GYK基本數據模擬校驗系統的研究與設計

杜立波（南寧鐵路局　電務處，工程師，廣西　南寧　530003）

?

GYK基本數據模擬校驗系統的研究與設計

杜立波
（南寧鐵路局電務處，工程師，廣西南寧530003）

摘要：GYK基本數據模擬校驗系統是一套針對GYK基本數據的編制而設計模擬校驗系統。基本數據在編制過程中，存在手工化編輯、數據量大、數據復核難度高的實際問題。本文所研究的系統正是從這些問題出發，設計了一套自動化比對新舊版本基本數據，并能模擬主機運行，檢查基本數據差異的模擬校驗系統，具有很高的實用性。

關鍵詞：GYK；基礎數據；數據比較；對應關系；模擬校驗

10.13572/j.cnki.tdyy.2016.01.013

GYK（軌道車運行控制設備）是中國列車運行控制系統體系的組成部分，是防止軌道車冒進信號、運行超速并輔助司機提高操縱能力的重要行車設備。GYK設備采用速度分級控制模式，監控軌道車安全運行。現在廣泛運用于軌道車、接觸網作業車、大型養路機械。其主要作用是安全控制列車速度，并通過提供主要的線路信息及采集記錄與列車安全運行有關的重要機車狀態信息，以提升機車運管理。GYJ數據是GYK控制功能實現的基礎和運行分析的依據，GYK基本數據的準確性是監控列車安全運行的前提和保障。

1　研究背景

隨著GYK設備逐漸推廣和應用，其在軌道車的日常行車安全中，所起重要作用也凸顯出來。而GYK基本數據的準確性，正是保證軌道車行車安全的關鍵環節。目前，GYK基本數據的編制工作完全依靠手工操作，稍有疏忽，就會出現編制錯誤。但是GYK基本數據文件的數據量較大，實際工作中很容易出現錯漏。因此，避免數據錯漏也是擺在GYK管理工作上的一個重大課題。

GYK基本數據模擬校驗系統從基本數據編制后的校驗工作入手，模擬運行基本數據，使用戶不必拘泥于復雜的數據結構和繁瑣的實驗過程，只需關注基本數據的修改內容。從而大大簡化了數據編輯的工作。

2　設計思路

2.1軟件設計GYK基本數據模擬校驗系統的系統設計從文件管理、數據比較和模擬運行3個方面綜合考慮見圖1所示。

圖1系統設計圖

1）文件管理是指建立標準化的數據庫系統，對編輯、發布的各版本基本數據，進行統一管理。為數據比較和模擬運行建立便捷的數據調用平臺，也為GYK基本數據的日常維護工作提供高效的管理庫。

2）數據比較是用數據編輯的顯示方式，通過符合基本數據數據結構的特定算法，自動對基本數據的進行比較，顯示、統計差異，并為模擬運行提供差異數據。

3）模擬運行是直接在同一臺設備上模擬運行兩套GYK主機，兩套GYK可以分別升級兩版不同的基本數據，但對兩套GYK的操作卻是同步的。這樣做可以使用戶以最直觀的方式，檢查基本數據的差異。

2.2硬件設計本系統的硬件設計以高性能計算機平臺作為數據處理和運行控制的中心，通過LAN網絡通信裝置實現在計算機和模擬信號發生裝置之間建立高速實時通信連接，使用視頻采集模塊負責GYK界面的實時采集和接入，由上層計算機系統軟件調用雙套GYK模擬運行模塊完成對基本數據的模擬運行仿真測試，并將結果返回給計算機用于分析測試結果，完成測試比較。見圖2所示。

圖2硬件設計

3　系統模塊實現

GYK基本數據模擬校驗系統分為4個相互關聯的子軟件組成。4個軟件之間通過數據庫系統、文件管理系統連接，互為資料補充，見圖3所示。

圖3模塊設計圖

3.1 GYK基本數據文件比對軟件該軟件將兩個GYK基本數據文件同時打開進行比較，其中比較算法引入獨立設計的比較算法，該算法專門針對基本數據的數據特點，讀取基本數據存放于雙隊列中，采用雙循環，以左側為基點，且交路、行別不同不予比較；然后獲取左側基本數據某一行，同時得到右側一數據，比對其元素值，數據相同時則直接進入左右側下行數據比較，當不同時，則繼續遍歷右側的下一條數據與左側該行比較，直到下一車站號停止，如還未有相同數據則在分屏窗口中反映出基本數據的差異結果。比對軟件同時會產生差異數據信息，供仿真運行平臺使用。比較之后的差異結果，可以通過電子表格形式提供給使用者，讓使用者了解這些差異發生的位置和原因，并能對差異結果進行檢索和統計。

3.2 GYK基本數據與資料檔案校對軟件該軟件作為GYK基本數據模擬校驗系統的一個補充，實現可以將總工室公布的數據資料的電子數據，轉化成與GYK基本數據格式一致的數據，為基本數據的編輯提供了新的信息輸入來源。

3.3 GYK基本數據仿真運行軟件及平臺該軟件一方面具有仿真運行的特點，另一方面實現同時運行兩套數據，在一個顯示界面下呈現兩個并排的運行窗口。由于兩套軟件給定的時間、輸入的條件都完全相同，因而更直接地看出數據修改前后的運行差異。本軟件基于硬件運行，硬件包含：平臺計算機、主控板等。在程序中通過顯示模塊采集到兩端主機的視頻輸出信號，并整合成單一輸入接口。在實現過程中，本軟件采用了DirectShow編程技術，該技術基于COM（Component Object Model）的流媒體處理的開發包，使用一種叫Filter Graph的模型來管理整個數據流的處理過程，從支持WDM驅動模型的采集卡上捕獲數據，并可進行相應的后期處理、存儲和支持各種媒體格式。軟件通過DirectShow拆分這個輸入接口的數據流，并將數據流進行區分，還原顯示在同一的顯示屏幕中，即達到同屏顯示兩個DMI的效果。在使用DirectShow技術顯示DMI的同時，軟件還使用基于UDP的網絡通信方式，與各主機及板卡進行通信。這個通信的過程中，軟件還使用基于UDP的網絡通信方式，與各主機及板卡進行通信。這個通信的過程中，軟件多種數據幀通過不同端口進行傳輸，所以采用多端口并行處理技術，在綁定各端口時，需創建不同的套接字用于發送數據，并且根據自定協議的應答模式亦創建對應線程進行數據的接收，完成實時數據快速、準確的交互。在確保數據實時通信的同時，軟件還提供了實時數據的差異對比算法（這里我們以某側為基點），該算法必先在程序內設立緩存區，

用于臨時存儲兩套GYK發送的站中心公里標、公里標、限速及各類型標識的實時數據，再提取緩存區的實時數據，根據提取的實時數據通過分類檢測能夠準確、快速的判斷、定位GYK運行過程中的數據差異。本仿真平臺完全模擬GYK操作，也可以成為司機的培訓設備，提供了一個更直觀更高效的教學效果，具有實用性和長期使用性。

3.4 GYK基本數據資料管理軟件該軟件提供數據資料目錄樹，建立電子圖書館，方便歸檔、查閱、調用。本軟件應用了SQL Server2000數據庫，相比較Access適用于存儲數量少、且靈活性不夠的缺點，SQL Server2000則可以存放大量的數據，在處理海量的數據效率，后臺的開發靈活性及可擴展性等方面都相對強大的多，該系統使用SQL Server2000對基本數據進行管理、存儲及讀取操作，大大的提高系統運行時效率。

4　結束語

GYK基本數據校驗系統是輔助用戶校驗GYK基礎數據源文件的有效手段，改變了完全依靠人工對GYK基礎數據源文件進行校驗的狀況，確保了GYK基礎數據源文件的正確性，使數據校驗工作更加科學、高效和快捷。該系統于2015年5月通過南寧局技術項目鑒定并投入使用，取得了良好的效果。

中圖分類號：U284.48

文獻標識碼：A

文章編號：1006-8686（2016）01-0041-02