企业铁路车号自动录入系统的设计与应用

杨菊花，陈光武，石建强

（1.兰州交通大学 交通运输学院，兰州 730000；

2. 兰州交通大学 光电技术与智能控制重点实验室，兰州 730000）

企业铁路车号自动录入系统的设计与应用

杨菊花1，陈光武2，石建强2

（1.兰州交通大学 交通运输学院，兰州 730000；

2. 兰州交通大学 光电技术与智能控制重点实验室，兰州 730000）

介绍车号自动录入系统的总体功能和结构，对系统整体设计和软件模块划分进行详细阐述。根据车号自动录入系统要实现的功能，设计相应的软件模块以及BM模式匹配算法和验证算法，结合相似度的概念，提高车号数据采集的准确性、一致性、智能化。使得车号自动录入系统解析和校核更加准确、全面，对于车号有无重复、空车号所对应的车辆具体位置能及时给出准确提示。系统故障后能自动转换到人工录入模式，人工录入操作便捷、易懂。

车号自动录入；AEI；模式匹配；校核

近年来随着计算机控制技术、计算机网络技术和无线通信技术的迅速发展，我国企业铁路信息化和智能化的建设取得了长足的发展，先后开发了一大批应用信息系统。以企业运输调度管理系统为代表，实现了从传统管理向现代化管理的跨越。这些应用信息系统对车辆的车型、车号、车种、车辆位置、车辆的装载属性、车辆状态等基础数据的准确性和一致性以及采集数据的自动化程度有很高的要求。但是一直以来，基础数据的准确性、一致性、智能化处理方面远远满足不了运输管理的要求，本文所提出的铁路车号自动录入系统因此而开发。

铁路车号自动录入系统通过读取、解析、分析处理地面车号自动识别（AEI，Automatic Equipment Identification）到的车辆基础信息，为应用信息系统自动实时录入车辆的车型、车号、车种、车辆位置、车辆的装载属性、车辆状态等数据，减少因手工抄录造成的误差，提高生产效率，保证数据的准确性、可靠性、一致性，减轻车号员的劳动强度，提高了车辆调度水平和效率，促进了铁路运输管理的信息化和智能化。

1 系统需求分析

在企业的运输生产组织当中，对于企业运输调度管理系统来说，信息的准确性和采集信息的自动化程度是很重要的，尤其是进出编组场车辆的顺位、车型、车种、车号、换长、入场时间、车辆位置、备注、过期车号等编组信息。车号自动录入系统的应用，恰好解决了这一难题。在整个运输过程中，有3次编组信息的分析处理过程，分别是列车进出编组场以及轨道衡过衡时车辆编组信息的读取、解析、校核处理。根据企业的运输经验，绝大部分错误出现在车辆的车号上，因此编组信息的校核主要是车号的校核。

1.1 编组场入口

终到站为企业铁路的车辆编组在出发后，国铁TIMS（Railway Transportation Information Management System）会向企业编组场发送即将到达列车的预报信息。在编组场的入口处配置有地面AEI设备，车号自动录入系统读取、解析AEI设备采集的车辆数据，形成车辆的车型、车号等编组信息；通过模糊查找算法，利用解析后的车号来分析出进场车列的预报，校核进场车列的编组信息和预报信息，最后形成有效的车辆编组信息。可分解为4个过程，进场车辆的车号读取和解析、进场车辆的进路跟踪、模糊查找预报、校核进场车辆的编组信息和预报信息。在校核时，大致有以下3种情况：

（1）车号自动录入系统解析后的车号与国铁TIMS系统发送的预报中的车号完全相同。这时可以直接形成最终有效的车辆编组信息，提交到信息中心数据库服务器的编组场车号临时表中。

（2）车号自动录入系统解析后形成编组信息，但是收到国铁TIMS发送的对应列车的预报。这时，应以车号自动录入系统解析后形成的编组信息为准。

（3）因故致使编组场车号自动录入系统未读取、解析到进场车辆的车型、车种、车号等信息，不管车号自动录入系统收到预报与否，都需采用人工录入的方式，到现场去抄写，最后形成有效的车辆编组信息。

1.2 编组场出口

在编组场出口处与入口处的前2个处理过程基本相同，不同之处在于：由于企业运输调度管理系统的限制，不需要向国铁TIMS发送出场列车的预报，因此不需要模糊查找预报，另外校核比较的信息也有不同。大致可分解为3个过程：出场车辆的车号读取和解析、出场车辆的进路跟踪、校核解析后的车辆编组信息和发车计划出场车辆的编组信息。

1.3 轨道衡过衡

在轨道过衡处，车号自动录入系统只需对过衡的车辆进行车号的读取、分析，校核过衡计划中的编组信息和解析后的编组信息。

2 系统结构

企业铁路车号自动录入系统主要包括车号自动录入子系统、车号自动识别子系统、AEI设备、信息中心服务器、与其他系统的外部接口。如图1所示。

图1 车号自动录入系统结构图

3 系统模块设计

根据用户需求以及软件设计的基本原则，车号自动录入系统划分为7个功能模块，如图2所示。

图2 系统功能模块框图

3.1 与地面AEI通信模块

建立车号自动录入子系统与地面AEI设备的通信连接，实现实时、安全地读取AEI采集后的车号文件。

3.2 读取解析数据模块

把读取到的车号数据进行解析处理。

3.3 模式匹配预报模块

采用BM（Boyer-Moore）算法，结合相似度的概念查找预报，该模块只适用于列车进入编组场时。

3.4 校核比较模块

校核比较解析后的编组信息和国铁TIMS发送的预报信息或发车计划中的车辆编组信息或过衡计划中的车辆编组信息。

3.5 数据存储模块

存储解析后的车号文件到不同的文件夹中，文件夹按照月份命名，文件以“yyyyMMddhhmmss. dat”的格式命名。最后形成的编组信息存储到数据集DataSet中。

3.6 提交编组信息模块

经过比较验证之后，车号员根据实际情况，向信息中心服务器提交车辆编组信息。

3.7 其他功能模块

涉及到其他的一些功能操作，如显示、打印、增删行等。

4 系统关键技术

4.1 模糊查找算法的设计与实现

采用BM模式匹配算法，结合相似度的概念进行查找预报。首先给DataSet中存放的所有预报建立一个相对应的字符串数组，每一个字符串数组中的元素就是预报中的车号数据，作为目标字符串数组。然后把车号自动录入系统解析后的编组信息中的车号数据放到另一个字符串数组中，作为模式字符串数组。在BM算法匹配的过程中，如果模式字符串数组中的元素和目标字符串数组中的元素匹配成功，则相应的目标字符串数组的匹配数Num[i]的值加1。最后比较Num[i]的大小，最大的Num[i]所对应的目标字符串数组即为进场列车的预报。

4.2 验证算法的设计与实现

当列车进出编组场或轨道过衡时，地面AEI设备采集车辆信息，形成“.dat”格式的车号数据文件，存储到网络共享文件夹中。车号自动录入系统实时监听该文件夹，当系统监听到有数据文件后进行读取、解析，按照预定的格式存储到数据集DataSet1中。国铁TIMS发送的预报信息或发车计划或过衡计划中的车辆编组信息按照预定格式存储到数据集DataSet2中。校核比较时，把DataSet1和DataSet2中的车号信息取出来进行比较验证。为了防止最终提交的列车编组信息中的车号与现车信息中的车号有重复，需要与数据集DataSet3中的信息比较，DataSet3中存储的是来自于数据库中的现场车辆信息。在比较时，先判断系统解析后编组信息中的空车号数目，空车号数目分等于0、等于1、大于1共3种情况。在每种情况下，再根据系统解析后编组信息中的车辆数等于、大于、小于国铁TIMS发送的预报或发车计划或过衡计划中编组信息中的车辆数又可分3种情况。最后形成有效的车辆的车型、车号等编组信息。

5 结束语

车号自动录入系统的开发应用，对实现铁路运输管理的信息化、智能化和信息共享有着重要的意义。在软件设计上，为了能够实现和其他系统的结合，接口设计方面做了一系列改动。目前，该系统已在洛阳石化成功应用1年。系统在现场测试中，对用户提出的一些功能上的要求，在程序算法中也做了相应的改动，使其进一步得到完善。

[1]丁 昆，李 力.我国铁路编组站信息化技术发展策略[J].铁道运输与经济，2006（28）.

[2]沈海燕，史 宏.铁路车号自动识别系统的实现及关键技术[J].铁路计算机应用，2005（1）.

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[5]马 骏.C#程序设计及应用教程[M].（2版）北京：人民邮电出版社，2009.

[6]宋智军，邱仲潘.Visual C# 2010从入门到经典[M].北京：电子工业出版社，2011.

责任编辑 方 圆

Design and application of Automatic Train Load System for Enterprise Railway

YANG Juhua1, CHEN Guangwu2, SHI Jiangqiang2
( 1. College of Transportation, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730000, China;
2. Photoelectric Technology and Intelligent Control of Key Laboratory of Ministry of Education, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730000, China )

This article introduced the function and structure of the Train Automatic Load System, expounded the overall system design and the division of software modules. According to the role of the System, it was designed the corresponding software modules and BM pattern matching algorithms as well as verification algorithms, combined with the concept of similarity. The System improved accuracy and consistency and intelligence in the acquisition of train data. So that the Automatic Train Load System could be more accurately and comprehensively, give prompt timely for train number duplication and empty train number corresponding to the specific location of the train. It could automaticly switch to manual entry mode which was easy to understand and operate if the System was failed.

automatic train load; AEI; pattern matching; check

U284.55∶TP39

A

1005-8451（2014）01-0044-03

2012-12-20

杨菊花，讲师；陈光武，教授。