列控中心测试系统（TCCTTCCT）数据建模的研究与应用

张 玙（北京全路通信信号研究设计院有限公司，北京 100073）

近年来随着我国高铁的发展，列控中心系统（T rain Con tro l Cen ter，TCC）已经作为高速铁路和客运专线列控系统地面信号控制的关键设施，为高速运行的列车提供了可靠的安全保证。但是由于列控中心系统的接口繁多、数据关系较为复杂，要具备测试执行条件需要多种外部通信设备的配合，因此列控中心测试系统（T rain Con trol Cen ter Test，TCCT）为列控中心软件提供了软件应用所需的系统仿真平台及与列控中心相关的所有外部设备仿真接口，为列控中心的整个生产过程，包括研发，测试，设备出厂及室内集成、验收测试提供了一个安全可靠的测试平台。

由于列控中心测试系统应用范围广，测试执行条件需要大量的数据，而数据来源通常都是庞大复杂的工程数据表，所以建立数据库模型之上的数据逻辑模型是测试系统建设的一项基础工程。数据模型是否准确、清晰、合理，将直接影响测试系统测试过程的执行与测试结果的准确。基于以上原因在TCCT开发使用过程中，数据建模的工作至关重要，因此对于TCCT数据建模技术与方法的研究既具有理论意义又有实用价值。

张玙，女，毕业于北京交通大学，助理工程师。主要研究方向为测试系统，曾参与鲅鱼圈CIPS后备系统，沪宁防灾安全监控系统，列控中心测试系统等项目。

1 建模概述

数据建模指的是对现实世界各类数据的抽象组织，确定数据库需管辖的范围、数据的组织形式等直至转化成现实的数据库。将经过系统分析后抽象出来的概念模型转化为物理模型后,在v isio等工具建立数据库实体以及各实体之间关系的过程。

2 数据模型建立

数据建模大致分为3个阶段，概念建模阶段、逻辑建模阶段和物理建模阶段。概念建模阶段主要是了解需求，进行需求分析确定实体；逻辑建模阶段是对实体进行细化，细化成具体的表，同时丰富表结构。物理建模阶段是将在逻辑建模阶段创建的各种数据库对象生成为相应具体数据库对象。

2.1 概念建模

TCCT功能模块主要分为中央控制单元模块、配置信息服务器模块、模拟器模块（联锁模拟、邻站列控中心模拟、采集逻辑模拟、临时限速服务器模拟、CTC通信接口单元及CTC功能模拟、轨道电路通信接口单元及轨道电路功能模拟、PIO驱动采集单元功能模拟）、邻站模拟模块、列控中心仿真平台以及图形界面模块。TCCT主要模拟了列控中心站内和区间轨道电路的载频、低频信息编码功能；临时限速服务器发送临时限速命令，应答器报文的实时组帧、编码和发送；区间信号机点灯控制；部分灾害自动防护等功能。

要实现上述功能，首先要有站场内基本设备的数据，其中包括线路数据、轨道区段、信号机、应答器、LEU以及PIO采集、驱动设备、邻站TCC设备等。这些设备的实体模型是建立整个数据关系模型的基本前提，并且能为后续计算设备关系等运算奠定基础。

这些实体的来源主要是TCC接口数据文件，其中包括采集配置表、驱动配置表、列车进路信息表、轨道区段配置表、线路数据表、LEU配置表、联锁接口表。建立数据模型时根据相关数据源表的格式和内容提取所需数据。

2.2 逻辑建模

测试系统的数据分为两类，一类是通过数据源表直接提取的基础数据，包括信号机表、轨道区段表、应答器表、PIO采集配置表、PIO驱动配置表、区间口信息表、以及LEU-应答器对应关系表、线路数据表和进路信息表。这些数据可以直接从相应接口文件中按照一定格式提取出来。还有一类数据是通过已建立好的数据进行关联，包括方向继电器与轨道区段的关联，点灯继电器和信号机的关联，灾害继电器和轨道区段的关联以及PIO采集驱动对照关系。对象的UM L关系图如图1所示。

2.2.1 方向继电器与轨道区段对照表

站内轨道电路方向控制是在站内每个轨道区段设置一个轨道电路方向继电器，控制站内轨道电路的发码方向。区间轨道电路方向控制是在车站每个发车口配置一个区间方向继电器，控制区间轨道电路方向的切换。TCCT模拟列控中心控制轨道电路发码方向控制因而建立方向继电器与轨道区段对照表，通过在PIO驱动表中查找所有类型为“站内方向继电器”的继电器，将继电器的名称中包含的区段名称和轨道区段表相关联。

2.2.2 灾害继电器和轨道区段对应表

灾害防护是TCCT模拟列控中心采集落物灾害防护系统提供的继电器接点信息，获取落物灾害报警信息的功能。落物灾害发生时，应控制灾害闭塞分区轨道电路发H码。因此建立灾害继电器和轨道区段的对照表，应包括灾害继电器名称、采集点ID以及相关轨道区段ID等。

2.2.3 区间点灯继电器与信号机对照表

区间信号机点灯控制是TCCT模拟列控中心驱动LJ/U J/H J继电器实现区间信号机点灯的功能。因而建立区间点灯继电器与信号机对应表，应包含信号机ID和采集继电器ID，通过在PIO采集表中查找类型为“区间点灯继电器”的继电器，将继电器名称中包含的信号机名称与LJ/U J/HJ继电器关联起来。

2.2.4 PIO采集与驱动对照表

TCCT模拟轨道电路方向控制时采集区间方向继电器和区间轨道电路方向切换继电器的状态，与驱动方向不一致报警，因此要建立采集继电器和驱动继电器的对照表，将驱动继电器与采集继电器关联起来。单采状态下，一个驱动对应一个采集；双采状态下，一个驱动对应一个采集前点和一个采集后点。

2.3 物理建模

数据模型设计完成后，需要将大量的数据从数据源表中导入到数据库中。以往通过人工方式，由于数据量大，数据关系复杂，而且无法验证数据的正确性；尤其是源数据表进行修改后，还要人工手动修改数据库中相应数据，容易出现错误。所以通过TCCT数据编制系统将数据按照数据模型导入到数据库中。数据转换流程如图2所示。

2.4 数据检查

数据转换成功后，需要检查数据的正确性。数据检查分为站场图检查、区段检查和PIO检查。站场图检查是通过和站场数据的比对查找不匹配的数据；区段检查和PIO检查时通过区分不同的类型更清晰的检验数据的正确性。

2.4.1 站场图检查

站场图形绘制过程是通过人工利用A rcGis画图工具参照CAD站场图进行绘制。绘制完成后通过文件形式将站场内的设备保存。数据编制系统直接读取文件将整个站场图形显示出来。站场图检查方法如下。

1）区段信号机等设备检查：判断站场图中区段、信号机、区段表、信号机表是否相匹配。

2）进路信息检查：通过选取某条进路的联锁编号，站场图中用不同颜色标示出此条进路，包括该进路的始端信号机、终端信号机以及经过区段。

3）信号类型检查，主要是检查信号机所属类型（出站、进站、区间），所选类型的信号机会在站场图中以不同的颜色显示出来。

4）线路信息检查，主要根据线路数据表中信息检查，选中的区段和该区段所属的信号机会在站场图中显示出来。

5）区段类型检查，主要是将选中的所有此类型区段在站场图上显示出来。

显示界面如图3所示。

2.4.2 PIO 检查

PIO检查是主要是检查采集配置、驱动配置表数据，根据采集表PIO类型分类显示（区间方向、区间点灯、站内方向、站内轨道、区间轨道）、驱动表PIO类型分类显示（区间改方、区间点灯、站内方向）。显示如图4所示。

2.4.3 区段检查

区段主要是检查轨道区段配置内的数据，根据区段类型分类显示（股道、道岔、无岔、区间）。显示如图5所示。

3 结论

由于列控中心功能强大，控制逻辑复杂，并且安全性要求高，为实现所有功能并能够在出现故障时导向安全，列控中心测试系统是一个非常重要的技术手段，然而复杂强大的数据支撑着这个测试系统的运行过程。

随着哈大高铁，宁杭，向莆的客运专线的开通，基于上述数据模型的列控中心测试系统为列控中心设备进行了严格的开发测试，集成测试等开通前期的准备，为列控中心设备的运行提供安全可靠的保证。

今后随着系统的逐步完善，在现有数据模型的基础上通过进一步的数据处理为列控中心自动化测试提供更全面，更复杂的数据支撑。

[1] 科技运[2010]138号 客运专线列控中心技术规范[S].

[2] 石坤，穆建成，叶峰．基于数据驱动的列控中心报文自动化测试研究[J]．铁路计算机应用，2011(8)：47-50.

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