基于PDA高速列車途中故障信息處理系統設計*

陳紅艷

(武漢交通職業學院,湖北 武漢 430065)

0 前言

高速列車在行駛途中不可避免地會出現一些故障,比較常見的有:空調漏氟,保險絲損壞,機械漏油,傳輸皮帶斷裂等。

列車不會因為這些故障在行駛途中停下來修理。但是,這些故障信息需要在高速列車行駛途中立即發送出去。車站的維修人員根據接收到的故障信息,待列車到達下一個車站之前把故障備件送到站臺,使高速列車的故障及時得到排除。目前,高速列車包括動車組都使用這樣的方式傳遞列車在行駛途中出現的故障信息。

基于PDA高速列車途中故障信息處理系統是為了滿足列車在行駛途中及時發送故障信息而開發出來的。本文旨在研究基于PDA高速列車途中故障信息處理系統的結構,以及設計中需要解決的關鍵技術。

1 系統結構

基于PDA高速列車途中故障信息處理系統結構如下圖所示。

PDA系統 接收故障 車站地面信息服務器系統

基于PDA高速列車途中故障信息處理系統由車站地面系統、接收故障信息服務器和PDA系統三部分組成。下面介紹系統三部分的功能。

1.1 車站地面系統

車站地面系統主要的功能有:

(1)接收故障信息。故障信息由高速列車上的PDA發出。故障信息經過手機移動網絡、Internet網絡,由接收故障信息服務器接收,保存在車站地面系統中。接收故障信息服務器和車站地面系統可以是在一臺PC機中。

當接收一個故障信息以后,車站地面系統使用聲音和報警燈進行提示。車站機車修理人員根據機車發出的故障信息,準備備件,在站臺等候。一旦機車到達,馬上送出備件給機車。機車修理人員完成上述處理以后,這條由列車上PDA發出故障信息被認為完成了故障處理。

接收故障信息是車站地面系統的主要功能。為了鐵路局的車站都能夠共享由列車上PDA發出的故障信息,車站地面系統采用B/S軟件結構模式進行設計。

(2)基礎數據維護。車站地面系統故障信息中儲存有基礎數據。基本包括有:車次:含有車次經過的車站名稱,車站名稱編碼;機車:含有正在運行的機車名稱,機車車號;乘務員:車長姓名,車長工號;故障特征:故障類型,故障名稱等。

車站地面系統中存儲的基礎數據,時常是在變化的。例如:鐵路局減少某個車次,增加某個車次;維修好的機車加入運行,某個機車停止運行,進行維修等。這些基礎數據,一方面是車站地面系統處理故障信息時使用;另一很重要的方面是為高速列車上的PDA提供基礎數據。高速列車運行途中產生的故障信息是使用PDA發出來的。PDA產生一條故障信息時需要使用到車次、機車、乘務員、故障類型等基礎數據。由于車站地面系統中存儲的基礎數據也是PDA的基礎數據,這些基礎數據變化以后,能夠使PDA中的基礎數據與它保持一致,這一點在設計上是非常重要的。

在系統運行時,100多個PDA能夠隨時與基礎數據保持一致。

1.2 接收故障信息服務器

接收故障信息服務器的功能是接收由高速列車上的PDA發出故障信息。收到一個故障信息以后,接收故障信息服務器把這條故障信息寫入到故障信息表中。當接收故障信息服務器完成接收一條故障信息,把這條故障信息寫入到故障信息表中時,車站地面系統使用聲音和報警燈進行提示。

由于高速列車上的PDA發出故障信息是隨機的,還有可能是在某個時間點上,因而會有多個PDA同時發出故障信息的可能性。因此,單獨把接收故障信息服務器作為一個模塊設計是非常必要的。

1.3 PDA系統

PDA系統的功能是在PDA上產生故障信息并發送出去。PDA發送的故障信息是從PDA的GPRS信道出去,故障信息先在手機移動網絡中傳送,然后進入Internet網絡,到達接收故障信息服務器。PDA系統還有一個功能是在PDA上,從車站地面系統中把基礎數據讀入到PDA中來。

因此,PDA系統能夠在PDA上發出故障信息,也能夠在PDA上操作從車站地面系統中獲取基礎數據。

PDA就規范來講稱為個人數字助理,也稱為袖珍個人計算機P PC(Poret Personal Computer),俗稱智能手機。PDA使用Win CE(Windows Compact E-dition)作為操作系統,或者使用Linux作為操作系統。這是把PDA俗稱為智能手機的主要原因。一般,PDA有接收廣播電臺的信道,有接收GMS、GPRS、3G的信道,有接收GPS的信道,有滿足802.11 a/b/g協議的無線信道。

2 關鍵技術

基于PDA高速列車途中故障信息處理系統的特點是PDA在高速移動中發出信息、傳輸信息和儲存信息。它擴展了使用鍵盤傳輸信息和儲存信息的方式。基于以上兩點,設計基于PDA高速列車途中故障信息處理系統有若干關鍵技術。

2.1 Web Service技術

使用Web Service技術的目的是實現PDA中的基礎數據與地面系統保持一致。在本系統中,PDA中的基礎數據與地面系統保持一致稱為數據同步。

實現PDA中的基礎數據與地面系統保持一致使用的是Web Service技術。實現的過程是在車站地面系統中添加“Web服務”,建立一個實現數據同步的對象類,對象類的名字為RailwayAync。在RailwayAync對象類中編寫了實現數據同步的Web Method[]。

在PDA系統編程中“添加Web引用”。在添加Web引用的過程中,自動產生了一個對RailwayAync對象類的引用。接下來在PDA的編程中則可以引用在RailwayAync對象類中編寫的實現數據同步的Web Method[]。實現PDA中的基礎數據與地面系統保持一致。

使用Web Service技術實現PDA中的基礎數據與車站地面系統保持一致的特點是:基礎數據,數據同步的Web Method[]在車站地面系統中。由于在PDA系統的編程中“添加Web引用”,在PDA系統編程的模塊中使用Web Method[]。實現PDA中的基礎數據與地面系統保持一致,即數據同步。

2.2 接收故障信息服務器的編程技術

接收故障信息服務器是由高速列車上的PAD發出故障信息。PDA發出故障信息采用Socket套接字方式。由于PDA發出故障信息都是字符數據,一個故障信息的字符數量也不多,所以采用Socket套接字方式傳輸故障信息比較適合。

接收故障信息服務器的編程使用了多線程技術。一個鐵路局有多個高速列車在運行,有多個PDA在使用。為了實現在某個時間點上接收多個PDA同時發出的故障信息,在接收故障信息服務器中使用了多線程技術。在接收故障信息的時候,一旦檢測出有一條故障信息流,則生成一條線程,專門用于處理接收這個PDA發出的故障信息。接收完畢以后,撤銷這條線程。

2.3 PDA系統的編程技術

個人數字助理PDA的主頻比較低,內存容量不大,這是在PDA上進行設計程序必須明白的。

在PDA上進行設計程序使用了軟件架構的方法,對數據庫訪問編寫了對數據庫表訪問的公共操作。例如:編寫了對數據庫表訪問得到記錄集的操作,對數據庫表訪問得到記錄個數的操作,對數據庫表訪問得到影響的記錄的操作。采用軟件架構的設計方法,減少了使用內存的容量。

在PDA上使用Web Service技術是PDA訪問車站地面系統的一種方式。還有其他的方式使PDA訪問車站地面系統。在本系統中,使用Web Service技術是一種使PDA訪問車站地面系統最佳方案。例如:在PDA上使用Web Service技術使PDA訪問車站地面系統,在PDA上程序的編寫量最少。

3 結束語

基于PDA高速列車途中故障信息處理系統由車站地面系統、接收故障信息服務器和PDA系統三部分組成開發出來。本系統的特點是在移動中傳輸數據、接收數據。拓展了信息處理系統應用的范圍。本文介紹了系統開發涉及到的關鍵技術,這些技術的使用對于開發基于PDA的信息處理系統有借鑒的作用。

[1]張躍延,王小科,張宏宇.C#程序開發寶典[M].人民郵電出版社,2007.

[2]馬駿.C#網絡應用編程基礎[M].人民郵電出版社,2006.

[3]馬駿,鄭逢斌,沈夏炯.C#網絡高級編程[M].人民郵電出版社,2006.