車號識別模擬系統的設計與實現

唐 曼

（呼和浩特鐵路局 科研所， 呼和浩特 010050）

車號識別模擬系統的設計與實現

唐 曼

（呼和浩特鐵路局 科研所， 呼和浩特 010050）

本系統主要用于模擬車號等車輛信息的捕捉和采集。用戶根據測試需求，調整對應的測試數據。系統在保證數據真實性和準確性的情況下，完成車輛信息的模擬采集，達到簡化采集過程，縮短采集周期，提高采集效率的目的。

車號識別；模擬；C#編程

隨著鐵路運輸能力的提升，以及鐵路運輸現代化管理的需要，鐵路車號自動識別數據的應用已非常廣泛。目前的鐵路管理系統軟件，需要通過采集線路上經過的車輛車號等信息，實現一系列的管理功能。系統按照傳統測試方法，需要到現場采集硬件設備檢測到的信息，并同步傳輸到計算機的分析軟件中完成測試，然后找出系統不足，再進行系統完善和改進。現場環境比較復雜，需要等到適合測試的車輛通過，這就降低了系統的開發效率及數據實驗效率。

車號識別模擬系統的設計可以改變這一現狀，簡化測試過程及數據實驗過程，不必親臨現場，即可在實驗室內模擬磁鋼等設備采集車號信息，并將信息收集起來，完成車號信息等的模擬采集。

1 系統主要研究內容

系統主要用于模擬車號等車輛信息的捕捉和采集。用戶可以根據測試需求，調整對應的測試數據，在保證數據真實性和準確性的情況下，系統進行傳輸并收集，完成車輛信息的模擬采集，達到簡化采集過程，縮短采集周期，提高采集效率的目的。研究內容主要有以下幾個方面：（1）通訊傳輸技術的研究；（2）模擬數據傳輸格式的研究；（3）模擬數據完整性的研究；（4）車號識別模擬系統的開發。

2 系統總體設計

2.1 需求規定

輸入項目：所需車輛信息的類型需求。

輸出項目：車號、速度、方向等車輛信息。

功能性需求：操作人員在實驗室內依靠軟件模仿列車到達，模擬貨車車號等車輛信息的捕捉和采集，向貨車裝載信息系統輸出這些數據（以下均以貨車裝載信息系統作為車輛數據接收方為例）。

系統功能主要分為兩部分：（1）根據不同需要模擬生成不同的車號數據通信包；（2）傳輸模擬數據包到貨車裝載信息系統。

2.2 運行環境

操作系統：Windows XP。驅動：USB轉串口線驅動。

2.3 設計概念和處理流程

項目經過分析比對，系統最終采用發送錄制數據的方案。即通過串口，監聽硬件設備與數據分析軟件之間傳輸的信息，并將這些信息錄制存儲。當需要測試時，選擇發送存儲數據到數據分析軟件，并同時到達貨車裝載信息系統。數據通訊過程是在同一臺計算機上通過2個串口完成的。數據分析軟件默認從串口1接收數據，本系統通過串口2將數據發送到串口1。由于現在的計算機基本都只有1個串口，利用USB轉串口線模擬出一個串口2，并將2個串口連接起來，完成數據的傳輸。

車號模擬數據處理流程如圖1所示。

圖1 車號模擬數據處理流程

2.4 系統結構

圖2 系統結構圖

如圖2所示，本系統主要分為3部分：

（1）數據選擇。根據需要，用戶在操作界面的列表里選擇需要輸出的數據。

（2）車輛信息顯示。根據用戶在系統數據列表里的選擇，顯示對應的車輛信息。

（3）原始數據發送。通過軟件接口，將原始數據包發送給貨車裝載信息系統。

3 主要功能程序的設計與實現

3.1 串口打開、關閉功能

3.1.1 程序描述

利用SerialPort類實現串口通信，完成串口的打開及關閉操作。為了避免在關閉串口時發生死鎖，需要在關閉前加入while (Listening) Application.DoEvents()操作。

3.1.2 功能

此功能通過一個開關按鈕實現。串口打開的情況下，按鈕為關閉按鈕。串口關閉的情況下，為打開按鈕。

3.1.3 處理流程

系統處理流程如圖3所示。

圖3 系統處理流程

3.2 數據選擇功能

3.2.1 程序描述

利用Application.StartupPath獲取程序路徑，然后通過Directory.GetFiles方法把data文件夾的全部數據文件名列入到界面的列表內。

3.2.2 功能

將程序目錄下指定文件夾內已保存好的原始數據文件名，按順序顯示到界面列表內。

3.2.3 數據篩選流程

數據篩選流程如圖4所示。

圖4 數據篩選流程

3.3 車輛信息顯示功能

3.3.1 程序描述

利用Application.StartupPath獲取程序路徑，根據所選數據文件名，查找對應車輛信息文件，通過StreamReader類讀取文件內容，顯示到界面信息框內。

3.3.2 功能

將所選原始數據解析后的車輛信息顯示到信息框內。

3.3.3 車輛信息顯示判斷流程

車輛信息顯示判斷流程如圖5所示。

圖5 車輛信息顯示判斷流程

3.4 原始數據發送功能

3.4.1 程序描述

利用Application.StartupPath獲取程序路徑，根據所選數據文件名找到數據文件，通過StreamReader類讀取文件內容。轉換數據類型為16進制Byte型，并填充到臨時數組內，通過SerialPort類將數據發送到串口。

3.4.2 功能

將所選數據文件的內容發送到串口。

3.4.3 數據發送流程

數據發送流程如圖6所示。

圖6 數據發送流程

4 程序測試

實驗室內準備一臺計算機，用USB轉串口線模擬出串口3，并與串口1連接到一起。測試計算機上除了車號識別模擬系統程序之外，還需安裝貨車裝載信息系統、車輛數據分析軟件。本軟件開發的目的是模擬硬件信息的采集和獲取，簡化貨車裝載信息系統的測試。用戶根據需要，選擇發送原始車輛數據，在貨車裝載信息系統上接收到該數據即為測試成功。

選擇串口端口號COM3，及波特率9 600，點擊“打開”按鈕打開串口3 。

選擇“數據列表”內的數據，點擊“顯示數據”按鈕，查看此數據文件經分析處理后的實際內容，如圖7所示。

圖7 系統界面

如確定發送此數據，則點擊“發送”按鈕，完成車輛信息的發送。此時貨車裝載信息系統收到發送的數據如圖8所示。

圖8 通信測試軟件

測試結果：貨車裝載信息系統成功接收到車輛信息，包含車號、方向、速度。并且對比發送前解析的數據和接收的數據，兩者完全相同，沒有差異。證明數據完整、準確，發送成功。

5 系統應用情況

系統于2012年9月在呼和浩特鐵路局貨車裝載信息系統開發及試驗階段進行試用，各項性能指標基本滿足技術要求，且運行穩定。有效的實現了模擬硬件設備采集和發送車號數據的功能，達到了簡化貨車裝載信息系統測試工作的目的。系統在實驗室利用軟件模擬硬件設備采集數據，提高了貨車裝載信息系統的開發效率。

該系統的應用不僅縮短了貨車裝載信息系統測試周期，提高了工作效率，而且節約了測試成本。因此，它對貨車裝載信息系統的開發起到了積極的推動作用。

6 結束語

車號識別模擬系統對提高鐵路車號自動識別相關系統的開發及數據實驗效率具有重要意義。通過在呼和浩特鐵路局貨車裝載信息系統開發中的試用，驗證了數據結果的準確性和真實性，及實現方法的正確性。此模擬系統也可對已安裝的車號識別相關系統進行定期測試，為鐵路生產運輸工作的穩定提供技術保障。

責任編輯 陳 蓉

Design and implementation of Train Identification Simulation System

TANG Man

( Scientific & Technological Research Institute of Hohhot Railway Administration, Huhhot 010050, China )

The Train Identification Simulation System was mainly used to simulate the process of capturing and collecting the train information. User could adjust the output of the corresponding test data according to the test requirements. The System would implement the simulation of vehicle information acquisition process, simplify the acquisition process, short the acquisition cycle, improve collection efficiency.

train identification; simulation; C#

U284.55∶TP39

A

1005-8451（2014）01-0055-04

2013-05-21

唐 曼，工程師。