淺析TDCS3.0車站子系統資料平臺的設計與實現論文
淺析TDCS3.0車站子系統資料平臺的設計與實現論文
TDCS3.0系統是原TDCS2.0系統的最佳化升級版，自2013年中國鐵路總公司頒佈《列車排程指揮系統(3.0)技術條件》後開始實施。TDCS3.0系統中的車站子系統是整個系統的核心子系統。目前車站子系統需要維護大量的線路和車站裝置基礎資料，如站場訊號裝置、站細資料、車站出入口、站間連線關係、里程資料、電力臂、車次編訂表、機車型別等。車站子系統的相關子模組(如車站值班員、訊號員、電務維修機、車站處理單元TPU)均需要使用這些基礎資料。由於原TDCS2.0系統在架構和軟體設計時，採用的是讀取配置檔案的方法，各子模組需進行獨立配置和維護，易造成重複性工作，且容易出錯。為此，針對TDCS3.0車站子系統建立一個數據平臺，採用合理的系統架構，方便運輸指揮人員和系統維護人員進行資料維護和管理，避免重複性工作，提高資料的可用性、準確率。
1結構設計
資料平臺由資料平臺伺服器、資料維護管理終端、TDCS3.0車站子系統三部分組成。
1.1資料平臺伺服器
資料平臺伺服器執行3個子程序：業務資料服務程序、資原始檔服務程序、TDCS3.0程式配置資料服務程序。
1.業務資料服務程序：負責所有業務資料後臺集中儲存、維護和分發。資料採用檔案方式儲存，並採用WebService方式提供資料的查詢、匯入、編輯操作。業務資料包括通用資料和車站資料。
通用資料(全域性資料)：列車執行型別、列車執行優先順序、列車型別(車次編訂表)、機車型別、車站列表、區段列表、區間列表、電力臂、列車路徑、幹線定義等。
車站資料(每個站不同)：車站股道、車站正線、股道分組、車站出入口、衝突限制定義、列車固定徑路等。
2.資原始檔服務程序：配置資料後臺服務程序，並與業務資料服務程序和配置資料服務程序進行通訊，採用WebService方式提供資料下載。TDCS3.0車站子系統，可與本程序連線，透過WebService介面獲取本站所需的通用資料和車站資料。
3.TDCS3.0程式配置資料服務程序：配置資料的後臺服務程序，負責配置資料的集中儲存、維護、分發。包括：車站子系統各終端實體號列表、通訊配置、車站子系統各終端的許可權配置、TDCS3.0錯辦報警功能定製配置。
1.2資料維護管理終端
資料維護管理終端執行業務資料維護軟體和配置資料維護軟體2個程式。
1.業務資料維護軟體：提供人機互動介面，行車運輸指揮人員或系統維護人員透過人機介面前臺終端進行車站業務資料的維護和管理。為減少工作量，可以對車站站細、列車型別(車次編訂表)、列車固定徑路等進行批次匯入。透過增加不同工作區的方式對業務資料進行版本管理，確保資料的可追溯性。
2.配置資料維護軟體：提供人機互動介面，系統維護人員透過人機介面前臺終端進行車站配置資料的維護和管理。此軟體與資料平臺伺服器中的“資原始檔服務程序”和“TDCS3.0程式配置資料服務程序”進行通訊，編制各站的通訊配置、車站子系統各終端的許可權配置、TDCS3.0錯辦報警功能定製配置，並存儲在後臺數據平臺伺服器中。
1.3TDCS3.0車站子系統
車站子系統的相關子模組透過呼叫“資料下載軟體”與“資原始檔服務程序”通訊，下載本站所需的業務資料和配置資料，並以xml檔案形式儲存到指定目錄。車站子系統應用程式啟動時，將從指定的目錄讀取本程式需要的業務資料和配置資料。這種方式避免了手工製作的重複性，下載的檔案格式統一，降低了人工修改配置檔案的出錯風險。
2功能實現
資料平臺的功能分為三部分：資料的前臺維護和管理、資料的後臺儲存和分發，資料的下載和使用。
2.1資料的前臺維護和管理
資料的前臺維護和管理主要功能如下。
1.使用者登入及許可權識別：對使用者修改資料的許可權進行管理，不同使用者授予不同的許可權，如系統維護人員的許可權可以設定很高，可以進行系統引數設定、使用者資訊管理(分配使用者許可權)和選擇工作區進行資料維護。行車運輸指揮人員僅開放車站運輸資料的維護，如車站站細、車站裡程資料、列車固定徑路等的維護。
2.工作區的設定：工作區設定很多個(如工作區1，2，3，…n)，不同工作區代表資料的'一個版本，從而對資料進行版本管理。這樣資料就有了可追溯性，維護人員可以很容易查詢到資料的上一個版本的內容，並且可以透過“比對”的方法，來比較本次的修改內容。
3.基礎資料的匯入：基礎資料如車站站細、車次編訂表、機車型別、列車固定徑路等，可以由原TDCS2.0的配置檔案進行批次匯入，以減少維護人員手工輸入的工作量。
4.模板匯入：不同的車站配置資料、通用資料和車站資料都有一定的相似性，可透過“其他車站模板匯入”和“其他工作區模板匯入”的方式進行復制，再根據本站特性進行加工，減少了維護人員手工輸入的工作量。
5.資料匯出備份：在資料維護完成後，可人工將資料以檔案的方式匯出備份，備份到人工指定位置的資料夾進行備份管理。
6.儲存到資料平臺：資料在人工匯出備份的同時，也儲存到資料平臺的後臺伺服器，避免資料丟失。
2.2資料的後臺儲存和分發
透過“資料平臺伺服器”進行資料的後臺儲存和分發，主要有如下功能。
1.資料的儲存：透過WebService方式，接受前臺維護軟體的合法連線，並響應前臺軟體的指令，進行資料的增加、修改、刪除等操作，進行資料的合理性檢查，並及時儲存在本地伺服器硬碟上。
2.資料的分發：透過Web-Service方式，接受“資料下載軟體”的合法連線，並響應“資料下載軟體”的下載配置請求，對請求合法性進行檢查，並分發對應車站的配置資料至“資料下載軟體”。
2.3資料的下載和使用
資料的下載和使用分為主動下載和後臺推送2種模式。
2.3.1主動下載模式
透過遠端呼叫和響應的方式完成資料的主動下載，其中遠端呼叫方是“資料下載軟體”，遠端響應方是資料平臺伺服器中的“資原始檔服務程序”。
由“資料下載軟體”發出車站資料的下載請求，“資原始檔服務程序”將收到的下載請求進行一系列的核對、匹配和合法性驗證工作，確保分發的配置資料是之前請求的資料。分發的資料有車站的相關配置檔案、檔案的版本號及檔案的數量。“資料下載軟體”在收到分發過來的資料後，進行一系列的檢查驗證工作，如配置檔案是否與本站號一致、配置檔案個數和傳送過來的數量是否一致，配置檔案內建的版本號與傳送過來的版本號是否一致等，然後將檢查驗證的結果反饋給“資原始檔服務程序”。“資原始檔服務程序”收到檢查驗證結果後，進行檢查判斷，如果發現對方接收成功則傳送一個“成功”的回執資訊，如果發現對方接收資料失敗則重新整理一份該站所需資料再次傳送，分發資料流程結束。如果第二次分發的資料，“資料下載軟體”檢查仍然有誤，直接將錯誤資訊反饋給前臺的TDCS3.0車站子系統應用軟體，由系統維護人員人工干預處理。
2.3.2後臺推送模式
後臺推送模式，透過資料後臺推送完成TDCS3.0車站子系統應用軟體配置資料的更新，其中資料推送方是資料平臺伺服器中的“資原始檔服務程序”，資料接收方是TDCS3.0車站子系統應用軟體。
由“資原始檔服務程序”定時或實時傳送指定版本號的配置檔案的更新;“應用軟體”在收到更新指令後，進行一系列的核對、匹配和合法性驗證工作，確保分發的配置資料是本站的合法資料;若配置資料合法，則“應用軟體”及時更新軟體記憶體中的資料，並同時替換軟體本地的配置檔案。及時更新記憶體中資料，是在不需要申請“鐵路維修天窗點”的情況下完成。替換軟體本地配置檔案，確保“應用軟體”下次重啟後讀取的是最新的配置檔案。
“資原始檔服務程序”最多進行二次分發，若第二次分發後“應用程式”仍檢查出有誤，直接將錯誤資訊反饋給前臺的“應用軟體”，由系統維護人員人工干預處理。
3軟體應用
截止2016年2月底，濟南鐵路局完成了兗州、白家店等6個站的TDCS2.0向TDCS3.0軟體的升級改造工作，西安鐵路局完成了寶成、寶中、隴海線19個站的TDCS2.0向TDCS3.0軟體的升級改造工作，目前系統執行穩定。
綜上所述，使用資料平臺對TDCS3.0車站子系統的配置資料進行統一維護和管理，避免了配置製作等大量重複工作，提高了系統維護人員的工作效率，降低了配置檔案出錯的機率，方便了配置資料的版本維護和管理，提升了TDCS3.0車站子系統資料配置製作的自動化、智慧化水平，對於保證系統的持續穩定執行具有現實意義。