信號設備數據配置工具在CBTC中的研究與實現

朱瑩瑩，王英波

（北京全路通信信號研究設計院集團有限公司，北京 100070)

1 概述

完全自主化研制的CBTC 信號系統處于市場應用初期，計劃投放于海外市場的各類信號產品仍然處于研制試用階段，產品配套工程化應用較為缺乏，導致出現城軌信號系統整體集成效率低下，數據配置及測試環境等工作工期較長等問題，嚴重制約了工程實施進度。為城軌、海外等新興領域提供穩定、全面、可靠的工程化產品，加快產品生產集成效率，是擴大新興領域市場的重要幫助手段。

CBTC 是基于通信的列車控制信號系統，包括車載ATP、ZC、CI、ATO、ATS 等子系統。信號設備數據配置工具（SDCT）為城軌CBTC 信號系統完成各產品配置數據生成，包含：車載ATP 數據配置工具、ZC 數據配置工具、CI 數據配置工具、報文數據配置工具，如圖1 中綠色區域所示。各產品數據配置過程以設計輔助工具存儲數據庫為工程數據主要數據源，并輔以各產品數據配置過程所需其他數據（以EXCEL 數據格式導入），各產品的數據配置工具應能通過標準的服務總線協議進行數據交互，實現功能協作及信息復用。

圖1 SDCT應用對象Fig.1 SDCT application object

2 SDCT設計實現

2.1 SDCT研發內容

與城軌CBTC 系統配置業務相關的SDCT 的研發內容如下。

1）研究城軌CBTC 信號系統各產品配置數據自動化生成，SDCT 平臺重點研究如下產品數據配置相關業務，提供各產品配置自動化生成功能，包括：

a.ATP 電子地圖數據配置；

b.ZC 數據配置；

c.CI 數據配置；

d.應答器報文配置；

e.ATE 及仿真系統配置。

2）基于規則引擎的配置服務平臺，借鑒國鐵配置業務和產品相關經驗，搭建基于規則引擎的配置服務平臺，主要內容如下。

a.研究將業務邏輯從軟件系統中剝離形成業務規則腳本。

b.研究標準化、模塊化搭建新產品數據配置服務方式。

c.研究各模塊或產品配置服務功能的獨立部署、擴展、維護方式。

3）基于數據倉庫技術的綜合數據平臺

整合配置業務數據倉庫和行為數據倉庫，支撐城軌CBTC 信號系統數據存儲、相關配置業務計算、數據分析、挖掘、展示等。

2.2 SDCT系統結構設計

SDCT 包括系統用戶功能，主體業務功能子系統，數據平臺服務器，以及系統管理功能，總體結構如圖2 所示。

圖2 總體結構圖Fig.2 General structure diagram

SDCT 總體技術方案以平臺化、模塊化為基本原則，拆分產品配置業務邏輯模塊、基礎平臺模塊，本系統基于如下方案開展系統（軟件）設計和實現。

1）采用B/S 架構實現車載ATP、ZC 產品的數據配置功能，基于設計數據庫基礎上，由數據配置人員通過瀏覽器交互界面補充產品數據配置所需數據，并進行數據配置生成工作。

2）設計基于腳本規則引擎的配置服務基礎平臺，分離軟件功能和配置業務，各產品配置業務使用規則庫封裝業務邏輯，編制配套的規則腳本，在服務端配置服務平臺中開放接口供1）中應用調用相關功能，實現自動化生成產品配置數據功能，同時提高可擴展性、可維護性和可用性。

3）基于數據倉庫技術的數據存儲平臺，整合配置業務結構化數據庫、數據倉庫和行為數據倉庫，支撐城軌信號系統數據存儲、相關配置業務計算、數據分析、挖掘、展示等。

3 SDCT應用舉例

CBTC 信號系統車載ATP 數據、CI 數據的配置功能需求與ZC 數據的配置功能類似。本文以該配置工具在CBTC 信號系統ZC 數據配置中的應用為例。

3.1 CBTC信號系統ZC數據配置功能需求

ZC 數據配置工具實現對ZC 通信數據、線路數據、內部數據及通信協議數據的自動生成、編輯、保存、導出等功能。主體功能流程如圖3 所示。圖3中，藍色部分為用戶操作功能流程，綠色部分為輸入數據源，白色部分為系統內部數據處理及存儲方式。

ZC 配置功能具體說明如下。

1）sdctCZC 基于設計人員采用設計輔助工具繪制ATP 工程圖、配置設備編號、ATP 軌道區段數據，以設計人員存儲的數據庫作為輸入數據源，由數據配置人員選擇對應線路及版本信息，并將所選導入配置數據庫中。

2）由數據配置人員選擇設計線路中待生成數據配置的ZC 設備，可選擇一個或多個設備。

3）根據ZC 數據配置需求輸入，在設計數據基礎上需增加設備IP 表及通信數據、當前ZC 管轄范圍車站聯鎖表（可為多個）、ZC 數據配置默認項數據導入功能，具體數據以Excel 形式導入至配置數據庫中。

4）在上述數據進入配置數據庫前，需同數據庫中同類數據內容進行檢查，判斷是否已存在相應數據，如存在，則由用戶選擇是否重新導入或繼續使用既有數據。

5）基于上述數據內容，調用ZC 數據配置服務，自動計算ZC 數據配置相關內容，并將計算結果數據、時間、編制者等數據存儲至配置工程數據庫中。

圖3 ZC初版數據配置生成功能流程圖Fig.3 Flow chart of ZC data configuration generation function

6）提供可視化的數據查看、修改界面供集成人員對自動計算的ZC 數據配置結果進行審閱、編輯。

7）sdctCZC 自動計算的ZC 數據配置結果經集成數據配置人員修改、審核無誤后，輸入版本等信息，導出數據配置文件，完成ZC 數據配置整個功能流程操作。

3.2 ZC數據配置界面實現

SDCT 提供設計數據管理、配置數據源管理、車載ATP 數據配置、ZC 數據配置、ZC 自動編譯、CI聯鎖配置、城軌CI 自動編譯、ATE 數據配置、報文編輯器等功能，并附帶使用說明，如圖4 所示。其中左側為菜單欄，右側為近期修改日志（30 天內）。

圖4 CBTC數據配置工具Fig.4 CBTC data configuration tool

4 結論

SDCT 從CBTC 系統開始投入使用，各子系統數據配置效率顯著提高。目前SDCT 已成功支撐西安機場線、長沙5 號線、長春北湖線、合肥3 號線、重慶5 號線等多條工程線路的數據配置工作。以西安機場線生成ZC 一個集中站的jtcfg.c 為例，人工配置時間為2 ～3 周/人，通過配置工具自動導出，包含人工審核結果情況下只需1 周/人，提升至少50%以上。隨著功能的進一步完善，基于該工具的數據配置功能也將在各產品的集成過程中發揮更大的作用，確保各產品集成、研發過程的順利進行。