基于Android的道岔轨件信息查询App

张 明

（中国铁路呼和浩特局集团有限公司 科研所，呼和浩特 010010）

中国国家铁路集团有限公司发布的最新版《普速铁路线路修理规则》中指出，要积极运用大数据、物联网、移动互联、人工智能等信息技术，推进线路设备全服役寿命周期信息化管理。道岔是铁路线路上的重要设备之一，在保障铁路安全运输中起着关键作用。当前，铁路内部大多数单位对道岔轨件的管理依旧使用纸质台账式的管理方式，没有相应的信息系统对在用和备用道岔轨件进行全寿命信息管理。铁路工务人员在日常对道岔轨件进行管理和维修时，往往需要快速和准确地查找道岔轨件信息，因此迫切需要建立信息系统来对道岔轨件的信息、应用状态等进行信息化管理。

本文结合中国铁路呼和浩特局集团有限公司（简称：呼和浩特局集团公司）研制的道岔轨件全寿命智能管理信息平台，利用二维码及SQLite微型数据库，基于Android，设计道岔轨件信息查询App，通过扫描道岔轨件上的二维码获取待查道岔轨件的基本信息，可快速查询道岔轨件的当前状态信息，对维护运输安全和提高管理水平具有现实意义。

1 相关技术概述

1.1 Android

Android是一种基于Linux内核的开源操作系统，主要使用在智能设备或移动终端上，是当前流行的操作系统之一[1-2]。Android系统采用软件堆层的架构，主要分为3部分[3-4]，底层以Linux内核为基础，由C语言开发，提供基本功能；中间层包括函数库和虚拟机，由C++开发；上层是各类应用软件[5]。

1.2 二维码

二维码是用某种特定的几何图形按一定规律在二维平面上分布，来记录数据符号信息的图形[6]。其在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的0、1比特流的概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息[7]，通过图像输入设备或光电设备自动识别以实现信息自动处理。

二维码中常用的码制有：Data Matrix、Maxi Code、 Aztec、 QR 码、 Vericode、 PDF417、 Ultracode、Code 49、 Code16K 等。其中，QR码发明于1994年[8]，超高速识别特点是QR码区别于其它二维码的主要特性[9]。在用扫描设备读取QR码时，通过QR码符号的位置探测图形，基于硬件来实现，因此识别过程所需时间较短[10]。综上，本文的二维码扫描技术应用的是QR码。

1.3 SQLite数据库

本文为提高数据查询效率，采用SQLite数据库来存储数据。SQLite是一款轻量级数据库，是遵守ACID的关系型数据管理系统[11]。SQLite数据库是嵌入式数据库，因此占用资源少、运行效率高、安全性高、可移植性强，且提供零配置运行模式，因此更适用于资源有限的设备，如在手机和平板电脑等移动设备上进行数据存储。

2 总体设计

查询手持终端硬件是基于Android系统的手持终端。该手持终端自带激光扫码模块，可以扫描一维条码及二维码，为确保在激光扫码模块不能使用的情况下铁路工务人员仍能正常使用查询功能，道岔轨件信息查询App还可通过终端自带摄像头对待查道岔轨件进行扫描查询。

2.1 功能框架

道岔轨件信息查询App的功能如下。

（1）初始化功能：启动App并创建数据库。

（2）数据更新功能：更新手持终端内的道岔轨件数据。

（3）扫码查询功能：识别道岔轨件上的二维码信息，并根据二维码信息查询道岔轨件信息。

2.2 工作流程

铁路工务人员使用安装了道岔轨件信息查询App的手持移动终端进行信息查询或维护的具体工作流程，如图1所示。

图1 App工作流程

3 功能实现

道岔轨件信息查询App在基于Android系统的手持终端上运行，采用Eclipse开发平台，利用Java语言编写。为方便铁路工务人员操作，本文将App的权限设置为开机启动，使得手持终端开机后自动开启道岔轨件信息查询App。

3.1 初始化

初始化功能用来启动App，并在软件启动时检测手持终端内是否含有数据库。如果数据库不存在，则在App启动并进入欢迎界面后，创建一个固定格式的SQLite数据库。初始化完成后，进入App主界面，初始化欢迎界面和主界面如图2所示。

图2 初始化界面和主界面

3.2 数据更新

若App是首次启动，则手持移动终端内的数据库尚没有待查询数据，需在使用前，更新移动终端的数据库。根据铁路局集团公司的网络管理制度，铁路内部与铁路外部网络必须隔离，道岔轨件全寿命智能管理信息平台的服务器运行在铁路局域网，因此，安装道岔轨件信息查询App的移动终端不可与任何外部网络连接。本文使用带有type C接口的U盘从平台服务器端拷贝更新数据，再将存储有道岔轨件信息的U盘与装有道岔轨件信息查询App的移动终端连接。当App监听到有U盘连接时，铁路工务人员点击主界面上的“数据更新”即可对移动终端内的数据进行更新。

道岔轨件信息数据在U盘中以固定的Excel表格形式进行存储，在App中点击“数据更新”后，若连接的U盘中存在用于更新的Excel数据表格，则对表格中的数据进行遍历，依次将数据添加到SQLite数据库的相应列中，完成数据更新，并给出数据更新成功提示。若连接的U盘中不存在更新数据，App提示数据更新失败。若移动终端的数据库已存在数据，在每次更新数据时，会先删除原有数据，再遍历U盘内的Excel表格，进行数据更新。

3.3 扫码查询

铁路工务人员点击App主界面的“扫一扫二维码”，将激光扫描器或摄像头对准待查道岔轨件的二维码，即可得到道岔轨件的信息。若数据库中存在所查道岔轨件的信息，App会弹出如图3（a）所示的信息框。若数据库中没有待查道岔轨件的信息，则会弹出如图3（b）所示的信息框。

图3 App扫码查询结果界面

4 结束语

道岔是铁路线路上的重要设备之一，在保障铁路运输安全中起着重要作用。结合道岔轨件全寿命管理平台开发的道岔轨件信息查询App可通过扫描道岔轨件上的二维码来获取道岔轨件信息，方便铁路工务人员针对性地对道岔轨件进行维修养护，解决传统纸质管理带来的诸多不便，提升工作效率，具有铁路领域的应用前景。