车号识别模拟系统的设计与实现

唐 曼

（呼和浩特铁路局 科研所， 呼和浩特 010050）

车号识别模拟系统的设计与实现

唐 曼

（呼和浩特铁路局 科研所， 呼和浩特 010050）

本系统主要用于模拟车号等车辆信息的捕捉和采集。用户根据测试需求，调整对应的测试数据。系统在保证数据真实性和准确性的情况下，完成车辆信息的模拟采集，达到简化采集过程，缩短采集周期，提高采集效率的目的。

车号识别；模拟；C#编程

随着铁路运输能力的提升，以及铁路运输现代化管理的需要，铁路车号自动识别数据的应用已非常广泛。目前的铁路管理系统软件，需要通过采集线路上经过的车辆车号等信息，实现一系列的管理功能。系统按照传统测试方法，需要到现场采集硬件设备检测到的信息，并同步传输到计算机的分析软件中完成测试，然后找出系统不足，再进行系统完善和改进。现场环境比较复杂，需要等到适合测试的车辆通过，这就降低了系统的开发效率及数据实验效率。

车号识别模拟系统的设计可以改变这一现状，简化测试过程及数据实验过程，不必亲临现场，即可在实验室内模拟磁钢等设备采集车号信息，并将信息收集起来，完成车号信息等的模拟采集。

1 系统主要研究内容

系统主要用于模拟车号等车辆信息的捕捉和采集。用户可以根据测试需求，调整对应的测试数据，在保证数据真实性和准确性的情况下，系统进行传输并收集，完成车辆信息的模拟采集，达到简化采集过程，缩短采集周期，提高采集效率的目的。研究内容主要有以下几个方面：（1）通讯传输技术的研究；（2）模拟数据传输格式的研究；（3）模拟数据完整性的研究；（4）车号识别模拟系统的开发。

2 系统总体设计

2.1 需求规定

输入项目：所需车辆信息的类型需求。

输出项目：车号、速度、方向等车辆信息。

功能性需求：操作人员在实验室内依靠软件模仿列车到达，模拟货车车号等车辆信息的捕捉和采集，向货车装载信息系统输出这些数据（以下均以货车装载信息系统作为车辆数据接收方为例）。

系统功能主要分为两部分：（1）根据不同需要模拟生成不同的车号数据通信包；（2）传输模拟数据包到货车装载信息系统。

2.2 运行环境

操作系统：Windows XP。驱动：USB转串口线驱动。

2.3 设计概念和处理流程

项目经过分析比对，系统最终采用发送录制数据的方案。即通过串口，监听硬件设备与数据分析软件之间传输的信息，并将这些信息录制存储。当需要测试时，选择发送存储数据到数据分析软件，并同时到达货车装载信息系统。数据通讯过程是在同一台计算机上通过2个串口完成的。数据分析软件默认从串口1接收数据，本系统通过串口2将数据发送到串口1。由于现在的计算机基本都只有1个串口，利用USB转串口线模拟出一个串口2，并将2个串口连接起来，完成数据的传输。

车号模拟数据处理流程如图1所示。

图1 车号模拟数据处理流程

2.4 系统结构

图2 系统结构图

如图2所示，本系统主要分为3部分：

（1）数据选择。根据需要，用户在操作界面的列表里选择需要输出的数据。

（2）车辆信息显示。根据用户在系统数据列表里的选择，显示对应的车辆信息。

（3）原始数据发送。通过软件接口，将原始数据包发送给货车装载信息系统。

3 主要功能程序的设计与实现

3.1 串口打开、关闭功能

3.1.1 程序描述

利用SerialPort类实现串口通信，完成串口的打开及关闭操作。为了避免在关闭串口时发生死锁，需要在关闭前加入while (Listening) Application.DoEvents()操作。

3.1.2 功能

此功能通过一个开关按钮实现。串口打开的情况下，按钮为关闭按钮。串口关闭的情况下，为打开按钮。

3.1.3 处理流程

系统处理流程如图3所示。

图3 系统处理流程

3.2 数据选择功能

3.2.1 程序描述

利用Application.StartupPath获取程序路径，然后通过Directory.GetFiles方法把data文件夹的全部数据文件名列入到界面的列表内。

3.2.2 功能

将程序目录下指定文件夹内已保存好的原始数据文件名，按顺序显示到界面列表内。

3.2.3 数据筛选流程

数据筛选流程如图4所示。

图4 数据筛选流程

3.3 车辆信息显示功能

3.3.1 程序描述

利用Application.StartupPath获取程序路径，根据所选数据文件名，查找对应车辆信息文件，通过StreamReader类读取文件内容，显示到界面信息框内。

3.3.2 功能

将所选原始数据解析后的车辆信息显示到信息框内。

3.3.3 车辆信息显示判断流程

车辆信息显示判断流程如图5所示。

图5 车辆信息显示判断流程

3.4 原始数据发送功能

3.4.1 程序描述

利用Application.StartupPath获取程序路径，根据所选数据文件名找到数据文件，通过StreamReader类读取文件内容。转换数据类型为16进制Byte型，并填充到临时数组内，通过SerialPort类将数据发送到串口。

3.4.2 功能

将所选数据文件的内容发送到串口。

3.4.3 数据发送流程

数据发送流程如图6所示。

图6 数据发送流程

4 程序测试

实验室内准备一台计算机，用USB转串口线模拟出串口3，并与串口1连接到一起。测试计算机上除了车号识别模拟系统程序之外，还需安装货车装载信息系统、车辆数据分析软件。本软件开发的目的是模拟硬件信息的采集和获取，简化货车装载信息系统的测试。用户根据需要，选择发送原始车辆数据，在货车装载信息系统上接收到该数据即为测试成功。

选择串口端口号COM3，及波特率9 600，点击“打开”按钮打开串口3 。

选择“数据列表”内的数据，点击“显示数据”按钮，查看此数据文件经分析处理后的实际内容，如图7所示。

图7 系统界面

如确定发送此数据，则点击“发送”按钮，完成车辆信息的发送。此时货车装载信息系统收到发送的数据如图8所示。

图8 通信测试软件

测试结果：货车装载信息系统成功接收到车辆信息，包含车号、方向、速度。并且对比发送前解析的数据和接收的数据，两者完全相同，没有差异。证明数据完整、准确，发送成功。

5 系统应用情况

系统于2012年9月在呼和浩特铁路局货车装载信息系统开发及试验阶段进行试用，各项性能指标基本满足技术要求，且运行稳定。有效的实现了模拟硬件设备采集和发送车号数据的功能，达到了简化货车装载信息系统测试工作的目的。系统在实验室利用软件模拟硬件设备采集数据，提高了货车装载信息系统的开发效率。

该系统的应用不仅缩短了货车装载信息系统测试周期，提高了工作效率，而且节约了测试成本。因此，它对货车装载信息系统的开发起到了积极的推动作用。

6 结束语

车号识别模拟系统对提高铁路车号自动识别相关系统的开发及数据实验效率具有重要意义。通过在呼和浩特铁路局货车装载信息系统开发中的试用，验证了数据结果的准确性和真实性，及实现方法的正确性。此模拟系统也可对已安装的车号识别相关系统进行定期测试，为铁路生产运输工作的稳定提供技术保障。

责任编辑 陈 蓉

Design and implementation of Train Identification Simulation System

TANG Man

( Scientific & Technological Research Institute of Hohhot Railway Administration, Huhhot 010050, China )

The Train Identification Simulation System was mainly used to simulate the process of capturing and collecting the train information. User could adjust the output of the corresponding test data according to the test requirements. The System would implement the simulation of vehicle information acquisition process, simplify the acquisition process, short the acquisition cycle, improve collection efficiency.

train identification; simulation; C#

U284.55∶TP39

A

1005-8451（2014）01-0055-04

2013-05-21

唐 曼，工程师。