LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)編制檢驗(yàn)管理系統(tǒng)的研究

傅友亮　上海鐵路局電務(wù)處

1　現(xiàn)狀分析

列車(chē)運(yùn)行監(jiān)控裝置（簡(jiǎn)稱(chēng)LKJ）是中國(guó)列車(chē)運(yùn)行控制系統(tǒng)體系的組成部分，是用于防止列車(chē)冒進(jìn)信號(hào)、運(yùn)行超速事故和輔助機(jī)車(chē)司機(jī)（含動(dòng)車(chē)組司機(jī)）提高操縱能力的重要行車(chē)設(shè)備。LKJ車(chē)載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是LKJ控制功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，其準(zhǔn)確性是監(jiān)控列車(chē)安全運(yùn)行的前提和保障。

隨著鐵路機(jī)車(chē)、乘務(wù)交路改革的不斷深化，跨局長(zhǎng)交路、輪繼乘大面積實(shí)施，LKJ車(chē)載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)覆蓋線路里程不斷增加。因線路、站場(chǎng)施工及擔(dān)當(dāng)運(yùn)行交路調(diào)整引起的LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)變化頻繁，導(dǎo)致LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)變更多，其數(shù)據(jù)編制、數(shù)據(jù)校核、數(shù)據(jù)檢驗(yàn)、臺(tái)賬管理等方面工作繁重，特別是模擬檢驗(yàn)容易簡(jiǎn)化、漏項(xiàng)，容易造成LKJ車(chē)載基礎(chǔ)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)，需要提供有效手段來(lái)幫助LKJ數(shù)據(jù)人員進(jìn)行數(shù)據(jù)編制、校驗(yàn)等工作。

因此，開(kāi)發(fā)LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)編制檢驗(yàn)管理系統(tǒng)，從數(shù)據(jù)編制修改通知單開(kāi)始，對(duì)數(shù)據(jù)編制、復(fù)核、檢驗(yàn)及發(fā)布進(jìn)行質(zhì)量管理、流程卡控是尤為重要的。

2　系統(tǒng)設(shè)計(jì)和構(gòu)思

LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)編制檢驗(yàn)管理系統(tǒng)應(yīng)由一套軟件系統(tǒng)，一套模擬檢驗(yàn)硬件平臺(tái)組成。軟件包含流程管理、輔助編制、模擬檢驗(yàn)、數(shù)據(jù)發(fā)布等子系統(tǒng)；硬件平臺(tái)包括車(chē)載數(shù)據(jù)模擬檢驗(yàn)機(jī)柜及操控臺(tái)。流程管理負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程的處理，貫穿于整個(gè)系統(tǒng)全過(guò)程；輔助編制子系統(tǒng)幫助數(shù)據(jù)編制人員進(jìn)行數(shù)據(jù)編制和復(fù)核；模擬檢驗(yàn)子系統(tǒng)幫助模擬檢驗(yàn)人員進(jìn)行數(shù)據(jù)驗(yàn)證；數(shù)據(jù)發(fā)布子系統(tǒng)幫助文檔人員完成源文件、車(chē)載文件的報(bào)審，局內(nèi)數(shù)據(jù)交接、局外數(shù)據(jù)交接等工作，并可對(duì)任務(wù)進(jìn)行歸檔、臺(tái)帳生成等管理。

3　系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)編制檢驗(yàn)管理系統(tǒng)以LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)編制校驗(yàn)為中心，研究數(shù)據(jù)的修改、數(shù)據(jù)的比對(duì)、數(shù)據(jù)的校核以及數(shù)據(jù)的模擬整個(gè)過(guò)程為主要內(nèi)容的一套管理信息系統(tǒng)。主要環(huán)節(jié)如下：

3.1　數(shù)據(jù)編制任務(wù)的發(fā)起

編制任務(wù)是系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)力來(lái)源，貫穿于整個(gè)系統(tǒng)，通過(guò)編制任務(wù)將LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)編制檢驗(yàn)管理系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)串聯(lián)起來(lái)，進(jìn)行卡控管理。

編制任務(wù)根據(jù)本局的LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)有關(guān)文電資料，相關(guān)局的LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)有關(guān)文電資料和源文件，結(jié)合施工安排形成“LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)編制、修改任務(wù)書(shū)”。系統(tǒng)提供文電錄入管理功能，能夠根據(jù)選擇的文電內(nèi)容產(chǎn)生任務(wù)書(shū)的初始數(shù)據(jù)，任務(wù)書(shū)審核批準(zhǔn)后啟動(dòng)一個(gè)工作流程。同一個(gè)文電根據(jù)施工階段劃分，可以拆分為不同的任務(wù)書(shū)進(jìn)行工作流轉(zhuǎn)，幾個(gè)文電也可以合并為一個(gè)任務(wù)書(shū)進(jìn)行工作流轉(zhuǎn)。工作流轉(zhuǎn)至相應(yīng)的崗位，會(huì)有對(duì)應(yīng)的工作任務(wù)，不同崗位不同角色的人員根據(jù)其權(quán)限進(jìn)行相應(yīng)的工作。

數(shù)據(jù)編制任務(wù)包括文電資料的錄入、登記，任務(wù)單編制、審批等功能。

3.2　數(shù)據(jù)編制工作

數(shù)據(jù)編制是編制任務(wù)的執(zhí)行，根據(jù)任務(wù)書(shū)形成LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源文件的過(guò)程。LKJ數(shù)據(jù)工程師通過(guò)分析任務(wù)書(shū)內(nèi)容，在系統(tǒng)內(nèi)編寫(xiě)數(shù)據(jù)編制方案，使用專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)制作軟件修改LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源文件。

系統(tǒng)能夠通過(guò)對(duì)任務(wù)書(shū)的內(nèi)容繼承自動(dòng)產(chǎn)生初始數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上做部分修改即可形成方案，提供修改范圍分析工具協(xié)助方案編制；集成編制軟件，嚴(yán)格執(zhí)行雙組背靠背修改、比對(duì)作業(yè)流程，實(shí)現(xiàn)雙人數(shù)據(jù)修改歷史全過(guò)程記錄、循環(huán)比對(duì)確認(rèn)，通過(guò)源文件的多次完善，形成最后的擬啟用數(shù)據(jù)版本；提供數(shù)據(jù)預(yù)編制工具，利用軟件系統(tǒng)完成電報(bào)文電轉(zhuǎn)化為車(chē)載數(shù)據(jù)，并將機(jī)器編制的數(shù)據(jù)展示，供數(shù)據(jù)編制人員參考。

數(shù)據(jù)編制包含方案編制、數(shù)據(jù)編制、源文件比對(duì)、數(shù)據(jù)預(yù)編制等功能。

3.3　數(shù)據(jù)復(fù)核工作

數(shù)據(jù)復(fù)核是對(duì)數(shù)據(jù)編制階段產(chǎn)生的成果文件“LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源文件”進(jìn)行復(fù)查校驗(yàn)的過(guò)程。包括檢查數(shù)據(jù)正確性，防止數(shù)字錄入錯(cuò)誤：將有關(guān)文電資料內(nèi)容與LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源文件進(jìn)行比較，檢查數(shù)據(jù)是否與LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)保持一致，核對(duì)其準(zhǔn)確性；檢查數(shù)據(jù)邏輯符合度：對(duì)LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源文件進(jìn)行編譯查錯(cuò)，對(duì)不符合規(guī)范要求的數(shù)據(jù)給出原因提示；檢查數(shù)據(jù)修改范圍符合度：通過(guò)新舊版本比對(duì)找出差異數(shù)據(jù)的分布區(qū)域，分布的線路里程范圍，核對(duì)其與施工范圍的一致性，防止遺漏修改范圍、超范圍修改；檢查數(shù)據(jù)的貫通，防止數(shù)據(jù)跑飛：通過(guò)檢查外局交接點(diǎn)、過(guò)渡支線轉(zhuǎn)移點(diǎn)、特定監(jiān)控交路起終點(diǎn)等是否能夠貫通，核對(duì)數(shù)據(jù)徑路的通暢。

數(shù)據(jù)復(fù)核包括源文件查錯(cuò)、源文件比對(duì)、與師電數(shù)據(jù)校核、站名站序表檢查、客車(chē)固定徑路檢查等功能。

3.4　模擬檢驗(yàn)工作

模擬檢驗(yàn)工作分硬件和軟件兩部分。硬件部分為車(chē)載數(shù)據(jù)模擬檢驗(yàn)平臺(tái)，集成了LKJ2000設(shè)備，轉(zhuǎn)存器設(shè)備功能，測(cè)試儀設(shè)備功能，IC卡設(shè)備功能，實(shí)現(xiàn)各種設(shè)備功能的互聯(lián)互通互控，由檢驗(yàn)平臺(tái)設(shè)備機(jī)柜，檢驗(yàn)平臺(tái)操作臺(tái)及通訊線纜組成；軟件部分功能為依據(jù)LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)有關(guān)文電資料、LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)修改任務(wù)書(shū)、數(shù)據(jù)編制檢驗(yàn)方案、檢驗(yàn)大綱，并使用車(chē)載數(shù)據(jù)模擬檢驗(yàn)平臺(tái)對(duì)擬啟用車(chē)載數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬檢驗(yàn)。

系統(tǒng)根據(jù)任務(wù)書(shū)編制檢驗(yàn)方案，可以為檢驗(yàn)方案配置多個(gè)測(cè)試環(huán)境（能夠包括不同控制條件的基本控制軟件，不同參數(shù)的屏幕顯示器程序），測(cè)試環(huán)境可以在不同方案中引用；自動(dòng)比對(duì)新舊兩版基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源文件的差異，產(chǎn)生檢驗(yàn)大綱的檢驗(yàn)點(diǎn)及檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，自動(dòng)搜索檢驗(yàn)點(diǎn)的設(shè)定參數(shù)，運(yùn)行控制的關(guān)鍵分區(qū)，最后形成檢驗(yàn)用例；根據(jù)配置的測(cè)試環(huán)境自動(dòng)裝載需要的基本控制軟件、屏幕顯示器軟件，自動(dòng)換裝主機(jī)數(shù)據(jù)、顯示器數(shù)據(jù)，將檢驗(yàn)用例轉(zhuǎn)換為硬件可識(shí)別自動(dòng)運(yùn)行腳本，按照轉(zhuǎn)換后的腳本控制模擬檢驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行模擬驗(yàn)證，并對(duì)運(yùn)行中回饋信息進(jìn)行分析，給出檢驗(yàn)結(jié)論。

檢驗(yàn)操控臺(tái)由人工模擬、自動(dòng)模擬兩種模式，具有數(shù)據(jù)換裝、數(shù)據(jù)模擬、錯(cuò)誤報(bào)警等功能。

3.5　數(shù)據(jù)報(bào)審和歸檔

LKJ專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)將LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源文件、修改說(shuō)明、修改明細(xì)表、車(chē)載主機(jī)文件、車(chē)載顯示器文件打包校驗(yàn)，與交接表一起報(bào)電務(wù)處辦理審批手續(xù)，進(jìn)行局內(nèi)、局外數(shù)據(jù)的交接；局內(nèi)機(jī)電雙方試驗(yàn)完成，局外交接表接收完成，就緒電報(bào)發(fā)布后，可進(jìn)行歸檔等工作；系統(tǒng)可以綜合任務(wù)編制、數(shù)據(jù)編制、數(shù)據(jù)檢驗(yàn)等過(guò)程產(chǎn)生的文檔自動(dòng)生成初始的報(bào)審表，交接表；提供回傳交接表錄入，就緒電報(bào)錄入功能；依據(jù)任務(wù)自動(dòng)形成包括封面、目錄、相關(guān)文檔的臺(tái)賬，可以導(dǎo)出Excel或PDF格式。

包括數(shù)據(jù)報(bào)審、數(shù)據(jù)交接、臺(tái)帳生成、臺(tái)賬查詢(xún)等功能。

4　關(guān)鍵技術(shù)

采用的主要技術(shù)，包括工作流技術(shù)、電子簽名技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)、CAN通訊技術(shù)、數(shù)據(jù)建模技術(shù)、自動(dòng)化測(cè)試等技術(shù)，在不同場(chǎng)合、不同系統(tǒng)中，或獨(dú)立、或與其他系統(tǒng)結(jié)合。

4.1　工作流技術(shù)

工作流（Workflow）是指一系列相互銜接、自動(dòng)進(jìn)行的業(yè)務(wù)活動(dòng)或任務(wù)。包括后臺(tái)流程引擎，前臺(tái)流程設(shè)計(jì)，流程定義、流程跟蹤、流程查詢(xún)等功能，多個(gè)參與者之間按照某種預(yù)定義的規(guī)則傳遞文檔、信息或任務(wù)的過(guò)程自動(dòng)進(jìn)行，最終實(shí)現(xiàn)LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)編制檢驗(yàn)的過(guò)程在計(jì)算機(jī)應(yīng)用環(huán)境下的自動(dòng)化。

4.2　電子簽名技術(shù)

電子簽名是與電子記錄相聯(lián)的或在邏輯上相聯(lián)的電子符號(hào)或程序，而該電子符號(hào)或程序是某人為簽署電子記錄的目的而簽訂或采用的。對(duì)LKJ數(shù)據(jù)管理各過(guò)程中涉及許多需要審核、批準(zhǔn)的文檔、電報(bào)、傳真等。

4.3　系統(tǒng)集成技術(shù)

系統(tǒng)集成就是通過(guò)結(jié)構(gòu)化的綜合布線系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將各個(gè)分離的設(shè)備、功能和信息等集成到相互關(guān)聯(lián)的、統(tǒng)一和協(xié)調(diào)的系統(tǒng)之中，使資源達(dá)到充分共享，實(shí)現(xiàn)集中、高效、便利的管理。車(chē)載硬件平臺(tái)和地面軟硬件系統(tǒng)集成，對(duì)LKJ模擬用的LKJ、測(cè)試儀、LKJ專(zhuān)用IC卡及讀卡器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存器等設(shè)備集成，由設(shè)備控制模塊控制開(kāi)關(guān)量輸入輸出、模擬量輸出，提供高速DMA接口、串行接口、雙通道LVDS圖形采集；外配專(zhuān)用電腦實(shí)現(xiàn)上位機(jī)操作。

4.4　CAN通信技術(shù)

CAN是ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的有效支持分布式控制或?qū)崟r(shí)控制的串行通信協(xié)議，具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)通訊實(shí)時(shí)性。上位機(jī)與硬件平臺(tái)進(jìn)行通訊，為其提供LKJ需要的速度信號(hào)、色燈信號(hào)、機(jī)車(chē)工況等信息，并能夠接收LKJ回饋信息。

4.5　數(shù)學(xué)建模技術(shù)

數(shù)學(xué)建模是從定量的角度分析和研究實(shí)際問(wèn)題，對(duì)象信息、作出簡(jiǎn)化假設(shè)、分析內(nèi)在規(guī)律等工作的基礎(chǔ)上，建立數(shù)學(xué)模型，并通過(guò)計(jì)算得到結(jié)果的過(guò)程。系統(tǒng)分析模擬檢驗(yàn)的實(shí)際情況，歸納各種數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)情況，總結(jié)出LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的十多種場(chǎng)景，并將其融入到檢驗(yàn)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)檢驗(yàn)用例的自動(dòng)化產(chǎn)生。

4.6　自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)

自動(dòng)化測(cè)試是指利用軟硬件在預(yù)設(shè)正常和異常條件下運(yùn)行系統(tǒng)或模塊，評(píng)估運(yùn)行結(jié)果，將人為驅(qū)動(dòng)測(cè)試轉(zhuǎn)為機(jī)器執(zhí)行的過(guò)程。系統(tǒng)依據(jù)測(cè)試大綱中測(cè)試用例進(jìn)行黑盒測(cè)試，首先將測(cè)試用例轉(zhuǎn)換為測(cè)試腳本，然后依據(jù)腳本啟動(dòng)AutoRunner進(jìn)行數(shù)據(jù)檢驗(yàn)，并在檢驗(yàn)過(guò)程對(duì)回饋數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出結(jié)論。

5　總結(jié)

LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)編制檢驗(yàn)管理系統(tǒng)經(jīng)過(guò)不斷完善優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了在我局電務(wù)處檢測(cè)所車(chē)載設(shè)備檢測(cè)室的試用，一是由人工管理方式提升為系統(tǒng)流程管理方式，提高了生產(chǎn)管理能力；二是大大減少了人工錄入的時(shí)間，降低了數(shù)據(jù)工程師的勞動(dòng)強(qiáng)度和作業(yè)難度，提高LKJ數(shù)據(jù)編制工作的效率；三是通過(guò)系統(tǒng)輔助編制和自動(dòng)復(fù)核LKJ數(shù)據(jù)源文件，提高LKJ數(shù)據(jù)編制的準(zhǔn)確性。