CN106428125B - 基于gis地图的导航式运行径路数据组织方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于GIS地图的导航式运行径路数据组织方法和系统，这种将列车运行径路图形化的表达、导航式的数据组织，从而有效清晰直观的展示运行径路信息，并且使地面数据冗余量尽可能少、数据更符合铁路实际情况。其技术方案为：在GIS地图上选择运行径路，将图元以及图元之间的链接关系保存到运行径路容器中；将GIS地图上的基础数据按照线路、链接关系生成线路基础数据的容器顺序，并根据容器顺序生成列车运行监控系统的发车方向号，存储在线路顺序容器中；基于运行径路容器组织生成车载运行径路数据。

Description

基于GIS地图的导航式运行径路数据组织方法和系统

技术领域

本发明涉及运行径路数据的组织技术，尤其涉及基于GIS地图的图形化的导航式运行径路数据的组织方法和系统。

背景技术

列车运行监控系统是以保障列车运行安全为主要目的列车速度控制装置，是铁路数次大提速的主要保障装备。现有的列车运行监控系统是2000年开始研制并投入使用，随着铁路跨越式发展提速等外部环境的改变，列车运行监控系统已不能满足列车运用的需要。在此大背景下，新一代的列车运行监控系统应运而生。本文提出一种集调车信号、机车数字量信号和机车电源三合一检测装置作为新一代的列车运行监控系统的一个功能模块，完成机车数字量信号和机车电源的监测功能、可实现调车监控主机功能。

列车运行径路是铁路运输的综合性计划，它包含几千个车站和区间，因此，如何能使运行径路组织数据冗余量尽可能的少，如何高效地组织列车运行径路数据是一项重要的研究课题。

现有的导航式运行径路的制作方法已经从根本上将运行径路数据从线路基础数据中独立出来，且现有列车运行监控系统(LKJ)车载设备已经可以调用线路数据实现列车的导航和控制，但是现有运行径路数据的组织过程很繁琐，要先根据运输图的调整需求采用人工方式增加运行径路，然后按照运输图中运行径路的走行路段将线路数据编制到运行径路中，运行径路中线路基础数据重复量大导致数据编制工作量大，采用示意图的展示方法导致运行径路查看时不直观，表格的编制方法导致数据的后期维护工作很繁琐。

现有运行径路数据组织方法以监控交路为基础，将列车运行的径路数据与线路的基础数据耦合在一起，按照运行径路来编制线路基础数据。因此，现有运行径路数据组织方法存在以下不足：

1、大量的运行径路会重复覆盖线路的同一区域，导致运行径路数据冗余量大，数据维护工作量大；

2、为解决线路的复杂场景，导致运行径路数据结构复杂，表现形式很复杂；

3、采用表格方式编辑，运行径路数据的展示方式不直观。

发明内容

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

本发明的目的在于解决上述问题，提供了一种基于GIS地图的导航式运行径路数据组织方法和系统，这种将列车运行径路图形化的表达、导航式的数据组织，从而有效清晰直观的展示运行径路信息，并且使地面数据冗余量尽可能少、数据更符合铁路实际情况。

本发明的技术方案为：本发明揭示了一种基于GIS地图的导航式运行径路数据组织方法，包括：

在GIS地图上选择运行径路，将图元以及图元之间的链接关系保存到运行径路容器中；

将GIS地图上的基础数据按照线路、链接关系生成线路基础数据的容器顺序，并根据容器顺序生成列车运行监控系统的发车方向号，存储在线路顺序容器中；

基于运行径路容器组织生成车载运行径路数据。

根据本发明的基于GIS地图的导航式运行径路数据组织方法的一实施例，基于运行径路容器组织行车用的车载运行径路数据的步骤进一步包括：

根据运行径路的图元及其链接关系在线路基础数据的容器顺序中查找图元对应的列车运行监控系统的发车方向号，并分析处理运行径路的链接关系，使用包括支线和数据转移在内的数据结构生成运行径路数据的逻辑关系；

将列车运行监控系统的发车方向号和控制数据跳转的数据结构按照运行径路的顺序组织排列，根据车载数据格式协议组织成车载运行径路数据。

根据本发明的基于GIS地图的导航式运行径路数据组织方法的一实施例，GIS地图是ARC GIS平台的地图。

本发明还揭示了一种基于GIS地图的导航式运行径路数据组织系统，包括：

图元保存装置，在GIS地图上选择运行径路，将图元以及图元之间的链接关系保存到运行径路容器中；

线路顺序容器装置，将GIS地图上的基础数据按照线路、链接关系生成线路基础数据的容器顺序，并根据容器顺序生成列车运行监控系统的发车方向号，存储在线路顺序容器中；

车载运行径路数据生成装置，基于运行径路容器组织生成车载运行径路数据。

根据本发明的基于GIS地图的导航式运行径路数据组织系统的一实施例，车载运行径路数据生成装置包括：

运行径路数据关系生成模块，根据运行径路的图元及其链接关系在线路基础数据的容器顺序中查找图元对应的列车运行监控系统的发车方向号，并分析处理运行径路的链接关系，使用包括支线和数据转移在内的数据结构生成运行径路数据的逻辑关系；

运行径路数据组织模块，将列车运行监控系统的发车方向号和控制数据跳转的数据结构按照运行径路的顺序组织排列，根据车载数据格式协议组织成车载运行径路数据。

根据本发明的基于GIS地图的导航式运行径路数据组织系统的一实施例，GIS地图是ARC GIS平台的地图。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明的方案是基于车载数据格式协议将线路基础数据抽象成运行径路的数据模型，然后通过LKJ发车方向号将运行径路数据与线路基础数据建立关联关系。

具体而言，本发明的特点如下：

1、将运行径路与线路基础数据分离成两套数据，然后通过LKJ车站号将运行径路与线路基础数据关联起来，降低数据冗余量，减少数据维护工作量；

2、从线路实际场景出发，基于车载数据格式协议来设计运行径路和线路基础数据的数据结构，简化数据结构，利用数据模型将运行径路数据更加直观的表现出来；

3、基于ARC GIS平台提供一套基于全国GIS地图的运行径路展示方法，采用Firemonkey提供的界面控件API开发，为数据编制工作提供了良好的人机界面，提高运行径路数据的可读性和编制工作的便捷性。

本发明的优点如下：

1、结合GIS地图组织运行径路，运行径路的组织操作更加方便，数据模型的展示更为直观；

2、使用车站、区间等数据模型来封装线路基础数据，使运行径路数据的数据量小、结构简单。

附图说明

图1示出了本发明的数据模型图。

图2示出了本发明的基于GIS地图的导航式运行径路数据组织方法的一实施例的流程图。

图3示出了本发明的基于GIS地图的导航式运行径路数据组织系统的一实施例的原理图。

具体实施方式

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图2示出了本发明的基于GIS地图的导航式运行径路数据组织方法的一实施例的流程。请参见图2，下面是对本实施例的方法的实施步骤的详细描述。

步骤S1：在GIS地图上选择运行径路，将图元以及图元之间的链接关系保存到运行径路容器中。

通过构建运行径路数据模型，实现GIS图元、基础数据、运行径路三者的关联关系，数据模型如图1所示。

其中，每个车站含局号、车站号和场号唯一确定一个车站，然后根据车站发往不同的方向分别定义一个方向号，四个数字按协议拼接组成了LKJ发车方向号，运行径路数据中使用LKJ发车方向号唯一确定列车在运行径路中某个车站的唯一走行方向。

运行径路数据的主要内容由LKJ发车方向号顺序串联起来，同时增加支线、数据跳转等辅助控制的逻辑转移数据，来满足现场行车需求。

将运行径路的数据结构和组织方法与GIS相结合，勾选运行径路时只需要通过点击车站图元即可完成，同时将车站与线路的链接关系按照一定的比例映射到地图上，并使用图元对车站、链接点和线路数据进行数据建模，并真实地展示在GIS地图上。

步骤S2：将GIS地图上的基础数据按照线路、链接关系生成线路基础数据的容器顺序，并根据容器顺序生成列车运行监控系统的发车方向号，存储在线路顺序容器中。

以地图形式展示与进行径路信息，主要包括：径路所经的车站、线路、关键分支点、起止站。通过构建运行径路数据模型，实现GIS图元、基础数据、运行径路三者的关联关系，包括：运行径路的容器、支线容器、车站模型、链接点模型、数据转移模型(支线转移、无条件转移)。线路基础数据是描述LKJ行车控制所需的铁路线路物理数据。

步骤S3：基于运行径路容器组织生成车载运行径路数据。

运行径路是为满足运输组织需求，在线路基础数据上规划的列车行走范围。步骤S3的具体实现过程如下：

根据运行径路的图元及其链接关系在线路基础数据的容器顺序中查找图元对应的列车运行监控系统的发车方向号，并分析处理运行径路的链接关系，使用包括支线和数据转移在内的数据结构生成运行径路数据的逻辑关系。

将列车运行监控系统的发车方向号和控制数据跳转的数据结构按照运行径路的顺序组织排列，根据车载数据格式协议组织成车载运行径路数据。

此外，本发明还揭示了如图3所示的基于GIS地图的导航式运行径路数据组织系统的一实施例的原理。系统包括图元保存装置1、线路顺序容器装置2、车载运行径路数据生成装置3。

图元保存装置1用于在GIS地图上选择运行径路，将图元以及图元之间的链接关系保存到运行径路容器中。

通过构建运行径路数据模型，实现GIS图元、基础数据、运行径路三者的关联关系，数据模型如图1所示。

其中，每个车站含局号、车站号和场号唯一确定一个车站，然后根据车站发往不同的方向分别定义一个方向号，四个数字按协议拼接组成了LKJ发车方向号，运行径路数据中使用LKJ发车方向号唯一确定列车在运行径路中某个车站的唯一走行方向。

运行径路数据的主要内容由LKJ发车方向号顺序串联起来，同时增加支线、数据跳转等辅助控制的逻辑转移数据，来满足现场行车需求。

将运行径路的数据结构和组织方法与GIS相结合，勾选运行径路时只需要通过点击车站图元即可完成，同时将车站与线路的链接关系按照一定的比例映射到地图上，并使用图元对车站、链接点和线路数据进行数据建模，并真实地展示在GIS地图上。

线路顺序容器装置2是将GIS地图上的基础数据按照线路、链接关系生成线路基础数据的容器顺序，并根据容器顺序生成列车运行监控系统的发车方向号，存储在线路顺序容器中。

车载运行径路数据生成装置3是基于运行径路容器组织生成车载运行径路数据。

以地图形式展示与进行径路信息，主要包括：径路所经的车站、线路、关键分支点、起止站。通过构建运行径路数据模型，实现GIS图元、基础数据、运行径路三者的关联关系，包括：运行径路的容器、支线容器、车站模型、链接点模型、数据转移模型(支线转移、无条件转移)。线路基础数据是描述LKJ行车控制所需的铁路线路物理数据。

车载运行径路数据生成装置3包括：运行径路数据关系生成模块31、运行径路数据组织模块32。运行径路是为满足运输组织需求，在线路基础数据上规划的列车行走范围。

运行径路数据关系生成模块31中，根据运行径路的图元及其链接关系在线路基础数据的容器顺序中查找图元对应的列车运行监控系统的发车方向号，并分析处理运行径路的链接关系，使用包括支线和数据转移在内的数据结构生成运行径路数据的逻辑关系。

运行径路数据组织模块32中，将列车运行监控系统的发车方向号和控制数据跳转的数据结构按照运行径路的顺序组织排列，根据车载数据格式协议组织成车载运行径路数据。

在本实施例中，GIS地图是ARC GIS平台的地图。ARC GIS是一套面向桌面、嵌入式和服务的GIS(地理信息技术)提供全面的产品平台。

尽管为使解释简单化将上述方法图示并描述为一系列动作，但是应理解并领会，这些方法不受动作的次序所限，因为根据一个或多个实施例，一些动作可按不同次序发生和/或与来自本文中图示和描述或本文中未图示和描述但本领域技术人员可以理解的其他动作并发地发生。

本领域技术人员将进一步领会，结合本文中所公开的实施例来描述的各种解说性逻辑板块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或这两者的组合。为清楚地解说硬件与软件的这一可互换性，各种解说性组件、框、模块、电路、和步骤在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此类功能性是被实现为硬件还是软件取决于具体应用和施加于整体系统的设计约束。技术人员对于每种特定应用可用不同的方式来实现所描述的功能性，但这样的实现决策不应被解读成导致脱离了本发明的范围。

结合本文所公开的实施例描述的各种解说性逻辑板块、模块、和电路可用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其设计成执行本文所描述功能的任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替换方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心协作的一个或多个微处理器、或任何其他此类配置。

结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在这两者的组合中体现。软件模块可驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域中所知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读取和写入信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可作为分立组件驻留在用户终端中。

在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可在硬件、软件、固件或其任何组合中实现。如果在软件中实现为计算机程序产品，则各功能可以作为一条或更多条指令或代码存储在计算机可读介质上或藉其进行传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，其包括促成计算机程序从一地向另一地转移的任何介质。存储介质可以是能被计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限定，这样的计算机可读介质可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备、或能被用来携带或存储指令或数据结构形式的合意程序代码且能被计算机访问的任何其它介质。任何连接也被正当地称为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字订户线(DSL)、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术从web网站、服务器、或其它远程源传送而来，则该同轴电缆、光纤电缆、双绞线、DSL、或诸如红外、无线电、以及微波之类的无线技术就被包括在介质的定义之中。如本文中所使用的盘(disk)和碟(disc)包括压缩碟(CD)、激光碟、光碟、数字多用碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘(disk)往往以磁的方式再现数据，而碟(disc)用激光以光学方式再现数据。上述的组合也应被包括在计算机可读介质的范围内。

提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

Claims (4)

1.一种基于GIS地图的导航式运行径路数据组织方法，其特征在于，包括：

在GIS地图上选择运行径路，将图元以及图元之间的链接关系保存到运行径路容器中；

将GIS地图上的基础数据按照线路、链接关系生成线路基础数据的容器顺序，并根据容器顺序生成列车运行监控系统的发车方向号，存储在线路顺序容器中；

基于运行径路容器组织生成车载运行径路数据，进一步包括：

根据运行径路的图元及其链接关系在线路基础数据的容器顺序中查找图元对应的列车运行监控系统的发车方向号，并分析处理运行径路的链接关系，使用包括支线和数据转移在内的数据结构生成运行径路数据的逻辑关系；以及

将列车运行监控系统的发车方向号和控制数据跳转的数据结构按照运行径路的顺序组织排列，根据车载数据格式协议组织成车载运行径路数据。

2.根据权利要求1所述的基于GIS地图的导航式运行径路数据组织方法，其特征在于，GIS地图是ARC GIS平台的地图。

3.一种基于GIS地图的导航式运行径路数据组织系统，其特征在于，包括：

图元保存装置，在GIS地图上选择运行径路，将图元以及图元之间的链接关系保存到运行径路容器中；

线路顺序容器装置，将GIS地图上的基础数据按照线路、链接关系生成线路基础数据的容器顺序，并根据容器顺序生成列车运行监控系统的发车方向号，存储在线路顺序容器中；

车载运行径路数据生成装置，基于运行径路容器组织生成车载运行径路数据，其中车载运行径路数据生成装置包括：

运行径路数据关系生成模块，根据运行径路的图元及其链接关系在线路基础数据的容器顺序中查找图元对应的列车运行监控系统的发车方向号，并分析处理运行径路的链接关系，使用包括支线和数据转移在内的数据结构生成运行径路数据的逻辑关系；以及

运行径路数据组织模块，将列车运行监控系统的发车方向号和控制数据跳转的数据结构按照运行径路的顺序组织排列，根据车载数据格式协议组织成车载运行径路数据。

4.根据权利要求3所述的基于GIS地图的导航式运行径路数据组织系统，其特征在于，GIS地图是ARC GIS平台的地图。