（控制理论与控制工程专业论文）接发列车安全监督及信息管理系统.pdf

。! ，。堡垄型耋耋盒：氅耋垒堡皇堑塞圣丝，。，。，： ， ，；。 摘要 接发列车是铁路每个车站基本的行车作业。铁路现行的电子设备虽然能保证 正常接发列车安全，然而对于多方向的按发列车和非正常接发列车的作业安全控 制仅仅依靠作业人员的相互提醒，由于人自身的生理因素，难免会出现差错，因 而严重威胁着接发列车的安全。另外，由于列车速度的提高，为了保证客车的安 全，铁路技术管理规程第九版中新加入了关于客车的规定，而现在无论是电气 集中联锁，还是计算机微机联锁技术，都不能解决铁路技术管理规程中这些 新规定而产生的新问题；配套计算机联锁的鼠标和数字化仪操作方式在现场使用 过程中有很大的局限性：传统类型的t d 型控制台，电路沿用传统的接、配线方式， 没有实现智能化。针对以上情况，以w i n d o w s2 0 0 0 操作系统为平台，运用v i s u a | s t u d i o6 0 的v i s u a lc 十+ 6 0 集成开发环境，后台数据库管理系统为a c c e s s ， x m l 文档和语音组件等，开发了智能控制台系统中接发列车安全监督及信息管理 系统部分。 本文主要做了以下工作： ( 1 ) 分析了系统的整体需求，并为整个系统的开发方面做了两个方面的准备； 一方面开发了一个针对火车站中设备情况的绘图软件，用来绘制火车站场图，把 绘制好的站场图转换成x m l 文件，为设计系统的主监控界面时使用；另一方面对 整个系统中需求的数据进行了分析和准备。 ( 2 ) 设计了整个系统中的通信方式一一c a n 通信方式和采用了c a n 2 o a 协议 并且对c a n 通信协议的内容进行了规定。 ( 3 ) 按照系统的要求，设计了系统的主监控界面来监控整个站场的实时情况， 即当采集板采集到现场的实时信息时，通过c a n 总线传送到值班员机，值班员的 接收线程接收采集板传送过来的信息，经过处理来实时显示站场情况。 ( 4 ) 设计了系统的报表、语音报警、报警信息的保存、信息的录入、播放器、 标准化作业等主要功能。 ( 5 ) 根据铁路技术管理规程设计了系统中的防止客运列车接发进路错误 办理功能，简称防错办( f e b ) ，即每个进路的按钮能否按下都需要进行判断。 ( 6 ) 值班员机独立运行。也就是当下位机的两台工控枫和控制台都出现了故 郑州大学工学硕士论文 障后，为了保持系统的稳定运行，需要值班员机能够独立运行，并旦能够实现整 个系统的功能。 关键词：c a n 通讯，站场，进路，铁路，列车 ， ，。堑堇型! ；2 ：耋塑堑垒塞星墼墨垂堑：。一，：! 。一。，一! ： a b s t r a c t a r r i v ea n dd e p a r t u r ei st h eb a s i st r a r t s p o r ti ne v e r yr a i l w a ys t a t i o n t h o u g h t h e e l e c t r o n i ce q u i p m e n to fr a i l r o a dc a ne n s u r en o r m a la r r i v ea n dd e p a r t u r e ，u n d e rs e v e r a l o r i e n t a t i o na n da b n o r m a lc o n d i t i o n ，i tw i l lo c c u ra c c i d e n tb e c a u s et h es a f e t yo n l y d e p e n do nt h a tm i s s i o n a r ya w o k ee a c ho t h e r , s ot h es a f e t yo fa r r i v ea n dd e p a r t u r ei s s e r i o u s l yt h r e a t e n e d f u r t h e r m o r e ，w i t ht h ei m p r o v e m e n t o ft h et r a i ns p e e d ，t h en i n e e d i t i o no f r a i l w a yt e c h n i q u em a n a g er e g u l a t i o n si n c r e a s et h ep r e s c r i p ta b o u tp a s s e n g e r t r a i ni no r d e rt oa s s u r et h es a f e t y ，w h e r e a st h ep r e s e n tt e c h n i q u ei n c l u d i n gt h ee l e c t r i c c o n v e r g e n c ei n t e r l o c ka n dt h ec o m p u t e ri n t e r l o c kc a l ln o ta d a p tt ot h ea i t e r m i o n t h e m a n i p u l a t i o nm o d eo fm o u s ea n dd i g i t a la p p a r a t u sc o r r e s p o n d i n gt ot h ec o m p u t e r i n t e r l o c kh a sg r e a tl o c a l i z a t i o n ，t h et r a d i t i o n a lt dc o n s o l ea n dc o n n e c t i o no rl a y o u t m a n n e ra r en o ti n t e l l i g e n t i z e d t os o l v ea b o v eq u e s t i o n ，w ee x p l o i tt h es y s t e mf o r s e c u r i t ys u p e r v i s i n ga b o u ta r r i v e a n d d e p a r t u r ea n di n f o r m a t i o nm a n a g e m e n t ， r e g a r d i n gw i n d o w s2 0 0 0o p e r a t i n gs y s t e ma st h ep l a t f o r m e m p l o y i n gv i s u a lc + + 6 0 c o m p o s i t i v ee x p l o i t a t i o nc i r c u m s t a n c ea n dc r e a t i n ga c c e s s ，x m ld o c u m e n ta n d s o u n dm o d u l eb a s e dd b m s b a c k g r o u n d 1 1 l ct e x ts e t sf o r t ht h ec o n t e n t ： f i r s t l y , i ta n a l y z e st h ew h o l er e q u i r e m e n to f t h es y s t e m ，p r o v i d e df o rt w oa s p e c t s ： o nt h eo n eh a n d ，i te x p l o i t sap l o t i n gs o f t w a r et od r a wy a r ds c e n ea n dc o n v e r tt h e y a r ds c e n ei n t ox m l f i l e o nt h eo t h e rh a n d i ta n a l y z e sa n dd e a l 、i mt h ed a t u m r e q u i r e dt h r o u g h tt h ew h o l ee x p l o i t a t i o n s e c o n d l y , i td e s i g n sc a nc o r r e s p o n d i n gf a s h i o n a d o p t sc a n 2 o a ( b a s i cc a n p a t t e r n ) a g r e e m e n ta n ds t i p u l a t et h ec o n t e n to f c a nc o r r e s p o n d i n ga g r e e m e n t t h i r d l y , i tp r o j e c t st h ep r i m a r ym o n i t o r i n gi n t e r f a c et os u p e r v i s et h er e a lt i m e i n s t a n c e i ft h ec o l l e c t i o nb o a r dg a t h e r st h el o c a lr e a li n f o r m a t i o na n dt r a n s m i ti tt ot h e w a t c hm a c h i n et h r o u g hc a nl i n e ，t h ey a r ds c e n ei sd i s p l a y e da r e rd i s p o s e d f o u r t h l y , i td e v i s e st h es y s t e mr e p o r tf o r m sa n dp l a yi m p l e m e n ta n ds o l v e sh o wt o s a v ea n dc o p yv o i c ea l a r m i n gm e s s a g e f i r h l y , i tp l a n st h ep u t t i n gr i g h tf u n c t i o na b o u tt h et r a i ne n t e r i n go rg o i n ge r r o r i t c a l l si m p l yf c b i tc a ne s t i m a t ei ft h eb u a o n sm a yb e p r e s s e d i i i f i n a l l y , z b y jc a r lr u ns i n g l y t h es p a r es y s t e mc a l lo p e r a t ei n d e p e n d e n t l yw h e nt h e p r i m a r ys y s t e me n c o u n t e rt r o u b l ei no r d e rt ok e e ps t a b l e k e y w o r d s ：c a nc o m m u n i c a t i o n ，y a r d ，r o u t e ，r a i l w a y , t r a i n - i v 郑重声明 本人的学位论文是在导师指导下独立撰写并完成的，学位论文没有剽窃、抄袭等 违反学术道德、学术规范的侵权行为，否则，本人愿意承担由此产生的一切法律责任 和法律后果，特此郑重声明。 学位论文作者( 签孙杠大雾 2 0 0 5 年5 月8 日 接发列车安全监督及信息管理系统 | 篁e ! e $ e ，_ _ _ e ! ! # ! ! ! ! ! 自! ! ! ! 鼍_ ! ! ! ! ! ! ! ! ! g ! ! ! e ! _ _ ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 墨nn = 墨e e 皇 1 1 项目背景 l 绪论 计算机和信息技术的发展，为铁路信号设备实现智能化、电子化提供了可靠 的技术保证。 铁路在连续几次提速后，铁路技术管理规程i ”( 简称技规) 也做了相应 修改，尤其是对客车要求更严。技规第九版第2 6 0 条规定；“在接、发客运列 车的同时，接入原规定为通过的列车改为正线接车时，而接车线末端无隔开设 备，禁止办理相对方向同时接车和同方向同时发接列车”。 技规第九版第2 2 2 条规定：“接、发客运列车时，能进入接、发列车进 路的线路没有隔开设备或脱轨器，不准调车”。它是指为防止调车作业的机车车 辆进入接发列车进路与正在进出站的客运列车发生冲突，对能进入接发客运列车 进路的调车作业没有隔开设备或脱轨器，不准调车。 由于列车速度的提高，为了保证客车的安全，技规中新加入了这些规定， 而现在无论是电气集中联锁，还是计算机微机联锁技术，都不能解决技觌中 新加入的这些关于客车的规定。对于多方向的接发列车和非正常按发列车的作业 安全控制仅仅依靠作业人员的相互提醒，由于人自身的生理因素，难免会出现差 错，因而严重威胁着接发列车的安全。另外，配套计算机联锁的鼠标和数字化仪 操作方式在现场使用过程中有很大的局限性，不受现场操作人员欢迎，故本文所 述研制开发的智能控制台系统中接发列车安全监督及信息管理系统部分，主要用 来配套6 5 0 2 电气集中设备，同时也可配套计算机联锁。 1 2 国内外发展现状 1 2 16 5 0 2 电气集中联锁简介 在车站上，铺设有许多条线路，线路之间用道岔联结着 z l 。 列车或机车车辆在车站内运行的经路叫着进路。进路由道岔的开通方向决 郑州大学工学硕士论文 定。如果道岔开通方向不对，就有可能使两列列车由不同方向开到同一股道上去， 或者开到事先已停留有车辆的股道上去，从而会引起撞车故障。 为了保障行车安全，进路要由信号机防护。道岔位置不对，或者进路上有车， 防护着这条进路的信号机就不能开放；信号机不开放，就禁止列车开到迸路里去， 以保证列车运行的安全。 控制上述的道岔、迸路和信号，并实现这三者之间的联锁的设备，叫做车站 联锁设备，简称车站联锁。 把许多道岔、迸路和信号，用电气化方法由一个地方集中控制和监督，并实 现它们之间的联锁的设备，叫做电气集中联锁设备，简称电气集中。若用电磁继 电器的继电电路实行控制并实现联锁的设备，叫做继电式电气集中，有时简称继 电集中。6 5 0 2 电气集中就是继电式电气集中的一种，是我国自己设计的较先进的 铁路信号设备之一，已在全路广泛采用。 电气集中是实现铁路现代化和自动化的基础设备之一，因此要求它必须更加 安全可靠。设备发生故障时，也必须使其后果导向安全侧( 例如信号机由绿灯导向 黄灯，由黄灯导向红灯，进路由解锁导向锁闭，均为导向安全侧) ，叫着故障一安 全。故障一安全原则是电气集中设计时必须遵守的原则之。 全车站的道岔、进路和信号由一个地方集中控制和监督，不但能实现站内行 车指挥的自动控制，从而提高劳动生产率和改善劳动条件，而且因为反映情况准 确及时，控制迅速，不再需要分散控制时所必须的联系时间和完全消除了因联系 错误所弓i 起的事故，所以能大大提高车站作业效率和行车安全程度。因此，电气 集中是提高车站通过能力的物质基础。所以广泛应用。 1 z 26 5 0 2 电气集中联锁的组成 从图1 1 中可看出：信号楼( 或行车室) 内设有控制台、区段人工解锁按钮盘、 继电器组合及组合架、电源和分线盘；室外设有色灯信号机、电动转辙机、轨道 电路和电缆线路。 控制台用于控制和监督道岔、进路和信号。设有控制台的信号楼或行车室就 是车站的控制中心。如果作为列车调度自动化系统的基础设备，则信号楼里的控 制台即做为备用设备。区段人工解锁按钮盘是辅助设备，主要在更换继电器或停 电后，用它使设备恢复正常状态；另来，在道岔区段因故障不能解锁时用它办理 区段故障人工解锁，或关闭信号设备发生故障不能关闭信号时用它关闭信号。继 电器组合及组合架是实现联锁的设备，也是实行控制和监督用的继电器放置的地 接发列车安全监督及信息冒理系统 方。电源屏能不间断地功给整个电气集中用的各种交流电源和直流电源。分线盘 是室内外电缆连接的地方。 用室外的色灯信号及给出各种信号显示；用电动转辙机转换道岔；用轨道电 路监督进路是否空闲。室外的导线一般用地下电缆，分信号电缆、道岔电缆和轨 道供电用电缆和受电用电缆( 在图1 1 中分别用虚线，实线、单点划线和双点划线 表示) 。 图1 1 电气集中组成示意图 f i g ，1 1 t h es t r u c t u r es k e t c ho f e l e c t r i cc o n v e r g e n c e 1 2 3 国内外微机联锁现状分析 国内车站的列车与信号和道岔之间的联锁控制发展经历了机械联锁控制、电 气集中( 以6 5 0 2 为代表) 联锁控制、计算机联锁加继电器控制三个大的发展阶段， 其中由机械联锁发展到6 5 0 2 电气集中，是一次重大的飞跃，大约是在1 9 7 0 年基 本完成的。而计算机联锁加继电器执行的控制系统是从8 0 年代后期开始研究，9 0 年代进行试验，近几年才开始小批量上道推广，截至目前，在国营铁道上约有2 0 0 个车站安装使用。这种系统是一种过渡性设备。 郑州大学工学硕士论文 目前国内投入使用的计算机联锁都是从继电电气集中过渡发展起来的，大都 不是以计算机技术为核心的全电子联锁系统，大部分是一种计算机联锁、继电器 执行的过渡性的系统，虽然不同制式的计算机联锁系统所保留的继电器数目不等， 但都给运行维修部门带来了一定问题，既要定期维护继电器部分，又要维修计算 机系统，尤其是上道投入允许的计算机联锁系统数目增加后，问题会更突出，很 难实现减员增效的目的，也难以达到工厂化实施的目标。 目前国外已投入运行的计算机联锁系统中多数也与我国状况相当，即也是计 算机联锁、继电器执行，但是从联锁系统运行的情况看，效果是很明显的，即保 证了安全，又提高了技术水平o “。 国外对计算机控带4 在车站接发列车中的运用比较早”j ，8 0 年代中期，西方发达 国家就致力于新型智能化先进铁路运输系统的研制，具有代表性的系统有北美的 a t c s t “”，a r e s ，日本的c a r a t ，法国的a s t r e e 和德国的l z b 系统等。与国外相比， 我国计算机应用于车站接发列车过程相对比较晚。国内科技工作者对此研究工作 多数集中在计算机编制列车运行图 1 2 - 1 4 l 。然而保障接发列车过程的安全，仅靠绘制 列车运行图是远远不够的，应该对车站接发列车相关人员进行控制与提醒。车机 联控是保证铁路运输安全的有效手段1 1 5 j 6 1 。1 9 9 3 年起杭州铁路分局开始着手研制 行车闭塞采用微机辅助控制系统【l ”。该分局乔司站先后研制了r s i ) - i 型车站占用 线路同步显示器【1 8 1 和车站接发列车安全联控辅助系统9 】，解决了正常情况下接发 列车和多方向接发列车的安全问题，保障接发列车的安全。2 0 0 1 年，牡丹江铁路 分局研制的车站接发列车安全联控网络系统，解决了非正常情况下接发列车的安 全问题。 总之，计算机联锁系统是6 5 0 2 电气集中联锁系统的替代产品，现在的计算机 联锁系统仅仅实现6 5 0 2 电气集中联锁系统的功能，它并没有解决新技规带来 的问题。另外，路内现状，目前路内控制台生产厂家以西安和沈阳信号厂为主，生 产的控制台大多是传统类型的t d 型控制台，电路沿用传统的接、配线方式，没有 实现智能化。所以我们开发了这套新的系统，它用新型的控制台来代替老式的控 制台，用接发列车安全监督及信息管理系统中的防错办功能来解决新技规产 生的新问题，本系统的输入输出和6 5 0 2 电气集中联锁系统连接。 1 3 本文的主要研究内容 技规中关于接发客车的新规定产生的新问题，现在的6 5 0 2 电气集中联锁 系统并不能解决，于是针对出现的这些新情况开发了这套接发列车安全监督及信 接发列车安全监督及信息管理系统 息管理和智能控制台系统，它实际上对6 5 0 2 电气集中联锁进行了很好的补充。 本文主要内容介绍如下： ( 1 ) 绪论首先介绍了项目背景，然后针对国内外的情况进行了简要介绍。 ( 2 ) 系统的总体要求针对用户的需求，列出了系统的整体要求，简单的介 绍了系统的整体功能。 ( 3 ) 站场界面的设计和数据管理对整个系统的开发，做了两个方面的准备 工作：一方面开发了一个针对火车站中设备情况的绘图软件，用来绘制火车站站 场图；另一方面对系统中所需要的数据信息进行了准备。 ( 4 ) 数据通讯和系统中的主要功能对系统中的数据通讯方式- - c a n 通讯进 行了详细介绍；另外对系统的主要功能进行了介绍。 ( 5 ) 防错办和值班员机独立运行的实现防止客运列车接发进路错误办理 是系统的关键部分，它对进路能否进行排列，起到判断作用，关系到火车进站和 出站的运行安全。另外当控制台和下位机使用的两台工控机都出现了故障后，值 班员机直接和采集板、驱动板直接相连时，能够独立地完成整个系统功能。 ( 6 ) 结论与展望对全文工作进行总结，并对迸一步的研究工作进行展望。 2 1 系统整体结构简介 2 系统的总体设计 本项目研制开发的是配套6 5 0 2 电气集中使用的智能控制台系统，主要由控制 台、值班员机、驱动采集电路等部分组成，系统整体结构如图2 1 所示。 图2 1 系统整体结构图 f i g 2 1s y s t e mi n t e g r a ls t r u c t u r es k e t c h ( 1 ) 控制台由盘面和一台工控机( i p c ) 组成，主要完成信号员的操作和显示功 能，盘面的操作和显示与常规控制台一样。盘面正面由单元模块拼装组成。单元 模块内部结构与常规控制台完全不样，如图2 2 所示。在单元模块内部，有一 接发列车安全监督及信息管理系统 块印刷电路子板，由单片机电路组成，完成信号复示器、光带、按钮表示灯点灯 显示及按钮操作等功能。背面是插针，与印刷电路母板插接。盘面背面由印刷电 路母板组成，每个印刷电路母板可插接10x8 个单元模块，完成与工控机( i p c ) 的信息传输和提供电源。印刷电路母板数量由站场大小决定。工控机( i p c ) 主要完 成控制台操作和各种显示信息的处理和外部信息传输。内、外部信息传输均采用 c a n 总线和r s 4 8 5 总线方式。这种结构可实现单元模块插接化、无配线。 图2 2 单元模块内部结构图 f i g 2 2 c e l lm o d u l ei n t e r n a ls t r u c t u r es k e t c h ( 2 ) 驱动、采集电路是配套6 5 0 2 电气集中研制的，完成机械室到控制台之间 的数据传输。 ( 3 ) 值班员机主要完成防错办、站场监控和标准化作业等操作。为增加系统 可靠性，在值班员机上能够显示站场平面和鼠标操作功能，当控制台发生故障时， 可由鼠标和显示终端代替控制台进行操作。 2 2 值班员机的功能 根据现场的需求设计了值班员机的总体功能，如图2 3 所示。 2 2 1 调度命令录入、修改、查询功能概述 由调度下达、车站执行的命令。比如： 命令封锁、解锁区间等，把它们记录下来， 2 2 2 计划录入、修改、查询功能概述 - ， 停电、封锁等。车站值班员可凭调度 并可以进行查询。 郑州大学工学硕士论文 对于没有d 6 f i i s 的车站，值班员可以手动录入计划。更改或查询任何计划车次 的到达时间、发车时间、接车端口、发车端口等。 图2 3 值班员机的功能 f i g 2 3 t 1 1 ef u n c t i o no f z b y 2 2 3 站场图实时显示功能概述 负责显示的站场图形与现场时刻保持一致。值班员通过查看平面站场图，了 解现场情况。如股道占用情况。 2 2 4c a n 通讯功能概述 负责在工控机( i p c ) 与值班员机之间进行信息传递。主要传递：控制台操作信 息、现场电气设备状态、现场电气设备动作、防错办结果。 2 2 5 车次预置、跟踪功能概述 将当前时间3 0 分钟内，本站计划通过、停留、到达、始发车次提前显示在简 易站场图上。在值班员办理接发列车作业过程中，自动根据作业符号更改排列车 次位置。 当列车占用二接近和进站信号机内方区段，并且进站信号机由绿变红时，端 口显示车次自动移至股道显示。当出站信号机所在股道和出站信号机内方区段占 用，并且出站信号机由绿变红时，股道显示车次自动移至端口区间显示。移到区 间的车次号五秒后显示自动消失。 2 2 6 进路防错办功能概述 对值班员办理进路进行监督，如果是错办( 发车发错方向、接车接错股道、 同方向同时接发车、来持调度命令向封锁区间发车等) ，值班员机通知工控机 ( i p c ) ，现场按钮继电器不动作。判断进路办理正确( 办理进路为允许的进路) ， 值班员机通知工控机( i p c ) ，控制现场按钮继电器动作，开放进路。 2 2 7 进路忘办、联控漏办功能概述 忘办：本站始发车在计划发车点前一分钟，值班员没有办理发车进路，语音 提示值班员办理发车进路。 漏办：列车二接近，联控值班员没有与司机进行联控，此时记录联控值班员 该车次联控漏办。 2 2 8 语音报警、提示功能概述 值班员进路错办、忘办、漏办及信号非正常关闭、调车隔离设备未在规定位 置等情况发生时，通过语音和文字，提示值班员知道。 2 2 9 数据存储功能概述 为了将历史数据重现，就要将数据存储起来，所以程序中数据存储是必不可 少的。 郑州大学工学硕士论文 2 2 1 0 历史数据回放功能概述 重现某个时间段的站场信息，如车次信息，错办信息。 ( 1 ) 回放数据时间段：当前日期至往前1 0 天的数据。 ( 2 ) 回放包括站场开关量信息、车次信息、错办提示信息。 2 2 i i 报表打印功能概述 打印行车日志、联控信息表、错、忘、漏办统计表。 ( 1 ) 打印数据为当前日期往前1 0 天的数据。 ( 2 ) 按选择的日期和班次打印数据。 ( 3 ) 选择的起始记录号和终止记录号打印选定数据段。 2 2 1 2 登陆验证功能概述 ( 1 ) 防止非法用户使用。 ( 2 ) 对合法用户的使用级别的限制。 2 2 1 3 统时钟同步功能概述 同步整个系统各个终端的系统时间。 2 2 1 4 时钟、操作员姓名、网络连接状态显示功能概述 显示当前系统时间、当前操作员姓名、当前网络连接状态。 2 2 1 5m i s 计划接收功能概述 在有d 6 4 1 s 系统车站，自动接收d m i s 下发的列车计划( 阶段计划) ，无须手动 添加计划。 2 3 环境配置需求 接发列车安全监督及信息管理系统 ( 1 ) 电务信息采用c a n 接口。 ( 2 ) 值班员机要求： 硬件环境： p e n t i u m 以上c p u ，2 5 6 m 以上内存，2 0 g 以上硬盘空间。 软件环境： 安装w i n 2 0 0 0 操作系统，注册m i c r o s o f tf o r m 2 0 控件。 3 1v c 的简要介绍 3 站场界面的设计和数据管理 面向对象的技术起源于2 0 世纪7 0 年代s i m u l a 语言，它具有类的概念。1 9 7 6 年，s m a l l t a l k 一7 2 建立了对象的概念；1 9 7 8 年，s m a l l t a l k 一7 6 提出了类的概念； 1 9 8 1 年，s m a l l t a l k - 8 0 的推出使面向对象的技术全面形成。 面向对象技术的基本概念包括对象、消息、方法、类、封装和继承等 2 0 - 2 5 1 。对 象是个具有封装了的数据结构和操作集的实体，这个实体有一个标志它的名字， 对外通过接口提供相应的服务，对象特征由属性表示，对象中的数据描述了对象 的状态。消息是一个操作的请求，是对象之间信息传递的唯一途径。消息通过消 息模式表达，个消息模式定义了一类消息，这一类消息可以对应不同的消息： 一个消息模式定义了对象的一种处理的能力、对外接口。方法是类似于过程的一 个实体，是对当某个对象接收到某个消息后所采取一系列的操作的描述。类是由 方法和数据组成的，是对具有相同属性一组对象的描述。类是在对象之上的描述， 它定义了一种对象的类型，描述属于该类型所有对象的性质。一个类可以形成一 个层次结构，上层可以有超类下层可以有子类。继承性是一种重用手段，继承是 一种概括对象共性和组织结构的机制，是子类自动地共享其父类中定义的方法和 数据的机制。封装性是信息隐蔽技术，其实质是将将对象的定义和具体实现分开， 它包括三个方面：一个清楚的边界，所有对象的内部软件范围被限制在这个边界 内i 个接口，这个接口描述的是对象和其它对象之间的通讯，最后就是受包括 的环境。多态性：在程序设计语言中，一个值具有多种类型的能力。 9 0 年代初，主流的开发工具足基于d o s 的b a s i c 、p a s c a l 、f o r t r a n 和t u r b o c 等商级语言，然而从9 0 年代中晚期开始，基于w i n d o w s 的可视化编程深受广大 程序员的喜爱，m i c r o s o f t 公司的v i s u ms t u d i o6 0 可视化编程系列v i s u a lb a s i c 6 0 和v i s u a lc + + 6 0 最具代表性，v i s u a lb a s i c 6 0 属于快速建模开发工具， 是一种非常成功软件编程集成环境。然而对于硬件的操作，它显得有点力小从心 了。v i s u a lc 十+ 6 0 是美国m i c r o s o f t 公司推出的基于w i n d o w s 操作平台的功能 强大的编程工具，它具有友好的图形用户界面、面向对象的程序开发、完善而丰 接发列车安全监督及信息臂理系统 ! ! ! ! ! e ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! o j e e ! 皇ii n i l ! ! ! ! ! = ! ! ! e ! ! ! ! ! ! ! = = ! t ! ! ! ! 鼍 富的库函数以及i n t e r n e t 网络应用等诸多功能，用v c 可以开发从底层直到用户 的各种软件，并且v c 强大的调试功能也为大型复杂软件的开发提供了有效的排错 手段。同时用v c 开发的系统具有容易维护和升级、界面、友好、代码效率高、执 行速度快一系列优点。它支持w i n d o w s 操作系统的几乎所有特性，提供了强大、 健全的开发工具，能开发出完全符合w i n d o w s 标准和习惯的应用软件。界面友好、 方便，开发效率高；源代码管理有序、易于维护，作为一个开发平台，v i s u a lc + 十6 0 已经非常完善了 “。 3 2 站场界面需要的组件和绘图软件的制作 在系统的站场监控界面上要显示火车站场的平面图( 以下简称平面站场图) 和 火车站场的简易图( 以下简称简易站场图) ，火车站场的平面图和简易图上有：信 号机、股道、区段、道岔、报警灯、电源灯、道岔表示灯、接近( 离去) 、按钮、 s a s h 、连接线这些图形元素。但在v i s u a lc 十+ 开发环境里，虽然它提供了一些常 用的组件和a c t i v e x 组件，但是在进行绘制简易站场图和平面站场图时，这些火 车站场图上特定的图形元素都没有提供，故需要先使用v i s u a lc + + 开发能够绘制 图形元素的绘图软件b 7 删。 绘图软件要求的功能： ( 1 ) 能够绘制所有的图形元素。 ( 2 ) 这些图形元素在屏幕上能够自由移动。 ( 3 ) 这些图形元素使用鼠标能够进行拖曳、进行放大或缩小。 ( 4 ) 能够修改这些图形元素的特定属性。 ( 5 ) 这些图形能够选择填充色。 ( 6 ) 能够进行线型的选择，颜色的选择，线条的选择。 ( 7 ) 能够把绘制的简易站场图例成x m l 文件。 ( 8 ) 能够把绘制的平面站场图倒成x m l 文件。 根据以上的要求设计了一个绘图软件，在设计这个绘图软件中，有以下几个 要点： ( 1 ) 要绘制这些图形，可以先使用v i s u a lc 十+ 开发环境提供的g d i 函数，这些 函数具有绘制点、直线、矩形、多边形、椭圆、位图和文本的功能。然后再加上 其它函数，就可以绘制出这些图形。 ( 2 ) 图形的移动，在图形移动到新位置后，要保持图形的大小不变，这就需 要知道图形原来在屏幕上的坐标和移动后的坐标，然后按照同样的大小在新位置 郑州大学工学硕士论文 绘制出来，图形的放大或缩小，也是这样的，只不过放大和缩小是把原来的图形 擦除掉，然后按照新的大小绘制出图形。 ( 3 ) 图形的属性是非常重要的。首先把各种图形元素的属性列出来，然后在 点击每一个图形元素的时候，显示出其对应的属性。 ( 4 ) 在把绘制的图形文件倒成x m l 文件时，这个过程中不但要保存图形中的 每一个图形元索的大小，而且还要把图形元索中的每个图形元素的属性值也保 存下来。 使用v i s u a lc + + 6 0 开发的绘制站场图的绘图软件界面如图3 1 所示。 图3 1 绘图软件 f i g 3 id r a w i n gs o f t - w a r e 使用设计的绘图软件绘制的简易站场图如图3 2 所示，绘制的平面站场图如 图3 3 所示。 接发列车安全监督及信息管理系统 图3 2 简易站场图 f i g 3 2 t h ef a c i l i t yy a r ds c e n e 图3 3 平面站场图 f i g ，3 3 t h ep l a n ey a r ds c e n e 1 5 - 郑州大学工学硕士论文 ! ! ! ! # = = = ! ! = ! ! ! ! ! ! s ! ! 目目e e 掣, , i l i = ! ! ! 苎 在按照站场图的要求绘制完站场图后，需要把站场图中的这些图形元索的属 性保存起来，为了在站场图窗口中能够重新按照这种布局显示出来，下面给出了 保存的各种图形元素的属性样表( 参见表3 1 表3 7 所示) 。 表3l 道岔属性样表 i dn a m es t y l es t a t u sp e n s t y l ep e n c o l o rp e n w i d t hx ly 1 1 1 0 0 12 d g1 1 0 0 000o 21 9 52 7 7 1 2 0 0 14 d g1 2 0 0 00oo 2 1 3 73 3 3 1 3 0 0 1 8 d g 1 3 0 0 0 00022 8 l2 7 8 1 4 0 0 15 d g1 4 0 0 0oo026 5 62 7 7 ( 续表3 1 ) 1 dx 2y 2 x 3 y 3 x 4y 4 x 5y 5 u 0 0 l2 7 9 2 7 8 2 3 3 z 了8z 4 83 0 7 1 2 0 0 1 2 8 13 3 32 6 23 3 22 4 83 0 7 1 3 0 0 14 3 02 7 73 l g2 7 83 4 7 2 3 84 5 52 3 7 1 4 0 0 1 7 3 02 7 77 0 52 7 76 8 02 3 76 5 52 3 7 表3 2 信号机属性样表 i dn a m es t y l es t a t u sp e n s t y l ep e n c o l o rp e r 珊i d t h xyr 2 1 0 0 1s2 1 0 0 0 oo 8 4 2 1 5 0 4 l1 5 12 5 77 2 2 0 0 lx f2 2 0 0 00 08 4 2 1 5 0 418 6 32 9 17 2 3 0 0 1 d 2 2 3 0 0 00 o8 4 2 1 5 0 4l2 0 52 6 07 _ _ 2 4 0 0 ld 82 4 0 0 00 0 8 4 2 1 5 0 4 13 6 84 3 27 2 5 0 0 1s 12 5 0 0 00o8 4 2 1 5 0 4l6 4 23 1 47 2 6 0 0 lx 12 6 0 0 0o08 4 2 1 5 0 4 l3 9 33 4 27 表3 3 按钮属性样表 i dn a m es t y l es t a t u sp e n s t y l ep e n c o l o r p e n w i d t ht y p e 3 0 0 0 1s t a3 0 0 0 00o020 ：。一，。一。， ，。塞鳖童型坚墼冒銎墼，一一一， 。 ( 续表3 3 ) i d f l a g x ly 1x 2y 2 c o l o f 3 0 0 0 l19 02 7 01 0 42 8 45 3 7 6 0 表3 4 道岔表示灯属性样表 t a b 3 4 p r o p e r t ys a m p l eo f l i g h to f t u r n o u t i d jn a m ejs t y l eis t a t u sjp e n s t y l ejp e n c o l o rlp e n w i d t hj x jy 6 0 0 0 1i2 4 i6 0 0 0 0l o l 0 l 0 l 2 i1 6 7 4 16 表3 5 报警灯属性样表 1 d n a m e s t y l es t a t u s p e n s t y l e p e n c o l e r 4 0 0 0 1s 道岔总反位4 0 0 0 0o0o ( 续表3 5 ) i dp e n w i d t h c o l o r xy r 4 0 0 0 126 5 2 8 03 1 13 96 表3 6 电源灯属性样表 1 0n a m e s t y l es t a t u sp e a s t y l ep e n c e l o rp e n 胃i d t h xyr 5 0 0 0 1主副5 0 0 0 0o0o 24 1 33 96 表3 7s a s h 属性样表 t a b 3 7 t h ep r o p e r t ys a m p l eo f s a s h i dn a m es t y l es t a t u sp e n s t y l ep e n e o l o rp e a w i d t hp u s 3 1 0 0 0 1 3 1 0 0 04oo21 3 1 0 0 1 11 g3 1 0 0 04 0 0 21 ( 续表3 、7 ) i d p o r tt r a c kx 1y ix 2y 2 3 1 0 0 0 l30 1 3l 】23 0 61 4 2 3 1 0 0 1 101 3 3 03 3 75 1 5 3 6 2 一1 7 郑州大学工学硕士论文 3 3 站场界面的设计 站场图主监控界面要求具有菜单条，显示站场，能够输入命令，实时显示半 小时以内的车次、值班员、时间、网络状态等。据以上要求，采用窗口拆分技术【2 9 】， 把整个界面分成三部分，最上面的为菜单窗口，显示菜单；中间为站场窗口，显 示平面站场或者简易站场，通过快捷键来进行切换；最下面为命令窗口，显示半 小时以内的车次等信息。 3 3 1 菜单窗口的设计 为了满足站场界面的要求，站场图主监控界面采用的是窗口拆分技术把整个 界面分成三部分，那么v c 生成单文档应用程序提供的主菜单就不能用，只能自己 创建菜单，在整个创建菜单过程中，需要注意以下几点： ( 1 ) 新菜单条的创建。 ( 2 ) 菜单上图片的添加和菜单的布局。 ( 3 ) 子菜单的添加。 ( 4 ) 菜单响应函数的添加。 3 3 2 站场图窗口的设计 站场图窗口是为了显示平面站场图或者简易站场图，这时，从绘图软件绘制 的平面站场图或者简易站场后保存的x m l 文件中把各个图形元素的信息读出来， 然后在站场图窗口上绘制出来，绘制出来后需要按照比例来调整它们的位置以便 在站场图窗口上完整地显示出来。 3 3 3 命令窗口的设计 命令窗口主要有命令输入行，用来输入命令，调用命令执行函数，来调试系 统；另外显示接收的数据和发送的数据、值班员的姓名、值班员的登陆时间、系 统当前时间。 总之，站场图界面是系统的主监控界面，能够把站场的实际情况显示出来， 又要能够很好地操作系统。 下面给出了站场图主监控界面，如图3 4 、3 5 所示。 图3 4 平面站场图主监控界面 f i g 3 4 t h em a i nm o n i t o r i n gi n t e r f a c eo f p l a n ed e p o r ts c e n e 图3 5 简易站场圈主监控界面 f i g 3 5 t h em a i nm o n i t o r i n gi n t e r f a c eo f f a c i l i t yd e p o r ts c e n e - 1 9 - 郑州大学工学硕士论文 3 4a c c e s s 和x m l 的介绍 a c c e s s 是美国微软公司1 9 9 2 年1 0 月推出的在w i n d o w s 支持的新一代关系数 据库系统，其显著特点是：( 1 ) g u i ，( 2 ) 面向对象的计算模型，( 3 ) 支持多媒体信息， ( 4 ) 完整的应用系统开发运行环境。 a c c e s s 把数据库看成是组成应用系统的基本对象，个数据库含有六种成 份：( 1 ) t a b l e s 一是通常所指的数据文件( 如d b a s e 中d b f 文件) 的集合，构成应用 系统的所有数据库中含有的全部t a b l e ，成为应用系统最基础的数据基， ( 2 ) q u e r i e s 一一是查询方法的集合，每一种查询方法，体现应用对基础数据基可 进行的一种操作意志，这种操作意志可以是数据提取或数据的插入、