GYK基本数据模拟校验系统的研究与设计

杜立波（南宁铁路局　电务处，工程师，广西　南宁　530003）



GYK基本数据模拟校验系统的研究与设计

杜立波
（南宁铁路局电务处，工程师，广西南宁530003）

摘要：GYK基本数据模拟校验系统是一套针对GYK基本数据的编制而设计模拟校验系统。基本数据在编制过程中，存在手工化编辑、数据量大、数据复核难度高的实际问题。本文所研究的系统正是从这些问题出发，设计了一套自动化比对新旧版本基本数据，并能模拟主机运行，检查基本数据差异的模拟校验系统，具有很高的实用性。

关键词：GYK；基础数据；数据比较；对应关系；模拟校验

10.13572/j.cnki.tdyy.2016.01.013

GYK（轨道车运行控制设备）是中国列车运行控制系统体系的组成部分，是防止轨道车冒进信号、运行超速并辅助司机提高操纵能力的重要行车设备。GYK设备采用速度分级控制模式，监控轨道车安全运行。现在广泛运用于轨道车、接触网作业车、大型养路机械。其主要作用是安全控制列车速度，并通过提供主要的线路信息及采集记录与列车安全运行有关的重要机车状态信息，以提升机车运管理。GYJ数据是GYK控制功能实现的基础和运行分析的依据，GYK基本数据的准确性是监控列车安全运行的前提和保障。

1　研究背景

随着GYK设备逐渐推广和应用，其在轨道车的日常行车安全中，所起重要作用也凸显出来。而GYK基本数据的准确性，正是保证轨道车行车安全的关键环节。目前，GYK基本数据的编制工作完全依靠手工操作，稍有疏忽，就会出现编制错误。但是GYK基本数据文件的数据量较大，实际工作中很容易出现错漏。因此，避免数据错漏也是摆在GYK管理工作上的一个重大课题。

GYK基本数据模拟校验系统从基本数据编制后的校验工作入手，模拟运行基本数据，使用户不必拘泥于复杂的数据结构和繁琐的实验过程，只需关注基本数据的修改内容。从而大大简化了数据编辑的工作。

2　设计思路

2.1软件设计GYK基本数据模拟校验系统的系统设计从文件管理、数据比较和模拟运行3个方面综合考虑见图1所示。

图1系统设计图

1）文件管理是指建立标准化的数据库系统，对编辑、发布的各版本基本数据，进行统一管理。为数据比较和模拟运行建立便捷的数据调用平台，也为GYK基本数据的日常维护工作提供高效的管理库。

2）数据比较是用数据编辑的显示方式，通过符合基本数据数据结构的特定算法，自动对基本数据的进行比较，显示、统计差异，并为模拟运行提供差异数据。

3）模拟运行是直接在同一台设备上模拟运行两套GYK主机，两套GYK可以分别升级两版不同的基本数据，但对两套GYK的操作却是同步的。这样做可以使用户以最直观的方式，检查基本数据的差异。

2.2硬件设计本系统的硬件设计以高性能计算机平台作为数据处理和运行控制的中心，通过LAN网络通信装置实现在计算机和模拟信号发生装置之间建立高速实时通信连接，使用视频采集模块负责GYK界面的实时采集和接入，由上层计算机系统软件调用双套GYK模拟运行模块完成对基本数据的模拟运行仿真测试，并将结果返回给计算机用于分析测试结果，完成测试比较。见图2所示。

图2硬件设计

3　系统模块实现

GYK基本数据模拟校验系统分为4个相互关联的子软件组成。4个软件之间通过数据库系统、文件管理系统连接，互为资料补充，见图3所示。

图3模块设计图

3.1 GYK基本数据文件比对软件该软件将两个GYK基本数据文件同时打开进行比较，其中比较算法引入独立设计的比较算法，该算法专门针对基本数据的数据特点，读取基本数据存放于双队列中，采用双循环，以左侧为基点，且交路、行别不同不予比较；然后获取左侧基本数据某一行，同时得到右侧一数据，比对其元素值，数据相同时则直接进入左右侧下行数据比较，当不同时，则继续遍历右侧的下一条数据与左侧该行比较，直到下一车站号停止，如还未有相同数据则在分屏窗口中反映出基本数据的差异结果。比对软件同时会产生差异数据信息，供仿真运行平台使用。比较之后的差异结果，可以通过电子表格形式提供给使用者，让使用者了解这些差异发生的位置和原因，并能对差异结果进行检索和统计。

3.2 GYK基本数据与资料档案校对软件该软件作为GYK基本数据模拟校验系统的一个补充，实现可以将总工室公布的数据资料的电子数据，转化成与GYK基本数据格式一致的数据，为基本数据的编辑提供了新的信息输入来源。

3.3 GYK基本数据仿真运行软件及平台该软件一方面具有仿真运行的特点，另一方面实现同时运行两套数据，在一个显示界面下呈现两个并排的运行窗口。由于两套软件给定的时间、输入的条件都完全相同，因而更直接地看出数据修改前后的运行差异。本软件基于硬件运行，硬件包含：平台计算机、主控板等。在程序中通过显示模块采集到两端主机的视频输出信号，并整合成单一输入接口。在实现过程中，本软件采用了DirectShow编程技术，该技术基于COM（Component Object Model）的流媒体处理的开发包，使用一种叫Filter Graph的模型来管理整个数据流的处理过程，从支持WDM驱动模型的采集卡上捕获数据，并可进行相应的后期处理、存储和支持各种媒体格式。软件通过DirectShow拆分这个输入接口的数据流，并将数据流进行区分，还原显示在同一的显示屏幕中，即达到同屏显示两个DMI的效果。在使用DirectShow技术显示DMI的同时，软件还使用基于UDP的网络通信方式，与各主机及板卡进行通信。这个通信的过程中，软件还使用基于UDP的网络通信方式，与各主机及板卡进行通信。这个通信的过程中，软件多种数据帧通过不同端口进行传输，所以采用多端口并行处理技术，在绑定各端口时，需创建不同的套接字用于发送数据，并且根据自定协议的应答模式亦创建对应线程进行数据的接收，完成实时数据快速、准确的交互。在确保数据实时通信的同时，软件还提供了实时数据的差异对比算法（这里我们以某侧为基点），该算法必先在程序内设立缓存区，

用于临时存储两套GYK发送的站中心公里标、公里标、限速及各类型标识的实时数据，再提取缓存区的实时数据，根据提取的实时数据通过分类检测能够准确、快速的判断、定位GYK运行过程中的数据差异。本仿真平台完全模拟GYK操作，也可以成为司机的培训设备，提供了一个更直观更高效的教学效果，具有实用性和长期使用性。

3.4 GYK基本数据资料管理软件该软件提供数据资料目录树，建立电子图书馆，方便归档、查阅、调用。本软件应用了SQL Server2000数据库，相比较Access适用于存储数量少、且灵活性不够的缺点，SQL Server2000则可以存放大量的数据，在处理海量的数据效率，后台的开发灵活性及可扩展性等方面都相对强大的多，该系统使用SQL Server2000对基本数据进行管理、存储及读取操作，大大的提高系统运行时效率。

4　结束语

GYK基本数据校验系统是辅助用户校验GYK基础数据源文件的有效手段，改变了完全依靠人工对GYK基础数据源文件进行校验的状况，确保了GYK基础数据源文件的正确性，使数据校验工作更加科学、高效和快捷。该系统于2015年5月通过南宁局技术项目鉴定并投入使用，取得了良好的效果。

中图分类号：U284.48

文献标识码：A

文章编号：1006-8686（2016）01-0041-02