穿針引線談鐵路機(jī)車(chē)車(chē)載系統(tǒng)服務(wù)器

機(jī)車(chē)信號(hào)分析軟件是機(jī)車(chē)信號(hào)車(chē)載設(shè)備數(shù)據(jù)分析的重要組成部分。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的車(chē)載設(shè)備維護(hù)狀態(tài)檢測(cè)和智能化的機(jī)車(chē)信號(hào)數(shù)據(jù)記錄分析，已成為設(shè)備使用和維護(hù)過(guò)程中的突出問(wèn)題。

1概述

目前，鐵路運(yùn)營(yíng)企業(yè)所使用的機(jī)車(chē)信號(hào)分析軟件為單機(jī)版軟件，各個(gè)計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)不能共享，無(wú)法滿足現(xiàn)實(shí)工作的需要。因此，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研以及深入分析，機(jī)車(chē)信號(hào)作業(yè)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以下三個(gè)功能。

①網(wǎng)絡(luò)版記錄分析軟件。用戶可以利用該軟件通過(guò)對(duì)從JT-C（2000）型機(jī)車(chē)信號(hào)記錄板下載的數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。②便攜式機(jī)車(chē)信號(hào)作業(yè)維護(hù)終端。通過(guò)無(wú)線傳輸?shù)姆绞綇腏T-C（2000）型機(jī)車(chē)信號(hào)記錄板將所記錄的用戶作業(yè)日志和列車(chē)運(yùn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖銛y式機(jī)車(chē)信號(hào)作業(yè)維護(hù)終端中，所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)包括記錄板記錄的所有數(shù)據(jù)。③設(shè)備應(yīng)具備系統(tǒng)時(shí)鐘校準(zhǔn)功能，與網(wǎng)絡(luò)時(shí)間進(jìn)行同步，以保證記錄數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和有效性。

2機(jī)車(chē)信號(hào)作業(yè)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)系統(tǒng)設(shè)備的組成和功能

機(jī)車(chē)信號(hào)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)系統(tǒng)由中心服務(wù)器、Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器、分析終端、作業(yè)瀏覽器和維護(hù)接口服務(wù)器構(gòu)成。維護(hù)接口服務(wù)器是可選服務(wù)器，主要實(shí)現(xiàn)與維護(hù)終端交換數(shù)據(jù)的功能。整個(gè)系統(tǒng)框架如圖1所示。

中心服務(wù)器是系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互中心，由通信協(xié)議模塊、服務(wù)器接口模塊（包括Web服務(wù)器數(shù)據(jù)和維護(hù)接口服務(wù)器數(shù)據(jù)接口）、消息管理模塊、連接管理模塊、權(quán)限管理模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、文件列表維護(hù)模塊構(gòu)成，為分析終端和其它服務(wù)器與中心服務(wù)器的連接提供服務(wù)支持，存儲(chǔ)各終端上傳的轉(zhuǎn)儲(chǔ)數(shù)據(jù)，管理與維護(hù)所有終端的連接、數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議、用戶權(quán)限、用戶工作日志。

數(shù)據(jù)服務(wù)器與中心服務(wù)器連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)記錄數(shù)據(jù)文件、消息數(shù)據(jù)、作業(yè)日志數(shù)據(jù)的存取功能。數(shù)據(jù)服務(wù)器默認(rèn)使用SQLite存儲(chǔ)以方便部署，系統(tǒng)可以通過(guò)配置文件選擇使用SQLite或SQL Server數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)服務(wù)器主要由通信協(xié)議模塊、數(shù)據(jù)操作接口模塊、文件存取模塊、定期維護(hù)模塊組成，數(shù)據(jù)服務(wù)器與中心服務(wù)器和Web服務(wù)器連接，響應(yīng)中心服務(wù)器和Web服務(wù)器的數(shù)據(jù)操作請(qǐng)求。

數(shù)據(jù)服務(wù)器主要由通信協(xié)議模塊、數(shù)據(jù)操作接口模塊、文件存取模塊、定期維護(hù)模塊組成，數(shù)據(jù)服務(wù)器與中心服務(wù)器和Web服務(wù)器連接，響應(yīng)中心服務(wù)器和Web服務(wù)器的數(shù)據(jù)操作請(qǐng)求。

Web服務(wù)器主要實(shí)現(xiàn)作業(yè)瀏覽器瀏覽分析終端和維護(hù)終端作業(yè)日志的功能。該功能以Web服務(wù)器方式實(shí)現(xiàn)，Web服務(wù)器連接到中心服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)消息的發(fā)送和作業(yè)日志記錄的查詢與下載。作業(yè)瀏覽器的用戶通過(guò)瀏覽器登錄Web服務(wù)器，在瀏覽器以網(wǎng)頁(yè)方式查看作業(yè)日志。

Web服務(wù)器主要由通信協(xié)議模塊、作業(yè)日志管理模塊（包括日志查詢、日志瀏覽、日志統(tǒng)計(jì)）、登陸管理、消息管理組成，Web服務(wù)器與中心服務(wù)器和數(shù)據(jù)服務(wù)器連接，實(shí)現(xiàn)向中心服務(wù)器發(fā)送消息和相應(yīng)數(shù)據(jù)服務(wù)器查詢數(shù)據(jù)的操作請(qǐng)求［1］。

分析終端則除了實(shí)現(xiàn)原單機(jī)版機(jī)車(chē)信號(hào)分析軟件的所有功能外，還增加了與中心服務(wù)器的連接控制、數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的實(shí)現(xiàn)、數(shù)據(jù)的上傳與下載、用戶權(quán)限控制、用戶動(dòng)作與日志記錄等功能。分析終端主要由通信協(xié)議模塊、工作模式配置模塊、服務(wù)器登陸管理模塊、用戶權(quán)限管理模塊、終端數(shù)據(jù)傳輸模塊、作業(yè)日志記錄模塊、消息管理模塊組成。

3機(jī)車(chē)信號(hào)作業(yè)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)系統(tǒng)工作原理

3.1工作原理概述

機(jī)車(chē)信號(hào)分析軟件網(wǎng)絡(luò)版主要實(shí)現(xiàn)機(jī)車(chē)信號(hào)數(shù)據(jù)的共享分析功能以及作業(yè)管理功能，各分析終端將轉(zhuǎn)儲(chǔ)的機(jī)車(chē)信號(hào)記錄數(shù)據(jù)上傳到中心服務(wù)器后，由中心服務(wù)器統(tǒng)一管理并維護(hù)數(shù)據(jù)列表。各分析終端通過(guò)中心服務(wù)器更新數(shù)據(jù)列表并下載選定的機(jī)車(chē)信號(hào)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。各分析終端的作業(yè)日志通過(guò)作業(yè)瀏覽器進(jìn)行查看［2］。

3.2數(shù)據(jù)記錄及通信方法

3.2.1作業(yè)日志記錄

JT-C（2000）型機(jī)車(chē)信號(hào)設(shè)備記錄板采用STM32作為記錄CPU，記錄機(jī)車(chē)信號(hào)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)和作業(yè)日志數(shù)據(jù)，使用ATWINC1500模塊作為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)實(shí)現(xiàn)與便攜維護(hù)終端的連接。

檢修人員按檢修作業(yè)規(guī)范的步驟對(duì)機(jī)車(chē)信號(hào)設(shè)備進(jìn)行操作，記錄板會(huì)將操作動(dòng)作按時(shí)間、類別、名稱記錄在內(nèi)部存儲(chǔ)區(qū)。檢修作業(yè)完畢后，通過(guò)連接到機(jī)車(chē)信號(hào)設(shè)備的便攜維護(hù)終端將作業(yè)日志數(shù)據(jù)提取到便攜維護(hù)終端，再通過(guò)4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)或Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)將作業(yè)日志記錄上傳到服務(wù)器。

3.2.2無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接

JT-C（2000）型機(jī)車(chē)信號(hào)設(shè)備以無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)的方式等待便攜維護(hù)終端的接入。便攜維護(hù)終端連接到機(jī)車(chē)信號(hào)設(shè)備后，使用連接碼向機(jī)車(chē)信號(hào)設(shè)備發(fā)送連接請(qǐng)求。待機(jī)車(chē)信號(hào)設(shè)備驗(yàn)證連接請(qǐng)求成功后，向便攜維護(hù)終端返回機(jī)車(chē)信號(hào)設(shè)備號(hào)和機(jī)車(chē)號(hào)。

便攜維護(hù)終端通過(guò)Android的Java應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)與JT-C（2000）型機(jī)車(chē)信號(hào)設(shè)備和服務(wù)器的通信。通過(guò)Wi-Fi方式連接到機(jī)車(chē)信號(hào)設(shè)備的無(wú)線接入點(diǎn)，通過(guò)移動(dòng)4G網(wǎng)絡(luò)或Wi-Fi方式連接到服務(wù)器。

3.2.3通信協(xié)議

網(wǎng)絡(luò)通信采用TCP Socket方式連接，協(xié)議格式采用長(zhǎng)度、標(biāo)識(shí)、數(shù)據(jù)區(qū)的方式定義。在數(shù)據(jù)區(qū)承載具體的業(yè)務(wù)內(nèi)容，通過(guò)協(xié)議地址、協(xié)議版本碼、數(shù)據(jù)命令類型、壓縮標(biāo)識(shí)、業(yè)務(wù)類型碼、業(yè)務(wù)子類型碼、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)內(nèi)容的方式進(jìn)行定義。各設(shè)備的協(xié)議通過(guò)不同的協(xié)議版本碼、業(yè)務(wù)類型碼進(jìn)行區(qū)分。

3.2.4數(shù)據(jù)文件同步

機(jī)車(chē)信號(hào)分析終端與服務(wù)器之間在后臺(tái)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)文件同步，當(dāng)某個(gè)機(jī)車(chē)信號(hào)分析終端導(dǎo)入新記錄數(shù)據(jù)或便攜維護(hù)終端上傳記錄文件后，其他聯(lián)網(wǎng)的機(jī)車(chē)信號(hào)分析終端將新紀(jì)錄數(shù)據(jù)自動(dòng)同步到本地。機(jī)車(chē)信號(hào)分析終端和服務(wù)器采用C#編寫(xiě)的.NET Framework應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)。機(jī)車(chē)信號(hào)分析終端和服務(wù)器之間采用事件觸發(fā)通知的方式同步數(shù)據(jù)文件。服務(wù)器采用異步多線程方式，允許同時(shí)處理多個(gè)分析終端的文件傳輸過(guò)程。

4機(jī)車(chē)信號(hào)作業(yè)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)

4.1技術(shù)特點(diǎn)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)為兼容單機(jī)版和網(wǎng)絡(luò)版的架構(gòu)（允許用戶自行選擇工作方式）。數(shù)據(jù)采用統(tǒng)一存儲(chǔ)，分析車(chē)間的人員能上傳與共享所有的機(jī)車(chē)信號(hào)數(shù)據(jù)，從而使數(shù)據(jù)分析無(wú)需在多臺(tái)計(jì)算間切換。其中的用戶管理與用戶操作記錄功能更為規(guī)范，為工區(qū)人員的作業(yè)流程提供了管理依據(jù)。

4.2交互特點(diǎn)

系統(tǒng)應(yīng)用模塊化設(shè)計(jì)、人性化提示、優(yōu)化測(cè)量軟件算法，操作簡(jiǎn)便、人機(jī)友好、供電方式靈活、攜帶方便。記錄分析人員或檢修人員通過(guò)簡(jiǎn)單的操作即可完成對(duì)機(jī)車(chē)信號(hào)設(shè)備的出入庫(kù)檢測(cè)和設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，并且可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的方式將作業(yè)日志和記錄數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器以便操作者查看，可最大程度地提高電務(wù)維護(hù)人員的工作效率。

5結(jié)語(yǔ)

本次研發(fā)完成了機(jī)車(chē)信號(hào)的傳統(tǒng)技術(shù)手段與新時(shí)代網(wǎng)絡(luò)信息科技的融合，結(jié)合JT-C（2000）型機(jī)車(chē)信號(hào)設(shè)備記錄分析系統(tǒng)的特點(diǎn)，針對(duì)設(shè)備檢修規(guī)程和記錄分析統(tǒng)計(jì)設(shè)計(jì)了完備便捷的網(wǎng)絡(luò)維護(hù)方法，進(jìn)一步提高了JT-C（2000）型機(jī)車(chē)信號(hào)設(shè)備的針對(duì)性和實(shí)用性，可以更有效地服務(wù)于安全生產(chǎn)。