计算机联锁系统是保障行车安全和提高运输效率的车站信号控制系统之一[1],联锁软件作为系统核心,在投入使用前需经过严格的审核和测试。关于软件测试通常有人工测试和自动测试2种方式。
文献[2—5]在已知站场数据的情况下,分别基于脚本驱动生成测试用例,采用形式化工具编制测试脚本,应用等价类划分与故障树分析法编写测试用例,采用I/O接口仿真技术,从不同方面对提高计算机联锁软件测试自动化程度进行了研究。但以上方法中,站场数据依赖人工手动输入,自动化水平不高。文献[6—8]提出了基于信号平面布置图提取站场数据的方法,但应用于计算机联锁软件测试时,又需要将上位机界面转换为平面布置图,过程繁琐、耗时耗力。
为了更好地解决以上问题,本文提出了基于OpenCVSharp对上位机界面进行识别来自动提取站场数据的方法。该方法以《车站计算机联锁操作显示技术规范》[9]为准则,以图像识别相关理论为依据,应用OpenCVSharp图像识别技术对上位机界面进行识别处理,准确识别出信号机、道岔与轨道区段,从而自动提取相关铁路站场数据。
1. 研究思路铁路站场数据自动提取方法整体研究思路,如图1所示。计算机联锁上位机界面将站场信息通过图形化方式显示,作为图像识别系统的输入;分析信号设备显示特征,提炼关键信息并构建站场数据模型;研究学习图像识别相关算法,对不同类型的信号设备进行识别试验;结合设备的显示特征,设计流程识别信号设备,并将提取的站场数据保存在数据模型中。
图 1 研究思路
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2. 信号设备显示特征与数据模型2.1 显示特征分析铁路信号设备主要包括信号机、道岔和轨道电路,文献[9]对各信号设备在计算机联锁上位机界面中的绘制特点作了明确规定。
(1) 列车信号机(包括出站兼调车)采用双灯位,即用2个圆圈表示;调车信号机采用单灯位,即1个圆圈表示;信号机基座采用1段短竖线表示;高柱信号机在基座和圆圈之间增加1段短横线来表示灯柱;信号机名称用银白色表示。
(2)道岔斜线在屏幕中的倾斜角度宜一致,应提供道岔的状态信息,如表示道岔开通位置的短线在道岔定位时显示绿色,反位时显示黄色等。
(3)轨道区段线条不能有明显锯齿,表示到发线的线条间距统一,应提供轨道区段空闲、占用等状态信息,轨道区段名称采用银白色。
文献[10]对道岔的凸包形状进行了分析:单动道岔的凸包形状为三角形和梯形,双动道岔为斜直线,交叉渡线为菱形。
根据上述内容,本文对信号设备主要类型及显示特征进行了分析总结,如表1所示。
表 1 信号设备主要显示特征
设备种类 | 类型 | 特征 |
信号机 | 列车型 | 面积:100π 50 |
禁止灯光:红色 | ||
调车型 | 面积:50π 50 | |
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