CN104243623A - 乘客信息系统与ats系统间接口的数据处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种乘客信息系统与ATS系统间接口的数据处理系统及方法，该数据处理系统包括路网中心层、车站层和终端设备层；路网中心层由ATS接口适配器、中心MQ和PIS中心数据库组成；ATS接口适配器分别连接至ATS系统、PIS中心数据库和中心MQ；车站层由多个车站接口适配器和多个车站MQ组成；车站接口适配器部署在每个车站的服务器上，且其信号连接至中心MQ和车站MQ；终端设备层包括多个终端播放器，终端播放器与所属车站的车站MQ信号连接。本发明提高了数据解析效率和数据在终端显示的及时性；且可实时监控到当前ATS数据是否准确推送到终端播放器，对终端播放器列车到发数据异常显示情况进行告警。

Description

乘客信息系统与ATS系统间接口的数据处理系统及方法

技术领域

本发明涉及一种数据处理方法，特别涉及一种乘客信息系统与ATS系统间接口的数据处理系统及方法，属于轨道交通信息技术领域。

背景技术

城市轨道交通乘客信息系统(Passenger Information System,以下简称PIS)的核心功能之一是向乘客提供准确的列车到站信息，并为乘客乘车提供引导服务。PIS系统显示的列车到站信息、首末班信息从自动列车监控系统(AutomaticTrain Supervision，以下简称ATS)获取，并在终端播放器上实时显示。

PIS系统与ATS系统接口的常规的处理流程中，由ATS接口处理程序与ATS系统进行全双工信息交互，周期获取来自ATS系统的数据，以车站号、站台号为关键字将数据进行拆分、解析，并存入PIS中心数据库；车站显示终端周期轮循(Polling)中心数据库，并把获取的数据显示到播放终端。

ATS接口适配器程序在解析数据时需要访问数据库中的车站号、站台号点表数据，并以点表数据为关键字对原始字节数据进行解析，并将解析后的列车到发数据进行存储；ATS接口适配器程序解析完每包数据后，向ATS程序回复DC3指令。由于传统处理方法中，ATS信息的处理涉及大量数据库的轮循，PIS中心数据库的访问负载将随接入车站数量增长呈线性增加，达到一定极限后将导致ATS程序解析数据包速度下降，ATS程序与ATS接口适配器程序通信数据包积压，导致最新列车到站数据包不能及时解析。因此，传统的处理流程方法难以满足车站数量较大情况下列车到站数据的及时显示。

随着城市轨道交通路网的形成，国内主要大城市PIS系统都在向路网指挥中心或多线路共用一个线路中心方向发展，PIS中心要处理的ATS数据呈几何倍数增长，传统的信息处理方法难以承载众多车站的轮循访问。

故针对上述问题，有必要设计一款新的乘客信息系统与ATS系统间接口的数据处理系统及方法来弥补上述缺陷。

发明内容

本发明提出一种乘客信息系统与ATS系统间接口的数据处理系统及方法，解决了现有技术中PIS中心要处理的ATS数据呈几何倍数增长，而导致传统的信息处理方法难以承载众多车站轮循访问的缺陷。本发明能够快速将从ATS系统获取的列车到站数据快速推送到播放终端，从而提高PIS系统中的列车到站数据显示响应及时性，满足了对ATS数据的及时、高效、可靠解析以及在PIS终端设备的及时、准确显示；同时，本发明还解决了基于路网运营模式下多条线路大量车站访问一个线路中心情况下，ATS数据的准确、及时推送。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种乘客信息系统与ATS系统间接口的数据处理系统，其包括路网中心层、车站层和终端设备层；所述路网中心层由ATS接口适配器、中心MQ和PIS中心数据库组成；所述ATS接口适配器分别连接至ATS系统、所述PIS中心数据库和所述中心MQ；所述车站层由多个车站接口适配器和多个车站MQ组成；所述车站接口适配器部署在每个车站的服务器上，且多个车站接口适配器均信号连接至所述中心MQ；所述车站接口适配器与所述车站MQ信号连接；所述终端设备层包括多个终端播放器，所述终端播放器与所属车站的所述车站MQ信号连接。

进一步，所述中心MQ由主中心MQ和从中心MQ组成，且所述主中心MQ与所述从中心MQ信号连接。

一种乘客信息系统与ATS系统间接口的数据处理方法，其包括ATS数据接收及数据分发流程，和终端播放器数据上报及ATS数据监视流程；所述ATS数据接收及数据分发流程包括如下步骤：(S1)ATS接口适配器处理流程：ATS接口适配器初始化系统参数和点表数据，实现与ATS系统间的通信握手及心跳检测，接收来自ATS的列车到发数据，并将数据包以车站为单位进行拆分，拆分完成后，发送到中心MQ中相应的“中心-车站主题”；(S2)车站接口适配器处理流程：接收来自中心MQ通过静态路由到所属车站MQ的列车到发数据，对数据进行解析，形成乘客方便查看的倒计时数据，最后把上述数据分发到车站MQ容器中的“车站-播放器主题”；(S3)终端播放器数据处理流程:连接车站MQ容器，监听来自所属的“车站-播放器主题”，当接收到新的列车倒计时数据，更新终端播放器相应显示区域，并向车站MQ发送收到列车到站数据回复指令；所述终端播放器数据上报及ATS数据监视流程包括如下步骤：201)：终端播放器向车站MQ上报数据回复指令数据包；202)：车站接口适配器收集来自本车站所属终端播放器的回复指令数据包，并以响应包序号对数据进行分组打包，响应包序号和发送包序号一致，将打包好的数据上报到中心MQ的“ATS接口适配器主题”；203)：ATS接口适配器监听“ATS接口适配器主题”，获取来自终端播放器的数据包回复指令，批量将回复数据解析存入PIS中心数据库的指令通信表、ATS信息表；204)：通过对ATS交互指令通信表、ATS信息表数据进行数据分析，用户通过WEB管理界面，可查看各终端播放器终端当前最新显示的ATS列车到站数据；205)：通过对回复数据和发送到终端播放器的列车到发数据进行对比，判断该终端播放器显示的ATS列车倒计时数据是否准确，数据异常时，通过声光告警方式向用户进行告警提示。

进一步，所述点表数据包括车站号、站台号和播放器IP。

进一步，所述步骤(S1)包括如下步骤：101):ATS接口适配器初始化系统参数和点表数据，并将以上初始数据缓存到内存中；102)：建立“中心-车站主题”；103)：ATS接口适配器与ATS系统建立通信握手连接，获取ATS方发送的DC2握手指令；若通信正常，则ATS接口适配器回复DC3指令；若通信异常，则重复向ATS接口适配器发送DC2握手指令，直到通信正常；104)：ATS接口适配器开启监听线程，接收列车到站数据包，将列车到站数据以车站为单位进行拆分；且同时向ATS应答数据包收到指令；105)：ATS接口适配器将各车站列车到发数据包发送到中心MQ容器的对应“中心-车站主题”；106)：ATS接口适配器与ATS数据通信包到限定值或到限定时间周期，ATS接口适配器将通信数据批量存入ATS指令交互记录表。

进一步，所述步骤(S2)包括如下步骤：107)：中心MQ将列车到发数据通过静态路由转发到车站MQ；108)：车站接口适配器初始化系统参数，查询PIS中心数据库，建立终端播放器IP点表数据；建立“车站-播放器主题”；109)：车站接口适配器获取到本车站列车到站数据，对数据包进行解析，转换成乘客查看的列车倒计时数据；110)：车站接口适配器将列车倒计时数据发送到车站MQ容器的“车站-播放器主题”。

进一步，所述步骤(S3)包括如下步骤：111)：终端播放器设备连接车站MQ容器，并监听来自所属“车站-播放器主题”的列车倒计时数据；112)：当收到新的列车倒计时数据时，终端播放器更新相应数据显示区域；若未收到信的列车倒计时数据，则返回至步骤111)；113)：终端播放器向车站MQ发送收到列车到站数据包回复指令。

本发明结合乘客信息系统三层网络结构的特点，在中心设置ATS接口适配器，在车站设置车站接口适配器，将ATS接口适配器采集的多个车站、多个站台的列车到发原始数据以车站为单位进行拆分，并以“中心-车站主题”方式发送到车站适配器程序，由各车站负责解析本车站所属数据，数据解析完成后，再以“车站-播放器主题”方式发送到各个终端播放器，有效分担中心接口服务器高频次解析大量数据负载，提高数据解析效率，提高在终端显示及时性；同时，通过对ATS系统采集的列车到发原始数据以及终端播放器上报的显示倒计时数据进行存储、对比分析，可实时监看到当前ATS数据是否准确推送到终端播放器，并能对终端播放器列车到发数据异常显示情况进行告警。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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为本发明乘客信息系统与ATS系统接口的数据处理系统的结构示意图；

图2为本发明中ATS数据接收及数据分发流程图；

图3为本发明中终端播放器数据上报及ATS数据监视流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了有助于和澄清随后的实施例的描述，在对本发发明的具体实施方式进行详细说明之前，对部分术语进行解释，下列的解释应用于本说明书以及权利要求书。

本发明中，PIS为Passenger Information System的简称，其中文意思解释为城市轨道交通乘客信息系统；ATS为Automatic Train Supervision的简称，其中文意思解释为自动列车监控系统；MQ为Message Queue的简称，其中文意思解释为消息队列，“消息队列”是在消息的传输过程中保存消息的容器。

参照图1至图3，本发明公开一种乘客信息系统与ATS系统间接口的数据处理系统，其包括路网中心层、车站层和终端设备层；所述路网中心层由ATS接口适配器、中心MQ和PIS中心数据库组成；所述ATS接口适配器分别连接至ATS系统、所述PIS中心数据库和所述中心MQ；所述车站层由多个车站接口适配器和多个车站MQ组成；所述车站接口适配器部署在每个车站的服务器上，且多个车站接口适配器均信号连接至所述中心MQ；所述车站接口适配器与所述车站MQ信号连接；所述终端设备层包括多个终端播放器，所述终端播放器均与所属车站的所述车站MQ信号连接。

所述ATS接口适配器连接至ATS系统，用于实现与ATS系统间的通信握手；且用于监听来自ATS系统的列车到发信息，将列车到发信息以车站为单位进行拆分，并将拆分数据发送到中心MQ中相对应的“中心-车站主题”；监听中心MQ中的“ATS接口适配器主题”，接收来自车站上报的车站向终端播放器分发的列车到发数据以及终端播放器上报的实际显示列车到发数据，收集完数据后，周期存入PIS中心数据库。

所述车站接口适配器用于监听并接收来自本车站“中心-车站主题”的列车到发数据，根据上行、下行站台为标识解析数据，解析为向乘客显示的倒计时数据，并下发到所述车站MQ中的“车站-播放器主题”。

终端设备层用于监听来自车站MQ的列车倒计时数据，并在终端播放器上显示，并向车站MQ上报终端播放器显示的列车到发数据。

所述中心MQ由主中心MQ和从中心MQ组成，且所述主中心MQ与所述从中心MQ信号连接；中心MQ为系统消息平台，其采用主、备冗余模式，为ATS接口适配器与车站接口适配器之间的数据通信平台；所述车站MQ为所述车站接口适配器与终端播放器之间的数据通信平台。

所述“中心-车站主题”是ATS接口适配器通过中心MQ的静态路由后与车站MQ进行点对点通信的通信链路；所述“车站-播放器主题”是车站MQ与所属的某个终端播放器进行点对点通信的通信链路；所述“ATS接口适配器主题”是与车站进行点对点通信的通信链路。且“中心-车站主题”中的“主题”名称为车站名称+车站IP；“车站-播放器主题”中的“主题”名称为车站名称+终端播放器IP。

本发明还公开了一种乘客信息系统与ATS系统间接口的数据处理方法，其包括ATS数据接收及数据分发流程，和终端播放器数据上报及ATS数据监视流程；所述ATS数据接收及数据分发流程包括如下步骤：(S1)ATS接口适配器处理流程：ATS接口适配器初始化系统参数和点表数据，实现与ATS系统间的通信握手及心跳检测，接收来自ATS的列车到发数据，并将数据包以车站为单位进行拆分，拆分完成后，发送到中心MQ中相应的“中心-车站主题”；(S2)车站接口适配器处理流程：接收来自中心MQ通过静态路由到所属车站MQ的列车到发数据，对数据进行解析，形成乘客方便查看的倒计时数据，最后把上述数据分发到车站MQ容器中的“车站-播放器主题”；(S3)终端播放器数据处理流程:连接车站MQ容器，监听来自所属的“车站-播放器主题”，当接收到新的列车倒计时数据，更新终端播放器相应显示区域，并向车站MQ发送收到列车到站数据回复指令；所述终端播放器数据上报及ATS数据监视流程包括如下步骤：201)：终端播放器向车站MQ上报数据回复指令数据包；202)：车站接口适配器收集来自本车站所属终端播放器的回复指令数据包，并以响应包序号对数据进行分组打包，响应包序号和发送包序号一致，将打包好的数据上报到中心MQ的“ATS接口适配器主题”；203)：ATS接口适配器监听“ATS接口适配器主题”，获取来自终端播放器的数据包回复指令，批量将回复数据解析存入PIS中心数据库的指令通信表、ATS信息表；204)：通过对ATS交互指令通信表、ATS信息表数据进行数据分析，用户通过WEB管理界面，可查看各终端播放器终端当前最新显示的ATS列车到站数据；205)：通过对回复数据和发送到终端播放器的列车到发数据进行对比，判断该终端播放器显示的ATS列车倒计时数据是否准确，数据异常时，通过声光告警方式向用户进行告警提示。

进一步，所述点表数据包括车站号、站台号和播放器IP。根据实际需求，点表数据还可以是其它常用的数据等。

进一步，所述步骤(S1)包括如下步骤：101):ATS接口适配器初始化系统参数和点表数据，并将以上初始数据缓存到内存中；102)：建立“中心-车站主题”；103)：ATS接口适配器与ATS系统建立通信握手连接，获取ATS方发送的DC2握手指令；若通信正常，则ATS接口适配器回复DC3指令；若通信异常，则重复向ATS接口适配器发送DC2握手指令，直到通信正常；104)：ATS接口适配器开启监听线程，接收列车到站数据包，将列车到站数据以车站为单位进行拆分；且同时向ATS应答数据包收到指令；例如，原始列车到站数据为：[header,Destination,Source,length,Message_Flag,Platform_cnt,……,{statioin1,staton2,staion3,……,station],crc]，对数据进行解析，拆分出响应车站的数据，例如station1数据；105)：ATS接口适配器将各车站列车到发数据包发送到中心MQ容器的对应“中心-车站主题”；106)：ATS接口适配器与ATS数据通信包到限定值或到限定时间周期，ATS接口适配器将通信数据批量存入ATS指令交互记录表。

进一步，所述步骤(S2)包括如下步骤：107)：中心MQ将列车到发数据通过静态路由转发到车站MQ；108)：车站接口适配器初始化系统参数，查询PIS中心数据库，建立终端播放器IP点表数据；建立“车站-播放器主题”；109)：车站接口适配器获取到本车站列车到站数据，对数据包进行解析，转换成乘客查看的列车倒计时数据；110)：车站接口适配器将列车倒计时数据发送到车站MQ容器的“车站-播放器主题”。

进一步，所述步骤(S3)包括如下步骤：111)：终端播放器设备连接车站MQ容器，并监听来自所属“车站-播放器主题”的列车倒计时数据；112)：当收到新的列车倒计时数据时，终端播放器更新相应数据显示区域；若未收到信的列车倒计时数据，则返回至步骤111)；113)：终端播放器向车站MQ发送收到列车到站数据包回复指令。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明将ATS解析过程所涉及的点表数据缓存到内存中，ATS数据的解析过程中不再频繁访问PIS中心数据库，降低ATS数据存入PIS中心数据库的访问频次，提高系统并发承载处理能力；因此，随着ATS数据中所包含车站数量增多，系统的承载处理能力并不会下降，有效解决了路网运营模式难以对大数量车站ATS数据的接入处理的难题。

(2)本发明结合中心、车站、播放终端三层网络结构特点，依靠中心MQ(ATS接口适配器主题、中心-车站Topic)、车站MQ(车站-播放器主题)的三类主题消息中间件，实现消息指令的分布式发布，降低各层级系统的工作负载，提高系统的整体并发处理性能，因此，极大地提高了系统可连接车站的数量，实现ATS数据的快速、高效分发。

(3)本发明将接口程序采集的多个车站、多个站台的列车到发原始数据以车站为单位进行拆分，并以中心-车站Topic方式发送到车站适配器程序，由各车站负责解析本车站所属数据，数据解析完成后，再以“车站-播放器主题”方式发送到各个终端播放器，有效分担中心接口服务器高频次解析大量数据负载，提高数据解析效率，提高在终端显示及时性。因此，采用本发明的系统能解决基于路网运营模式下多条线路大量车站访问一个线路中心情况下，ATS数据的准确、及时推送。

(4)本发明实现了对ATS系统采集的列车到发原始数据以及终端播放器显示的倒计时数据实时存储，通过对发送消息数据包序号和响应消息数据包序号的匹配分析，可实时监看到当前ATS数据是否准确推送到终端播放器；同时，结合WEB告警提醒、声光告警等方式可对ATS列车倒计时数据的正常/异常显示情况进行及时有效告警。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.乘客信息系统与ATS系统间接口的数据处理系统，其特征在于，其包括路网中心层、车站层和终端设备层；

所述路网中心层由ATS接口适配器、中心MQ和PIS中心数据库组成；所述ATS接口适配器分别连接至ATS系统、所述PIS中心数据库和所述中心MQ；

所述车站层由多个车站接口适配器和多个车站MQ组成；所述车站接口适配器部署在每个车站的服务器上，且多个车站接口适配器均信号连接至所述中心MQ；所述车站接口适配器与所述车站MQ信号连接；

所述终端设备层包括多个终端播放器，所述终端播放器与所属车站的所述车站MQ信号连接。

2.如权利要求1所述的乘客信息系统与ATS系统间接口的数据处理系统，其特征在于，所述中心MQ由主中心MQ和从中心MQ组成，且所述主中心MQ与所述从中心MQ信号连接。

3.乘客信息系统与ATS系统间接口的数据处理方法，其特征在于，其包括ATS数据接收及数据分发流程，和终端播放器数据上报及ATS数据监视流程；

所述ATS数据接收及数据分发流程包括如下步骤：

(S1)ATS接口适配器处理流程：ATS接口适配器初始化系统参数和点表数据，实现与ATS系统间的通信握手及心跳检测，接收来自ATS的列车到发数据，并将数据包以车站为单位进行拆分，拆分完成后，发送到中心MQ中相应的“中心-车站主题”；

(S2)车站接口适配器处理流程：接收来自中心MQ通过静态路由到所属车站MQ的列车到发数据，对数据进行解析，形成乘客方便查看的倒计时数据，最后把上述数据分发到车站MQ容器中的“车站-播放器主题”；

(S3)终端播放器数据处理流程:连接车站MQ容器，监听来自所属的“车站-播放器主题”，当接收到新的列车倒计时数据，更新终端播放器相应显示区域，并向车站MQ发送收到列车到站数据回复指令；

所述终端播放器数据上报及ATS数据监视流程包括如下步骤：

201)：终端播放器向车站MQ上报数据回复指令数据包；

202)：车站接口适配器收集来自本车站所属终端播放器的回复指令数据包，并以响应包序号对数据进行分组打包，响应包序号和发送包序号一致，将打包好的数据上报到中心MQ的“ATS接口适配器主题”；

203)：ATS接口适配器监听“ATS接口适配器主题”，获取来自终端播放器的数据包回复指令，批量将回复数据解析存入PIS中心数据库的指令通信表、ATS信息表；

204)：通过对ATS交互指令通信表、ATS信息表数据进行数据分析，用户通过WEB管理界面，可查看各终端播放器终端当前最新显示的ATS列车到站数据；

205)：通过对回复数据和发送到终端播放器的列车到发数据进行对比，判断该终端播放器显示的ATS列车倒计时数据是否准确，数据异常时，通过声光告警方式向用户进行告警提示。

4.如权利要求3所述的乘客信息系统与ATS系统间接口的数据处理方法，其特征在于，所述点表数据包括车站号、站台号和播放器IP。

5.如权利要求4所述的乘客信息系统与ATS系统间接口的数据处理方法，其特征在于，所述步骤(S1)进一步包括如下步骤：

101):ATS接口适配器初始化系统参数和点表数据，并将以上初始数据缓存到内存中；

102)：建立“中心-车站主题”；

103)：ATS接口适配器与ATS系统建立通信握手连接，获取ATS方发送的DC2握手指令；若通信正常，则ATS接口适配器回复DC3指令；若通信异常，则重复向ATS接口适配器发送DC2握手指令，直到通信正常；

104)：ATS接口适配器开启监听线程，接收列车到站数据包，将列车到站数据以车站为单位进行拆分；且同时向ATS应答数据包收到指令；

105)：ATS接口适配器将各车站列车到发数据包发送到中心MQ容器的对应“中心-车站主题”；

106)：ATS接口适配器与ATS数据通信包到限定值或到限定时间周期，ATS接口适配器将通信数据批量存入ATS指令交互记录表。

6.如权利要求4或5所述的乘客信息系统与ATS系统间接口的数据处理方法，其特征在于，所述步骤(S2)进一步包括如下步骤：

107)：中心MQ将列车到发数据通过静态路由转发到车站MQ；

108)：车站接口适配器初始化系统参数，查询PIS中心数据库，建立终端播放器IP点表数据；建立“车站-播放器主题”；

109)：车站接口适配器获取到本车站列车到站数据，对数据包进行解析，转换成乘客查看的列车倒计时数据；

110)：车站接口适配器将列车倒计时数据发送到车站MQ容器的“车站-播放器主题”。

7.如权利要求6所述的乘客信息系统与ATS系统间接口的数据处理方法，其特征在于，所述步骤(S3)进一步包括如下步骤：

111)：终端播放器设备连接车站MQ容器，并监听来自所属“车站-播放器主题”的列车倒计时数据；

112)：当收到新的列车倒计时数据时，终端播放器更新相应数据显示区域；若未收到信的列车倒计时数据，则返回至步骤111)；

113)：终端播放器向车站MQ发送收到列车到站数据包回复指令。