信號(hào)設(shè)備自動(dòng)編譯產(chǎn)品的研究與實(shí)現(xiàn)

劉 鎏

(1.北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 100070；2.北京市高速鐵路運(yùn)行控制系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心，北京 100070)

1 概述

隨著企業(yè)產(chǎn)品升級(jí)和業(yè)務(wù)不斷拓展，對(duì)產(chǎn)品集成質(zhì)量和效率的要求也越來(lái)越高。盡管部分產(chǎn)品有編譯工具軟件可用，但這些軟件的研發(fā)和使用存在如下問(wèn)題：工具零散，界面布局多樣化，不成體系，數(shù)據(jù)無(wú)法統(tǒng)一管理，編譯環(huán)境不統(tǒng)一，自動(dòng)化程度不高，無(wú)法跟蹤、追蹤編譯結(jié)果等。隨著時(shí)間的累積，工具軟件、數(shù)據(jù)的維護(hù)和管理工作也會(huì)越來(lái)越困難。上述因素使得當(dāng)前各產(chǎn)品的集成工作存在基礎(chǔ)軟件數(shù)據(jù)修改頻繁、編譯任務(wù)重復(fù)、工作量大、準(zhǔn)確性低和一致性差等方面的問(wèn)題。因此，通過(guò)統(tǒng)一的工具軟件實(shí)現(xiàn)信號(hào)設(shè)備編譯的高質(zhì)量和高自動(dòng)化，以及數(shù)據(jù)有效管理和維護(hù)，是解決這些問(wèn)題的必要手段，也是衡量產(chǎn)品集成質(zhì)量和集成效率水平的重要因素之一。國(guó)內(nèi)外同行業(yè)公司因產(chǎn)品的編譯方式不同，其編譯工具的技術(shù)實(shí)現(xiàn)、自動(dòng)化程度以及功能都有較大的差別。總的來(lái)說(shuō)，面向產(chǎn)品提供可定制化和高自動(dòng)化的編譯生成工具是企業(yè)集成智能化、自動(dòng)化發(fā)展的方向。

綜上所述，需在充分梳理各產(chǎn)品編譯需求和既有工作存在問(wèn)題的基礎(chǔ)上，研究并開(kāi)發(fā)統(tǒng)一的信號(hào)設(shè)備自動(dòng)編譯產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)編譯環(huán)境統(tǒng)一、數(shù)據(jù)管理和編譯流程自動(dòng)化、平臺(tái)化、網(wǎng)絡(luò)化。提高編譯結(jié)果自動(dòng)化生成效率、統(tǒng)一輸出和完善校驗(yàn)，對(duì)產(chǎn)品基礎(chǔ)軟件進(jìn)行有效的歸集和復(fù)用，對(duì)編譯結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ)管理，并與既有的工程文件服務(wù)器進(jìn)行無(wú)縫對(duì)接，為集成配置過(guò)程提供一站式服務(wù)，大幅提高產(chǎn)品數(shù)據(jù)安全和集成效率。

2 產(chǎn)品概述

GCP平臺(tái)主要包括TCC、CBI、TSRS、RBC等產(chǎn)品的編譯功能實(shí)現(xiàn)，整體功能如圖1所示。

圖1 GCP總體功能概述Fig.1 Overview of GCP overall functions

GCP為B/S架構(gòu)服務(wù)程序，軟件編譯人員通過(guò)瀏覽器登錄GCP，在GCP完成編譯任務(wù)的維護(hù)管理。各項(xiàng)編譯任務(wù)配置完成后，由服務(wù)器完成軟件的自動(dòng)編譯，并按要求完成校驗(yàn)及打包上傳。

B/S架構(gòu)為瀏覽器/服務(wù)器架構(gòu)，軟件布置在服務(wù)器端。終端用戶通過(guò)瀏覽器窗口進(jìn)行任務(wù)配置，然后發(fā)送到服務(wù)器端進(jìn)行該任務(wù)的自動(dòng)編譯。系統(tǒng)部署如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)基本部署Fig.2 Basic deployment of the system

3 GCP平臺(tái)總體設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)原則

GCP平臺(tái)設(shè)計(jì)主要遵循以下3點(diǎn)設(shè)計(jì)原則。

1）采用結(jié)構(gòu)化及面向?qū)ο蠓椒▽?duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)及模塊劃分。各模塊功能相對(duì)獨(dú)立，各對(duì)象設(shè)計(jì)滿足高內(nèi)聚、低耦合要求，提高軟件的可靠性、可用性及可維護(hù)性。

2）區(qū)分軟件的通用功能和特定功能。二者獨(dú)立實(shí)現(xiàn)，相互之間靜態(tài)類或?qū)ο髮?shí)例化進(jìn)行方法調(diào)用，提高軟件的可維護(hù)性和開(kāi)發(fā)的獨(dú)立性。

3）軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中考慮后續(xù)功能的擴(kuò)展性。包括所編譯設(shè)備型號(hào)的擴(kuò)展支持、同一型號(hào)軟件不同版本的快速擴(kuò)展、服務(wù)器編譯環(huán)境的擴(kuò)展以及軟件數(shù)據(jù)修改規(guī)則的擴(kuò)展。

3.2 軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)

GCP平臺(tái)為B/S架構(gòu)服務(wù)程序，采用SpringMVC服務(wù)端框架，JqGrid可視化界面，通過(guò)HTTP、SSH、FTP協(xié)議完成客戶端與平臺(tái)服務(wù)端服務(wù)器、服務(wù)端服務(wù)器與產(chǎn)品庫(kù)服務(wù)器、編譯服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)交互，如圖3所示。軟件編譯人員僅需點(diǎn)擊界面“自動(dòng)編譯”按鈕，即可完成編譯任務(wù)數(shù)據(jù)自動(dòng)下載、整合、傳輸、編譯、打包發(fā)布等整個(gè)編譯流程操作。

圖3 系統(tǒng)軟件架構(gòu)Fig.3 System software architecture

3.3 軟件工作原理

GCP軟件主要分為編譯文件下載、自動(dòng)編譯和目標(biāo)程序輸出3個(gè)部分。

編譯文件下載：編譯文件下載前，需要軟件編譯人員對(duì)產(chǎn)品編譯任務(wù)進(jìn)行設(shè)置。GCP平臺(tái)根據(jù)軟件編譯人員配置的編譯源數(shù)據(jù)SVN路徑，將源數(shù)據(jù)下載到軟件指定的待編譯目錄，并完成自動(dòng)化整合。

自動(dòng)編譯：如圖4所示，自動(dòng)編譯服務(wù)器集群是包括Win98、Win7、Linux等系統(tǒng)的服務(wù)器集群，GCP主要負(fù)責(zé)編譯任務(wù)管理、編譯虛擬機(jī)管理以及編譯調(diào)度控制。編譯過(guò)程中，GCP平臺(tái)將處理好的編譯源數(shù)據(jù)傳輸至產(chǎn)品對(duì)應(yīng)編譯服務(wù)器集群中進(jìn)行編譯，并通過(guò)相互協(xié)議向編譯發(fā)送編譯指令進(jìn)行自動(dòng)編譯、自動(dòng)生成日志（包括編譯日志、PVI日志）。編譯服務(wù)器編譯結(jié)束后，平臺(tái)自動(dòng)取回編譯結(jié)果并進(jìn)行相關(guān)驗(yàn)證，產(chǎn)生的追溯文件用于后續(xù)追蹤和校驗(yàn)。

圖4 系統(tǒng)工作原理Fig.4 System Working Principle Diagram

目標(biāo)程序輸出：將自動(dòng)編譯后的結(jié)果文件在校驗(yàn)通過(guò)后自動(dòng)上傳到指定的企業(yè)云產(chǎn)品庫(kù)服務(wù)器。

4 應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)

GCP可實(shí)現(xiàn)對(duì)國(guó)鐵、城軌、海外各信號(hào)控制設(shè)備（諸如TCC、CBI、TSRS及RBC的應(yīng)用軟件）進(jìn)行平臺(tái)化、自動(dòng)化編譯、校驗(yàn)、打包以及上傳至產(chǎn)品庫(kù)。以GCP平臺(tái)在DS6-60 CBI產(chǎn)品中的應(yīng)用為例進(jìn)行說(shuō)明。

4.1 GCP平臺(tái)DS6-60 CBI編譯功能需求

DS6-60 CBI產(chǎn)品的自動(dòng)編譯主要實(shí)現(xiàn)對(duì)基礎(chǔ)代碼、配置數(shù)據(jù)、平臺(tái)系統(tǒng)庫(kù)文件、控顯軟件、監(jiān)測(cè)軟件的自動(dòng)化編譯、校驗(yàn)、打包以及上傳。主體功能流程如圖5所示。其中藍(lán)色部分為用戶操作功能流程，綠色部分為系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)處理及存儲(chǔ)方式。

圖5 GCP平臺(tái)DS6-60 CBI自動(dòng)編譯功能實(shí)現(xiàn)流程Fig.5 Implementation flow chart of GCP platform DS6-60 CBI automatic compilation function

DS6-60 CBI自動(dòng)編譯的具體流程如下：

1）源文件配置；

2）添加任務(wù)；

3）從SVN下載編譯所需源文件；

4）按規(guī)則修改源文件；

5）把源文件上傳到Win 98虛擬機(jī)的共享目錄；

6）發(fā)送命令給虛擬機(jī)執(zhí)行編譯；

7）取回編譯結(jié)果（編譯分D和R版，兩者步驟相同）；

8）按控顯、模擬程序、監(jiān)測(cè)規(guī)則修改源文件；

9）按S版規(guī)則修改源文件；

10）調(diào)用批處理文件，在服務(wù)器端執(zhí)行S版的編譯；

11）CRC校驗(yàn)；

12）分別打包編譯結(jié)果和PVI相關(guān)內(nèi)容日志文件，并生成編譯回溯文件；

13）人工校驗(yàn)編譯時(shí)的修改內(nèi)容；

14）編譯過(guò)程日志查看；

15）下載查看編譯結(jié)果和日志文件；

16）編譯結(jié)果打包上傳到SVN；

17）更新日志文件，添加發(fā)布SVN信息。

4.2 GCP平臺(tái)界面實(shí)現(xiàn)

GCP平臺(tái)中DS6-60 CBI產(chǎn)品自動(dòng)編譯提供對(duì)基礎(chǔ)代碼、平臺(tái)系統(tǒng)庫(kù)文件、控顯檢測(cè)以及配置數(shù)據(jù)的更新和修改，提供用戶新增編譯任務(wù)以及編譯回溯、查看操作日志的功能。DS6-60 CBI產(chǎn)品頁(yè)面如圖6所示。

圖6 GCP平臺(tái)前端界面實(shí)現(xiàn)Fig.6 Front-end interface implementation of GCP platform

5 效果分析與結(jié)論

5.1 產(chǎn)品應(yīng)用效果分析

目前， GCP已投入使用并成為實(shí)際生產(chǎn)中不可或缺的一部分，滿足對(duì)LKD2-T2 TCC、DS6-K5B CBI、TSRS-TH TSRS、RBC-TH RBC、自主化TSRS和RBC等產(chǎn)品的自動(dòng)編譯需求。如LKD2-T2 TCC、DS6-K5B CBI能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì) PC 模擬測(cè)試軟件（S版）、實(shí)驗(yàn)室測(cè)試平臺(tái)軟件（R版）以及現(xiàn)場(chǎng)使用版本（D版）的編譯工作。

本文基于已上線的幾種產(chǎn)品編譯功能進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，并在GCP平臺(tái)編譯的同時(shí)進(jìn)行同等次數(shù)的人工編譯用于試驗(yàn)對(duì)照數(shù)據(jù)。

共收集試編譯626次，測(cè)試結(jié)果顯示人工編譯失誤總次數(shù)為76次，平臺(tái)編譯失誤總次數(shù)0次，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如表1所示。GCP平臺(tái)將人工編譯所產(chǎn)生的失誤率降低到0，顯著提高了編譯質(zhì)量。

表1 人工編譯與GCP平臺(tái)編譯失誤率統(tǒng)計(jì)Tab.1 Error rate statistics for manual compilation and GCP platform compilation

對(duì)626次編譯的平均時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行分析對(duì)照，統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，人工編譯LKD2-T2 TCC產(chǎn)品平均時(shí)長(zhǎng)約為 2 200 s，K5B CBI產(chǎn)品平均時(shí)長(zhǎng)約為 4 100 s，RBC-TH RBC 平均時(shí)長(zhǎng)約為 5 600 s，TSR-TH TSRS平均時(shí)長(zhǎng)約為1 800 s。采用自動(dòng)編譯后，4個(gè)產(chǎn)品的平均時(shí)長(zhǎng)均降到1 000 s以下，如圖7所示，工作效率提升90%，極大降低了時(shí)間成本。

圖7 人工編譯與GCP平臺(tái)編譯平均時(shí)長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)Fig.7 Statistics of average compilation time between manual compilation and GCP platform compilation

5.2 結(jié)論

GCP是具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的地面信號(hào)安全設(shè)備自動(dòng)編譯平臺(tái)，是支撐國(guó)鐵、城軌各信號(hào)控制設(shè)備的軟件自動(dòng)編譯平臺(tái)。具有統(tǒng)一的編譯環(huán)境，自動(dòng)化、平臺(tái)化、網(wǎng)絡(luò)化的軟件編譯流程和數(shù)據(jù)管理，能夠降低編譯流程出錯(cuò)率，提高數(shù)據(jù)利用率和工作效率，對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)安全性、質(zhì)量的提升起到尤為關(guān)鍵的作用，間接的提升了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，對(duì)企業(yè)的戰(zhàn)略性發(fā)展起到支撐作用，值得推廣和研究。