城市軌道交通時(shí)刻表系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)

王美宏

(蘭州交通大學(xué) 電子與信息工程學(xué)院，蘭州 730070)

城市軌道交通時(shí)刻表系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)

王美宏

(蘭州交通大學(xué) 電子與信息工程學(xué)院，蘭州 730070)

城市軌道交通運(yùn)行計(jì)劃經(jīng)常需要根據(jù)城市客流的變化特點(diǎn)不斷調(diào)整。因此，建立高效、便捷的時(shí)刻表系統(tǒng)，是保證城市軌道交通高效運(yùn)營的關(guān)鍵。本系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)、C#.net和ADO.net程序設(shè)計(jì)，良好的用戶界面，從易操作性和實(shí)用性出發(fā)，設(shè)計(jì)適合現(xiàn)代城市軌道交通的時(shí)刻表系統(tǒng)，它可以提高城市軌道交通時(shí)刻表編制的工作效率，具有廣闊的應(yīng)用前景。

時(shí)刻表；C/S架構(gòu)；C#.net；AOD.net

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化進(jìn)程加快，平衡交通供需是現(xiàn)代城市建設(shè)面臨的一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。為保證城市軌道交通安全高效的運(yùn)行，擁有一套完整的時(shí)刻表編輯系統(tǒng)迫在眉睫。目前我國部分城市地鐵采用了國際上先進(jìn)的列車自動(dòng)控制（ATC）系統(tǒng)，具有列車自動(dòng)運(yùn)行（ATO），列車自動(dòng)防護(hù)（ATP）和列車自動(dòng)監(jiān)控（ATS）的功能，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了編圖計(jì)算機(jī)化。本文討論ATS中關(guān)于時(shí)刻表編輯部分，它除了有方便的Windows操作界面外，還提供了自動(dòng)編譯的功能、數(shù)據(jù)保存及圖形打印功能。編者只需將一些特定的參數(shù)輸入到時(shí)刻表系統(tǒng)（TTE），既可以得到完整的列車運(yùn)行圖和時(shí)刻表。調(diào)度員可以調(diào)用已生成的時(shí)刻表，通過時(shí)刻表數(shù)據(jù)對列車進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整運(yùn)行，根據(jù)運(yùn)行情況對時(shí)刻表做靈活更改。

1 時(shí)刻表開發(fā)平臺(tái)及關(guān)鍵技術(shù)

時(shí)刻表系統(tǒng)（TTE）采用標(biāo)準(zhǔn)的面向?qū)ο箝_發(fā)模型，使系統(tǒng)中的每個(gè)模塊均具有獨(dú)特的操作特征，整個(gè)系統(tǒng)的架構(gòu)更加科學(xué)化和條理化。時(shí)刻表系統(tǒng)以實(shí)用性、先進(jìn)行、開放性為開發(fā)原則，采用C/S，.net Framework，ADO .net相結(jié)合的體系結(jié)構(gòu)，集中管理系統(tǒng)參數(shù)、屬性等信息。基于C/S模式的客戶端編輯工具對系統(tǒng)參數(shù)，屬性等進(jìn)行編輯、修改，同時(shí)對系統(tǒng)進(jìn)行專業(yè)化操作。.net Framework是一個(gè)功能非常豐富的平臺(tái)，可開發(fā)、部署和執(zhí)行分布式應(yīng)用程序，它以公共語言運(yùn)行庫（CLR，Common Language Runtime）為基礎(chǔ)，支持多種語言（C#，VB，C++）的開發(fā)。通常將在CLR的控制下運(yùn)行的代碼稱為托管代碼，編寫托管代碼的最大好處是可以調(diào)用.net Framework基類庫。.net Framework基類庫是一個(gè)內(nèi)容豐富的托管代碼類集合，它可以完成要通過windows應(yīng)用程序接口（API）完成的絕大多數(shù)任務(wù)。這些類派生自與中間語言相同的對象模型，也基于單一繼承性。無論.net Framework基類是否合適，都可以實(shí)例化對象，派生自己的類。ADO.net是C#與SQL server進(jìn)行數(shù)據(jù)連接的橋梁，包括2個(gè)核心組件：數(shù)據(jù)提供程序和數(shù)據(jù)集。數(shù)據(jù)提供程序（Data provider）用于連接到數(shù)據(jù)源，支持?jǐn)?shù)據(jù)訪問和處理；數(shù)據(jù)集（Dataset）支持?jǐn)?shù)據(jù)以關(guān)聯(lián)的方式，在斷開連接的情況下獨(dú)立緩存數(shù)據(jù)，根據(jù)需要更新數(shù)據(jù)源。

2 時(shí)刻表系統(tǒng)功能要求及設(shè)計(jì)

為方便時(shí)刻表系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)，根據(jù)客流、站點(diǎn)、季節(jié)、運(yùn)能等分布情況，把編制時(shí)刻表的工作交給計(jì)算機(jī)來完成，而只需輸入相關(guān)的資料和參數(shù)，并可以在計(jì)算機(jī)自動(dòng)編制一個(gè)時(shí)刻表后做一些合乎實(shí)際要求的修改，這樣減小了編制時(shí)刻表的工作量，縮短工作周期，提高工作效率。時(shí)刻表系統(tǒng)能引導(dǎo)調(diào)度人員在短時(shí)間內(nèi)輸入數(shù)據(jù)生成時(shí)刻表且編輯時(shí)刻表，因此對系統(tǒng)輸入?yún)?shù)有以下要求：

（1）對要生成時(shí)刻表的線路站點(diǎn)進(jìn)行數(shù)字化描述，輸入正確的線路數(shù)據(jù)，包括軌道線路的坡度、線路最高及最低行駛速度、道岔、信號機(jī)、站臺(tái)等；（2）對一段線路運(yùn)行所投入的車輛進(jìn)行配置，包括車輛的長度、重量、最高輸出功率、最大載客量、最長制動(dòng)時(shí)間等；（3）該段線路所投入的車輛數(shù)量，以數(shù)字的形式輸入到時(shí)刻表系統(tǒng)中；（4）車輛在該段運(yùn)行所使用的時(shí)間，包括缺省站停時(shí)間、最大站停時(shí)間、最小站停時(shí)間、缺省運(yùn)行時(shí)間、最大運(yùn)行時(shí)間、最小運(yùn)行時(shí)間等。

通過圖1所示方法在輸入模塊中輸入上述數(shù)據(jù)，時(shí)刻表系統(tǒng)根據(jù)所輸入的信息進(jìn)行處理，然后存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中待系統(tǒng)調(diào)用，當(dāng)要生成時(shí)刻表時(shí)只需在輸出模塊進(jìn)行操作，系統(tǒng)根據(jù)要求自動(dòng)生成時(shí)刻表，并保存在數(shù)據(jù)庫中。

3 時(shí)刻表系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

時(shí)刻表系統(tǒng)采用3層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即用戶層、處理層、數(shù)據(jù)層。系統(tǒng)建立在Windows操作系統(tǒng)平臺(tái)之上，采用Visual Studio2005、SQLServer2005和C#語言開發(fā)應(yīng)用程序，可以借助Windows操作系統(tǒng)所具有的特性，為不同的用戶定義其使用角色，并針對不同的角色限制其使用的權(quán)限，以保證時(shí)刻表安全、高效的運(yùn)行。

圖1 系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)方法和技術(shù)路線

時(shí)刻表系統(tǒng)主要采用標(biāo)準(zhǔn)C/S架構(gòu)模型，為各個(gè)模塊提供數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)表示以及接口功能。C/S架構(gòu)是一種軟件體系結(jié)構(gòu)，通過它可以將任務(wù)合理分配到Client和Server端，降低了系統(tǒng)資源的開銷。由于時(shí)刻表的準(zhǔn)確度將直接影響列車的運(yùn)行，所以在時(shí)刻表生成初期首先要進(jìn)行驗(yàn)證，段與段之間所投入的車輛數(shù)是否超過規(guī)定，是否滿足段間運(yùn)行時(shí)間的要求，本車次與下一車次之間的時(shí)間間隔等。由于不同的信號系統(tǒng)，不同的傳輸系統(tǒng)、列車及駕駛方法生成的時(shí)間表有所不同，需要進(jìn)行手工驗(yàn)證并且輸入有關(guān)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)總體流程如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)總體流程

系統(tǒng)設(shè)計(jì)以易操作性和實(shí)用性出發(fā)，為使用者提供了良好人機(jī)操作界面，如圖3所示。

系統(tǒng)在打開后提示操作人員進(jìn)行登錄，根據(jù)操作員的權(quán)限將使用不同的功能，當(dāng)操作人員在建立時(shí)刻表的權(quán)限內(nèi)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)提示是否建立時(shí)刻表，然后彈出系統(tǒng)主界面，提示輸入要生成時(shí)刻表的2個(gè)站點(diǎn)，并要求輸入2個(gè)車站之間所投入使用的車輛屬性、時(shí)間參數(shù)，并存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫表中，當(dāng)點(diǎn)擊“執(zhí)行”鍵時(shí)系統(tǒng)生成時(shí)刻表，再根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行修改。

圖3 人機(jī)界面系統(tǒng)

4 結(jié)束語

時(shí)刻表是城市軌道交通中十分重要的組成部分，本文介紹的時(shí)刻表系統(tǒng)架構(gòu)和功能相對完整，用戶界面良好，具有易操作性和實(shí)用性，可以減輕工作強(qiáng)度，提高城市軌道交通時(shí)刻表編制的工作效率與編制質(zhì)量。

[1] Christian Nagel, Bill Evjen, Jay Glynn等.C# 高級編程[M].李敏波，譯. 4版.北京：清華大學(xué)出版社，2006，10.

[2] James Huddleston. C#數(shù)據(jù)庫入門經(jīng)典[M].姜玲玲,馮 飛，譯.北京：清華大學(xué)出版社，2008，6.

[3]王小科，王 軍.C#開發(fā)實(shí)戰(zhàn)1200例[M].北京：清華大學(xué)出版社，2011，1.

[4] 于 鵬.基于軌道交通的常規(guī)公交時(shí)刻表協(xié)調(diào)優(yōu)化研究[D].北京：北京交通大學(xué)，2011.

[5] 曾志倫.城市軌道交通FALKO軟件的研究與設(shè)計(jì)[D].成都：西南交通大學(xué)，2011.

[6] 朱晨罕.SMART3.0面向旅客的時(shí)刻表查詢程序設(shè)計(jì)[J].鐵路計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2000，9（4）.

責(zé)任編輯 方 圓

Design of Urban Transit Timetable System

WANG Meihong
( School of Electronic and Information Engineering of Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070, China )

Urban Transit plans were often needed to adjust according to the characteristics of urban passenger fl ow. To set an eff i cient and convenient Timetable System was the key point to ensure the eff i cient operation of Urban Transit. The architecture of C/S, C#.NET and ADO.NET program design were adopted in the System. The System was designed with good user interface, easy to operate and practicability, which could improve the work eff i ciency, and be with broad application prospects.

timetable; C/S; C#.net; AOD.net

U231.92∶TP39

A

1005-8451（2014）02-0049-03

2013-10-25

王美宏，在讀碩士研究生。