基于PDA高速列車途中故障信息處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)*

陳紅艷

(武漢交通職業(yè)學(xué)院,湖北 武漢 430065)

0 前言

高速列車在行駛途中不可避免地會出現(xiàn)一些故障,比較常見的有:空調(diào)漏氟,保險(xiǎn)絲損壞,機(jī)械漏油,傳輸皮帶斷裂等。

列車不會因?yàn)檫@些故障在行駛途中停下來修理。但是,這些故障信息需要在高速列車行駛途中立即發(fā)送出去。車站的維修人員根據(jù)接收到的故障信息,待列車到達(dá)下一個(gè)車站之前把故障備件送到站臺,使高速列車的故障及時(shí)得到排除。目前,高速列車包括動車組都使用這樣的方式傳遞列車在行駛途中出現(xiàn)的故障信息。

基于PDA高速列車途中故障信息處理系統(tǒng)是為了滿足列車在行駛途中及時(shí)發(fā)送故障信息而開發(fā)出來的。本文旨在研究基于PDA高速列車途中故障信息處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),以及設(shè)計(jì)中需要解決的關(guān)鍵技術(shù)。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

基于PDA高速列車途中故障信息處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示。

PDA系統(tǒng) 接收故障 車站地面信息服務(wù)器系統(tǒng)

基于PDA高速列車途中故障信息處理系統(tǒng)由車站地面系統(tǒng)、接收故障信息服務(wù)器和PDA系統(tǒng)三部分組成。下面介紹系統(tǒng)三部分的功能。

1.1 車站地面系統(tǒng)

車站地面系統(tǒng)主要的功能有:

(1)接收故障信息。故障信息由高速列車上的PDA發(fā)出。故障信息經(jīng)過手機(jī)移動網(wǎng)絡(luò)、Internet網(wǎng)絡(luò),由接收故障信息服務(wù)器接收,保存在車站地面系統(tǒng)中。接收故障信息服務(wù)器和車站地面系統(tǒng)可以是在一臺PC機(jī)中。

當(dāng)接收一個(gè)故障信息以后,車站地面系統(tǒng)使用聲音和報(bào)警燈進(jìn)行提示。車站機(jī)車修理人員根據(jù)機(jī)車發(fā)出的故障信息,準(zhǔn)備備件,在站臺等候。一旦機(jī)車到達(dá),馬上送出備件給機(jī)車。機(jī)車修理人員完成上述處理以后,這條由列車上PDA發(fā)出故障信息被認(rèn)為完成了故障處理。

接收故障信息是車站地面系統(tǒng)的主要功能。為了鐵路局的車站都能夠共享由列車上PDA發(fā)出的故障信息,車站地面系統(tǒng)采用B/S軟件結(jié)構(gòu)模式進(jìn)行設(shè)計(jì)。

(2)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)。車站地面系統(tǒng)故障信息中儲存有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)?；景ㄓ?車次:含有車次經(jīng)過的車站名稱,車站名稱編碼;機(jī)車:含有正在運(yùn)行的機(jī)車名稱,機(jī)車車號;乘務(wù)員:車長姓名,車長工號;故障特征:故障類型,故障名稱等。

車站地面系統(tǒng)中存儲的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),時(shí)常是在變化的。例如:鐵路局減少某個(gè)車次,增加某個(gè)車次;維修好的機(jī)車加入運(yùn)行,某個(gè)機(jī)車停止運(yùn)行,進(jìn)行維修等。這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù),一方面是車站地面系統(tǒng)處理故障信息時(shí)使用;另一很重要的方面是為高速列車上的PDA提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。高速列車運(yùn)行途中產(chǎn)生的故障信息是使用PDA發(fā)出來的。PDA產(chǎn)生一條故障信息時(shí)需要使用到車次、機(jī)車、乘務(wù)員、故障類型等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。由于車站地面系統(tǒng)中存儲的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)也是PDA的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)變化以后,能夠使PDA中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與它保持一致,這一點(diǎn)在設(shè)計(jì)上是非常重要的。

在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),100多個(gè)PDA能夠隨時(shí)與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)保持一致。

1.2 接收故障信息服務(wù)器

接收故障信息服務(wù)器的功能是接收由高速列車上的PDA發(fā)出故障信息。收到一個(gè)故障信息以后,接收故障信息服務(wù)器把這條故障信息寫入到故障信息表中。當(dāng)接收故障信息服務(wù)器完成接收一條故障信息,把這條故障信息寫入到故障信息表中時(shí),車站地面系統(tǒng)使用聲音和報(bào)警燈進(jìn)行提示。

由于高速列車上的PDA發(fā)出故障信息是隨機(jī)的,還有可能是在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)上,因而會有多個(gè)PDA同時(shí)發(fā)出故障信息的可能性。因此,單獨(dú)把接收故障信息服務(wù)器作為一個(gè)模塊設(shè)計(jì)是非常必要的。

1.3 PDA系統(tǒng)

PDA系統(tǒng)的功能是在PDA上產(chǎn)生故障信息并發(fā)送出去。PDA發(fā)送的故障信息是從PDA的GPRS信道出去,故障信息先在手機(jī)移動網(wǎng)絡(luò)中傳送,然后進(jìn)入Internet網(wǎng)絡(luò),到達(dá)接收故障信息服務(wù)器。PDA系統(tǒng)還有一個(gè)功能是在PDA上,從車站地面系統(tǒng)中把基礎(chǔ)數(shù)據(jù)讀入到PDA中來。

因此,PDA系統(tǒng)能夠在PDA上發(fā)出故障信息,也能夠在PDA上操作從車站地面系統(tǒng)中獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

PDA就規(guī)范來講稱為個(gè)人數(shù)字助理,也稱為袖珍個(gè)人計(jì)算機(jī)P PC(Poret Personal Computer),俗稱智能手機(jī)。PDA使用Win CE(Windows Compact E-dition)作為操作系統(tǒng),或者使用Linux作為操作系統(tǒng)。這是把PDA俗稱為智能手機(jī)的主要原因。一般,PDA有接收廣播電臺的信道,有接收GMS、GPRS、3G的信道,有接收GPS的信道,有滿足802.11 a/b/g協(xié)議的無線信道。

2 關(guān)鍵技術(shù)

基于PDA高速列車途中故障信息處理系統(tǒng)的特點(diǎn)是PDA在高速移動中發(fā)出信息、傳輸信息和儲存信息。它擴(kuò)展了使用鍵盤傳輸信息和儲存信息的方式。基于以上兩點(diǎn),設(shè)計(jì)基于PDA高速列車途中故障信息處理系統(tǒng)有若干關(guān)鍵技術(shù)。

2.1 Web Service技術(shù)

使用Web Service技術(shù)的目的是實(shí)現(xiàn)PDA中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與地面系統(tǒng)保持一致。在本系統(tǒng)中,PDA中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與地面系統(tǒng)保持一致稱為數(shù)據(jù)同步。

實(shí)現(xiàn)PDA中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與地面系統(tǒng)保持一致使用的是Web Service技術(shù)。實(shí)現(xiàn)的過程是在車站地面系統(tǒng)中添加“Web服務(wù)”,建立一個(gè)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步的對象類,對象類的名字為RailwayAync。在RailwayAync對象類中編寫了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步的Web Method[]。

在PDA系統(tǒng)編程中“添加Web引用”。在添加Web引用的過程中,自動產(chǎn)生了一個(gè)對RailwayAync對象類的引用。接下來在PDA的編程中則可以引用在RailwayAync對象類中編寫的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步的Web Method[]。實(shí)現(xiàn)PDA中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與地面系統(tǒng)保持一致。

使用Web Service技術(shù)實(shí)現(xiàn)PDA中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與車站地面系統(tǒng)保持一致的特點(diǎn)是:基礎(chǔ)數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)同步的Web Method[]在車站地面系統(tǒng)中。由于在PDA系統(tǒng)的編程中“添加Web引用”,在PDA系統(tǒng)編程的模塊中使用Web Method[]。實(shí)現(xiàn)PDA中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與地面系統(tǒng)保持一致,即數(shù)據(jù)同步。

2.2 接收故障信息服務(wù)器的編程技術(shù)

接收故障信息服務(wù)器是由高速列車上的PAD發(fā)出故障信息。PDA發(fā)出故障信息采用Socket套接字方式。由于PDA發(fā)出故障信息都是字符數(shù)據(jù),一個(gè)故障信息的字符數(shù)量也不多,所以采用Socket套接字方式傳輸故障信息比較適合。

接收故障信息服務(wù)器的編程使用了多線程技術(shù)。一個(gè)鐵路局有多個(gè)高速列車在運(yùn)行,有多個(gè)PDA在使用。為了實(shí)現(xiàn)在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)上接收多個(gè)PDA同時(shí)發(fā)出的故障信息,在接收故障信息服務(wù)器中使用了多線程技術(shù)。在接收故障信息的時(shí)候,一旦檢測出有一條故障信息流,則生成一條線程,專門用于處理接收這個(gè)PDA發(fā)出的故障信息。接收完畢以后,撤銷這條線程。

2.3 PDA系統(tǒng)的編程技術(shù)

個(gè)人數(shù)字助理PDA的主頻比較低,內(nèi)存容量不大,這是在PDA上進(jìn)行設(shè)計(jì)程序必須明白的。

在PDA上進(jìn)行設(shè)計(jì)程序使用了軟件架構(gòu)的方法,對數(shù)據(jù)庫訪問編寫了對數(shù)據(jù)庫表訪問的公共操作。例如:編寫了對數(shù)據(jù)庫表訪問得到記錄集的操作,對數(shù)據(jù)庫表訪問得到記錄個(gè)數(shù)的操作,對數(shù)據(jù)庫表訪問得到影響的記錄的操作。采用軟件架構(gòu)的設(shè)計(jì)方法,減少了使用內(nèi)存的容量。

在PDA上使用Web Service技術(shù)是PDA訪問車站地面系統(tǒng)的一種方式。還有其他的方式使PDA訪問車站地面系統(tǒng)。在本系統(tǒng)中,使用Web Service技術(shù)是一種使PDA訪問車站地面系統(tǒng)最佳方案。例如:在PDA上使用Web Service技術(shù)使PDA訪問車站地面系統(tǒng),在PDA上程序的編寫量最少。

3 結(jié)束語

基于PDA高速列車途中故障信息處理系統(tǒng)由車站地面系統(tǒng)、接收故障信息服務(wù)器和PDA系統(tǒng)三部分組成開發(fā)出來。本系統(tǒng)的特點(diǎn)是在移動中傳輸數(shù)據(jù)、接收數(shù)據(jù)。拓展了信息處理系統(tǒng)應(yīng)用的范圍。本文介紹了系統(tǒng)開發(fā)涉及到的關(guān)鍵技術(shù),這些技術(shù)的使用對于開發(fā)基于PDA的信息處理系統(tǒng)有借鑒的作用。

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