● 摘要
随着近几年铁路机车大幅度提速，铁道部对列车正点到达和速度控制要求不断提高，列车司机要熟悉的新线路越来越多，安全隐患不断增加，列车上原来使用的监控装置已经不能满足要求。铁路安全部门和列车司机需要计算机对列车运行进行更智能地监控，对列车行驶数据进行更详细和直观地分析，因此开发了机车操纵指导系统。该系统虽然目前还只能提示司机怎样优化操作，不能自动指导列车的运行，但未来将会成为半自动驾驶装置。为了保证指导系统能够完成指导列车驾驶的功能,确保指导系统使用的数据能够与原有的列车监控装置能够有良好的兼容性，保证铁路技术人员能够方便地审查和修改指导系统要使用的数据，保证生成的重要数据的正确性和完整性，方便司机和铁路其它部门查看和分析列车行驶记录，开发了机车操纵指导系统的软件部分。软件主要分为车载部分和非车载部分（即地面数据处理部分）。其中车载部分负责在列车运行时实时生成指导曲线。而地面数据处理部分能够自动处理所有的要在监控装置和新的指导系统上使用的数据，能够对列车行驶记录进行详细处理，完成数据分析和现场回放，提供数据对比和司机的操作分析并对司机的操作进行适当的评估，能够以脱机模拟方式（即在没有指导系统的情况下用纯软件的方式）模拟指导系统的运行，从而能直观的验证数据的合理性，并且避免装机模拟测试时昂贵的测试成本。软件使用的主要流程是列车开车前将实际经过人工测量的铁路数据通过软件的地面数据处理部分进行处理，转换成指导系统需要的数据格式，经过软件模拟确认无误后，作为软件车载部分的输入。列车运行时，软件的车载部分利用这些数据指导司机驾驶。列车到达目的地后从监控装置和指导系统读取并记录机车的实际运行情况和司机的操作数据，进而通过软件的地面数据处理部分对这些数据进行比较和分析，给出合理的建议，保证行车安全。本论文将从软件的地面数据处理部分的用户需求着手，详细阐述需求分析和设计，并着重论述软件中地面数据处理部分的核心算法和核心模块的实现，以及怎样进行详尽地测试。这其中主要包括框架控制模块的实现、数据编辑模块的实现、数据比较模块的实现、全程记录模块的实现、运行曲线模块的实现、设计交路支线划分算法、实现改进的LCS算法、完成关键的绘图操作。