探索LKJ基礎數據自動化編制技術

韓成彥

（中國鐵路武漢局集團有限公司工電檢測所，武漢 430071）

基于國內LKJ2000型基礎數據資料（簡稱數據資料）提報、本局LKJ基礎數據源文件（簡稱數據源文件）編制和相關局LKJ數據源文件（簡稱相關局數據）取用為主要內容，在確保可靠性、安全性以及實現各類數據資料的標準化前提下，探索如何實現自動化生成數據源文件和智能校驗。

1 LKJ基礎源文件產生的過程

數據源文件產生過程可分3個階段：1）數據資料的提報；2）基礎數據源的文件編制和相關局數據的取用，包括雙人編制、異體復核；3）LKJ數據的模擬驗證，包含數據校核、模擬檢驗、機電檢驗。其共同特點是準確度，數據資料的準確度是決定LKJ車載數據正確的源頭，數據源文件編制和取用的準確度是運輸安全的先決條件，模擬驗證的準確度是數據檢驗最有效的途徑。

2 數據源文件編制過程的難點

2.1 數據資料提報方面的難點

本文中基于納入各局《列車運行圖技術資料》的數據資料，它們由不同部門測量、編制和提報，各類表格多且量大，是數據難以管理、編制和自動化的根本原因。

工務提報：線路名稱表、車站表、股道表、道岔表、線路允許速度表、坡道表、曲線表、橋梁表、隧道表、線路里程斷鏈明細表、車站配線圖、正線起訖里程表和Ⅰ級防洪地點表等相關資料。

電務提報：信號機和軌道電路分布表、特殊發碼地點表、車站股道固定無碼表、關聯發碼特殊信號機顯示關系表、防護18號及以上道岔信號機位置表、級間轉換表、自定義車站編號（TMIS站號）表、側出連續發碼車站表、出站引導車站表、半自閉轉白停車信號機表、車站及區間信號機設置的平面示意圖等相關資料。

運輸提報：旅客列車車站接發車經由股道和道岔表、線路線編號為二線（多線）交匯車站通過列車徑路表、固定徑路列車基本信息表等相關資料。

機務提報：停車靠標困難特殊車站（股道）表、機外大坡道特殊車站表、出站綠燈／綠黃燈確認車站（股道）表、開車對標距離特殊地點表、機車（動車組）擔當區段表、長大下坡道百噸閘瓦壓力列車限速表等相關LKJ基礎數據的資料。

供電提報：接觸網分相數據表、接觸網限制速度數據表等相關LKJ基礎數據的資料。

信息提報：LKJ基礎數據信息類等相關LKJ基礎數據的資料。

當前提報數據資料常見的問題如圖1所示。

圖1 當前LKJ基礎數據提報的幾種問題Fig.1 Several problems of current LKJ basic data submission

例1：各單位文件格式不統一：XX局2019年年度資料中工務LKJ數據2019為Excel文件、2019年度LKJ電務類年度數據為word2007版docx文檔、2019年度運輸類LKJ基礎數據為word2007版doc文檔，使用這種靈活提報方式易造成文件不兼容。

例2：提報數據格式不規范：XX局2019年工務類數據資料中股道編號既有數字又有漢字等，電務類數據資料中信號機位置公里標小數點后既有3位又有2位，工務類線路允許數據表中“807.000”錯寫為“807.。000”、區段限速“815.060-815.850”錯報為“851.060-815.850”等諸如此類問題。

例3：當前提報方式易出錯：XX局2019年工務類坡道表中“807.200”與“807.002”起終點不匹配，電務類信號機表中“X”進站信號機公里標“34.498”錯誤復制為“33.098”及“X2”出站信號機錯寫為“S2”出站信號機，運輸類旅客列車車站經由股道及道岔漏掉“II”道經由道岔。

由上面3種情況可見，當前基于各類文表的提報方式，既無法做到格式統一，也無法做到內容一致性檢查、數據匹配性調用，制約了數據源文件編制的自動化。

還有一句精彩絕倫的臺詞。郭蹁子轟趕在許靈均窗下“聽壁腳”的孩子，說：“走，走，走，有什么好看的？沒見過你爸和你媽結婚？”竟然說得那么順理成章。

基于靈活的提報方式，數據源文件編制過程中需編制人員花費大量時間去處理數據資料提報的問題，極易產生二次錯誤。

2.2 本局LKJ基礎數據源文件編制難點

1）受限于數據資料的準確性。各部門提報數據資料決定最終生成數據源文件的質量。

2）高度依賴于人工手段鍵入每個字符。無論是數據項、屬性還是數據塊的標識都是手動將工務類、電務類、供電類、機務類、運輸類、信息類等數據多次逐個鍵入“LKJ地面開發軟件”，因此人為錯誤是數據源文件編制的一大隱患。

3）需要人工做大量數據計算。數據源文件不是簡單直接“復制”數據資料，在編制過程中存在大量的運算工作是對工作人員的一大考驗，同時不同類型數據相互交織調用對各部門數據資料的兼容性有更高要求。如信號機類型、線路允許速度、道岔號、坡道、進出岔距離、車站中心、線路迄止位置、線路的調整等，都要多個線路公里標體系（或數據類型）組合運算才能產生需要的值。如圖2所示，途中武昌站車站中心850是根據電務類信號機K1211.975-工務類中站中心K1211.125的差值。人工計算是數據源文件準確性的另一大隱患。

圖2 LKJ基礎數據文件編制過程數據計算實例Fig.2 Data calculation example of LKJ basic data file preparation process

2.3 取用相關局LKJ基礎數據存在二次編輯的風險

取用相關局數據源文件，不但要滿足取全本局運行徑路的數據，還要滿足本局控制條件。取用相關局數據塊不能將所有數據取用，需要以數據容量和徑路要求“精確取用”，在取用過程中存在錯、漏、多的隱患如圖3所示，武漢局只取到“南京南寧安”，“南京動車所”后的不取用，數據塊并不連續。人為去識別和選取相關局數據塊是取用數據的難點一。

圖3 取用相關局數據交路中的數據塊集合示例Fig.3 An example of data block sets in data access to the relevant bureaus

取用相關局數據還有局間數據有沖突，以車站號沖突為例說明，每個交路只有1 023個車站號，一旦某局采用A站為“999車站號”，而本局“999車站號”被B站占用，此時要給A站重新匹配非“999車站號”，此時可修改為1 000如圖4所示,確保同一數據交路中車站號的唯一性。人為解決不同局間數據的兼容性是取用數據項的難點二。

圖4 取用相關局LKJ基礎數據中微調車站號示例Fig.4 Example of fine-tuning station number in the LKJ basic data access to the relevant bureaus

取用相關局數據時有監控交路號沖突的情況。全路18個局共用255個監控交路號，局間同一數據徑路上的交路號均不能互相沖突。如上海局10數據交路用“XXX”監控交路號；武漢局“XXX”對應9號數據交路，“YYY”監控交路號對應的是10號交路，當武漢局取用上海局10號數據交路時采用兩種方法：一種是將上海局10數據交路中監控交路號“XXX”調整為“YYY”；另一種方法將上海局10數據交路中所需數據移到武漢局09號數據交路中，并需人工修改對應轉移后的標號。

3 針對數據編制過程的難點和重點進行探索

3.1 本局LKJ基礎數據文件編制過程

專業軟件提報數據資料。數據資料格式統一，資料有較高的可讀性，可直接錄入LKJ數據輔助自動化編制系統，具備導入導出功能，也可以兼容單機版導出格式統一的數據資料。

圖5 LKJ基礎資料標準化過程示意Fig.5 Schematic diagram of standardization process of LKJ basic data

各部門數據資料在同一里程體系，可實現不同類型數據相互校驗。如圖6所示，信號機2與信號機4距離是由工務數據資料中長鏈28 m計算出來，“LKJ基礎數據校核、模擬裝置”導入師電文件可實現數據間反向驗證，驗證不一致進行定位提示，當電務類信號機2與信號機4距離為100 m時，根據工務類資料報警錯誤提示應為128 m。

圖6 探索LKJ基礎數據文件自動生成示意Fig.6 Schematic diagram of automatic generation of LKJ basic data files

數據源文件實現直接導入功能，減少輸入性、計算性錯誤，提高勞動效率，確保了與數據資料的一致性。通過“LKJ基礎數據自動生成軟件”導入標準的數據資料，為自動生成數據源文件準備了條件。

1）數據資料的標準化、可識別化，使用輔助編制軟件提升數據資料可讀性。

2）以電務類數據為基準點，通過先導入電務類信號機數據資料，配置電務類信號機屬性，用信號機數據作為數據結構的結點，為后續各部門間基礎數據參與計算和自動生成準備了條件。

3）工務類數據以信號機數據為基點進行計算和拆分，并以工務類數據為依據進行綜合運算。

4）供電類、機務類數據同理3）精準填寫。

5）建立數據場景模型實現數據讀取后的拆分。

3.2 取用相關局LKJ基礎數據文件

建立本局所需數據塊與相關局數據塊“需”與“取”的對應關系，實現數據塊的自動取用。建立本局與相關局數據交路等關系對照表，實現精準定位和對照關系唯一性是關鍵，如圖7所示，XX局于YY局之間實現匹配數據塊的唯一對應關系。

運用監控交路對照表實現局間監控交路號轉化，使車載數據能正確調用監控交路號。數據源文件的生成，但并不代表車載設備就能夠正確運行，不同局的控制程序是不同的，監控交路號不匹配就會錯誤調用數據，這是非常危險的LKJ基礎數據隱患。如圖7所示，XX局3號數據交路中55站至40站間徑路的數據對應13號監控交路，如將其直接取到YY局11號數據交路后，仍用13號監控交路就不能正確控制，此時應將其取用到YY局11號數據交路，使用11號監控交路才能正確運行95站至80站的數據。（因站號沖突，XX局3號數據交路55站至40站對應YY局11號數據交路95站至80站）

圖7 取用相關局數據塊對應關系Fig.7 Corresponding relation table of accessing data blocks of relevant bureaus

1）建立相關局數據交路與本局數據交路的對照關系，確保數據交路號與監控交路的一致性，例如XX局12號數據交路的數據塊必須取用到YY局4號數據交路中去，且數據塊按照相關局的依次順序取用完整如圖8所示。

圖8 自動取用相關局LKJ基礎數據塊的示意Fig.8 Schematic diagram of automatic access to LKJ basic data blocks of relevant bureaus

2）取用相關局數據交路的車站號與本局數據交路的車站號有對照關系，且只有車站號是可變量，車站名和TMIS號為不變量。

建立數據交路運行徑路表，以車站號對應關系精準選擇和反向驗證，有效兼顧LKJ基礎數據準確性和車載基礎數據文件正確性。這就需要建立可執行的數據交路、車站號、監控交路號對照表。

4 LKJ基礎數據文件的檢驗

數據源文件必須經過查錯檢驗是確保安全的必要條件。為實現有效自查和檢驗，可采用人和機器分工協作方式。

數據源文件的檢驗分為兩個部分：一是檢驗取用相關局數據塊的匹配度；二是校驗本局管內數據源文件與數據資料的一致性。

通過“LKJ模擬檢驗裝置”自動化模擬校驗，首先與LKJ基礎數據原始資料校核，其次與運行徑路場景運行校核，再次與監控交路運行條件校核，校核后顯示結果，并可定位問題位置。

人工根據錯誤定位情況進行相關數據的調整，最終實現自動化生成有效的數據源文件。

5 結束語

LKJ2000型數據源文件編制的過程涉及部門多、系統復雜，現有地面開發軟件完全依賴人工手動錄入的編制環節，無論是從提高數據編制的準確度要求還是從解放勞動角度來講，都制約了其發展空間。若能實現LKJ數據資料統一提報和數據源文件自動化編制，將會LKJ2000型數據源文件編制的準確度和安全性有數量級的提升。