LKJ基础数据编制检验管理系统的研究

傅友亮　上海铁路局电务处

1　现状分析

列车运行监控装置（简称LKJ）是中国列车运行控制系统体系的组成部分，是用于防止列车冒进信号、运行超速事故和辅助机车司机（含动车组司机）提高操纵能力的重要行车设备。LKJ车载基础数据是LKJ控制功能实现的基础，其准确性是监控列车安全运行的前提和保障。

随着铁路机车、乘务交路改革的不断深化，跨局长交路、轮继乘大面积实施，LKJ车载基础数据覆盖线路里程不断增加。因线路、站场施工及担当运行交路调整引起的LKJ基础数据变化频繁，导致LKJ基础数据变更多，其数据编制、数据校核、数据检验、台账管理等方面工作繁重，特别是模拟检验容易简化、漏项，容易造成LKJ车载基础数据错误的风险，需要提供有效手段来帮助LKJ数据人员进行数据编制、校验等工作。

因此，开发LKJ基础数据编制检验管理系统，从数据编制修改通知单开始，对数据编制、复核、检验及发布进行质量管理、流程卡控是尤为重要的。

2　系统设计和构思

LKJ基础数据编制检验管理系统应由一套软件系统，一套模拟检验硬件平台组成。软件包含流程管理、辅助编制、模拟检验、数据发布等子系统；硬件平台包括车载数据模拟检验机柜及操控台。流程管理负责整个系统的业务流程的处理，贯穿于整个系统全过程；辅助编制子系统帮助数据编制人员进行数据编制和复核；模拟检验子系统帮助模拟检验人员进行数据验证；数据发布子系统帮助文档人员完成源文件、车载文件的报审，局内数据交接、局外数据交接等工作，并可对任务进行归档、台帐生成等管理。

3　系统设计方案

LKJ基础数据编制检验管理系统以LKJ基础数据编制校验为中心，研究数据的修改、数据的比对、数据的校核以及数据的模拟整个过程为主要内容的一套管理信息系统。主要环节如下：

3.1　数据编制任务的发起

编制任务是系统的驱动力来源，贯穿于整个系统，通过编制任务将LKJ基础数据编制检验管理系统的各个环节串联起来，进行卡控管理。

编制任务根据本局的LKJ基础数据有关文电资料，相关局的LKJ基础数据有关文电资料和源文件，结合施工安排形成“LKJ基础数据编制、修改任务书”。系统提供文电录入管理功能，能够根据选择的文电内容产生任务书的初始数据，任务书审核批准后启动一个工作流程。同一个文电根据施工阶段划分，可以拆分为不同的任务书进行工作流转，几个文电也可以合并为一个任务书进行工作流转。工作流转至相应的岗位，会有对应的工作任务，不同岗位不同角色的人员根据其权限进行相应的工作。

数据编制任务包括文电资料的录入、登记，任务单编制、审批等功能。

3.2　数据编制工作

数据编制是编制任务的执行，根据任务书形成LKJ基础数据源文件的过程。LKJ数据工程师通过分析任务书内容，在系统内编写数据编制方案，使用专业数据制作软件修改LKJ基础数据源文件。

系统能够通过对任务书的内容继承自动产生初始数据，在此基础上做部分修改即可形成方案，提供修改范围分析工具协助方案编制；集成编制软件，严格执行双组背靠背修改、比对作业流程，实现双人数据修改历史全过程记录、循环比对确认，通过源文件的多次完善，形成最后的拟启用数据版本；提供数据预编制工具，利用软件系统完成电报文电转化为车载数据，并将机器编制的数据展示，供数据编制人员参考。

数据编制包含方案编制、数据编制、源文件比对、数据预编制等功能。

3.3　数据复核工作

数据复核是对数据编制阶段产生的成果文件“LKJ基础数据源文件”进行复查校验的过程。包括检查数据正确性，防止数字录入错误：将有关文电资料内容与LKJ基础数据源文件进行比较，检查数据是否与LKJ基础数据保持一致，核对其准确性；检查数据逻辑符合度：对LKJ基础数据源文件进行编译查错，对不符合规范要求的数据给出原因提示；检查数据修改范围符合度：通过新旧版本比对找出差异数据的分布区域，分布的线路里程范围，核对其与施工范围的一致性，防止遗漏修改范围、超范围修改；检查数据的贯通，防止数据跑飞：通过检查外局交接点、过渡支线转移点、特定监控交路起终点等是否能够贯通，核对数据径路的通畅。

数据复核包括源文件查错、源文件比对、与师电数据校核、站名站序表检查、客车固定径路检查等功能。

3.4　模拟检验工作

模拟检验工作分硬件和软件两部分。硬件部分为车载数据模拟检验平台，集成了LKJ2000设备，转存器设备功能，测试仪设备功能，IC卡设备功能，实现各种设备功能的互联互通互控，由检验平台设备机柜，检验平台操作台及通讯线缆组成；软件部分功能为依据LKJ基础数据有关文电资料、LKJ基础数据修改任务书、数据编制检验方案、检验大纲，并使用车载数据模拟检验平台对拟启用车载数据进行模拟检验。

系统根据任务书编制检验方案，可以为检验方案配置多个测试环境（能够包括不同控制条件的基本控制软件，不同参数的屏幕显示器程序），测试环境可以在不同方案中引用；自动比对新旧两版基础数据源文件的差异，产生检验大纲的检验点及检验标准，自动搜索检验点的设定参数，运行控制的关键分区，最后形成检验用例；根据配置的测试环境自动装载需要的基本控制软件、屏幕显示器软件，自动换装主机数据、显示器数据，将检验用例转换为硬件可识别自动运行脚本，按照转换后的脚本控制模拟检验平台进行模拟验证，并对运行中回馈信息进行分析，给出检验结论。

检验操控台由人工模拟、自动模拟两种模式，具有数据换装、数据模拟、错误报警等功能。

3.5　数据报审和归档

LKJ专业机构将LKJ基础数据源文件、修改说明、修改明细表、车载主机文件、车载显示器文件打包校验，与交接表一起报电务处办理审批手续，进行局内、局外数据的交接；局内机电双方试验完成，局外交接表接收完成，就绪电报发布后，可进行归档等工作；系统可以综合任务编制、数据编制、数据检验等过程产生的文档自动生成初始的报审表，交接表；提供回传交接表录入，就绪电报录入功能；依据任务自动形成包括封面、目录、相关文档的台账，可以导出Excel或PDF格式。

包括数据报审、数据交接、台帐生成、台账查询等功能。

4　关键技术

采用的主要技术，包括工作流技术、电子签名技术、系统集成技术、CAN通讯技术、数据建模技术、自动化测试等技术，在不同场合、不同系统中，或独立、或与其他系统结合。

4.1　工作流技术

工作流（Workflow）是指一系列相互衔接、自动进行的业务活动或任务。包括后台流程引擎，前台流程设计，流程定义、流程跟踪、流程查询等功能，多个参与者之间按照某种预定义的规则传递文档、信息或任务的过程自动进行，最终实现LKJ基础数据编制检验的过程在计算机应用环境下的自动化。

4.2　电子签名技术

电子签名是与电子记录相联的或在逻辑上相联的电子符号或程序，而该电子符号或程序是某人为签署电子记录的目的而签订或采用的。对LKJ数据管理各过程中涉及许多需要审核、批准的文档、电报、传真等。

4.3　系统集成技术

系统集成就是通过结构化的综合布线系统和计算机网络技术，将各个分离的设备、功能和信息等集成到相互关联的、统一和协调的系统之中，使资源达到充分共享，实现集中、高效、便利的管理。车载硬件平台和地面软硬件系统集成，对LKJ模拟用的LKJ、测试仪、LKJ专用IC卡及读卡器、数据转存器等设备集成，由设备控制模块控制开关量输入输出、模拟量输出，提供高速DMA接口、串行接口、双通道LVDS图形采集；外配专用电脑实现上位机操作。

4.4　CAN通信技术

CAN是ISO国际标准化的有效支持分布式控制或实时控制的串行通信协议，具有很强的数据通讯实时性。上位机与硬件平台进行通讯，为其提供LKJ需要的速度信号、色灯信号、机车工况等信息，并能够接收LKJ回馈信息。

4.5　数学建模技术

数学建模是从定量的角度分析和研究实际问题，对象信息、作出简化假设、分析内在规律等工作的基础上，建立数学模型，并通过计算得到结果的过程。系统分析模拟检验的实际情况，归纳各种数据的检验情况，总结出LKJ基础数据的十多种场景，并将其融入到检验过程，实现检验用例的自动化产生。

4.6　自动化测试技术

自动化测试是指利用软硬件在预设正常和异常条件下运行系统或模块，评估运行结果，将人为驱动测试转为机器执行的过程。系统依据测试大纲中测试用例进行黑盒测试，首先将测试用例转换为测试脚本，然后依据脚本启动AutoRunner进行数据检验，并在检验过程对回馈数据进行分析，得出结论。

5　总结

LKJ基础数据编制检验管理系统经过不断完善优化，实现了在我局电务处检测所车载设备检测室的试用，一是由人工管理方式提升为系统流程管理方式，提高了生产管理能力；二是大大减少了人工录入的时间，降低了数据工程师的劳动强度和作业难度，提高LKJ数据编制工作的效率；三是通过系统辅助编制和自动复核LKJ数据源文件，提高LKJ数据编制的准确性。