基于實時參數化數據的應答器報文智能管理系統

徐華沙，勞爍業

（1.中國國家鐵路集團有限公司成都安全監督管理特派員辦事處，成都 600081；2.中國鐵路南寧局集團有限公司，南寧 530003）

1 概述

應答器報文智能管理系統的核心是以鐵路信號列控系統關鍵數據為基礎，以列控應答器報文全流程管理為理念，以工作流、智能化報表、圖形化管理、數據分析管理等關鍵技術為工具，基于網絡技術，鐵路局負責統一管理，電務人員進行應答器報文動態運用管理的系統軟件。該軟件基于鐵路參數化數據平臺軟件進行開發，共享列控數據平臺數據庫。通過讀取列控工程數據生成原始數據表來實現報文的生成。可在工程實施、列控運用管理過程中隨時查詢管內線路應答器數據信息、歷史檔案信息及列控數據檢查檢核，保證列控系統關鍵設備運用安全，協助各級人員提高工程實施和信號設備運用維護效率。

2 系統功能

應答器報文管理系統采用“云-邊”[4]協同架構設置，如圖1所示，局級中心設置應答器報文管理云平臺，電務段設置業務終端。建設集數字化、智能化為一體的適用于列控系統關鍵數據的應答器報文管理系統，實現鐵路信號關鍵數據全流程周期的智慧管控。

圖1 系統架構示意Fig.1 System architecture

路局中心：由應用及數據庫服務器、路局管理工作站等組成。其中應用及數據庫服務器和管理工作站按專業人員權限設置，分別具有應答器報文生成、工程數據校驗、列控參數化數據管理、報文查詢、報文管理和系統操作管理等工作權限。

電務段客戶端：電務段設置應用服務器及業務終端工作站，實現各站段管轄范圍內應答器報文業務管理功能。

3 應答器報文組成

應答器報文數據由3部分組成：包頭信息幀+用戶信息包+信息結束標志。

應答器報文整體結構：

1）包頭信息幀數據如表1所示；

表1 包頭信息幀Tab.1 Information frame of packet header

2）信息結束標識，如表2所示；

表2 結束標識Tab.2 End identifier

3）應答器信息包，為772位，不足772時以1補齊，應答器報文主要包含以下信息包，如表3所示。

表3 應答器報文信息包Tab.3 Information packet of balise telegram

以上應答器報文信息包格式及定義詳見《列控系統應答器應用原則》（TB/T 3484-2017）。

4 系統軟件結構

應答器報文智能管理系統基于“云-邊”協同BS網絡架構，系統設置在路局中心服務器，實現路局應答器報文數據的全流程集中安全管理，電務段設置應用服務器負責管內應答器報文的備份和管理，業務終端通過服務器進行訪問和管理。系統主要由參數數據導入模塊、配置模塊、原始數據讀取模塊、報文生成模塊、報文編譯模塊、超長報文合并模塊、日志輸出模塊和數據校驗模塊、報文查詢模塊、報文校驗模塊及業務管理模塊等組成。

4.1 參數數據導入模塊

參數數據導入模塊主要實現列控參數數據的管理、導入及查詢功能，并將站臺側信息表導入到數據庫中，供應答器報文編譯生成[ETCS-72]包時使用。

4.2 配置模塊

應答器信息包配置模塊在config.xlsx文件中配置信息包，該文件如表4所示。第一列是應答器的應用類型，行是信息包，在表格中第3行（應答器Q）對應的第3列填1表示Q類型應答器有正向[ETCS-5]信息包。

表4 應答器報文信息包配置示意Tab. 4 Packet configuration of balise telegram

4.3 原始數據讀取模塊

應答器報文需要讀取到內存的原始數據如表5所示。讀取后的數據存儲到數據結構中。以下是定義的存儲結構，如圖2所示。

表5 原始數據表類型Tab.5 Original data table type

圖2 定義的存儲結構Fig.2 Defined storage structure

4.4 報文生成模塊

報文生成模塊是將原始數據組合生成報文的過程。應答器的報文是各種信息包的組合，根據應答器應用類型不同，會有不同的信息包組合，應答器包含的數據包由config.xlsx文件配置。

應答器報文生成流程如圖3所示。

應答器報文生成通過配置模塊、原始數據讀取模塊、報文生成模塊和報文輸出模塊流水線作業實現了通過列控參數化數據實時生產應答器報文。配置模塊和原始數據模塊的數據作為報文編譯模塊的輸入，經報文生成子模塊計算后將報文傳遞給報文輸出子模塊，由報文輸出模塊實現應答器報文數據輸出與存儲。

報文生成模塊是對全部應答器的報文進行參數化計算和生產的過程。按應答器組進行計算。

4.5 超長報文處理模塊

報文超長先合并[ETCS-21]包，再合并[CTCS-1]包；當[ETCS-21]包合并后滿足位數要求時，不再合并[CTCS-1]包，當合并了[ETCS-21]和[CTCS-1]包后仍然超長時，在日志中提示錯誤。

4.6 報文編碼模塊

應答器報文編碼模塊負責將生成的報文按照標準格式生成二進制文件或文本數據文件，兼容和主流型號的應答器報文格式。

4.7 日志輸出模塊

日志輸出模塊主要實現記錄應答器報文生產記錄、所有應答器編號、目前該條報文位數和該條報文允許最大位數、報文超過最大容量的應答器編號、應答器校驗結果和操作日志等信息。

4.8 數據校驗模塊

應答器報文數據校核模塊實現單一應答器、車站、線路等應答器報文數據的校驗檢查功能。

5 系統界面

應答器報文智能管理系統界面如圖4所示。

圖4 應答器報文智能管理系統界面示意Fig.4 Interface of intelligent management system of balise telegram

系統界面分為登錄界面、操作界面和日志區，通過登錄界面實現人員權限管理，操作界面是軟件的操作區，日志區是顯示軟件執行過程中的過程日志、警告日志和錯誤日志的區域。

5.1 報文數據編碼

應答器報文數據生成后，通過 “應答器報文編碼”操作自動進行編碼，日志區顯示編碼進度。

編碼會生成830位的dat和txt文件、1 023位dat文件，分別進行存儲，如圖5所示。

圖5 應答器報文編碼示意Fig.5 Encoding of balise telegram

在編碼的過程中會在Log文件夾下輸出bitlog.txt、log.txt、packlog.txt文件。

1）bitlog.txt文件記錄所有應答器編號、目前該條報文位數和該條報文允許最大位數。

2）log.txt文件記錄報文超過最大容量的應答器編號、目前該條報文位數和該條報文允許最大位數。

3）packlog.txt文件記錄應答器編號、目前該條報文位數、站外描述區段數量、工具已刪除區段數量。

5.2 報文數據查看

通過業務終端界面可隨時調閱管內各應答器報文信息，并對應答器報文進行解析，便于應答器報文的查詢和管理。

5.3 應答器報文數據校核

通過應答器報文數據校核[9]模塊可根據需要選擇車站、線路對應答器報文進行報文信息、版本的校驗和比較。

支持全路各廠家型號的應答器報文格式。可逐個應答器進行校核，也可按車站、線路進行批量校核。

校核結果通過直觀界面顯示一致性、差異數據通過紅色進行標注，同時可進行報文數據的版本管理。

6 總結

通過基于實時參數化數據的應答器報文智能管理系統，實現了以鐵路局統一管理，各級電務人員“云-邊”協同進行應答器報文動態運用管理的全流程應答器報文安全管理體系，保證了列控數據運用管理和工程實施列控關鍵數據的安全性，提高了電務核心數據管理效率，實現鐵路信號關鍵數據全流程周期的智慧管控。同時也為各級電務部門列控系統關鍵數據的管理提供了思路和方法。