浅析TDCS3.0车站子系统数据平台的设计与实现论文
时间：2021-08-31浅析TDCS3.0车站子系统数据平台的设计与实现论文
TDCS3.0系统是原TDCS2.0系统的优化升级版，自2013年中国铁路总公司颁布《列车调度指挥系统(3.0)技术条件》后开始实施。TDCS3.0系统中的车站子系统是整个系统的核心子系统。目前车站子系统需要维护大量的线路和车站设备基础数据，如站场信号设备、站细数据、车站出入口、站间连接关系、里程数据、电力臂、车次编订表、机车类型等。车站子系统的相关子模块(如车站值班员、信号员、电务维修机、车站处理单元TPU)均需要使用这些基础数据。由于原TDCS2.0系统在架构和软件设计时，采用的是读取配置文件的方法，各子模块需进行独立配置和维护，易造成重复性工作，且容易出错。为此，针对TDCS3.0车站子系统建立一个数据平台，采用合理的系统架构，方便运输指挥人员和系统维护人员进行数据维护和管理，避免重复性工作，提高数据的可用性、准确率。
1结构设计
数据平台由数据平台服务器、数据维护管理终端、TDCS3.0车站子系统三部分组成。
1.1数据平台服务器
数据平台服务器运行3个子进程：业务数据服务进程、资源文件服务进程、TDCS3.0程序配置数据服务进程。
1.业务数据服务进程：负责所有业务数据后台集中存储、维护和分发。数据采用文件方式存储，并采用WebService方式提供数据的查询、导入、编辑操作。业务数据包括通用数据和车站数据。
通用数据(全局数据)：列车运行类型、列车运行优先级、列车类型(车次编订表)、机车类型、车站列表、区段列表、区间列表、电力臂、列车路径、干线定义等。
车站数据(每个站不同)：车站股道、车站正线、股道分组、车站出入口、冲突限制定义、列车固定径路等。
2.资源文件服务进程：配置数据后台服务进程，并与业务数据服务进程和配置数据服务进程进行通信，采用WebService方式提供数据下载。TDCS3.0车站子系统，可与本进程连接，通过WebService接口获取本站所需的通用数据和车站数据。
3.TDCS3.0程序配置数据服务进程：配置数据的后台服务进程，负责配置数据的集中存储、维护、分发。包括：车站子系统各终端实体号列表、通信配置、车站子系统各终端的权限配置、TDCS3.0错办报警功能定制配置。
1.2数据维护管理终端
数据维护管理终端运行业务数据维护软件和配置数据维护软件2个程序。
1.业务数据维护软件：提供人机交互界面，行车运输指挥人员或系统维护人员通过人机界面前台终端进行车站业务数据的维护和管理。为减少工作量，可以对车站站细、列车类型(车次编订表)、列车固定径路等进行批量导入。通过增加不同工作区的方式对业务数据进行版本管理，确保数据的可追溯性。
2.配置数据维护软件：提供人机交互界面，系统维护人员通过人机界面前台终端进行车站配置数据的维护和管理。此软件与数据平台服务器中的“资源文件服务进程”和“TDCS3.0程序配置数据服务进程”进行通信，编制各站的通信配置、车站子系统各终端的权限配置、TDCS3.0错办报警功能定制配置，并存储在后台数据平台服务器中。
1.3TDCS3.0车站子系统
车站子系统的相关子模块通过调用“数据下载软件”与“资源文件服务进程”通信，下载本站所需的业务数据和配置数据，并以xml文件形式保存到指定目录。车站子系统应用程序启动时，将从指定的目录读取本程序需要的业务数据和配置数据。这种方式避免了手工制作的重复性，下载的文件格式统一，降低了人工修改配置文件的出错风险。
2功能实现
数据平台的功能分为三部分：数据的前台维护和管理、数据的后台存储和分发，数据的下载和使用。
2.1数据的前台维护和管理
数据的前台维护和管理主要功能如下。
1.用户登录及权限识别：对用户修改数据的权限进行管理，不同用户授予不同的权限，如系统维护人员的权限可以设置很高，可以进行系统参数设置、用户信息管理(分配用户权限)和选择工作区进行数据维护。行车运输指挥人员仅开放车站运输数据的维护，如车站站细、车站里程数据、列车固定径路等的维护。
2.工作区的设置：工作区设置很多个(如工作区1，2，3，…n)，不同工作区代表数据的一个版本，从而对数据进行版本管理。这样数据就有了可追溯性，维护人员可以很容易查询到数据的上一个版本的内容，并且可以通过“比对”的方法，来比较本次的修改内容。
3.基础数据的导入：基础数据如车站站细、车次编订表、机车类型、列车固定径路等，可以由原TDCS2.0的配置文件进行批量导入，以减少维护人员手工输入的工作量。
4.模板导入：不同的车站配置数据、通用数据和车站数据都有一定的相似性，可通过“其他车站模板导入”和“其他工作区模板导入”的方式进行复制，再根据本站特性进行加工，减少了维护人员手工输入的工作量。
5.数据导出备份：在数据维护完成后，可人工将数据以文件的方式导出备份，备份到人工指定位置的文件夹进行备份管理。
6.保存到数据平台：数据在人工导出备份的同时，也保存到数据平台的后台服务器，避免数据丢失。
2.2数据的后台存储和分发
通过“数据平台服务器”进行数据的后台存储和分发，主要有如下功能。
1.数据的存储：通过WebService方式，接受前台维护软件的合法连接，并响应前台软件的指令，进行数据的增加、修改、删除等操作，进行数据的合理性检查，并及时存储在本地服务器硬盘上。
2.数据的分发：通过Web-Service方式，接受“数据下载软件”的合法连接，并响应“数据下载软件”的下载配置请求，对请求合法性进行检查，并分发对应车站的配置数据至“数据下载软件”。
2.3数据的下载和使用
数据的下载和使用分为主动下载和后台推送2种模式。
2.3.1主动下载模式
通过远程调用和响应的方式完成数据的主动下载，其中远程调用方是“数据下载软件”，远程响应方是数据平台服务器中的“资源文件服务进程”。
由“数据下载软件”发出车站数据的下载请求，“资源文件服务进程”将收到的下载请求进行一系列的.核对、匹配和合法性验证工作，确保分发的配置数据是之前请求的数据。分发的数据有车站的相关配置文件、文件的版本号及文件的数量。“数据下载软件”在收到分发过来的数据后，进行一系列的检查验证工作，如配置文件是否与本站号一致、配置文件个数和发送过来的数量是否一致，配置文件内置的版本号与发送过来的版本号是否一致等，然后将检查验证的结果反馈给“资源文件服务进程”。“资源文件服务进程”收到检查验证结果后，进行检查判断，如果发现对方接收成功则发送一个“成功”的回执信息，如果发现对方接收数据失败则重新整理一份该站所需数据再次发送，分发数据流程结束。如果第二次分发的数据，“数据下载软件”检查仍然有误，直接将错误信息反馈给前台的TDCS3.0车站子系统应用软件，由系统维护人员人工干预处理。
2.3.2后台推送模式
后台推送模式，通过数据后台推送完成TDCS3.0车站子系统应用软件配置数据的更新，其中数据推送方是数据平台服务器中的“资源文件服务进程”，数据接收方是TDCS3.0车站子系统应用软件。
由“资源文件服务进程”定时或实时发送指定版本号的配置文件的更新;“应用软件”在收到更新指令后，进行一系列的核对、匹配和合法性验证工作，确保分发的配置数据是本站的合法数据;若配置数据合法，则“应用软件”及时更新软件内存中的数据，并同时替换软件本地的配置文件。及时更新内存中数据，是在不需要申请“铁路维修天窗点”的情况下完成。替换软件本地配置文件，确保“应用软件”下次重启后读取的是最新的配置文件。
“资源文件服务进程”最多进行二次分发，若第二次分发后“应用程序”仍检查出有误，直接将错误信息反馈给前台的“应用软件”，由系统维护人员人工干预处理。
3软件应用
截止2016年2月底，济南铁路局完成了兖州、白家店等6个站的TDCS2.0向TDCS3.0软件的升级改造工作，西安铁路局完成了宝成、宝中、陇海线19个站的TDCS2.0向TDCS3.0软件的升级改造工作，目前系统运行稳定。
综上所述，使用数据平台对TDCS3.0车站子系统的配置数据进行统一维护和管理，避免了配置制作等大量重复工作，提高了系统维护人员的工作效率，降低了配置文件出错的概率，方便了配置数据的版本维护和管理，提升了TDCS3.0车站子系统数据配置制作的自动化、智能化水平，对于保证系统的持续稳定运行具有现实意义。
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