CN102142161A - 列车自动防护系统记录数据处理的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数据处理技术领域，公开了一种列车自动防护系统记录数据处理的方法及装置，所述方法包括：获取来自不同模块的原始记录帧；将所述原始记录帧整合生成多维数据帧；利用所述多维数据帧中的数据，生成不同种类的多维视图；根据所述多维数据帧实现所述多维视图中各视图间的同步联动。利用本发明，可以自动实现各视图间的同步联动。

Description

列车自动防护系统记录数据处理的方法及装置

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，更具体地说，涉及一种列车自动防护系统记录数据处理的方法及装置。

背景技术

ATP(Automatic Train Protection，列车自动防护)系统是保证地铁列车运行安全、提高运行效率的重要设备，系统采用目标距离速度控制方式构成的列控系统，地面轨道电路可以向列车传递用于列车连续曲线速度控制的信息(包括目标速度、目标距离、轨道电路标号及频率等)，它的主要作用是保证列车按照规定的速度安全运行。

在ATP系统中，需要记录一系列的数据，并且需要对这些记录的数据进行分析处理。在现有ATP系统中，记录数据一般是采用专用硬件设备，通过捕获ATP系统内部各模块之间的CAN(Controller Area Network，局域控制网)通信数据帧，并插入时间信息而形成。记录的原始数据通常为二进制格式，每条记录具有固定长度，内容通常包括高精度时间戳、帧类型、与帧类型相关的一些参数及分割标志等信息。所述原始数据一般由可移动存储介质进行转储后，通过读卡器等设备导入数据分析设备中。

现有的车载ATP记录数据分析方法通常采用计算机软件技术，对原始数据进行初步的处理后，生成用户速度-时间、速度-里程两大类坐标视视图，而其中的一些相关信息通常会以标注或多纵轴坐标形式嵌入上述视图中显示。

现有的这种车载ATP系统记录数据处理方式缺少直观性，各视图之间无法实现自动关联，需要人工进行判断、关联，效率低。

发明内容

本发明实施例针对现有技术中存在的上述问题，提供一种列车自动防护系统记录数据处理的方法及装置，自动实现各视图间的同步联动。

为此，本发明实施例提供如下技术方案：

一种列车自动防护系统记录数据处理的方法，包括：

获取来自不同模块的原始记录帧；

将所述原始记录帧整合生成多维数据帧；

利用所述多维数据帧中的数据，生成不同种类的多维视图；

根据所述多维数据帧实现所述多维视图中各视图间的同步联动。

一种列车自动防护系统记录数据处理的装置，包括：

原始信息获取单元，用于获取来自不同模块的原始记录帧；

整合单元，用于将所述原始记录帧整合生成多维数据帧；

视图生成单元，用于利用所述多维数据帧中的数据，生成不同种类的多维视图；

联动控制单元，用于根据所述多维数据帧实现所述多维视图中各视图间的同步联动。

本发明实施例列车自动防护系统记录数据处理的方法及装置，针对现有技术中车载ATP系统记录数据处理方式缺少直观性，各视图之间无法实现自动关联的问题，将来自不同模块的原始记录帧整合生成多维数据帧，并利用所述多维数据帧中的数据，生成不同种类的多维视图。这样，在识别到用户对所述多维视图中的一个视图中的游标进行操作时，根据所述游标的位置查找所述游标对应的多维数据帧，根据所述多维数据帧中的数据更新所述多维视图中的其他视图中的游标位置。从而无需人工进行判断、关联，自动实现各视图间的同步联动。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例列车自动防护系统记录数据处理的方法的流程图；

图2是本发明实施例的方法在具体应用时的一种用户界面示意图；

图3是本发明实施例中将所述原始记录帧整合生成多维数据帧的流程图；

图4是本发明实施例中将一组原始记录帧生成一个多维数据帧的示意图；

图5是本发明实施例中实现各视图联动的一种示意图；

图6是本发明实施例列车自动防护系统记录数据处理的装置的一种结构示意图；

图7是本发明实施例中联动控制单元的一种具体结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例的方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。

本发明实施例列车自动防护系统记录数据处理的方法及装置，针对现有技术中车载ATP系统记录数据处理方式缺少直观性，各视图之间无法实现自动关联的问题，将来自不同模块的原始记录帧整合生成多维数据帧，并利用所述多维数据帧中的数据，生成不同种类的多维视图。这样，在识别到用户对所述多维视图中的一个视图中的游标进行操作时，根据所述游标的位置查找所述游标对应的多维数据帧，根据所述多维数据帧中的数据更新所述多维视图中的其他视图中的游标位置。从而无需人工进行判断、关联，自动实现各视图间的同步联动。

如图1所示，是本发明实施例列车自动防护系统记录数据处理的方法的流程图，包括以下步骤：

步骤101，获取来自不同模块的原始记录帧。

在车载ATP系统中，记录设备会监听CAN总线通信数据帧，而CAN总线上的通信数据帧会来自多个不同的模块，比如，通信板、主机板等不同功能模块。因此可以得到来自不同模块的原始记录帧。通常，该原始记录帧中包含了时间戳及一些业务运行及标志信息，比如，帧类型、与帧类型相关的一些参数及分割标志等信息。所述原始记录帧可以是固定长度，也可以是变长的。

记录设备监听CAN总线通信数据帧的具体过程可采用现有的一些实现方式，对此本发明实施例不做限定。

步骤102，将所述原始记录帧整合生成多维数据帧。

前面提到，记录设备会得到来自不同模块的原始记录帧，这些原始记录帧分别包含了在不同时间列车运行的不同参数信息，由于这些原始记录帧来自不同的模块，因此对应每个模块的一组原始记录帧可能只会反映列车运行的某类参数信息，而无法全面反映列车运行的所有参数信息。

因此，本发明实施例中，可以将来自不同模块的原始记录帧按照该记录帧中的时间戳信息进行整合，生成多维数据帧，也就是说，将在同一时间来自不同模块的数据综合在一起，以使其能够全面反映列表的运行状态。

将所述原始记录帧整合生成多维数据帧的具体过程将在后面详细说明。

步骤103，根据所述多维数据帧中的数据，生成不同种类的多维视图。

所述多维视图可以包括以下两个或多个视图：线路拓扑视图，速度-时间视图，速度-里程视图，司控台视图，人机视图，I/O量视图、其他信息视图等。各视图包含的信息比如可以如下：

在线路拓扑视图中，生成列车运营所在的二维线路图，并高亮显示列车走行经过的路线，并在区段相应位置标注列车当前的出口目标速度、限制速度和报警速度。

在速度-时间曲线、速度-里程曲线视图中，生成对应的列车速度-距离、速度-时间曲线。

在司控台和人机视图显示根据列车当前状态信息复现的司控台状态和人机界面显示内容。

在其他信息视图以列表方式逐条显示原始记录帧内容。

在具体应用时，可以在用户界面设置不同的视图区，以显示上述不同的视图，如图2所示的一种用户界面。当然，图2仅是一种示例，具体需要生成哪些视图可根据应用需要来确定，本发明实施例对此不做限定。

另外，在各视图中，还可以设置一个相应的游标，以方便用户对该视图中所包含的信息的查找、定位等操作。

用户对各视图中信息的查找、定位操作可以按空间和时间进行。比如，用户通过在线路拓扑视图上拖动列车游标，可以实现二维空间上的遍历；通过在速度-里程曲线上通过拖动里程轴游标，可以实现一维空间遍历；通过在速度-时间曲线上拖动时间轴游标，可以实现时间上的遍历。

另外，还可以在线路拓扑视图、速度-时间曲线视图、速度-里程曲线视图中对满足一定条件的数据点或数据区间进行高亮标注。

各视图的具体生成方式可采用现有的一些处理方式来实现，如二维曲线图生成可采用一系列成熟的开源图表控件(如基于.net的ZegGraph)来实现。

步骤104，根据所述多维数据帧实现所述多维视图中各视图间的同步联动。

本发明实施例通过这些视图，可以为用户提供系统运行的全方位信息，而且，可以响应用户对各视图的不同操作请求，比如：遍历、搜索、定位等操作，而且可以根据所述多维数据帧实现各视图间的同步联动。

具体地，当识别到对所述多维视图中的一个视图进行操作(比如，移动游标、或者搜索、定位等操作)时，根据操作信息查找所述多维数据帧，然后，根据查找到的多维数据帧中的数据更新所述多维视图中的其他视图。

比如，在识别到移动所述多维视图中的一个视图中的游标的操作时，根据所述游标当前位置对应的参数(比如时间、位置等信息)信息查找所述多维数据帧；或者在识别到对所述多维视图中的一个视图进行搜索或定位的操作时，根据搜索或定位条件查找符合所述条件的多维数据帧。

所述根据查找到的多维数据帧中的数据更新所述多维视图中的其他视图可以是对所述其他视图中的游标位置进行更新，和/或对所述其他视图中的标注信息进行更新，和/或对所述其他视图中的符合条件的区域高亮标注等，当然，也可以是其他方式更新，具体可以根据各视图中包含的信息来确定。

可见，本发明实施例列车自动防护系统记录数据处理的方法，利用多维数据帧自动实现所述多维视图中的各视图间的联动，无需人工进行判断、关联，即可使用户获得某个事件在不同视图中对应的数据信息，比如事件发生的时间、地点、区段等信息。

前面提到，在生成多维数据帧时，需要对来自不同模块的原始记录帧进行整合处理。如图3所示，是本发明实施例中将所述原始记录帧整合生成多维数据帧的流程图，包括以下步骤：

步骤301，对所述原始记录帧进行解析，获取所述原始记录帧中包含的信息字段。

在该步骤中，主要是根据车载ATP内部CAN通信协议对原始记录帧中的二进制数据进行翻译，按比特提取各信息字段，比如时间、帧类型、与帧类型相关的各参数值及分割标志等信息。

需要说明的是，各信息字段的长度及位置可以根据内部CAN通信协议来确定。

步骤302，对所述信息字段进行合法性校验，确定合法的原始记录帧。

同样，信息字段的合法性校验也是需要根据内部CAN通过协议进行检查，比如，主机模块(MCU)发送的列车参数帧中，方向信息位定义为：10前进、01后退、其他非法。一旦检查到方向信息为11(未定义)，则认定改帧信息非法，予以丢弃。

如果检查到某个信息字段超过了其合理取值范围，则表明该记录有误，因此可以丢弃该信息字段所在的原始记录帧。

需要说明的是，不同信息字段的合理取值范围可以根据内部CAN通过协议及实际应用情况来预先设定。如果检查结果是某个原始记录帧中包含的所有信息字段均合法，则可以确认该原始记录帧合法。

步骤303，对所述合法的原始记录帧按照记录时间进行排序。

前面提到，原始记录帧中包含了时间戳信息，因此可以按照其中的时间戳信息对校验合法的原始记录帧进行排序。

步骤304，去除排序后重复的原始记录帧。

虽然所述原始记录帧来自多个不同的模块，但针对不同模块的原始记录帧中包含的信息可能会相同，比如，ATP系统每秒钟会产生4帧地面信息接收模块(STM)发送的CAN通信帧，如果地面轨道信息不发生变化，则4帧数据的内容(除帧序号外)完全一致。又如，一旦轨道编码发生变化，地面信息接收模块(STM)发送至主机模块(MCU)的通信帧与主机模块MCU发送至人机交互模块(HMI)的通信帧内容完全一致。因此，在实际应用中，可将其中重复的原始记录帧去除掉，以便于后续的数据分析及处理。

步骤305，将记录时间相同的一组原始记录帧生成一个多维数据帧。

具体地，可以将排重后的原始记录帧根据其记录时间进行分组，记录时间相同的原始记录帧作为一组，每组原始记录帧对应生成一个多维数据帧，在该多维数据帧中包含了时间戳信息及系统各模块状态参数的完备记录信息。

如图4所示的三个原始记录帧，其中：

41是第一通信板的原始记录帧，42是第二通信板的原始记录帧，43是主机板的原始记录帧。

由于这三个原始记录帧的记录时间相同，因此可以根据这三个原始记录帧生成一个多帧记录帧，如图中40所示。

需要说明的是，图4仅是一种示例，实际记录的原始记录帧通常为二进制数据，也就是说，其中的各信息字段是通过二进制数据表示的，图4中为了表示清楚、直观，直接用各信息字段来代替实际的二进制数据来描述。

另外，需要说明的是，在将每组原始记录帧对应生成一个多维数据帧时，同样可以将其中重复的字段去除。

在具体实现时，为了降低处理的复杂度，可以在允许的精度条件下，对一定时间范围内的原始记录帧进行整合，也就是说，在对排重后的原始记录帧根据其记录时间(比如原始记录帧中的时间戳信息)进行分组时，该记录时间不必是严格意义上相同，而是有一定的误差，比如，包含的时间戳信息在±5秒内的原始记录帧都可以认为是记录时间相同的原始记录帧。

需要说明的是，图3所示流程仅是将所述原始记录帧整合生成多维数据帧的一个具体实现示例，当然，还可以有其他实现方式，比如，上述步骤303、步骤304也可以省略，将组合及去重的处理由步骤305来完成，本发明实施例对此不做限定。

在实际应用中，可以将生成的多维数据帧存储在一个数据库中，这样，当用户对所述多维视图中的一个视图进行操作时，根据操作信息查询该数据库，得到与该操作信息相对应的多维数据帧，然后再根据该多维数据帧中的信息更新其他各视图，比如，游标位置、高亮标注等，实现各视图之间的联动。

如图5所示，是本发明实施例中实现各视图联动的一种示意图。

在该示例中，用户对速度-时间曲线视图中的游标进行操作，应用程序内部处理过程如下：

1.业务逻辑层模块识别到速度-时间曲线视图中的游标发生变化后，获取该游标当前所对应的时间信息；

2.业务逻辑层模块向数据访问层模块发送访问请求，在该请求中携带所述游标当前所对应的时间信息；

3.数据访问层模块访问数据库，得到与该时间信息相对应的多维数据帧；

4.数据访问层模块将该多维数据帧中的多维信息(比如时间、位置、显示参数等)返回给业务逻辑层模块；

5.业务逻辑层模块根据所述多维数据帧中的多维信息更新其他各视图，包括：

5.1更新速度-距离曲线视图中的距离游标；

5.2更新人机视图中的显示参数；

5.3更新线路拓扑视图中的位置游标。

可见，利用本发明实施例列车自动防护系统记录数据处理的方法，不仅可以为用户提供各种人机界面视图，而且可以自动实现各视图间的联动，从而可以自动对列车运行场景进行重建或回放，方便了用户的使用，提高了铁路运营管理中故障定位和分析的效率，为系统参数调优、司机行为监督等提供依据。

相应地，本发明实施例还提供一种列车自动防护系统记录数据处理的装置，如图6所示，是该装置的一种结构示意图。

在该实施例中，所述装置包括：

原始信息获取单元601，用于获取来自不同模块的原始记录帧；

整合单元602，用于将所述原始记录帧整合生成多维数据帧；

视图生成单元603，用于利用所述多维数据帧中的数据，生成不同种类的多维视图；

联动控制单元604，用于根据所述多维数据帧实现所述多维视图中各视图间的同步联动。

其中，所述多维视图可以包括以下两个或多个视图：线路拓扑视图，速度-时间视图，速度-里程视图，司控台视图，人机视图，I/O量视图、其他信息视图等。

在本发明施例中，所述整合单元602可以将来自不同模块的原始记录帧按照该记录帧中的时间戳信息进行整合，生成多维数据帧，也就是说，将在同一时间来自不同模块的数据综合在一起，以使其能够全面反映列表的运行状态。

所述整合单元602的一种具体实现结构包括：

解析子单元，用于对所述原始记录帧进行解析，获取所述原始记录帧中包含的信息字段；

校验子单元，用于对所述信息字段进行合法性校验，确定合法的原始记录帧；

排序子单元，用于对所述合法的原始记录帧按照记录时间进行排序；

去重子单元，用于去除排序后重复的原始记录帧；

合成子单元，用于将记录时间相同的一组原始记录帧生成一个多维数据帧。

所述整合单元602将原始记录帧整合生成多维数据帧的详细过程可参照前面的描述，在此不再赘述。

需要说明的是，在实际应用中，所述整合单元602并不仅限于上述这种结构，比如，也可以不包括所述排序子单元和所述去重子单元，而是由所述合成子单元依次提取各原始记录帧，并根据该原始记录帧对应的记录时间信息，将时间相同的原始记录帧组成一组，并且在生成多维数据帧时再进行去重。当然，还可以有其他实现方式，对此本发明实施例不做限定。

利用本发明实施例列车自动防护系统记录数据处理的装置，可以根据不同模块的原始记录帧生成多维视图，为用户提供系统运行的全方位信息，而且，可以响应用户对各视图的不同操作请求，比如：遍历、搜索、定位等操作，而且可以实现各视图间的同步联动。

如图7所示，是本发明实施例中联动控制单元的一种具体结构示意图。

所述联动控制单元包括：

操作识别子单元701，用于识别对所述多维视图中的视图进行的操作，比如移动游标的操作、搜索、定位等操作；

查找子单元702，用于在所述操作识别子单元701识别到对所述多维视图中的一个视图进行操作时，根据操作信息查找所述多维数据帧；

视图更新子单元703，用于根据所述查找子单元702查找到的多维数据帧中的数据更新所述多维视图中的其他视图。

在实际应用中，操作识别子单元701可以用于识别到移动所述多维视图中的一个视图中的游标的操作，并将所述游标当前位置对应的参数(比如时间、位置等信息)传递给查找子单元702；相应地，查找子单元702根据所述游标当前位置对应的参数信息查找所述多维数据帧，得到包含所述参数信息的多维数据帧。或者，操作识别子单元701还可以用于识别到对所述多维视图中的一个视图进行搜索或定位的操作，并将相应的搜索或定位条件(比如时间、位置等信息)；传递给查找子单元702；相应地，查找子单元702根据所述搜索或定位条件查找所述多维数据帧，得到符合所述条件的多维数据帧。需要说明的是，查找到的多维数据帧可以是一个或多个。

在实际应用中，所述视图更新子单元703可以对其他视图进行多种更新操作，比如，所述视图更新子单元703的一种具体实现结构包括：

游标位置更新子单元，用于根据查找到的多维数据帧中的数据更新所述多维视图中的其他视图中的游标位置；和/或

标注更新子单元，用于根据所述多维数据帧中的数据将所述多维视图中各视图中符合条件的区域高亮标注。

可见，利用本发明实施例列车自动防护系统记录数据处理的装置，不仅可以为用户提供各种人机界面视图，而且可以自动实现各视图间的联动，从而可以自动对列车运行场景进行重建或回放，方便了用户的使用，提高了铁路运营管理中故障定位和分析的效率，为系统参数调优、司机行为监督等提供依据。

本说明书中的各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置及系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上公开的仅为本发明的优选实施方式，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化，以及在不脱离本发明原理前提下所作的若干改进和润饰，都应落在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种列车自动防护系统记录数据处理的方法，其特征在于，包括：

获取来自不同模块的原始记录帧；

将所述原始记录帧整合生成多维数据帧；

利用所述多维数据帧中的数据，生成不同种类的多维视图；

根据所述多维数据帧实现所述多维视图中各视图间的同步联动。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述原始记录帧整合生成多维数据帧包括：

对所述原始记录帧进行解析，获取所述原始记录帧中包含的信息字段；

对所述信息字段进行合法性校验，确定合法的原始记录帧；

对所述合法的原始记录帧按照记录时间进行排序；

去除排序后重复的原始记录帧；

将记录时间相同的一组原始记录帧生成一个多维数据帧。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多维视图包括以下两个或多个视图：线路拓扑视图，速度-时间视图，速度-里程视图，司控台视图，人机视图，I/O量视图。

4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述多维数据帧实现所述多维视图中各视图间的同步联动包括：

当识别到对所述多维视图中的一个视图进行操作时，根据操作信息查找所述多维数据帧；

根据查找到的多维数据帧中的数据更新所述多维视图中的其他视图。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，当识别到对所述多维视图中的一个视图进行操作时，根据操作信息查找所述多维数据帧包括：

当识别到移动所述多维视图中的一个视图中的游标的操作时，根据所述游标当前位置对应的参数信息查找所述多维数据帧；

或者，

当识别到对所述多维视图中的一个视图进行搜索或定位的操作时，根据搜索或定位条件查找所述多维数据帧。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据查找到的多维数据帧中的数据更新所述多维视图中的其他视图包括：

根据查找到的多维数据帧中的数据更新所述多维视图中的其他视图中的游标位置；和/或

根据所述多维数据帧中的数据将所述多维视图中各视图中符合条件的区域高亮标注。

7.一种列车自动防护系统记录数据处理的装置，其特征在于，包括：

原始信息获取单元，用于获取来自不同模块的原始记录帧；

整合单元，用于将所述原始记录帧整合生成多维数据帧；

视图生成单元，用于利用所述多维数据帧中的数据，生成不同种类的多维视图；

联动控制单元，用于根据所述多维数据帧实现所述多维视图中各视图间的同步联动。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述整合单元包括：

解析子单元，用于对所述原始记录帧进行解析，获取所述原始记录帧中包含的信息字段；

校验子单元，用于对所述信息字段进行合法性校验，确定合法的原始记录帧；

排序子单元，用于对所述合法的原始记录帧按照记录时间进行排序；

去重子单元，用于去除排序后重复的原始记录帧；

合成子单元，用于将记录时间相同的一组原始记录帧生成一个多维数据帧。

9.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述联动控制单元包括：

操作识别子单元，用于识别对所述多维视图中的视图进行的操作；

查找子单元，用于在所述操作识别子单元识别到对所述多维视图中的一个视图进行操作时，根据操作信息查找所述多维数据帧；

视图更新子单元，用于根据所述查找子单元查找到的多维数据帧中的数据更新所述多维视图中的其他视图。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，

所述操作识别子单元，具体用于识别到移动所述多维视图中的一个视图中的游标的操作；

所述查找子单元，具体用于根据所述游标当前位置对应的参数信息查找所述多维数据帧；

或者；

所述操作识别子单元，具体用于识别到对所述多维视图中的一个视图进行搜索或定位的操作；

所述查找子单元，具体用于根据搜索或定位条件查找所述多维数据帧。

11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述视图更新子单元包括：

游标位置更新子单元，用于根据查找到的多维数据帧中的数据更新所述多维视图中的其他视图中的游标位置；和/或

标注更新子单元，用于根据所述多维数据帧中的数据将所述多维视图中各视图中符合条件的区域高亮标注。

Images