區(qū)間信號系統(tǒng)測試平臺專用數(shù)據(jù)庫

區(qū)間信號系統(tǒng)測試平臺專用數(shù)據(jù)庫

摘要介紹了城市軌道交通區(qū)間信號系統(tǒng)測試評估平臺的研制背景，給出平臺的硬件分布式系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。簡要介紹了平臺軟件系統(tǒng)各個子系統(tǒng)的功能。闡述了平臺專用數(shù)據(jù)庫的設(shè)計過程，以及前臺VC6開發(fā)的應(yīng)用程序與后臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器SQLServer接口的實(shí)現(xiàn)方法。關(guān)鍵詞安全管理，區(qū)間信號，數(shù)據(jù)庫設(shè)計，計算機(jī)輔助測試城市軌道(簡稱城軌)交通區(qū)間信號系統(tǒng)是安全性苛求系統(tǒng)。在區(qū)間安全性控制和防護(hù)設(shè)備的研制、生產(chǎn)、使用過程中，運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)手段對設(shè)備的可靠性和安全性進(jìn)行科學(xué)、高效、全面、按標(biāo)準(zhǔn)的檢測和評估，以取代目前國內(nèi)主要依靠專家經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行的手工測試和實(shí)際線路試運(yùn)行的非完善的方法，是十分迫切和必需的。在我國城市軌道交通領(lǐng)域，這方面的研究尚處于起步階段。本文的研究正是基于這一背景。文中所建測試平臺對城際鐵路同樣適用。1區(qū)間信號系統(tǒng)測試平臺的結(jié)構(gòu)

城軌交通區(qū)間信號系統(tǒng)測試評估平臺(以下簡稱平臺)硬件采用分布式結(jié)構(gòu)，如圖1所示。平臺由主控機(jī)、數(shù)據(jù)庫機(jī)和仿真機(jī)組成[1]。被測系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)與平臺互聯(lián)。網(wǎng)絡(luò)通信采用TCP/IP協(xié)議。圖1平臺分布式硬件結(jié)構(gòu)示意圖平臺軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。其中:主控及測試案例自動生成子系統(tǒng)一方面向仿真子系統(tǒng)發(fā)送區(qū)間狀態(tài)的仿真設(shè)置命令，另一方面動態(tài)監(jiān)控現(xiàn)場信號狀態(tài)等，實(shí)現(xiàn)測試案例的動態(tài)擴(kuò)展和連續(xù)加載、測試結(jié)果的動態(tài)判定，并將測試結(jié)果存入數(shù)據(jù)圖2區(qū)間信號測試系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)庫。傳輸信道仿真及區(qū)間現(xiàn)場仿真子系統(tǒng)為被測系統(tǒng)提供了一個模擬的傳輸仿真及現(xiàn)場環(huán)境。數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)在被測系統(tǒng)與仿真信道之間進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及轉(zhuǎn)換。測試用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)生成子系統(tǒng)通過讀取區(qū)間拓?fù)鋽?shù)據(jù)文件，生成區(qū)間測試用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。專用數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)負(fù)責(zé)存儲各種測試用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和測試結(jié)果。本文重點(diǎn)闡述平臺專用數(shù)據(jù)庫子系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)。2平臺專用數(shù)據(jù)庫設(shè)計

平臺的數(shù)據(jù)庫不僅是一般意義上的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用，它還負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各個子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)聯(lián)系。平臺數(shù)據(jù)的類型與結(jié)構(gòu)在一定程度上反映了整個平臺的測試水平?；趯ζ脚_數(shù)據(jù)以及平臺分布式結(jié)構(gòu)的考慮，經(jīng)過深入的比較，選擇SQLServer作為平臺的數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具。數(shù)據(jù)庫設(shè)計一般分為四步:需求分析、概念設(shè)計、邏輯設(shè)計和物理設(shè)計。應(yīng)用數(shù)據(jù)庫設(shè)計理論，平臺專用數(shù)據(jù)庫設(shè)計的具體步驟如圖3所示。圖3數(shù)據(jù)庫的設(shè)計過程2.1需求分析

平臺的數(shù)據(jù)按其對時效性的不同要求可以分為動態(tài)數(shù)據(jù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)兩大類[2]。動態(tài)數(shù)據(jù)是指具有嚴(yán)格時效性的數(shù)據(jù)，并且隨著時間推移而動態(tài)刷新;靜態(tài)數(shù)據(jù)則指相對穩(wěn)定，不隨時間變化的數(shù)據(jù)。2.1.1動態(tài)數(shù)據(jù)及其傳輸

平臺動態(tài)數(shù)據(jù)是維持平臺正常運(yùn)行的基礎(chǔ)，主要包括下列3類數(shù)據(jù):·列車運(yùn)行仿真命令、故障及干擾仿真命令。由主控機(jī)發(fā)出，用于控制仿真子系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)仿真活動?！^(qū)間信號設(shè)備狀態(tài)及動作信息。指仿真機(jī)所模擬的實(shí)際區(qū)間信號設(shè)備的狀態(tài)(如軌道區(qū)段是否有車占用等)，主控機(jī)采集這些信息用于動態(tài)判定及顯示測試過程的實(shí)際狀態(tài)?！y試結(jié)果信息。平臺的測試結(jié)果記錄是一種比較特殊的動態(tài)數(shù)據(jù)，包括經(jīng)信道傳輸前后的實(shí)時電信號(數(shù)據(jù))。它們是評價被測系統(tǒng)的重要依據(jù)，必須完整、正確地記錄。圖4列車運(yùn)行線路ER圖2.3邏輯設(shè)計

關(guān)系數(shù)據(jù)庫的邏輯設(shè)計過程是把概念設(shè)計的結(jié)果(如E-R圖)轉(zhuǎn)換成關(guān)系模式的過程。為了消除關(guān)系模式的存儲異常問題，需要對其進(jìn)行規(guī)范化。

在本子系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫模式的規(guī)范化設(shè)計過程中，既要考慮減少數(shù)據(jù)冗余、消除存儲異常情況，也要考慮現(xiàn)場仿真、主控等子系統(tǒng)讀取數(shù)據(jù)及運(yùn)算的花費(fèi)。規(guī)范化測試用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的關(guān)系子模式包括:發(fā)送端表、接收端表、閉塞分區(qū)表、列車運(yùn)行線路表、區(qū)間基本特征表、鋼軌線路一次參數(shù)表、鋼軌線路四端網(wǎng)參數(shù)表等。2.4物理設(shè)計

物理設(shè)計要根據(jù)具體的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)和相應(yīng)的操作系統(tǒng)、計算機(jī)硬件所能支持的存儲結(jié)構(gòu)、存取方法以及資源來進(jìn)行設(shè)計。SQLServer提供索引或表鍵機(jī)制來幫助SQLServer優(yōu)化對查詢的響應(yīng)。在測試平臺上，對結(jié)果數(shù)據(jù)的查詢，是將記錄計數(shù)號與測試項(xiàng)目的組合作為索引。這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)的查詢都要直接或間接地將該兩項(xiàng)作為SQL語句中WHERE子句后的首列。3平臺專用數(shù)據(jù)庫接口的實(shí)現(xiàn)

平臺采用客戶端/服務(wù)器體系，后臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器采用SQLServer，前臺應(yīng)用程序開發(fā)工具采用VisualC++。前臺應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)庫的訪問是通過ODBC機(jī)制實(shí)現(xiàn)的。

VisualC++對ODBC提供了兩種支持:一種是API函數(shù)[3];另一種是對API函數(shù)進(jìn)行封裝的MFCODBC類，包括CDatabase(數(shù)據(jù)庫類)，CRecordSet(記錄集類)和CRecordView(可視記錄集類)。兩種方式在平臺上分別應(yīng)用于不同的場合?！DBCAPI使客戶應(yīng)用程序能夠從底層設(shè)置和控制數(shù)據(jù)庫，完成一些高層數(shù)據(jù)庫技術(shù)無法完成的功能。例如檢測數(shù)據(jù)庫是否連接、數(shù)據(jù)源配置是否正確等?！FCODBC類封裝了多種數(shù)據(jù)庫訪問功能，使用簡單方便。平臺專用數(shù)據(jù)庫定義了11個CRecord2Set類的子類，每一個子類對應(yīng)專用數(shù)據(jù)庫中的一個表，例如，B-JSSet類對應(yīng)接收端表，B-BSFQSet類對應(yīng)閉塞分區(qū)表。4