探索LKJ基礎數(shù)據(jù)自動化編制技術

韓成彥

（中國鐵路武漢局集團有限公司工電檢測所，武漢 430071）

基于國內LKJ2000型基礎數(shù)據(jù)資料（簡稱數(shù)據(jù)資料）提報、本局LKJ基礎數(shù)據(jù)源文件（簡稱數(shù)據(jù)源文件）編制和相關局LKJ數(shù)據(jù)源文件（簡稱相關局數(shù)據(jù)）取用為主要內容，在確?？煽啃浴踩砸约皩崿F(xiàn)各類數(shù)據(jù)資料的標準化前提下，探索如何實現(xiàn)自動化生成數(shù)據(jù)源文件和智能校驗。

1 LKJ基礎源文件產生的過程

數(shù)據(jù)源文件產生過程可分3個階段：1）數(shù)據(jù)資料的提報；2）基礎數(shù)據(jù)源的文件編制和相關局數(shù)據(jù)的取用，包括雙人編制、異體復核；3）LKJ數(shù)據(jù)的模擬驗證，包含數(shù)據(jù)校核、模擬檢驗、機電檢驗。其共同特點是準確度，數(shù)據(jù)資料的準確度是決定LKJ車載數(shù)據(jù)正確的源頭，數(shù)據(jù)源文件編制和取用的準確度是運輸安全的先決條件，模擬驗證的準確度是數(shù)據(jù)檢驗最有效的途徑。

2 數(shù)據(jù)源文件編制過程的難點

2.1 數(shù)據(jù)資料提報方面的難點

本文中基于納入各局《列車運行圖技術資料》的數(shù)據(jù)資料，它們由不同部門測量、編制和提報，各類表格多且量大，是數(shù)據(jù)難以管理、編制和自動化的根本原因。

工務提報：線路名稱表、車站表、股道表、道岔表、線路允許速度表、坡道表、曲線表、橋梁表、隧道表、線路里程斷鏈明細表、車站配線圖、正線起訖里程表和Ⅰ級防洪地點表等相關資料。

電務提報：信號機和軌道電路分布表、特殊發(fā)碼地點表、車站股道固定無碼表、關聯(lián)發(fā)碼特殊信號機顯示關系表、防護18號及以上道岔信號機位置表、級間轉換表、自定義車站編號（TMIS站號）表、側出連續(xù)發(fā)碼車站表、出站引導車站表、半自閉轉白停車信號機表、車站及區(qū)間信號機設置的平面示意圖等相關資料。

運輸提報：旅客列車車站接發(fā)車經由股道和道岔表、線路線編號為二線（多線）交匯車站通過列車徑路表、固定徑路列車基本信息表等相關資料。

機務提報：停車靠標困難特殊車站（股道）表、機外大坡道特殊車站表、出站綠燈／綠黃燈確認車站（股道）表、開車對標距離特殊地點表、機車（動車組）擔當區(qū)段表、長大下坡道百噸閘瓦壓力列車限速表等相關LKJ基礎數(shù)據(jù)的資料。

供電提報：接觸網分相數(shù)據(jù)表、接觸網限制速度數(shù)據(jù)表等相關LKJ基礎數(shù)據(jù)的資料。

信息提報：LKJ基礎數(shù)據(jù)信息類等相關LKJ基礎數(shù)據(jù)的資料。

當前提報數(shù)據(jù)資料常見的問題如圖1所示。

圖1 當前LKJ基礎數(shù)據(jù)提報的幾種問題Fig.1 Several problems of current LKJ basic data submission

例1：各單位文件格式不統(tǒng)一：XX局2019年年度資料中工務LKJ數(shù)據(jù)2019為Excel文件、2019年度LKJ電務類年度數(shù)據(jù)為word2007版docx文檔、2019年度運輸類LKJ基礎數(shù)據(jù)為word2007版doc文檔，使用這種靈活提報方式易造成文件不兼容。

例2：提報數(shù)據(jù)格式不規(guī)范：XX局2019年工務類數(shù)據(jù)資料中股道編號既有數(shù)字又有漢字等，電務類數(shù)據(jù)資料中信號機位置公里標小數(shù)點后既有3位又有2位，工務類線路允許數(shù)據(jù)表中“807.000”錯寫為“807.。000”、區(qū)段限速“815.060-815.850”錯報為“851.060-815.850”等諸如此類問題。

例3：當前提報方式易出錯：XX局2019年工務類坡道表中“807.200”與“807.002”起終點不匹配，電務類信號機表中“X”進站信號機公里標“34.498”錯誤復制為“33.098”及“X2”出站信號機錯寫為“S2”出站信號機，運輸類旅客列車車站經由股道及道岔漏掉“II”道經由道岔。

由上面3種情況可見，當前基于各類文表的提報方式，既無法做到格式統(tǒng)一，也無法做到內容一致性檢查、數(shù)據(jù)匹配性調用，制約了數(shù)據(jù)源文件編制的自動化。

還有一句精彩絕倫的臺詞。郭蹁子轟趕在許靈均窗下“聽壁腳”的孩子，說：“走，走，走，有什么好看的？沒見過你爸和你媽結婚？”竟然說得那么順理成章。

基于靈活的提報方式，數(shù)據(jù)源文件編制過程中需編制人員花費大量時間去處理數(shù)據(jù)資料提報的問題，極易產生二次錯誤。

2.2 本局LKJ基礎數(shù)據(jù)源文件編制難點

1）受限于數(shù)據(jù)資料的準確性。各部門提報數(shù)據(jù)資料決定最終生成數(shù)據(jù)源文件的質量。

2）高度依賴于人工手段鍵入每個字符。無論是數(shù)據(jù)項、屬性還是數(shù)據(jù)塊的標識都是手動將工務類、電務類、供電類、機務類、運輸類、信息類等數(shù)據(jù)多次逐個鍵入“LKJ地面開發(fā)軟件”，因此人為錯誤是數(shù)據(jù)源文件編制的一大隱患。

3）需要人工做大量數(shù)據(jù)計算。數(shù)據(jù)源文件不是簡單直接“復制”數(shù)據(jù)資料，在編制過程中存在大量的運算工作是對工作人員的一大考驗，同時不同類型數(shù)據(jù)相互交織調用對各部門數(shù)據(jù)資料的兼容性有更高要求。如信號機類型、線路允許速度、道岔號、坡道、進出岔距離、車站中心、線路迄止位置、線路的調整等，都要多個線路公里標體系（或數(shù)據(jù)類型）組合運算才能產生需要的值。如圖2所示，途中武昌站車站中心850是根據(jù)電務類信號機K1211.975-工務類中站中心K1211.125的差值。人工計算是數(shù)據(jù)源文件準確性的另一大隱患。

圖2 LKJ基礎數(shù)據(jù)文件編制過程數(shù)據(jù)計算實例Fig.2 Data calculation example of LKJ basic data file preparation process

2.3 取用相關局LKJ基礎數(shù)據(jù)存在二次編輯的風險

取用相關局數(shù)據(jù)源文件，不但要滿足取全本局運行徑路的數(shù)據(jù)，還要滿足本局控制條件。取用相關局數(shù)據(jù)塊不能將所有數(shù)據(jù)取用，需要以數(shù)據(jù)容量和徑路要求“精確取用”，在取用過程中存在錯、漏、多的隱患如圖3所示，武漢局只取到“南京南寧安”，“南京動車所”后的不取用，數(shù)據(jù)塊并不連續(xù)。人為去識別和選取相關局數(shù)據(jù)塊是取用數(shù)據(jù)的難點一。

圖3 取用相關局數(shù)據(jù)交路中的數(shù)據(jù)塊集合示例Fig.3 An example of data block sets in data access to the relevant bureaus

取用相關局數(shù)據(jù)還有局間數(shù)據(jù)有沖突，以車站號沖突為例說明，每個交路只有1 023個車站號，一旦某局采用A站為“999車站號”，而本局“999車站號”被B站占用，此時要給A站重新匹配非“999車站號”，此時可修改為1 000如圖4所示,確保同一數(shù)據(jù)交路中車站號的唯一性。人為解決不同局間數(shù)據(jù)的兼容性是取用數(shù)據(jù)項的難點二。

圖4 取用相關局LKJ基礎數(shù)據(jù)中微調車站號示例Fig.4 Example of fine-tuning station number in the LKJ basic data access to the relevant bureaus

取用相關局數(shù)據(jù)時有監(jiān)控交路號沖突的情況。全路18個局共用255個監(jiān)控交路號，局間同一數(shù)據(jù)徑路上的交路號均不能互相沖突。如上海局10數(shù)據(jù)交路用“XXX”監(jiān)控交路號；武漢局“XXX”對應9號數(shù)據(jù)交路，“YYY”監(jiān)控交路號對應的是10號交路，當武漢局取用上海局10號數(shù)據(jù)交路時采用兩種方法：一種是將上海局10數(shù)據(jù)交路中監(jiān)控交路號“XXX”調整為“YYY”；另一種方法將上海局10數(shù)據(jù)交路中所需數(shù)據(jù)移到武漢局09號數(shù)據(jù)交路中，并需人工修改對應轉移后的標號。

3 針對數(shù)據(jù)編制過程的難點和重點進行探索

3.1 本局LKJ基礎數(shù)據(jù)文件編制過程

專業(yè)軟件提報數(shù)據(jù)資料。數(shù)據(jù)資料格式統(tǒng)一，資料有較高的可讀性，可直接錄入LKJ數(shù)據(jù)輔助自動化編制系統(tǒng)，具備導入導出功能，也可以兼容單機版導出格式統(tǒng)一的數(shù)據(jù)資料。

圖5 LKJ基礎資料標準化過程示意Fig.5 Schematic diagram of standardization process of LKJ basic data

各部門數(shù)據(jù)資料在同一里程體系，可實現(xiàn)不同類型數(shù)據(jù)相互校驗。如圖6所示，信號機2與信號機4距離是由工務數(shù)據(jù)資料中長鏈28 m計算出來，“LKJ基礎數(shù)據(jù)校核、模擬裝置”導入師電文件可實現(xiàn)數(shù)據(jù)間反向驗證，驗證不一致進行定位提示，當電務類信號機2與信號機4距離為100 m時，根據(jù)工務類資料報警錯誤提示應為128 m。

圖6 探索LKJ基礎數(shù)據(jù)文件自動生成示意Fig.6 Schematic diagram of automatic generation of LKJ basic data files

數(shù)據(jù)源文件實現(xiàn)直接導入功能，減少輸入性、計算性錯誤，提高勞動效率，確保了與數(shù)據(jù)資料的一致性。通過“LKJ基礎數(shù)據(jù)自動生成軟件”導入標準的數(shù)據(jù)資料，為自動生成數(shù)據(jù)源文件準備了條件。

1）數(shù)據(jù)資料的標準化、可識別化，使用輔助編制軟件提升數(shù)據(jù)資料可讀性。

2）以電務類數(shù)據(jù)為基準點，通過先導入電務類信號機數(shù)據(jù)資料，配置電務類信號機屬性，用信號機數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)結構的結點，為后續(xù)各部門間基礎數(shù)據(jù)參與計算和自動生成準備了條件。

3）工務類數(shù)據(jù)以信號機數(shù)據(jù)為基點進行計算和拆分，并以工務類數(shù)據(jù)為依據(jù)進行綜合運算。

4）供電類、機務類數(shù)據(jù)同理3）精準填寫。

5）建立數(shù)據(jù)場景模型實現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取后的拆分。

3.2 取用相關局LKJ基礎數(shù)據(jù)文件

建立本局所需數(shù)據(jù)塊與相關局數(shù)據(jù)塊“需”與“取”的對應關系，實現(xiàn)數(shù)據(jù)塊的自動取用。建立本局與相關局數(shù)據(jù)交路等關系對照表，實現(xiàn)精準定位和對照關系唯一性是關鍵，如圖7所示，XX局于YY局之間實現(xiàn)匹配數(shù)據(jù)塊的唯一對應關系。

運用監(jiān)控交路對照表實現(xiàn)局間監(jiān)控交路號轉化，使車載數(shù)據(jù)能正確調用監(jiān)控交路號。數(shù)據(jù)源文件的生成，但并不代表車載設備就能夠正確運行，不同局的控制程序是不同的，監(jiān)控交路號不匹配就會錯誤調用數(shù)據(jù)，這是非常危險的LKJ基礎數(shù)據(jù)隱患。如圖7所示，XX局3號數(shù)據(jù)交路中55站至40站間徑路的數(shù)據(jù)對應13號監(jiān)控交路，如將其直接取到YY局11號數(shù)據(jù)交路后，仍用13號監(jiān)控交路就不能正確控制，此時應將其取用到YY局11號數(shù)據(jù)交路，使用11號監(jiān)控交路才能正確運行95站至80站的數(shù)據(jù)。（因站號沖突，XX局3號數(shù)據(jù)交路55站至40站對應YY局11號數(shù)據(jù)交路95站至80站）

圖7 取用相關局數(shù)據(jù)塊對應關系Fig.7 Corresponding relation table of accessing data blocks of relevant bureaus

1）建立相關局數(shù)據(jù)交路與本局數(shù)據(jù)交路的對照關系，確保數(shù)據(jù)交路號與監(jiān)控交路的一致性，例如XX局12號數(shù)據(jù)交路的數(shù)據(jù)塊必須取用到YY局4號數(shù)據(jù)交路中去，且數(shù)據(jù)塊按照相關局的依次順序取用完整如圖8所示。

圖8 自動取用相關局LKJ基礎數(shù)據(jù)塊的示意Fig.8 Schematic diagram of automatic access to LKJ basic data blocks of relevant bureaus

2）取用相關局數(shù)據(jù)交路的車站號與本局數(shù)據(jù)交路的車站號有對照關系，且只有車站號是可變量，車站名和TMIS號為不變量。

建立數(shù)據(jù)交路運行徑路表，以車站號對應關系精準選擇和反向驗證，有效兼顧LKJ基礎數(shù)據(jù)準確性和車載基礎數(shù)據(jù)文件正確性。這就需要建立可執(zhí)行的數(shù)據(jù)交路、車站號、監(jiān)控交路號對照表。

4 LKJ基礎數(shù)據(jù)文件的檢驗

數(shù)據(jù)源文件必須經過查錯檢驗是確保安全的必要條件。為實現(xiàn)有效自查和檢驗，可采用人和機器分工協(xié)作方式。

數(shù)據(jù)源文件的檢驗分為兩個部分：一是檢驗取用相關局數(shù)據(jù)塊的匹配度；二是校驗本局管內數(shù)據(jù)源文件與數(shù)據(jù)資料的一致性。

通過“LKJ模擬檢驗裝置”自動化模擬校驗，首先與LKJ基礎數(shù)據(jù)原始資料校核，其次與運行徑路場景運行校核，再次與監(jiān)控交路運行條件校核，校核后顯示結果，并可定位問題位置。

人工根據(jù)錯誤定位情況進行相關數(shù)據(jù)的調整，最終實現(xiàn)自動化生成有效的數(shù)據(jù)源文件。

5 結束語

LKJ2000型數(shù)據(jù)源文件編制的過程涉及部門多、系統(tǒng)復雜，現(xiàn)有地面開發(fā)軟件完全依賴人工手動錄入的編制環(huán)節(jié)，無論是從提高數(shù)據(jù)編制的準確度要求還是從解放勞動角度來講，都制約了其發(fā)展空間。若能實現(xiàn)LKJ數(shù)據(jù)資料統(tǒng)一提報和數(shù)據(jù)源文件自動化編制，將會LKJ2000型數(shù)據(jù)源文件編制的準確度和安全性有數(shù)量級的提升。