌道檢測數(shù)據(jù)管理和報告撰寫中發(fā)揮了積極作用。該軟件已取得軟件著作權登記證書（編號：軟著登字第0321788號）。該軟件已被濟南、鄭州、武漢鐵路局采購使用，哈爾濱、沈陽、烏魯木齊等鐵路局正在試用，得到了用戶的肯定。