CBTC系統(tǒng)ZC產(chǎn)品工程數(shù)據(jù)校核研究

王叢穩(wěn)

(通號(hào)城市軌道交通技術(shù)有限公司，北京 100070)

1 概述

目前全國(guó)各大城市大力建設(shè)公共交通系統(tǒng)，具有大容量、高速率和高效率特點(diǎn)的地鐵系統(tǒng)的建設(shè)也如火如荼的進(jìn)行。隨著通信技術(shù)特別是無(wú)線電技術(shù)飛速發(fā)展，人們開始研究以通信技術(shù)為基礎(chǔ)的列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，即CBTC 系統(tǒng)。CBTC 系統(tǒng)集無(wú)線電通信技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)于一體，利用高精度的列車定位（不依賴于軌道電路），雙向連續(xù)、大容量的車—地?cái)?shù)據(jù)通信和車載、地面安全功能處理器等實(shí)現(xiàn)的一種連續(xù)自動(dòng)列車控制系統(tǒng)，利用軌間電纜、漏泄電纜和空間無(wú)線技術(shù)或者他們之間的結(jié)合組網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

在整個(gè)CBTC 系統(tǒng)中，ZC 產(chǎn)品是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)閉塞功能的核心設(shè)備，ZC 數(shù)據(jù)包含本ZC 及相鄰ZC重疊區(qū)范圍內(nèi)所有數(shù)據(jù)，是ZC 設(shè)備正常工作的前提與基礎(chǔ)，因此ZC 產(chǎn)品數(shù)據(jù)配置準(zhǔn)確性至關(guān)重要。本文研究目前的測(cè)試方法以及不足之處，提出新的測(cè)試方法，可以有效降低人為誤差，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。

2 CBTC系統(tǒng) ZC產(chǎn)品數(shù)據(jù)測(cè)試現(xiàn)狀

目前CBTC 系統(tǒng)ZC 產(chǎn)品數(shù)據(jù)包括通信數(shù)據(jù)、DS6-80 平臺(tái)配置數(shù)據(jù)、線路數(shù)據(jù)3 個(gè)部分。其中線路數(shù)據(jù)配置工作量最大且大量數(shù)據(jù)經(jīng)由人工編制完成，數(shù)據(jù)測(cè)試方法采取人工校核數(shù)據(jù)源文件[1]。由于線路數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且多個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間相互關(guān)聯(lián)，輸入文件繁多，在人工測(cè)試數(shù)據(jù)內(nèi)容過(guò)程中很容易視覺(jué)疲勞，產(chǎn)生誤差，影響測(cè)試準(zhǔn)確性。

3 CBTC系統(tǒng)ZC產(chǎn)品數(shù)據(jù)測(cè)試方法改進(jìn)原理

線路數(shù)據(jù)中每個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)里的具體數(shù)據(jù)均根據(jù)輸入文件與規(guī)定的編碼規(guī)則進(jìn)行編制，最后形成C文件與頭文件。一般C 文件存儲(chǔ)具體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息，頭文件存儲(chǔ)站場(chǎng)規(guī)模信息。每個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間均存在各種關(guān)聯(lián)信息，各個(gè)產(chǎn)品之間數(shù)據(jù)有接口通信，可以通過(guò)ZC 與聯(lián)鎖/ATP 的接口數(shù)據(jù)來(lái)反向校驗(yàn)ZC 本身數(shù)據(jù)是否合法，邏輯是否自洽。本文根據(jù)ZC 線路數(shù)據(jù)以上特點(diǎn)，提出基于檢查數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間關(guān)聯(lián)信息的一種數(shù)據(jù)校核方式[2]，數(shù)據(jù)編制完成后通過(guò)Visual Studio 建立工程，包含既有數(shù)據(jù)文件與自己編寫具備檢查功能函數(shù)的文件，工程模型如圖1 所示。

圖1 工程模型Fig.1 Engineering model

在in 文件里編寫數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊與文件通信模塊，將聯(lián)鎖、ZC、ATP 源數(shù)據(jù)導(dǎo)入工程，建立互相之間映射關(guān)系；在check 文件里編寫檢查的功能模塊，遍歷每個(gè)所有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；在out 文件里編寫文件輸出模塊，將check 文件里封裝的每個(gè)檢查功能函數(shù)的檢查結(jié)果保存在log.txt 文本文件里，方便測(cè)試人員查看。打印結(jié)果盡可能詳細(xì)且精確定位到具體索引值，基本做到通過(guò)查看log.txt 可以直接找到原因；main 文件里分別調(diào)用每個(gè)模塊里相關(guān)功能，可以靈活配置，魯棒性強(qiáng)。

4 檢查功能具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程

4.1 設(shè)計(jì)思路

根據(jù)ZC 數(shù)據(jù)與接口文件系統(tǒng)格式與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的編碼規(guī)則，總體設(shè)計(jì)如圖2 所示[3]。

圖2 設(shè)計(jì)思路Fig.2 Design idea

4.2 設(shè)計(jì)方案

總體設(shè)計(jì)方案如圖3 所示。

圖3 總體設(shè)計(jì)方案Fig.3 Overall design scheme

1) 輸入模塊

檢查工具提供數(shù)據(jù)導(dǎo)入模塊，將編制好的ZC數(shù)據(jù)文件與ATP/聯(lián)鎖數(shù)據(jù)導(dǎo)入系統(tǒng)內(nèi)部，通過(guò)文件通信模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間各個(gè)對(duì)象映射，為后續(xù)檢查模塊提供數(shù)據(jù)支撐，導(dǎo)入數(shù)據(jù)源如圖4 所示。

圖4 數(shù)據(jù)源Fig.4 Data source

2) 檢查模塊

檢查模塊共分為編碼合法性檢查、容量合法性檢查、邏輯合法性檢查、多數(shù)據(jù)交叉檢查、對(duì)外接口數(shù)據(jù)檢查，具體如圖5 所示。

圖5 檢查模塊分類Fig.5 Checking module classification

a.編碼合法性檢查

檢查工具掃描導(dǎo)入的所有ZC 數(shù)據(jù)，根據(jù)輸入文件約束條件、內(nèi)部固化的數(shù)據(jù)編制原則自動(dòng)對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行合法性校驗(yàn)，可以發(fā)現(xiàn)諸如聯(lián)鎖—區(qū)域控制器編碼不一致、設(shè)備類型錯(cuò)誤、設(shè)備序號(hào)不連續(xù)、ETCSID 編碼規(guī)則不一致等錯(cuò)誤，可以有效性降低人為誤差，同時(shí)也可以檢查數(shù)據(jù)配置不符合C語(yǔ)言規(guī)范，缺少各種符號(hào)，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度截?cái)嗟葐?wèn)題，保證數(shù)據(jù)可以直接通過(guò)編譯器編譯，無(wú)錯(cuò)誤，無(wú)警告（0 error, 0 warning）。

b.容量合法性檢查

容量合法性檢查包括兩個(gè)方面：站場(chǎng)規(guī)模容量與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)容量。

站場(chǎng)規(guī)模容量檢查通過(guò)讀取工程對(duì)照表信息，自動(dòng)識(shí)別本聯(lián)鎖區(qū)內(nèi)所有設(shè)備個(gè)數(shù)，然后與ZC 數(shù)據(jù)里的配置校驗(yàn)否一致，如果不一致提示報(bào)錯(cuò)，同時(shí)校驗(yàn)每個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)里的數(shù)組空間在頭文件的開辟值與實(shí)際數(shù)據(jù)配置值，兩者不一致提示報(bào)警，這樣可以有效發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)多配，漏配、錯(cuò)行的問(wèn)題。

c.邏輯合法性檢查

數(shù)據(jù)邏輯合法性檢查針對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特性進(jìn)行校驗(yàn)，通過(guò)預(yù)先編制的檢查規(guī)則，遍歷每個(gè)結(jié)構(gòu)體里數(shù)據(jù)，以滿足自洽性。例如閉塞分區(qū)數(shù)據(jù)鏈接關(guān)系，通過(guò)本區(qū)段鏈接到前后區(qū)段的順序關(guān)系可以反推出前后區(qū)段鏈接到自己的順序，再與實(shí)際數(shù)據(jù)配置進(jìn)行比較，如果不一致立即報(bào)警，可以有效降低數(shù)據(jù)邏輯不一致的風(fēng)險(xiǎn)[4]。

d.多數(shù)據(jù)交叉檢查

多數(shù)據(jù)交叉檢查是遍歷所有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，挖掘多個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián)信息，再針對(duì)當(dāng)前數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行全方位檢查，直到可以滿足所有的關(guān)聯(lián)條件，所有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間地位平等，其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為驗(yàn)證當(dāng)前數(shù)據(jù)服務(wù)[5]。比如對(duì)于站臺(tái)區(qū)段，首先滿足站臺(tái)block 具備站臺(tái)屬性，其次具備屏蔽門，緊急關(guān)閉按鈕，無(wú)人折返按鈕（判斷端頭站）設(shè)備屬性，具備固定閉塞追蹤屬性，再次檢查其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)里是否包含此區(qū)段信息，最后檢查與聯(lián)鎖、車載接口數(shù)據(jù)中關(guān)于站臺(tái)區(qū)段是否正確，經(jīng)過(guò)交叉檢驗(yàn)所有數(shù)據(jù)之間關(guān)聯(lián)信息，可以最大限度發(fā)現(xiàn)不同數(shù)據(jù)之間因耦合產(chǎn)生的問(wèn)題。

e.接口數(shù)據(jù)檢查

根據(jù)ZC 與聯(lián)鎖、車載接口協(xié)議編制檢查規(guī)則，程序掃描接口部分ZC 數(shù)據(jù)，同時(shí)加載聯(lián)鎖數(shù)據(jù)與車載數(shù)據(jù)，按照接口原則對(duì)接口部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行校核，可以真正做到對(duì)接口數(shù)據(jù)進(jìn)行全覆蓋檢查，保證軟件發(fā)布到實(shí)驗(yàn)室之前各子系統(tǒng)接口通信正確[6]。

3) 輸出模塊

將檢查模塊里的五大檢查項(xiàng)每個(gè)結(jié)果打印成標(biāo)準(zhǔn)txt 文本log，同時(shí)記錄下時(shí)間戳，軟件版本，CRC 數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼，打印結(jié)果精確每個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的每個(gè)數(shù)據(jù)編碼，方便存檔。

5 使用方式

基于數(shù)據(jù)源文件之間關(guān)聯(lián)信息的校核方式使用需要在.net 平臺(tái)框架運(yùn)行Visual Studio，具體使用步驟如下。

1) 將聯(lián)鎖、ZC、ATP 源數(shù)據(jù)分別放入CI_DATA、ZC_DATA、VOBC_DATA 文件夾，如圖6所示。

圖6 軟件文件結(jié)構(gòu)Fig.6 Software file structure

2) 啟動(dòng)Visual Studio，在通過(guò)編譯器編譯后運(yùn)行程序，然后在log 文件夾下查看txt 文本log。

3) 取出log 數(shù)據(jù)，分析log 報(bào)警信息并與實(shí)際數(shù)據(jù)比對(duì)，檢查數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，如圖7 所示[7]。

圖7 log報(bào)警信息Fig.7 Log warning message

6 結(jié)束語(yǔ)

本文在現(xiàn)有ZC 數(shù)據(jù)測(cè)試方法的基礎(chǔ)上結(jié)合ZC線路數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出基于數(shù)據(jù)源文件的校核方式，并且簡(jiǎn)析設(shè)計(jì)思路與具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程，最后介紹了使用方法。此項(xiàng)技術(shù)目前已經(jīng)用于數(shù)據(jù)配置人員廣泛自測(cè)使用，可以有效降低數(shù)據(jù)誤差，提高了數(shù)據(jù)質(zhì)量[8]。