基于实时参数化数据的应答器报文智能管理系统

徐华沙，劳烁业

（1.中国国家铁路集团有限公司成都安全监督管理特派员办事处，成都 600081；2.中国铁路南宁局集团有限公司，南宁 530003）

1 概述

应答器报文智能管理系统的核心是以铁路信号列控系统关键数据为基础，以列控应答器报文全流程管理为理念，以工作流、智能化报表、图形化管理、数据分析管理等关键技术为工具，基于网络技术，铁路局负责统一管理，电务人员进行应答器报文动态运用管理的系统软件。该软件基于铁路参数化数据平台软件进行开发，共享列控数据平台数据库。通过读取列控工程数据生成原始数据表来实现报文的生成。可在工程实施、列控运用管理过程中随时查询管内线路应答器数据信息、历史档案信息及列控数据检查检核，保证列控系统关键设备运用安全，协助各级人员提高工程实施和信号设备运用维护效率。

2 系统功能

应答器报文管理系统采用“云-边”[4]协同架构设置，如图1所示，局级中心设置应答器报文管理云平台，电务段设置业务终端。建设集数字化、智能化为一体的适用于列控系统关键数据的应答器报文管理系统，实现铁路信号关键数据全流程周期的智慧管控。

图1 系统架构示意Fig.1 System architecture

路局中心：由应用及数据库服务器、路局管理工作站等组成。其中应用及数据库服务器和管理工作站按专业人员权限设置，分别具有应答器报文生成、工程数据校验、列控参数化数据管理、报文查询、报文管理和系统操作管理等工作权限。

电务段客户端：电务段设置应用服务器及业务终端工作站，实现各站段管辖范围内应答器报文业务管理功能。

3 应答器报文组成

应答器报文数据由3部分组成：包头信息帧+用户信息包+信息结束标志。

应答器报文整体结构：

1）包头信息帧数据如表1所示；

表1 包头信息帧Tab.1 Information frame of packet header

2）信息结束标识，如表2所示；

表2 结束标识Tab.2 End identifier

3）应答器信息包，为772位，不足772时以1补齐，应答器报文主要包含以下信息包，如表3所示。

表3 应答器报文信息包Tab.3 Information packet of balise telegram

以上应答器报文信息包格式及定义详见《列控系统应答器应用原则》（TB/T 3484-2017）。

4 系统软件结构

应答器报文智能管理系统基于“云-边”协同BS网络架构，系统设置在路局中心服务器，实现路局应答器报文数据的全流程集中安全管理，电务段设置应用服务器负责管内应答器报文的备份和管理，业务终端通过服务器进行访问和管理。系统主要由参数数据导入模块、配置模块、原始数据读取模块、报文生成模块、报文编译模块、超长报文合并模块、日志输出模块和数据校验模块、报文查询模块、报文校验模块及业务管理模块等组成。

4.1 参数数据导入模块

参数数据导入模块主要实现列控参数数据的管理、导入及查询功能，并将站台侧信息表导入到数据库中，供应答器报文编译生成[ETCS-72]包时使用。

4.2 配置模块

应答器信息包配置模块在config.xlsx文件中配置信息包，该文件如表4所示。第一列是应答器的应用类型，行是信息包，在表格中第3行（应答器Q）对应的第3列填1表示Q类型应答器有正向[ETCS-5]信息包。

表4 应答器报文信息包配置示意Tab. 4 Packet configuration of balise telegram

4.3 原始数据读取模块

应答器报文需要读取到内存的原始数据如表5所示。读取后的数据存储到数据结构中。以下是定义的存储结构，如图2所示。

表5 原始数据表类型Tab.5 Original data table type

图2 定义的存储结构Fig.2 Defined storage structure

4.4 报文生成模块

报文生成模块是将原始数据组合生成报文的过程。应答器的报文是各种信息包的组合，根据应答器应用类型不同，会有不同的信息包组合，应答器包含的数据包由config.xlsx文件配置。

应答器报文生成流程如图3所示。

应答器报文生成通过配置模块、原始数据读取模块、报文生成模块和报文输出模块流水线作业实现了通过列控参数化数据实时生产应答器报文。配置模块和原始数据模块的数据作为报文编译模块的输入，经报文生成子模块计算后将报文传递给报文输出子模块，由报文输出模块实现应答器报文数据输出与存储。

报文生成模块是对全部应答器的报文进行参数化计算和生产的过程。按应答器组进行计算。

4.5 超长报文处理模块

报文超长先合并[ETCS-21]包，再合并[CTCS-1]包；当[ETCS-21]包合并后满足位数要求时，不再合并[CTCS-1]包，当合并了[ETCS-21]和[CTCS-1]包后仍然超长时，在日志中提示错误。

4.6 报文编码模块

应答器报文编码模块负责将生成的报文按照标准格式生成二进制文件或文本数据文件，兼容和主流型号的应答器报文格式。

4.7 日志输出模块

日志输出模块主要实现记录应答器报文生产记录、所有应答器编号、目前该条报文位数和该条报文允许最大位数、报文超过最大容量的应答器编号、应答器校验结果和操作日志等信息。

4.8 数据校验模块

应答器报文数据校核模块实现单一应答器、车站、线路等应答器报文数据的校验检查功能。

5 系统界面

应答器报文智能管理系统界面如图4所示。

图4 应答器报文智能管理系统界面示意Fig.4 Interface of intelligent management system of balise telegram

系统界面分为登录界面、操作界面和日志区，通过登录界面实现人员权限管理，操作界面是软件的操作区，日志区是显示软件执行过程中的过程日志、警告日志和错误日志的区域。

5.1 报文数据编码

应答器报文数据生成后，通过 “应答器报文编码”操作自动进行编码，日志区显示编码进度。

编码会生成830位的dat和txt文件、1 023位dat文件，分别进行存储，如图5所示。

图5 应答器报文编码示意Fig.5 Encoding of balise telegram

在编码的过程中会在Log文件夹下输出bitlog.txt、log.txt、packlog.txt文件。

1）bitlog.txt文件记录所有应答器编号、目前该条报文位数和该条报文允许最大位数。

2）log.txt文件记录报文超过最大容量的应答器编号、目前该条报文位数和该条报文允许最大位数。

3）packlog.txt文件记录应答器编号、目前该条报文位数、站外描述区段数量、工具已删除区段数量。

5.2 报文数据查看

通过业务终端界面可随时调阅管内各应答器报文信息，并对应答器报文进行解析，便于应答器报文的查询和管理。

5.3 应答器报文数据校核

通过应答器报文数据校核[9]模块可根据需要选择车站、线路对应答器报文进行报文信息、版本的校验和比较。

支持全路各厂家型号的应答器报文格式。可逐个应答器进行校核，也可按车站、线路进行批量校核。

校核结果通过直观界面显示一致性、差异数据通过红色进行标注，同时可进行报文数据的版本管理。

6 总结

通过基于实时参数化数据的应答器报文智能管理系统，实现了以铁路局统一管理，各级电务人员“云-边”协同进行应答器报文动态运用管理的全流程应答器报文安全管理体系，保证了列控数据运用管理和工程实施列控关键数据的安全性，提高了电务核心数据管理效率，实现铁路信号关键数据全流程周期的智慧管控。同时也为各级电务部门列控系统关键数据的管理提供了思路和方法。