動車組司機行車安全輔助終端系統的設計與實現

張 龍，王艷君

（西安歐亞學院 信息工程學院，陜西 西安 710065）

動車組司機行車安全輔助終端系統的設計與實現

張 龍，王艷君

（西安歐亞學院 信息工程學院，陜西 西安 710065）

為了減少高速列車和動車組開通以來人為造成的誤操作，本文針對動車組司機要不間斷的對動車組運行前方線路進行瞭望，同時動車組司機在運行途中需要在記錄本上查看點單，記錄運行時刻，核對確認運行揭示及公里標，查閱列車的操控等作業手工操作的不便，提出了一種運行于PDA手持終端的輔助系統，實現了動車組司機通過終端系統自動生成手帳、自動生成司機報單、提示列車運行時刻，并根據當前時間計算下站到達時間，在慢行區段前提示司機運行揭示內容，根據列車當前位置顯示操縱提示內容，接收列車運行注意事項等功能。通過6個月的實際使用效果顯示本系統對動車司機日常行車過程起到了很好的輔助作用，方便了司乘人員的操作，提高了安全保障能力。

動車；行車安全；輔助系統；終端；PDA

高鐵和動車組開通以來，其運行速度達到300 km/h以上，為了安全操作，動車組司機要不間斷的對動車組運行前方線路進行瞭望，同時動車組司機在運行途中需要在記錄本上查看點單，記錄運行時刻，核對確認運行揭示及公里標，查閱列車的操控等作業，其中的點單、運行揭示等重要信息都是發車前由調度打印出來發放給司機，這些作業全部通過手工操作來完成，給司機工作造成了很大的不便，也為信息的動態變化帶來不便[1]。

如何既能方便司機工作，又能提高效率，為行車安全提供更有力的保障，文中提出了設計一種使用PDA手持終端的輔助系統，實現動車組司機通過終端系統自動生成手帳、自動生成司機報單、提示列車運行時刻，并根據當前時間計算下站到達時間，在慢行區段前提示司機運行揭示內容，根據列車當前位置顯示操縱提示內容，接收列車運行注意事項等功能，方便了司乘人員的操作，提高了安全保障能力[2-3]。

1 系統總體描述

整個系統由3部分組成：移動終端系統，信息同步系統和綜合管理系統，系統的總體結構示意圖如圖1所示。

圖1 系統總體結構示意圖

PDA終端通過4G網絡連接到Internet，用于通過Internet接收或發送給服務器上輔助信息，當列車行駛的區間沒有網絡時，終端系統會自動存儲要發送的信息，在連接網絡后通過信息同步系統和數據轉儲功能完成和服務器上的綜合信息管理系統進行信息的同步，從而實現動車司機通過PDA終端自動完成司機報單、提示運行時刻、記錄手賬等，不用再去翻筆記本、做記錄等一系列手工操作[4-5]。終端系統功能結構圖如圖2所示。

圖2 終端系統結構圖

2 數據庫設計

由于大量的管理信息存儲于服務器中，由綜合管理系統管理，PDA終端只是接受、發送、簡單處理信息，在網絡不可用時暫時存儲信息，當轉儲完成后終端中的信息即被刪除，因此信息量較小，存儲時間短，無需較大的數據庫，所以本應用程序使用了Android平臺內置的 SQLite數據庫。SQLite很小并且可移植性好、很容易使用，高效、可靠性高[6-15]。

數據庫主要存儲如下信息：操作者登陸信息、出勤作業信息、出入庫作業信息、途中作業信息等。

經過詳細的業務流程分析，得到了系統數據庫的部分ER圖，如圖3所示。

圖3 數據庫ER圖

系統數據庫的名稱為DCDB，根據系統的各個功能模塊的需要，在數據庫中建立了若干張表，主要表有：點單信息表（Dd_Info），記錄相關車次出行任務時刻表相關信息（編號、線路編號、區間公里、開車時刻、站停時分、區間運行時分、區間平均速度、站名、施工慢行附件時分等）；調令揭示信息表（Dl_Info），記錄列車運行過程中需要司機實時查看的調令揭示信息（序號、標題、內容、是否已閱、點單編號等）；司機信息表（Sj_Info），記錄司機相關信息（編號、姓名、性別、職務、密碼、標識、聯系方式等）；管理員表 [Admin_info]，記錄管理員賬戶信息（用戶名、密碼等）。

3 開發工具與設計模式

Andriod系統為開源操作系統，使用Java語言進行開發，開發環境是Eclipse+Android SDK+Androidplugin for Eclipse。通過互聯網可快速下載到開發環境所需的軟件，這些軟件工具都是開源的。

MVC的概念在目前信息系統設計非常流行，MVC 全名是 Model View Controller，是模型（model）－視圖（view）－控制器（controller）的縮寫，是一種軟件設計典范，用一種業務邏輯、數據、界面顯示分離的方法組織代碼，將業務邏輯聚集到一個部件里面，在改進和個性化定制界面及用戶交互的同時，不需要重新編寫業務邏輯[7-9]。View表示層指瀏覽器層，用于圖形化展示請求結果；Controller控制器指Web服務器層，Model模型層指應用邏輯實現及數據持久化的部分[10-11]。目前流行的開發框架，如JSF、Struts、Spring、Hibernate等及它們之間的組合，如Struts+Spring+Hibernate （SSH）、JSP+Spring+Hibernate等都是面向MVC架構的[12-14]。

本系統采用了MVC設計模式進行架構的設計，極大地提高了代碼的重用性和可維護性。

4 界面設計及測試

1）系統登錄首頁

終端系統啟動后，首先進入主界面，主界面主要包含3個功能入口點，分別為出勤作業，信息同步，數據轉儲，終端主界面如圖4所示。

圖4 終端主界面

2）調令揭示

調令及揭示每次出勤都通過服務器進行網絡更新，以保證最新的數據。調令揭示需要司機對每一項進行確認，確認后，不可進行修改。確認后的調令及揭示以確認時間為主自動存入此次開機文件夾中，以備系統管理查詢，如圖5所示。

圖5 調令揭示界面

3）信息同步

當乘務員每天進行工作之前，需要將終端設備連接到Internet，并點擊【信息同步】按鈕，進行當天必要信息的更新操作。這些信息包括：同步賬號信息、列車時刻表信息、調令揭示信息等等。同步信息如圖6所示。

圖6 信息同步界面

4）數據轉儲

當司機要結束當天的工作，需要把數據同步到服務器上。此時，只要將終端設備連接到Internet，點擊【數據轉儲】按鈕，則當天的數據就會同步到服務器上，同時終端設備上的數據也會被刪除掉。信息轉儲如圖7所示。

圖7 信息轉儲

5 結束語

通過近一年的設計和開發，近半年的使用測試，動車組司機行車安全輔助終端系統已經正式投入使用。各項功能基本符合最初設想，基本滿足了高鐵及動車司機工作需求，它穩定、安全、高效，從而提高了司機們的工作效率，降低了手工操作的復雜性和易錯性，符合開發設計的初衷。

[1]沈洪波.LKJ運行記錄數據分析技術研究[J].鐵路技術創新，2012（2）：32-34.

[2]吳衛平，楊玻雅.高速鐵路車載設備記錄的圖形化分析平臺[J].高速鐵路技術，2011（3）：24-28.

[3]陸嘯秋，趙紅衛，黃志平，等.高速列車運行安全監控技術[J].鐵道機車車輛，2011（2）：34-37.

[4]田貞家.機務段綜合信息化系統的研究與設計[J].科技與企業，2012（22）：131.

[5]呂赫.動車組車載信息實時傳輸方案研究[J].鐵路計算機應用，2013（1）：44-48.

[6]蔣雋睿.淺談列控設備動態監測系統在維修工作中的應用[J].鐵道通信信號，2012（11）：30-31.

[7]何凱明.機車監控裝置故障診斷系統研究[D].成都：西南交通大學，2010.

[8]張道芳.基于DSP的軌道車運行監控裝置研究[D].蘭州：蘭州交通大學，2014.

[9]王儲.基于S3C2410/LINUX的嵌入式系統在列車監控裝置中的應用[D].武漢：武漢科技大學，2008.

[10]張偉益.列車行車安全與信息可靠性的研究與開發[D].杭州：浙江大學，2011.

[11]夏幫貴.基于 Android平臺的圖書館服務系統設計與實現[J].現代圖書情報技術，2011（6）：85-89.

[12]孔慶富.基于Android平臺的GSM-R智能終端實現研究[J].鐵道通信信號，2012（12）：53-56.

[13]仝占方.Android操作系統在車載乘客信息系統中的應用[J].電力機車與城軌車輛，2015（5）：50-53.

[14]李如平.基于ASP.NET和移動andriod平臺的物聯網系統 [J].佳木斯大學學報：自然科學版，2015（5）：710-714.

[15]陳秀萍.基于Andriod智能手機的測繪軟件開發應用探討[J].價值工程，2012（27）：198-200.

Design and implementation of auxiliary terminal system for the driving safety of the EMU

ZHANG Long，WANG Yan-jun
（Information Engineering School，Xi'an Eurasia University，Xi'an 710065，China）

In order to reduce the misoperation since the high-speed train and EMU opened artificially，aiming at EMU drivers or continuous lookout for EMU Operation front line，while the EMU drivers run on the way to see this on the record single point，record the operation time，check and confirm the operation and reveal the train kilometer access control operation manual operation inconvenience，a run on the PDA handheld terminal auxiliary system，realize the EMU drivers through the terminal system to automatically generate hand account，automatic generation of drivers，train travel tips entry time，and according to the current time calculation of station arrival time in the slow section before operation prompts the driver to reveal the content according to the current position，display control clew，receiving train operation notice function.Through the 6 months of the actual use of the system to show that the system has a very good supporting role in the daily operation of the motor car drivers，convenient operation of the company by personnel，improve the ability of security.

EMU；traffic safety；auxiliary system；terminal；PDA

TN91

：A

：1674－6236（2017）14-0036-03

2016-06-21稿件編號：201606156

陜西省教育廳專項科研計劃項目（14JK2067）

張 龍（1977—），男，陜西西安人，碩士，講師。研究方向：軟件工程、人工智能。