CN104462384B - Gps数据库构建方法及基于该数据库的机车无线通信系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种GPS数据库构建方法及基于该数据库的机车无线通信系统，其中方法包括S1)得到铁路网基础GIS数据库；S2)根据GIS数据库中每个车站进/出站点的经纬度信息，确定每个车站以及每个车站之间线路的区间覆盖范围，该区间覆盖范围由矩形表示；S3)提取各矩形对角线上2点经纬度作为参数，存储于GPS数据库中，一个矩形生成一条数据记录；S4)对每条数据记录依据该区间覆盖范围是否为车站区间、是否有分叉线路、以及是否有多线路选择进行标识；其中系统包括GPS数据库服务器、MMI人机交互终端、GPS处理单元和GPS数据库。与现有技术相比，本发明解决枢纽地区多线路选择、正线与分叉线路车站呼叫及相邻车站站名显示等实际运用问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种机车无线通信系统，尤其是涉及一种GPS数据库构建方法及基于该数据库的机车无线通信系统。
背景技术
GPS技术和基于该项技术的各种信息处理平台现在几乎随处可见，这一技术得到了极其普遍的推广和应用。GPS系统依靠运行在地球轨道上的卫星为基础，可以提供非常多的服务。它不仅能够为车辆驾驶员提供实时电子导航，而且GPS技术在军事领域的应用也非常广泛。
机车无线通信系统综合平台已经成为了目前铁路列车标配设备，主要实现列车调度通信、调度命令传送、无线车次号传送等功能，为了解决列车适应在450MHz、GSM-R不同网络覆盖区的信息传输，并且需要自动根据运行区段选择合适的工作模式。
因此，针对铁路列车运行线路指定性的特点及其特殊的功能需求，需要建立一种为机车无线通信系统综合平台的GPS数据库，以解决枢纽地区多线路选择、正线与分叉线路车站呼叫及相邻车站站名显示等实际运用问题。
发明内容
本发明的目的就是为了解决枢纽地区多线路选择、正线与分叉线路车站呼叫及相邻车站站名显示等实际运用问题而提供一种GPS数据库构建方法及基于该数据库的机车无线通信系统，并根据铁路列车运行线路指定性的特点，将GPS数据库做到了高压缩，方便后期维护升级。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种GPS数据库构建方法，所述的数据库用于机车无线通信系统，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
S1)得到铁路网基础GIS数据库；
S2)根据GIS数据库中每个车站进/出站点的经纬度信息，确定每个车站以及每个车站之间线路的区间覆盖范围，该区间覆盖范围由矩形表示；
S3)提取各矩形对角线上2点经纬度作为参数，存储于GPS数据库中，一个矩形生成一条数据记录；
S4)对每条数据记录依据该区间覆盖范围是否为车站区间、是否有分叉线路、以及是否有多线路选择进行标识。
所述铁路网基础GIS数据库包含线路名称、线路经纬度、线路起和终点属性字、车站进和出站属性字和车站名称。
所述步骤S2中确定每个车站的区间覆盖范围具体为：
以本站车站进和出站经纬度为坐标取点，作为矩形斜对角画矩形，即为车站区间覆盖范围。
所述步骤S2中确定车站之间线路的区间覆盖范围具体为：
以相邻两站中前站进站和后站出站的经纬度为坐标取点，作为矩形斜对角画矩形，即为车站区间覆盖范围。
在画所述车站区间覆盖范围的矩形框时，根据车站进站至出站方向将该矩形的边长延长300-700米，保证所述矩形覆盖整个车站；
在画所述车站之间线路区间覆盖范围的矩形框时，根据线路的走向将该矩形的边长延长300-700米，保证所述矩形覆盖整条线路；
如遇线路弯曲导致所述矩形框无法覆盖线路区间范围时，则沿经纬度方向将矩形的四条边进行延伸直至覆盖整条线路。
一种基于GPS数据库的机车无线通信系统，该系统分别与GPS通信卫星和基础GIS数据库连接，其特征在于，包括GPS数据库服务器、MMI人机交互终端、GPS处理单元和GPS数据库，所述的GPS处理单元分别与GPS通信卫星、MMI人机交互终端和GPS数据库连接，所述的GPS数据库通过GPS数据库服务器与基础GIS数据库连接；
其中所述GPS数据库服务器，用于将基础GIS数据库进行编辑、整理和压缩，生成设定GPS数据，并传输存储于GPS数据库内；
所述MMI人机交互终端，用于列车司机进行线路选择、拨打接听电话、接收发送命令；
所述GPS处理单元，用于将当前GPS经纬度信息与GPS数据库中标准信息进行比对，并提取铁路行车所需信息发布于MMI人机交互终端，以供机车司机使用；
所述GPS数据库，用于存储全国各铁路线经纬度信息。
所述的GPS数据库服务器通过有线方式与GPS数据库连接。
所述的GPS数据库为存储有标准GPS经纬度信息的服务器。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
针对铁路机车运行环境的特殊性，解决枢纽地区多线路选择、正线与分叉线路车站呼叫及相邻车站站名显示等实际运用问题；
因为铁路运行线路轨道指定性的特点，所以线路信息采用矩形定位代替多数据量的点阵定位，所以最终制成的GPS数据库压缩率高，体积小巧，方便后期维护升级。本发明以线路为基本单位进行数据库编辑、添加，灵活性强。
附图说明
图1为本发明为车站区间画框流程图；
图2为本发明为线路区间画框流程图；
图3为本发明为线路各框特殊属性赋值流程图；
图4为沪宁城际铁路部分区段画框示意图；
图5为本发明GPS数据库内部视图；
图6为本发明为机车无线通信系统综合平台建立GPS数据库的系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
以为机车无线通信系统综合平台建立沪宁城际铁路GPS数据库为例。
采用本发明的方法对其进行建立，包括以下步骤：
第一步，获得交通部发布的沪宁城际铁路基础GIS数据。
第二步，修正基础GIS数据库，需包含线路名称、线路经纬度、线路起\终点属性字、车站进\出站属性字、车站名称、车站电话、线路运行工作模式。
第三步，对车站区间进行画框处理，具体流程如图1所示：
在步骤401中，在GIS数据库中找到车站进、出站信息点，执行步骤402。
在步骤402中，以进、出站为对角画矩形框，进入步骤403。
在步骤403中，判断车站区间是否为东西向，若为是，进入步骤405；否则，则进入步骤404。
在步骤404中，将矩形左、右2条边分别外扩500米。
在步骤405中，将矩形上、下2条边分别外扩500米。
在步骤406中，生成矩形。
第四步，对线路区间进行画框处理，具体流程如图2所示：
在步骤411中，在GIS数据库中找到车站进站与前站出站信息点，执行步骤412。
在步骤412中，以进、出站为对角画矩形框，进入步骤413。
在步骤413中，判断实际线路是否超出矩形框，若为是，进入步骤414；否则，则进入步骤415。
在步骤414中，以超出矩形框的最远点为边界，将矩形框扩至边界，进入步骤415。
在步骤415中，判断线路区间是否为东西向，若为是，进入步骤416；否则，则进入步骤417。
在步骤416中，将矩形上、下2条边分别向外扩500米，进入步骤418。
在步骤417中，将矩形左、右2条边分别向外扩500米，进入步骤418。
在步骤418中，生成矩形。实际画框效果图见图4。
第五步，提取各矩形左上、右下各2点经纬度作为参数，并根据当前区段特性输入特征属性，生成1条数据，存储于GPS数据库中，具体流程如图3所示：
在步骤421中，提取各矩形左上、右下各2点经纬度作为参数。
在步骤422中，判断矩形框内线路是否为车站区间，若为是，进入步骤423；否则，则进入步骤424。
在步骤423中，赋值车站区间属性。然后执行步骤425。
在步骤424中，赋值线路区间属性。然后执行步骤425。
在步骤425中，判断矩形框内线路是否为分叉线路，若为是，进入步骤426；否则，则进入步骤427。
在步骤426中，赋值区间分叉属性。
在步骤427中，判断矩形框内线路是否为多线路选择区段，若为是，进入步骤428；否则，则进入步骤429。
在步骤428中，赋值区间线路多线路选择属性。
在步骤429中，生成1条数据，存于GPS数据库中。
通过上述方法，完成了对沪宁城际铁路GPS数据库的建立，见图5。数据库中包含线路名称、线路经纬度、车站名称、车站电话、线路运行工作模式、多线路选择、分叉线路信息，满足机车无线通信系统综合平台在铁路运用上的要求。
当对于定位精度要求较高时，在步骤404、405、416和417中矩形也可以只外扩300米。
而对于基础GPS数据库中的经纬度信息本身误差就较大时，为实现本发明目的，可以在在步骤404、405、416和417中矩形外扩700米，保证车站和车站之间的线路能被矩形框覆盖。
实施例2
如图6所示，一种机车无线通信系统，获取到交通部发布的基础GIS数据库65后，在GPS数据库服务器66上运用本发明所述的GPS数据库建立方法，生成一个特定GPS数据库64，并通过有线传输存储于GPS处理单元62内；通过机车上的GPS处理单元62，将从GPS通信卫星61获取到的经纬度与GPS数据库进行比对，并提取铁路行车所需信息发布于MMI人机交互终端63，以供机车司机使用。
Claims (6)
1.一种GPS数据库构建方法，所述的数据库用于机车无线通信系统，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
S1)得到铁路网基础GIS数据库；
S2)根据GIS数据库中每个车站进/出站点的经纬度信息，确定每个车站以及每个车站之间线路的区间覆盖范围，该区间覆盖范围由矩形表示；
S3)提取各矩形对角线上2点经纬度作为参数，存储于GPS数据库中，一个矩形生成一条数据记录；
S4)对每条数据记录依据该区间覆盖范围是否为车站区间、是否有分叉线路、以及是否有多线路选择进行标识；
所述步骤S2中确定每个车站的区间覆盖范围具体为：
以本站车站进和出站经纬度为坐标取点，作为矩形斜对角画矩形，即为车站区间覆盖范围；
所述步骤S2中确定车站之间线路的区间覆盖范围具体为：
以相邻两站中前站进站和后站出站的经纬度为坐标取点，作为矩形斜对角画矩形，即为车站区间覆盖范围；
在画所述车站区间覆盖范围的矩形框时，根据车站进站至出站方向将该矩形的边长延长300-700米，保证所述矩形覆盖整个车站；
在画所述车站之间线路区间覆盖范围的矩形框时，根据线路的走向将该矩形的边长延长300-700米，保证所述矩形覆盖整条线路。
2.根据权利要求1所述的一种GPS数据库构建方法，其特征在于，所述铁路网基础GIS数据库包含线路名称、线路经纬度、线路起和终点属性字、车站进和出站属性字和车站名称。
3.根据权利要求1所述的一种GPS数据库构建方法，其特征在于，如遇线路弯曲导致所述矩形框无法覆盖线路区间范围时，则沿经纬度方向将矩形的四条边进行延伸直至覆盖整条线路。
4.一种基于权利要求1所述GPS数据库的机车无线通信系统，该系统分别与GPS通信卫星和基础GIS数据库连接，其特征在于，包括GPS数据库服务器、MMI人机交互终端、GPS处理单元和GPS数据库，所述的GPS处理单元分别与GPS通信卫星、MMI人机交互终端和GPS数据库连接，所述的GPS数据库通过GPS数据库服务器与基础GIS数据库连接；
其中所述GPS数据库服务器，用于将基础GIS数据库进行编辑、整理和压缩，生成设定GPS数据，并传输存储于GPS数据库内；
所述MMI人机交互终端，用于列车司机进行线路选择、拨打接听电话、接收发送命令；
所述GPS处理单元，用于将当前GPS经纬度信息与GPS数据库中标准信息进行比对，并提取铁路行车所需信息发布于MMI人机交互终端，以供机车司机使用；
所述GPS数据库，用于存储全国各铁路线经纬度信息。
5.根据权利要求4所述的GPS数据库的机车无线通信系统，其特征在于，所述的GPS数据库服务器通过有线方式与GPS数据库连接。
6.根据权利要求4所述的GPS数据库的机车无线通信系统，其特征在于，所述的GPS数据库为存储有标准GPS经纬度信息的服务器。
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