淺析TDCS3.0車站子系統(tǒng)數(shù)據(jù)平臺的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)論文
TDCS3.0系統(tǒng)是原TDCS2.0系統(tǒng)的優(yōu)化升級版，自2013年中國鐵路總公司頒布《列車調(diào)度指揮系統(tǒng)(3.0)技術(shù)條件》后開始實(shí)施。TDCS3.0系統(tǒng)中的車站子系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的核心子系統(tǒng)。目前車站子系統(tǒng)需要維護(hù)大量的線路和車站設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，如站場信號設(shè)備、站細(xì)數(shù)據(jù)、車站出入口、站間連接關(guān)系、里程數(shù)據(jù)、電力臂、車次編訂表、機(jī)車類型等。車站子系統(tǒng)的相關(guān)子模塊(如車站值班員、信號員、電務(wù)維修機(jī)、車站處理單元TPU)均需要使用這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。由于原TDCS2.0系統(tǒng)在架構(gòu)和軟件設(shè)計(jì)時(shí)，采用的是讀取配置文件的方法，各子模塊需進(jìn)行獨(dú)立配置和維護(hù)，易造成重復(fù)性工作，且容易出錯(cuò)。為此，針對TDCS3.0車站子系統(tǒng)建立一個(gè)數(shù)據(jù)平臺，采用合理的系統(tǒng)架構(gòu)，方便運(yùn)輸指揮人員和系統(tǒng)維護(hù)人員進(jìn)行數(shù)據(jù)維護(hù)和管理，避免重復(fù)性工作，提高數(shù)據(jù)的可用性、準(zhǔn)確率。
1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
數(shù)據(jù)平臺由數(shù)據(jù)平臺服務(wù)器、數(shù)據(jù)維護(hù)管理終端、TDCS3.0車站子系統(tǒng)三部分組成。
1.1數(shù)據(jù)平臺服務(wù)器
數(shù)據(jù)平臺服務(wù)器運(yùn)行3個(gè)子進(jìn)程：業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)服務(wù)進(jìn)程、資源文件服務(wù)進(jìn)程、TDCS3.0程序配置數(shù)據(jù)服務(wù)進(jìn)程。
1.業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)服務(wù)進(jìn)程：負(fù)責(zé)所有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)后臺集中存儲、維護(hù)和分發(fā)。數(shù)據(jù)采用文件方式存儲，并采用WebService方式提供數(shù)據(jù)的查詢、導(dǎo)入、編輯操作。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包括通用數(shù)據(jù)和車站數(shù)據(jù)。
通用數(shù)據(jù)(全局?jǐn)?shù)據(jù))：列車運(yùn)行類型、列車運(yùn)行優(yōu)先級、列車類型(車次編訂表)、機(jī)車類型、車站列表、區(qū)段列表、區(qū)間列表、電力臂、列車路徑、干線定義等。
車站數(shù)據(jù)(每個(gè)站不同)：車站股道、車站正線、股道分組、車站出入口、沖突限制定義、列車固定徑路等。
2.資源文件服務(wù)進(jìn)程：配置數(shù)據(jù)后臺服務(wù)進(jìn)程，并與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)服務(wù)進(jìn)程和配置數(shù)據(jù)服務(wù)進(jìn)程進(jìn)行通信，采用WebService方式提供數(shù)據(jù)下載。TDCS3.0車站子系統(tǒng)，可與本進(jìn)程連接，通過WebService接口獲取本站所需的通用數(shù)據(jù)和車站數(shù)據(jù)。
3.TDCS3.0程序配置數(shù)據(jù)服務(wù)進(jìn)程：配置數(shù)據(jù)的后臺服務(wù)進(jìn)程，負(fù)責(zé)配置數(shù)據(jù)的集中存儲、維護(hù)、分發(fā)。包括：車站子系統(tǒng)各終端實(shí)體號列表、通信配置、車站子系統(tǒng)各終端的權(quán)限配置、TDCS3.0錯(cuò)辦報(bào)警功能定制配置。
1.2數(shù)據(jù)維護(hù)管理終端
數(shù)據(jù)維護(hù)管理終端運(yùn)行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)維護(hù)軟件和配置數(shù)據(jù)維護(hù)軟件2個(gè)程序。
1.業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)維護(hù)軟件：提供人機(jī)交互界面，行車運(yùn)輸指揮人員或系統(tǒng)維護(hù)人員通過人機(jī)界面前臺終端進(jìn)行車站業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的維護(hù)和管理。為減少工作量，可以對車站站細(xì)、列車類型(車次編訂表)、列車固定徑路等進(jìn)行批量導(dǎo)入。通過增加不同工作區(qū)的方式對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行版本管理，確保數(shù)據(jù)的可追溯性。
2.配置數(shù)據(jù)維護(hù)軟件：提供人機(jī)交互界面，系統(tǒng)維護(hù)人員通過人機(jī)界面前臺終端進(jìn)行車站配置數(shù)據(jù)的維護(hù)和管理。此軟件與數(shù)據(jù)平臺服務(wù)器中的“資源文件服務(wù)進(jìn)程”和“TDCS3.0程序配置數(shù)據(jù)服務(wù)進(jìn)程”進(jìn)行通信，編制各站的通信配置、車站子系統(tǒng)各終端的權(quán)限配置、TDCS3.0錯(cuò)辦報(bào)警功能定制配置，并存儲在后臺數(shù)據(jù)平臺服務(wù)器中。
1.3TDCS3.0車站子系統(tǒng)
車站子系統(tǒng)的相關(guān)子模塊通過調(diào)用“數(shù)據(jù)下載軟件”與“資源文件服務(wù)進(jìn)程”通信，下載本站所需的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和配置數(shù)據(jù)，并以xml文件形式保存到指定目錄。車站子系統(tǒng)應(yīng)用程序啟動時(shí)，將從指定的目錄讀取本程序需要的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和配置數(shù)據(jù)。這種方式避免了手工制作的重復(fù)性，下載的文件格式統(tǒng)一，降低了人工修改配置文件的出錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)。
2功能實(shí)現(xiàn)
數(shù)據(jù)平臺的功能分為三部分：數(shù)據(jù)的前臺維護(hù)和管理、數(shù)據(jù)的后臺存儲和分發(fā)，數(shù)據(jù)的下載和使用。
2.1數(shù)據(jù)的前臺維護(hù)和管理
數(shù)據(jù)的前臺維護(hù)和管理主要功能如下。
1.用戶登錄及權(quán)限識別：對用戶修改數(shù)據(jù)的權(quán)限進(jìn)行管理，不同用戶授予不同的權(quán)限，如系統(tǒng)維護(hù)人員的權(quán)限可以設(shè)置很高，可以進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、用戶信息管理(分配用戶權(quán)限)和選擇工作區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)維護(hù)。行車運(yùn)輸指揮人員僅開放車站運(yùn)輸數(shù)據(jù)的維護(hù)，如車站站細(xì)、車站里程數(shù)據(jù)、列車固定徑路等的維護(hù)。
2.工作區(qū)的設(shè)置：工作區(qū)設(shè)置很多個(gè)(如工作區(qū)1，2，3，…n)，不同工作區(qū)代表數(shù)據(jù)的'一個(gè)版本，從而對數(shù)據(jù)進(jìn)行版本管理。這樣數(shù)據(jù)就有了可追溯性，維護(hù)人員可以很容易查詢到數(shù)據(jù)的上一個(gè)版本的內(nèi)容，并且可以通過“比對”的方法，來比較本次的修改內(nèi)容。
3.基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的導(dǎo)入：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如車站站細(xì)、車次編訂表、機(jī)車類型、列車固定徑路等，可以由原TDCS2.0的配置文件進(jìn)行批量導(dǎo)入，以減少維護(hù)人員手工輸入的工作量。
4.模板導(dǎo)入：不同的車站配置數(shù)據(jù)、通用數(shù)據(jù)和車站數(shù)據(jù)都有一定的相似性，可通過“其他車站模板導(dǎo)入”和“其他工作區(qū)模板導(dǎo)入”的方式進(jìn)行復(fù)制，再根據(jù)本站特性進(jìn)行加工，減少了維護(hù)人員手工輸入的工作量。
5.數(shù)據(jù)導(dǎo)出備份：在數(shù)據(jù)維護(hù)完成后，可人工將數(shù)據(jù)以文件的方式導(dǎo)出備份，備份到人工指定位置的文件夾進(jìn)行備份管理。
6.保存到數(shù)據(jù)平臺：數(shù)據(jù)在人工導(dǎo)出備份的同時(shí)，也保存到數(shù)據(jù)平臺的后臺服務(wù)器，避免數(shù)據(jù)丟失。
2.2數(shù)據(jù)的后臺存儲和分發(fā)
通過“數(shù)據(jù)平臺服務(wù)器”進(jìn)行數(shù)據(jù)的后臺存儲和分發(fā)，主要有如下功能。
1.數(shù)據(jù)的存儲：通過WebService方式，接受前臺維護(hù)軟件的合法連接，并響應(yīng)前臺軟件的指令，進(jìn)行數(shù)據(jù)的增加、修改、刪除等操作，進(jìn)行數(shù)據(jù)的合理性檢查，并及時(shí)存儲在本地服務(wù)器硬盤上。
2.數(shù)據(jù)的分發(fā)：通過Web-Service方式，接受“數(shù)據(jù)下載軟件”的合法連接，并響應(yīng)“數(shù)據(jù)下載軟件”的下載配置請求，對請求合法性進(jìn)行檢查，并分發(fā)對應(yīng)車站的配置數(shù)據(jù)至“數(shù)據(jù)下載軟件”。
2.3數(shù)據(jù)的下載和使用
數(shù)據(jù)的下載和使用分為主動下載和后臺推送2種模式。
2.3.1主動下載模式
通過遠(yuǎn)程調(diào)用和響應(yīng)的方式完成數(shù)據(jù)的主動下載，其中遠(yuǎn)程調(diào)用方是“數(shù)據(jù)下載軟件”，遠(yuǎn)程響應(yīng)方是數(shù)據(jù)平臺服務(wù)器中的“資源文件服務(wù)進(jìn)程”。
由“數(shù)據(jù)下載軟件”發(fā)出車站數(shù)據(jù)的下載請求，“資源文件服務(wù)進(jìn)程”將收到的下載請求進(jìn)行一系列的核對、匹配和合法性驗(yàn)證工作，確保分發(fā)的配置數(shù)據(jù)是之前請求的數(shù)據(jù)。分發(fā)的數(shù)據(jù)有車站的相關(guān)配置文件、文件的版本號及文件的數(shù)量�！皵�(shù)據(jù)下載軟件”在收到分發(fā)過來的數(shù)據(jù)后，進(jìn)行一系列的檢查驗(yàn)證工作，如配置文件是否與本站號一致、配置文件個(gè)數(shù)和發(fā)送過來的數(shù)量是否一致，配置文件內(nèi)置的版本號與發(fā)送過來的版本號是否一致等，然后將檢查驗(yàn)證的結(jié)果反饋給“資源文件服務(wù)進(jìn)程”。“資源文件服務(wù)進(jìn)程”收到檢查驗(yàn)證結(jié)果后，進(jìn)行檢查判斷，如果發(fā)現(xiàn)對方接收成功則發(fā)送一個(gè)“成功”的回執(zhí)信息，如果發(fā)現(xiàn)對方接收數(shù)據(jù)失敗則重新整理一份該站所需數(shù)據(jù)再次發(fā)送，分發(fā)數(shù)據(jù)流程結(jié)束。如果第二次分發(fā)的數(shù)據(jù)，“數(shù)據(jù)下載軟件”檢查仍然有誤，直接將錯(cuò)誤信息反饋給前臺的TDCS3.0車站子系統(tǒng)應(yīng)用軟件，由系統(tǒng)維護(hù)人員人工干預(yù)處理。
2.3.2后臺推送模式
后臺推送模式，通過數(shù)據(jù)后臺推送完成TDCS3.0車站子系統(tǒng)應(yīng)用軟件配置數(shù)據(jù)的更新，其中數(shù)據(jù)推送方是數(shù)據(jù)平臺服務(wù)器中的“資源文件服務(wù)進(jìn)程”，數(shù)據(jù)接收方是TDCS3.0車站子系統(tǒng)應(yīng)用軟件。
由“資源文件服務(wù)進(jìn)程”定時(shí)或?qū)崟r(shí)發(fā)送指定版本號的配置文件的更新;“應(yīng)用軟件”在收到更新指令后，進(jìn)行一系列的核對、匹配和合法性驗(yàn)證工作，確保分發(fā)的配置數(shù)據(jù)是本站的合法數(shù)據(jù);若配置數(shù)據(jù)合法，則“應(yīng)用軟件”及時(shí)更新軟件內(nèi)存中的數(shù)據(jù)，并同時(shí)替換軟件本地的配置文件。及時(shí)更新內(nèi)存中數(shù)據(jù)，是在不需要申請“鐵路維修天窗點(diǎn)”的情況下完成。替換軟件本地配置文件，確�！皯�(yīng)用軟件”下次重啟后讀取的是最新的配置文件。
“資源文件服務(wù)進(jìn)程”最多進(jìn)行二次分發(fā)，若第二次分發(fā)后“應(yīng)用程序”仍檢查出有誤，直接將錯(cuò)誤信息反饋給前臺的“應(yīng)用軟件”，由系統(tǒng)維護(hù)人員人工干預(yù)處理。
3軟件應(yīng)用
截止2016年2月底，濟(jì)南鐵路局完成了兗州、白家店等6個(gè)站的TDCS2.0向TDCS3.0軟件的升級改造工作，西安鐵路局完成了寶成、寶中、隴海線19個(gè)站的TDCS2.0向TDCS3.0軟件的升級改造工作，目前系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。
綜上所述，使用數(shù)據(jù)平臺對TDCS3.0車站子系統(tǒng)的配置數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一維護(hù)和管理，避免了配置制作等大量重復(fù)工作，提高了系統(tǒng)維護(hù)人員的工作效率，降低了配置文件出錯(cuò)的概率，方便了配置數(shù)據(jù)的版本維護(hù)和管理，提升了TDCS3.0車站子系統(tǒng)數(shù)據(jù)配置制作的自動化、智能化水平，對于保證系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行具有現(xiàn)實(shí)意義。
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