CN109088864A - 应答器数据生成与管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种应答器数据生成与管理系统，其包括上位机、上位机软件；上位机的硬盘空间划分出专属存储器，用于存储各类输入、输出文件供用户转储、管理及调用；上位机软件据其功能分为三个模块；用户选择工程数据表导入上位机软件后，由编制模块依据应用原则将工程数据表中的数据编制成为报文；校核模块依据设定的校核机制对报文进行校核；管理模块依据相应的管理规定及用户需求对报文进行组织并赋予报文版本；并最终由编制模块输出给用户或需求终端。本发明具有如下优点：自动完成应答器报文编制和校核，在保证报文正确性的同时提高了报文编制和校核的效率；可自动完成应答器数据版本管理和变更控制，避免了人工作业量大导致的失误问题。

Description

应答器数据生成与管理系统

技术领域

本发明涉及应答器数据方法领域。

背景技术

在CTCS-2、CTCS-3级列车运行控制系统中，地面应答器占据着不可动摇的地位。地面应答器(简称应答器)是一种通过车地信息传输技术，在线路的关键位置，将行车安全相关的关键线路信息提供给车载控制装置，以实现自动化高速安全运行控制的点式设备，分为无源(固定)应答器和有源(可变)应答器。其中无源应答器用于向车载设备提供可靠的地面固定信息，有源应答器用于向车载设备提供可靠的地面可变信息。

应答器发送给车载设备的数据俗称“报文”，包含十分关键的行车安全相关信息。报文中一般包含线路基本参数(如线路坡度、轨道区段)、线路速度信息(如线路最大允许速度)、临时限速信息、车站进路信息、道岔信息、特殊区段信息、链接信息等。这些信息几乎全部来自于工程数据表。工程数据表是由设计院编制、并满足一定格式要求的多个表格，包括应答器位置表、信号数据表、线路速度表、线路坡度表等等。常见工程数据表如图1所示。

应答器报文和工程数据表均属于应答器数据的范畴。

另外，不可或缺的还有“列控系统应答器应用原则”(简称应用原则)。应用原则为铁总发布的标准文件，是应答器数据必须遵循的法则。其中规定了应答器布设位置、该位置应答器发送的信息种类及其管辖范围等。

常见的区间应答器布置和车站应答器布置分别如图2、3所示。区间常见应答器用途有【Q】、【FQ】等，车站常见应答器用途有【JZ】、【FJZ】、【CZ】、【FCZ】等。图中空心三角形表示无源应答器，实心三角形表示有源应答器。应答器均为成组出现，带小竖杠的三角形表示组内序号为1的应答器。

应答器报文在最终应用到现场之前，需经过两个阶段：

第一阶段：根据应用原则，由工程数据表编制成用户数据包。用户数据包是表格形式的830位报文，可由人工进行查看和编辑。如图4所示。

第二阶段：由用户数据包经过编码形成最终写入应答器的1023位传输报文。传输报文是十六进制数组成的xml文件，仅可查看不可编辑。如图5所示。

这一过程工作量巨大，且必须经过严格的验证确认，尤其是第一个阶段。另外，由于现场情况复杂，报文需频繁变更，给数据管理工作也造成很大负担。

目前，第二阶段的自动化技术已较为成熟，但第一阶段对应的报文生成(包括编制及校核)工作仍需要大量的人工参与，而数据管理与变更控制则完全依靠人工，以致报文生成的准确度和效率都不够佳。

发明内容

针对以上所述现有技术的不足，本发明提供了一种高效、准确地进行应答器数据编制、校核及管理的系统。

本发明提供一种应答器数据生成与管理系统，其包括上位机、上位机软件；

其中，上位机为PC机，所述PC机中，硬盘空间划分出专属存储器，用于存储各类输入、输出文件，例如，将该上位机软件运行需要及产生的工程数据表、用户数据包、传输报文存储于该存储器中，供用户转储、管理及调用；

所述上位机软件据其功能主要分为三个模块：编制模块、校核模块和管理模块；其中编制模块主要实现应答器报文编制功能，校核模块主要实现应答器报文校核功能，管理模块主要实现应答器数据管理功能；

用户选择工程数据表导入上位机软件后，由编制模块依据应用原则将工程数据表中的数据编制成为报文；校核模块调用编制模块输出的报文和用户导入的工程数据表，依据设定的校核机制对报文进行校核，校核结果传送给管理模块；管理模块接收到来自校核模块的校核通过的命令后，会依据相应的管理规定及用户需求对报文进行组织并赋予报文版本；并最终由编制模块输出给用户或需求终端，即由编制模块生成的报文向用户或需求终端输出的开关条件及所输出的方式是由管理模块控制的，同时管理模块还可以将例如校核模块的对比结果通过PC机直观显示输出给用户。

本发明具有如下技术效果或优点：

1)自动完成应答器报文编制和校核，在保证报文正确性的同时提高了报文编制和校核的效率；

2)可自动完成应答器数据版本管理和变更控制，避免了人工作业量大导致的失误问题。

附图说明

图1是本发明一种常见的工程数据表示意图。

图2是本发明一种常见的区间应答器布置示意图。

图3是本发明一种常见的车站应答器布置示意图。

图4是本发明一种常见用户数据包的示意图。

图5是本发明一种常见传输报文的示意图。

图6是本发明上位机软件逻辑运行框图的示意图。

图7是本发明编制模块软件实现流程的示意图。

图8是本发明校核模块软件实现流程的示意图。

图9是本发明应答器报文编制及校核实施例的流程示意图。

图10是本发明应答器数据版本管理及变更控制实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细的说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应该指出的是，对本领域的普通技术人员来讲，在不脱离发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

本发明提供一种应答器数据生成与管理系统，包括上位机、上位机软件。

其中，上位机为PC机，上位机上运行的上位机软件为应答器数据生成与管理软件。

本申请的PC机中，硬盘空间划分出专属存储器，用于存储本发明的输入、输出文件；例如，将上位机软件运行需要及产生的工程数据表、用户数据包、传输报文等存储于该存储器中，可供用户转储、管理(更新、编辑、版本控制等)及调用。

本申请的应答器数据生成与管理软件，据其功能主要分为三个模块：编制模块、校核模块和管理模块。

用户选择工程数据表导入上位机软件后，由编制模块依据应用原则将工程数据表中的数据编制成为报文，并将该报文数据存储于存储器中；校核模块调用编制模块输出的报文和用户导入的工程数据表，依据设定的校核机制对报文进行校核，校核结果(包括如校核通过标识、提示信息、对比结果等)传送给管理模块；管理模块接收到来自校核模块的校核通过的命令后，依据相应的管理规定及用户需求对报文进行组织并赋予报文版本，并最终输出给用户或需求终端(如用于将报文写入应答器)，也即由编制模块生成的报文向用户或终端输出的开关及输出的方式是由管理模块控制的，同时管理模块还可以将校核模块的对比结果等通过PC机直观显示输出给用户。

本文中的用户需求包括例如识别不同版本报文的变更范围、对变更的数据进行标记、对校核过程中的对比结果进行选择性显示、组织后报文的选择性输出。所述编制模块依据来自管理模块的变更标记对已标记的报文进行编制，然后依据来自管理模块的所述开关条件及组织形式，将报文按特定的输出方式输出给用户或需求终端；所述组织形式包括在所述存储器中建立相应线路的数据存储目录并分类，将编制模块生成的用户数据包和传输报文赋予版本并存储于相应目录、并将其与相应版本的工程数据表进行绑定。

本申请的上位机软件通过正向数据编制、逆向数据校核、纵向数据管理的方式实现上述各模块的功能，其逻辑运行框图如图6所示。

下面，针对本发明的应答器数据生成与管理软件各模块功能具体介绍如下：

1、编制模块：主要依据相应的管理规定及用户需求实现应答器报文编制功能。

1)读取并检查工程数据表：导入符合《列控系统工程数据表编制规定》的工程数据表，检查其数据范围、数据类型是否完整；检查逻辑性是否正确，此处所述的逻辑性包括应答器到信号点的距离是否符合应用原则、区段长度是否与公里标之差一致等。

2)生成用户数据包：编制模块根据导入的工程数据表，结合应用原则，以应答器组为单位自动生成用户数据包。

在生成的过程中，软件具备以下功能：

●根据应答器用途及所处位置等，判断该应答器组应包含的信息包类型；

●根据工程数据表，将所需数据以固定格式(报文头及信息包)填写至用户数据包中；

●根据实际数据自动进行制动距离的取值；

●生成所有信息包后，经过位数计算，合理地将其分配至组内的各个应答器中；

●若出现单条报文超过830位的情况，选择性地对数据进行合并处理。

3)生成传输报文：编制模块对用户数据包进行编码，自动生成1023位传输报文，用于烧录。

4)报文变更：编制模块依据来自管理模块的变更标记，对已标记的报文进行编制。

5)报文输出：编制模块依据来自管理模块的开关条件及组织形式，将报文按特定方式输出给用户或其他终端。

编制模块软件实现流程如图7所示。

2、校核模块：主要实现应答器报文校核功能。

校核模块的校核包括两个并行的方向，其一是通过读取编制模块生成的传输报文反推工程数据表进行对比校核，另一是根据应用原则对报文的逻辑性进行逻辑校核，并将校核结果，包括如校核通过的命令、提示信息、对比结果传送给管理模块。对比校核和逻辑校核均通过后才认为报文校核无误，方可输出传输报文及其校核通过的命令；否则，提示异常信息。

1)读取并检查报文：调用编制模块生成的传输报文，检查所有报文是否均可以进行解码、解析；

2)反推工程数据表：将报文中的数据进行提取、分类，按照固定格式反推生成出工程数据表；

3)对比校核：将生成的工程数据表与编制模块中导入的工程数据表进行对比，检查对比结果是否一致；

4)逻辑性校核：根据应用原则对报文的逻辑性进行校核，具体如下：

●检查应答器组报文所含信息类型是否完整；

●检查应答器组数据范围是否满足应用原则中规定的冗余关系；

●检查信息包中的关键变量是否正确；

●检查制动距离是否满足应用要求；

●检查分相区、车站名等的描述规则是否满足应用要求。

5)数据对比：校核模块可根据用户需求将不同版本的工程数据表按单表进行对比，或将不同版本的报文按编号及信息包进行对比。

6)结果输出：将校核结果(包括如校核通过标识、提示信息、对比结果等)传送给管理模块。

校核模块软件实现流程如图8所示。

3、管理模块：主要实现应答器数据管理功能。

对工程数据表及应答器报文版本进行管理，并根据输入文件及用户需求自动完成变更控制：

1)数据分类存储管理：管理存储器中的存储空间，对编制模块和校核模块导入及产生的数据分类(例如按线别)进行存储。

2)显示工程数据表对比结果：收到校核模块输出的工程数据表对比结果后，由管理模块将对比结果直观的显示给用户，并可根据配置项对新增、减少等变更的数据分类进行标记。并可根据用户需求选择性的显示对比结果。

3)显示报文对比结果：收到校核模块输出的报文对比结果后，由管理模块将对比结果直观的显示给用户，对新增、减少的信息包，及同一信息包中新增、减少、变更的数据分类进行标记。并可根据用户需求选择性的显示对比结果。

4)识别变更范围：管理模块根据导入的新版工程数据表与存储器中既有版本工程数据表的对比结果，可自动识别报文变更范围，并将识别出的变更报文进行标记，传送给编制模块。

5)变更控制：编制模块收到来自管理模块的变更标记后，根据导入的新版工程数据表，对报文中的相关数据进行检索并修改，再由校核模块完成校核。最终，管理模块收到校核通过的命令后，依据相应的管理规定及用户需求，将变更报文与未变更报文进行组合，形成新版报文并赋予报文版本，最终输出给用户或需求终端(如报文烧录工具)。

6)版本控制：对导入及产生的数据版本进行标记或命名，并使报文与工程数据表之间建立对应关系。

7)选择性输出：对组织完成后的新版本的报文可进行部分指定内容的输出，如仅输出变更报文或仅输出传输报文。

上述管理功能在实际工程中都具备相应的管理规定，上位机软件中也对其设置固定的格式要求，结合用户的需求，可使得管理模块控制编制模块按特定的输出方式输出给用户或终端。

下面以实施例的形式具体描述本发明的工作过程。

实施例1：以首次编制的某线路应答器报文为例说明软件编制及校核报文的过程。如图9所示。

1、首先，编制模块读取并检查工程数据表：将收到的工程数据表V1.0.0进行整理，其中包括应答器位置表、信号数据表、线路速度表等等，整理后导入软件并进行检查，直至检查通过。

2、生成用户数据包：以区间应答器组【Q】为例，读取应答器位置表中一组用途为【Q】的应答器，根据用途【Q】判断，该应答器组应生成报文头、正反向链接信息、正向轨道区段、坡度、速度信息、正向分相区信息及车站名信息。

1)生成报文头：读取应答器位置表中的应答器编号，按照应用原则中报文头即帧标志的结构，分别生成组内每个应答器的报文头。

2)生成ETCS-5链接信息包：读取应答器位置表中该组应答器及其前面相邻一组、后面相邻两组应答器的编号和里程信息(以组内序号为1的应答器为准)，根据里程信息计算各组之间的链接距离，按照应用原则中E5包的结构，分别生成一个正向E5包和一个反向E5包。

3)生成CTCS-1轨道区段信息包：读取信号数据表中的里程信息，判断本应答器组里程在信号数据表中的位置，以确定C1包所描述信息的起始点。按照应用原则中对Q应答器数据范围的描述判断C1包的数据终点，其中常用制动距离可由人工配置，也可由软件自行计算。之后，读取信号数据表中起终点里程之间的数据，包括信号点类型、载频及区段长度信息，按照应用原则中C1包的结构，生成一个正向C1包，同时生成其前缀E44包。

4)生成ETCS-21坡度信息包：读取线路坡度表中的里程信息，判断本应答器组在坡度表中的位置。根据C1包的起终点里程确定E21包的起终点里程，读取坡度表中起终点之间的坡度数据。按照应用原则中E21包的结构，生成一个正向E21包。

5)生成ETCS-27速度信息包：读取线路速度表中的里程信息，判断本应答器组在速度表中的位置。根据C1包的起终点里程确定E27包的起终点里程，读取速度表中起终点之间的速度数据。按照应用原则中E27包的结构，生成一个正向E27包。

6)生成ETCS-68分相信息包：读取分相信息表，判断本应答器组在分相表中的位置。根据应用原则中过分相信息的发送原则，判断该组应答器是否需要描述分相区信息。若需要描述，则读取分相区的起点里程，计算本应答器组与分相区起点之间的距离，按照应用原则中E68包的结构，生成一个正向E68包；若不需要描述，则不需生成E68包。

7)生成ETCS-72文本信息包：按照应用原则中车站名的发送原则，判断该组应答器是否需要描述车站名信息。若需要描述，则读取信号数据表中该站进站信号机前方第三个通过信号机的里程，以及该站出站口的里程，计算本应答器组与通过信号机，以及进站信号机与出站口之间的距离。再读取信号数据表中的车站名信息，按照应用原则中E72包的结构，生成一个正向E72包；若不需要描述，则不需生成E72包。

8)分配信息包：生成所有信息包后，软件经过位数计算，合理地将其分配至组内的各个应答器中；若分配后仍存在超过830位的情况，可对坡度、轨道区段数据适当地进行合并处理，直至组内所有报文均满足位数要求。

3、生成传输报文：编制模块对用户数据包进行编码，生成1023位传输报文。

4、其次，校核模块读取传输报文：读取生成的传输报文文件，同时对报文进行解码解析，判断报文是否可用。若可用则进行下一步，否则提示异常信息。

5、反推工程数据表：对解析后报文中的数据进行提取、分类，反推生成工程数据表。例如，C1包可反推出信号数据表，E27包可反推出线路速度表，以此类推。

6、对比校核：将反推出的工程数据表与生成报文时导入的工程数据表进行比较，比较一致则认为对比校核通过，否则提示异常信息。

7、核查报文逻辑正确性：根据应用原则和导入的工程数据表，根据以下各项一一核查该组应答器报文是否满足应用要求，若满足则认为逻辑校核通过，否则提示异常信息。

1)核查报文头：读取应答器位置表中的编号信息，核查该组报文条数是否正确，各条报文中报文头描述的编号等信息是否正确。

2)核查信息包类型：根据应用原则中对【Q】的功能定义，判断该组报文中是否包含了正反向链接信息、正向轨道区段、速度、坡度、分相区及车站名信息。若未包含E68包、E72包，则根据分相区发送原则和车站名发送原则判断是否不需描述分相区和车站名。

3)核查数据范围：读取报文中的正向C1包和应答器位置表、信号数据表中的里程信息，判断C1包描述的数据范围是否满足冗余两组的要求，制动距离的取值是否满足该区段最不利条件的要求。同时，判断E21、E27包的数据范围与C1包是否一致。

4)核查关键变量：对报文中某些数据并非来源于数据表但同样影响报文正确性的变量进行核查。例如：报文头中M_MCOUNT的值是否为255，E27包中Q_FRONT的值是否为0，E72包中描述的车站名前是否包含“*”等等。

8、校核输出：对比校核和逻辑校核均通过后认为报文校核无误，方可输出报文及其校核结果。否则，提示异常信息。

9、然后生成其他用途应答器组：使用与【Q】同理的方法将应答器位置表中其他用途应答器组进行编制及校核，直至位置表中所有应答器组均生成完毕。

10、最终进行数据存储及发布：管理模块据校核模块输出的校核结果，在存储器中建立本线路的数据存储目录，并以工程数据表、用户数据包、传输报文等对目录进行分类。将导入的工程数据表V1.0.0存储至工程数据表目录下。由于是首次生成报文，将编制模块生成的用户数据包和传输报文赋予版本V1.0，分别存储至用户数据包和传输报文目录下，并将其与工程数据表V1.0.0进行绑定。完成报文组织工作后，管理模块打开编制模块的输出开关，由编制模块将该线路报文V1.0输出给用户或报文烧录工具。

实施例2：以XX客专信号数据表变更为例说明本发明管理模块的数据版本管理和变更控制功能，其流程见图10。

1、导入工程数据表：收到设计院发来的XX客专工程数据表V1.0.7，将其导入编制模块。

2、识别现场在用版本：由人工对软件存储器中既有的报文版本进行识别，将现场实际应用的版本进行标记，管理模块记录此标记。如软件中存储报文为V1.0～V4.0共4版，而实际应用版本为V3.0，则新版报文在V3.0报文基础上进行变更。

3、对比工程数据表：根据已建立的对应关系，管理模块自动识别出报文V3.0对应的工程数据表版本为V1.0.5。由校核模块将此版本工程数据表与新导入的V1.0.7进行对比，管理模块将对比结果显示给用户，结果显示仅信号数据表中部分数据变更，无数据新增或减少，其余数据表对比结果显示完全一致。

4、识别变更范围：管理模块调用信号数据表的对比结果及用户数据包V3.0，在报文中进行检索，查看发生变更的数据在哪些报文中进行了描述，检索到的所有报文即为新版报文需要变更的范围，称为变更报文。

5、报文变更：管理模块将识别出的变更报文进行标记，并将其传送至编制模块。由编制模块及校核模块将标记后的报文进行编制、校核。编制及校核过程与实施例1类似。

6、报文对比：根据用户需求，校核模块将校核通过的变更报文与实际应用版本V3.0进行对比，管理模块将对比结果显示给用户，由用户查看新版报文是否仅C1包变更，其余信息包及数据均相同。

7、报文变更发布：报文校核通过后，管理模块将变更报文与V3.0中未变更的报文组合形成完整的新版报文。由于存储器中既有的报文最高版本为V4.0，为保证版本的唯一性，管理模块将新版报文标记为V5.0，并与其对应的工程数据表V1.0.7进行绑定。最后，管理模块将XX客专报文V5.0及工程数据表V1.0.7存储至该线路目录下，并将数据组织结果传送给编制模块，由编制模块将XX客专报文V5.0输出给用户。

以上所述仅为本发明方案的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种应答器数据生成与管理系统，其包括上位机、上位机软件；

其中，上位机为PC机，所述PC机中，硬盘空间划分出专属存储器，用于存储各类输入、输出文件，例如，将该上位机软件运行需要及产生的工程数据表、用户数据包、传输报文存储于该存储器中，供用户转储、管理及调用；

所述上位机软件据其功能主要分为三个模块：编制模块、校核模块和管理模块；其中编制模块主要实现应答器报文编制功能，校核模块主要实现应答器报文校核功能，管理模块主要实现应答器数据管理功能；

用户选择工程数据表导入上位机软件后，由编制模块依据应用原则将工程数据表中的数据编制成为报文；校核模块调用编制模块输出的报文和用户导入的工程数据表，依据设定的校核机制对报文进行校核，校核结果传送给管理模块；管理模块接收到来自校核模块的校核通过的命令后，会依据相应的管理规定及用户需求对报文进行组织并赋予报文版本；并最终由编制模块输出给用户或需求终端，即由编制模块生成的报文向用户或需求终端输出的开关条件及所输出的方式是由管理模块控制的，同时管理模块还可以将例如校核模块的对比结果通过PC机直观显示输出给用户。

2.根据权利要求1所述的应答器数据生成与管理系统，其特征在于，所述校核模块的校核包括两个并行的方向，其一是通过读取编制模块生成的传输报文反推工程数据表进行对比校核，另一是根据应用原则对报文的逻辑性进行逻辑校核，并将校核结果，包括如上述校核通过的命令、提示信息、对比结果传送给管理模块。

3.根据权利要求2所述的应答器数据生成与管理系统，其特征在于，对比校核和逻辑校核均通过后才认为报文校核无误，方可输出传输报文及其校核通过的命令；否则，提示异常信息。

4.根据权利要求2或3所述的应答器数据生成与管理系统，其特征在于，校核模块可根据用户需求将不同版本的工程数据表按单表进行对比，或将不同版本的报文按编号及信息包进行对比。

5.根据权利要求1所述的应答器数据生成与管理系统，其特征在于，所述用户需求包括例如识别不同版本报文的变更范围、对变更的数据进行标记、对校核过程中的对比结果进行选择性显示、组织后报文的选择性输出。

6.根据权利要求1所述的应答器数据生成与管理系统，其特征在于，所述编制模块依据来自管理模块的变更标记对已标记的报文进行编制，然后依据来自管理模块的所述开关条件及组织形式，将报文按特定的输出方式输出给用户或需求终端；

所述组织形式包括在所述存储器中建立相应线路的数据存储目录并分类，将编制模块生成的用户数据包和传输报文赋予版本并存储于相应目录、并将其与相应版本的工程数据表进行绑定；

所述管理模块再将应答器数据的组织结果传送给编制模块，打开编制模块输出的开关条件，由编制模块将最终编制后的报文输出给用户或需求终端。

7.根据权利要求1所述的应答器数据生成与管理系统，其特征在于，所述管理模块的应答器数据管理功能包括数据分类存储、显示工程数据表及报文的对比结果、识别变更范围、变更控制及版本控制。

8.根据权利要求7所述的应答器数据生成与管理系统，其特征在于，所述变更控制是指管理模块收到校核通过的命令后，将变更报文与未变更报文进行组合，形成新版报文并赋予报文版本。

9.根据权利要求1所述的应答器数据生成与管理系统，其特征在于，所述需求终端例如是报文烧录工具，其用于将报文写入应答器。

10.根据权利要求1所述的应答器数据生成与管理系统，其特征在于，上位机上运行的所述上位机软件为应答器数据生成与管理软件。