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列车无线监测系统

魏颖

  随着我国经济的发展,我国的铁路运输也得到了迅猛的发展。这几年为了缓解运输需求和运输能力的矛盾,国家采取了提高列车速度,增加铁路运能,来缓解铁路运输压力。这同时带来了铁路运输安全的问题,铁路无线调度通信系统正是为了保障铁路运输安全、快速运行而设计的。本文首先对列车无线调度通信系统进行介绍,然后从中引出列车无线调度通信系统的专用维护管理设备—系统监测设备,从整体来看系统监测设备在总的系统中的位置。然后详细介绍了一个专门的例子来说明系统监测设备需要完成的功能。本文设计的系统是一个无线监测系统,通过无线电台对铁路沿线的场强信号、语音信号以及回铃信号的分析,来判断铁路沿线的信道通话状况、无线中继设备的工作情况,辅助用户对铁路无线调度通信系统进行维护。作者在用户提供的项目需求方案的基础上,结合中华人民共和国铁道部行业标准 TB/T 3052-2002《列车无线调度通信系统制式及主要技术条件》(简称铁标)中关于专用维护管理设备的规定,用软件工程的方法对系统的功能需求进行了分析。从功能的角度将整个系统划分成线路输入、监听测试、重现输出三个主要模块。通过使用试验车上的两个天线对线路上的四个频率的信号数据和语音数据进行监听测试来监测线路上的无线通信覆盖效果。通过对线路上的中继设备采用呼叫控制,根据对设备的回铃信号的分析来判断中继设备的状况。通过对监测信号的分析和统计,分别得到接近区段通话效果统计表、区间中继设备状况统计表和场强覆盖效果统计表,这三个统计结果可以作为用户对列调通信设备的维护和检修的依据。本系统是使用美国National Instruments 公司(美国国家仪器公司,简称 NI 公司)推出的交互式 C 语言开发环境 LabWindows/CVI 开发实现的。LabWindows/CVI 将功能强大、使用灵活的 C 语言与用于数据采集分析和显示的测控专业工具有机地结合起来。它的集成开发环境、交互式编程方法、函数面板和丰富的库函数大大增加了 C 语言的功能。这个软件开发工具提供了灵活的开发手段和强大的开发功能,主要适用于测试技术、控制技术、虚拟仪器技术以及信号分析出来和故障诊断技术,是相关领域的技术人员首72吉林大学硕士学位论文选的软件开发工具。在对系统进行需求分析和设计过程中,作者使用了软件工程的思想。首先根据用户的需求和铁标中的规定对系统进行需求分析,然后就需求分析反复与用户进行沟通,对系统的需求进行修改,最终与用户达成一致的理解并确认了需求。然后利用面向对象的思想,根据系统的需求对软件进行了设计。在系统的需求分析和设计过程中使用了 Rational Rose 进行辅助开发,使用Use case 图对整个系统的需求进行描述从功能上将系统划分为线路输入、监听测试、重现输出三个主要功能,在与用户交流的过程中感受到了用 Rose交流的直观,对整个系统需求的分析起到了重要的作用。然后根据 Use case图对系统进行设计,将系统划分为线路输入、校正 A/D 结果和监听测试-重现输出三个模块分别进行开发。虽然系统的实现采用的是结构化的编程方法,但是面向对象的设计对系统的开发还是起到了很好的辅助作用。在使用Rose 进行设计充分考虑到了系统模块内部的高内聚,以及系统模块之间的低偶合,整个系统在开发过程中分模块进行开发,这样便于对于系统将来的功能扩展以及系统的升级。自从微软公司发布了 COM 的规范以来,作为一种组件式软件模块,COM技术在 Windows 桌面操作系统中得到了广泛的应用。在 Windows 操作系统中基于 COM 组件的软件构件无处不在,LabWindows/CVI 本身就是一个基于 COM 规范的 ActiveX 控件。LabWindows/CVI 支持对数据库的访问,不支持对数据库的开发。因此使用到的数据库可以在其他数据库开发工具上开发出来,然后在 LabWindows/CVI 环境下使用。在系统数据库的设计过程中,考虑到了整个系统的复杂性,采用 SQL Server 开发整个系统数据库。对于数据库的连接,NI 公司提供了专门的数据库开发包 Sql Toolkit for CVI 开发包,另外最新的版本还提供了对 ActiveX 控件的支持,可以采用标准的 ADO 方式连接数据库,本文采用了第二种方法。在 Labwindows/CVI 的开发环境中通过系统提供的开发向导建立 ActiveX 控件的驱动器,将 Microsoft ADORecordset 2.8 自动化服务器转化为仪器驱动程序,采用 ADO 的方式访问在系统中建立的 ODBC 数据源,实现 LabWindows/CVI 与 SQL Server 数据库的连接。论文在总结前期工作的基础上,对进一步的工作提出了建议和展望。……   
[关键词]:虚拟仪器;LabWindows/CVI;列车无线调度通信系统;Rational Rose
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:吉林大学2004年