列控中心測試系統（TCCTTCCT）數據建模的研究與應用

張 玙（北京全路通信信號研究設計院有限公司，北京 100073）

近年來隨著我國高鐵的發展，列控中心系統（T rain Con tro l Cen ter，TCC）已經作為高速鐵路和客運專線列控系統地面信號控制的關鍵設施，為高速運行的列車提供了可靠的安全保證。但是由于列控中心系統的接口繁多、數據關系較為復雜，要具備測試執行條件需要多種外部通信設備的配合，因此列控中心測試系統（T rain Con trol Cen ter Test，TCCT）為列控中心軟件提供了軟件應用所需的系統仿真平臺及與列控中心相關的所有外部設備仿真接口，為列控中心的整個生產過程，包括研發，測試，設備出廠及室內集成、驗收測試提供了一個安全可靠的測試平臺。

由于列控中心測試系統應用范圍廣，測試執行條件需要大量的數據，而數據來源通常都是龐大復雜的工程數據表，所以建立數據庫模型之上的數據邏輯模型是測試系統建設的一項基礎工程。數據模型是否準確、清晰、合理，將直接影響測試系統測試過程的執行與測試結果的準確。基于以上原因在TCCT開發使用過程中，數據建模的工作至關重要，因此對于TCCT數據建模技術與方法的研究既具有理論意義又有實用價值。

張玙，女，畢業于北京交通大學，助理工程師。主要研究方向為測試系統，曾參與鲅魚圈CIPS后備系統，滬寧防災安全監控系統，列控中心測試系統等項目。

1 建模概述

數據建模指的是對現實世界各類數據的抽象組織，確定數據庫需管轄的范圍、數據的組織形式等直至轉化成現實的數據庫。將經過系統分析后抽象出來的概念模型轉化為物理模型后,在v isio等工具建立數據庫實體以及各實體之間關系的過程。

2 數據模型建立

數據建模大致分為3個階段，概念建模階段、邏輯建模階段和物理建模階段。概念建模階段主要是了解需求，進行需求分析確定實體；邏輯建模階段是對實體進行細化，細化成具體的表，同時豐富表結構。物理建模階段是將在邏輯建模階段創建的各種數據庫對象生成為相應具體數據庫對象。

2.1 概念建模

TCCT功能模塊主要分為中央控制單元模塊、配置信息服務器模塊、模擬器模塊（聯鎖模擬、鄰站列控中心模擬、采集邏輯模擬、臨時限速服務器模擬、CTC通信接口單元及CTC功能模擬、軌道電路通信接口單元及軌道電路功能模擬、PIO驅動采集單元功能模擬）、鄰站模擬模塊、列控中心仿真平臺以及圖形界面模塊。TCCT主要模擬了列控中心站內和區間軌道電路的載頻、低頻信息編碼功能；臨時限速服務器發送臨時限速命令，應答器報文的實時組幀、編碼和發送；區間信號機點燈控制；部分災害自動防護等功能。

要實現上述功能，首先要有站場內基本設備的數據，其中包括線路數據、軌道區段、信號機、應答器、LEU以及PIO采集、驅動設備、鄰站TCC設備等。這些設備的實體模型是建立整個數據關系模型的基本前提，并且能為后續計算設備關系等運算奠定基礎。

這些實體的來源主要是TCC接口數據文件，其中包括采集配置表、驅動配置表、列車進路信息表、軌道區段配置表、線路數據表、LEU配置表、聯鎖接口表。建立數據模型時根據相關數據源表的格式和內容提取所需數據。

2.2 邏輯建模

測試系統的數據分為兩類，一類是通過數據源表直接提取的基礎數據，包括信號機表、軌道區段表、應答器表、PIO采集配置表、PIO驅動配置表、區間口信息表、以及LEU-應答器對應關系表、線路數據表和進路信息表。這些數據可以直接從相應接口文件中按照一定格式提取出來。還有一類數據是通過已建立好的數據進行關聯，包括方向繼電器與軌道區段的關聯，點燈繼電器和信號機的關聯，災害繼電器和軌道區段的關聯以及PIO采集驅動對照關系。對象的UM L關系圖如圖1所示。

2.2.1 方向繼電器與軌道區段對照表

站內軌道電路方向控制是在站內每個軌道區段設置一個軌道電路方向繼電器，控制站內軌道電路的發碼方向。區間軌道電路方向控制是在車站每個發車口配置一個區間方向繼電器，控制區間軌道電路方向的切換。TCCT模擬列控中心控制軌道電路發碼方向控制因而建立方向繼電器與軌道區段對照表，通過在PIO驅動表中查找所有類型為“站內方向繼電器”的繼電器，將繼電器的名稱中包含的區段名稱和軌道區段表相關聯。

2.2.2 災害繼電器和軌道區段對應表

災害防護是TCCT模擬列控中心采集落物災害防護系統提供的繼電器接點信息，獲取落物災害報警信息的功能。落物災害發生時，應控制災害閉塞分區軌道電路發H碼。因此建立災害繼電器和軌道區段的對照表，應包括災害繼電器名稱、采集點ID以及相關軌道區段ID等。

2.2.3 區間點燈繼電器與信號機對照表

區間信號機點燈控制是TCCT模擬列控中心驅動LJ/U J/H J繼電器實現區間信號機點燈的功能。因而建立區間點燈繼電器與信號機對應表，應包含信號機ID和采集繼電器ID，通過在PIO采集表中查找類型為“區間點燈繼電器”的繼電器，將繼電器名稱中包含的信號機名稱與LJ/U J/HJ繼電器關聯起來。

2.2.4 PIO采集與驅動對照表

TCCT模擬軌道電路方向控制時采集區間方向繼電器和區間軌道電路方向切換繼電器的狀態，與驅動方向不一致報警，因此要建立采集繼電器和驅動繼電器的對照表，將驅動繼電器與采集繼電器關聯起來。單采狀態下，一個驅動對應一個采集；雙采狀態下，一個驅動對應一個采集前點和一個采集后點。

2.3 物理建模

數據模型設計完成后，需要將大量的數據從數據源表中導入到數據庫中。以往通過人工方式，由于數據量大，數據關系復雜，而且無法驗證數據的正確性；尤其是源數據表進行修改后，還要人工手動修改數據庫中相應數據，容易出現錯誤。所以通過TCCT數據編制系統將數據按照數據模型導入到數據庫中。數據轉換流程如圖2所示。

2.4 數據檢查

數據轉換成功后，需要檢查數據的正確性。數據檢查分為站場圖檢查、區段檢查和PIO檢查。站場圖檢查是通過和站場數據的比對查找不匹配的數據；區段檢查和PIO檢查時通過區分不同的類型更清晰的檢驗數據的正確性。

2.4.1 站場圖檢查

站場圖形繪制過程是通過人工利用A rcGis畫圖工具參照CAD站場圖進行繪制。繪制完成后通過文件形式將站場內的設備保存。數據編制系統直接讀取文件將整個站場圖形顯示出來。站場圖檢查方法如下。

1）區段信號機等設備檢查：判斷站場圖中區段、信號機、區段表、信號機表是否相匹配。

2）進路信息檢查：通過選取某條進路的聯鎖編號，站場圖中用不同顏色標示出此條進路，包括該進路的始端信號機、終端信號機以及經過區段。

3）信號類型檢查，主要是檢查信號機所屬類型（出站、進站、區間），所選類型的信號機會在站場圖中以不同的顏色顯示出來。

4）線路信息檢查，主要根據線路數據表中信息檢查，選中的區段和該區段所屬的信號機會在站場圖中顯示出來。

5）區段類型檢查，主要是將選中的所有此類型區段在站場圖上顯示出來。

顯示界面如圖3所示。

2.4.2 PIO 檢查

PIO檢查是主要是檢查采集配置、驅動配置表數據，根據采集表PIO類型分類顯示（區間方向、區間點燈、站內方向、站內軌道、區間軌道）、驅動表PIO類型分類顯示（區間改方、區間點燈、站內方向）。顯示如圖4所示。

2.4.3 區段檢查

區段主要是檢查軌道區段配置內的數據，根據區段類型分類顯示（股道、道岔、無岔、區間）。顯示如圖5所示。

3 結論

由于列控中心功能強大，控制邏輯復雜，并且安全性要求高，為實現所有功能并能夠在出現故障時導向安全，列控中心測試系統是一個非常重要的技術手段，然而復雜強大的數據支撐著這個測試系統的運行過程。

隨著哈大高鐵，寧杭，向莆的客運專線的開通，基于上述數據模型的列控中心測試系統為列控中心設備進行了嚴格的開發測試，集成測試等開通前期的準備，為列控中心設備的運行提供安全可靠的保證。

今后隨著系統的逐步完善，在現有數據模型的基礎上通過進一步的數據處理為列控中心自動化測試提供更全面，更復雜的數據支撐。

[1] 科技運[2010]138號 客運專線列控中心技術規范[S].

[2] 石坤，穆建成，葉峰．基于數據驅動的列控中心報文自動化測試研究[J]．鐵路計算機應用，2011(8)：47-50.

[3] 喻鋼，徐中偉．基于腳本技術的高速鐵路列控中心系統安全性自動化測試研究 [J]．鐵道學報，2011(12):56-64.