CN107229716B - 一种生成铁路线路经纬度坐标的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了生成铁路线路经纬度坐标的方法和系统，利用统计学原理和大数据技术自动生成铁路线路经纬度坐标。其技术方案为：设置铁路线路的线路号、行别、数据时间段，同一日期、线路号和行别的记录保存在同一记录文件中；设置线路坐标点间距，生成线路点序列；生成坐标统计数组；根据设置的线路号、行别、数据时间段确定要使用的记录文件的列表；读取列表中的每一条记录，根据公里标确定坐标统计数组的元素并计算线路坐标点的平均经度和平均纬度；剔除噪点记录；以剔除噪点记录后的所有记录为对象，重新计算线路坐标点的平均经度和平均纬度；保存线路坐标点的平均经度、平均纬度和公里标，得到铁路线路的经纬度坐标。
Description
技术领域
本发明涉及铁路行业铁路信息化领域，尤其涉及生成铁路线路经纬度坐标的方法和系统。
背景技术
在地理信息系统(GIS,Geographic Information System)中，地图由各种图元组成。图元按照位置形状不同分为点图元、线图元和面图元三类。点图元用一个经纬度坐标(以下简称坐标)来表示位置信息。线图元用一个坐标序列来表示位置信息。面图元用一个首尾相接的坐标序列所围成的闭合区域来表示位置信息。在GIS中，铁路线路是一种线图元，用一个坐标序列表示。在铁路地理信息化领域，铁路线路信息一般包括线路名称、线路编号(简称线路号)、行别(用来区分复线、或多线铁路)、公里标、坐标等属性。
目前生成铁路线路坐标的方法主要有两种，一种是由专业人员使用测量设备沿铁路线路手动测量记录，该方法有以下缺点：第一、测量工作量巨大，需要大量的专业测量人员；第二、测量人员需要携带测量设备徒步沿线测量，工作强度很大；第三、测量人员在运营的铁路线路上进行测量作业时需要时刻注意安全，存在安全隐患。
另一种方法是在机车上安装专业测量设备，由机车在被测线路上运行，测量设备自动记录线路的坐标信息。该方法解决了专业人员手动测量方法存在的三种缺点，但存在以下缺点：第一、测量得到的坐标信息没有和线路公里标进行关联，并且目前还没发现一种很好的自动关联方法来进行坐标和公里标的自动关联；第二、需要采购昂贵的专业测量设备、并且需要专业人员安装、随车操作专业设备进行测量，费用巨大。
另外这两种方法还存在一个线路坐标信息日常维护的共同问题，当有新线路建成需要新增线路坐标信息，或者因既有线路改造发生线路坐标变化需要更新坐标信息时，都要及时采集坐标数据，更新线路坐标信息。
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技术问题，提供了一种生成铁路线路经纬度坐标的方法和系统，利用从LMD系统获取的机车经纬度坐标和运行线路信息，利用统计学原理和大数据技术自动生成铁路线路经纬度坐标。
本发明的技术方案为：本发明揭示了一种生成铁路线路经纬度坐标的方法，包括：
步骤1：设置需要生成线路经纬度坐标的铁路线路的线路号、行别、数据时间段，其中同一日期、线路号和行别的记录保存在同一个记录文件中；
步骤2：设置线路坐标点间距，基于线路坐标点间距和线路最大公里标生成线路点序列；
步骤3：生成坐标统计数组用于保存线路点序列的坐标统计信息；
步骤4：根据设置的线路号、行别、数据时间段确定要使用的记录文件的列表；
步骤5：读取列表中的每一记录文件中的每一条记录，根据记录的公里标确定坐标统计数组的元素并基于数组中的元素以及机车经纬度坐标计算线路坐标点的平均经度和平均纬度；
步骤6：从所有记录中剔除噪点记录；
步骤7：以剔除噪点记录后的所有记录为对象，按照步骤5重新计算线路坐标点的平均经度和平均纬度；
步骤8：保存线路坐标点的平均经度、平均纬度和公里标，得到铁路线路的经纬度坐标。
根据本发明的生成铁路线路经纬度坐标的方法的一实施例，坐标统计数组的元素是一个结构体，包括了记录条数、经度累计、纬度累计、平均经度、平均纬度的字段。
根据本发明的生成铁路线路经纬度坐标的方法的一实施例，步骤6的剔除噪点记录进一步包括：
若记录中的经度和平均经度的差值或者纬度和平均纬度的差值大于一阈值，则将该记录判定为噪点记录。
根据本发明的生成铁路线路经纬度坐标的方法的一实施例，步骤6的剔除噪点记录进一步包括：
将所有记录中距离平均经度、平均纬度的坐标点的距离最大的前设定比例中的记录作为噪点记录做剔除处理。
根据本发明的生成铁路线路经纬度坐标的方法的一实施例，步骤6的剔除噪点记录进一步包括：
将所有记录中经度最大的前设定比例中的记录、经度最小的前设定比例中的记录、纬度最大的前设定比例中的记录、以及纬度最小的前设定比例中的记录均作为噪点记录做剔除处理。
本发明还揭示了一种生成铁路线路经纬度坐标的系统，包括：
预处理模块，设置需要生成线路经纬度坐标的铁路线路的线路号、行别、数据时间段，其中同一日期、线路号和行别的记录保存在同一个记录文件中；
线路点序列生成模块，设置线路坐标点间距，基于线路坐标点间距和线路最大公里标生成线路点序列；
坐标统计数组生成模块，生成坐标统计数组用于保存线路点序列的坐标统计信息；
记录文件列表生成模块，根据设置的线路号、行别、数据时间段确定要使用的记录文件的列表；
平均经纬度首次计算模块，读取列表中的每一记录文件中的每一条记录，根据记录的公里标确定坐标统计数组的元素并基于数组中的元素以及机车经纬度坐标计算线路坐标点的平均经度和平均纬度；
噪点剔除模块，从所有记录中剔除噪点记录；
平均经纬度再次计算模块，以剔除噪点记录后的所有记录为对象，根据记录的公里标确定坐标统计数组的元素并基于数组中的元素以及机车经纬度坐标计算线路坐标点的平均经度和平均纬度；
经纬度坐标获得模块，保存线路坐标点的平均经度、平均纬度和公里标，得到铁路线路的经纬度坐标。
根据本发明的生成铁路线路经纬度坐标的系统的一实施例，坐标统计数组的元素是一个结构体，包括了记录条数、经度累计、纬度累计、平均经度、平均纬度的字段。
根据本发明的生成铁路线路经纬度坐标的系统的一实施例，噪点剔除模块的处理是若记录中的经度和平均经度的差值或者纬度和平均纬度的差值大于一阈值，则将该记录判定为噪点记录。
根据本发明的生成铁路线路经纬度坐标的系统的一实施例，噪点剔除模块的处理是将所有记录中距离平均经度、平均纬度的坐标点的距离最大的前设定比例中的记录作为噪点记录做剔除处理。
根据本发明的生成铁路线路经纬度坐标的系统的一实施例，噪点剔除模块的处理是将所有记录中经度最大的前设定比例中的记录、经度最小的前设定比例中的记录、纬度最大的前设定比例中的记录、以及纬度最小的前设定比例中的记录均作为噪点记录做剔除处理。
本发明还揭示了一种存储介质，存储介质上存储有计算机程序指令，所述程序指令用于执行如前所述的生成铁路线路经纬度坐标的方法中的步骤。
本发明还揭示了一种计算机系统，包括处理器和存储器，存储器上存储有计算机程序指令，所述程序指令在处理器中运行以执行如前所述的生成铁路线路经纬度坐标的方法中的步骤。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明是利用从LMD系统获取的机车经纬度坐标和运行线路信息，利用统计学原理和大数据技术自动生成铁路线路经纬度坐标，其中利用统计学原理和大数据解决了普通卫星模块定位精度不够的问题，利用机车上安装的卫星定位模块获取机车当前位置的经纬度坐标，利用LKJ获取机车当前运行的铁路线路号、行别、公里标并以此建立经纬度坐标和线路公里标之间的关联，解决了铁路线路坐标和公里标进行关联的问题。相比传统技术，本发明不需要专业坐标测量人员，节省了人力成本，不需要专业坐标测量设备，节省了测量设备费用。
附图说明
图1示出了本发明的生成铁路线路经纬度坐标的方法的实施例的流程图。
图2示出了本发明的生成铁路线路经纬度坐标的系统的实施例的原理图。
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。
生成铁路线路经纬度坐标的方法的第一实施例
图1示出了本发明的生成铁路线路经纬度坐标的方法的实施例的流程。请参见图1，下面是对本实施例的方法的实施步骤的详细描述。
步骤S1：设置需要生成线路经纬度坐标的铁路线路的线路号、行别、数据时间段，其中同一日期、线路号和行别的记录保存在同一个记录文件中。
在本步骤前有一个数据积累的处理，机车上一般都装有卫星定位模块和LKJ装置，车载TSC(机车车载无线传输装置)定时从卫星定位模块采集经纬度坐标，从LKJ装置采集线路号、行别、公里标等机车运行线路信息，并将这两种信息一起发往地面LMD(LKJ设备运行监测管理系统)系统。
从LMD系统获取机车经纬度坐标、线路号、行别、公里标等记录数据，将获取到的记录数据按照一定格式保存到记录文件中，其中同一日期、线路号和行别的记录保存在同一个文件中。这些文件中的数据就是本实施例的生成铁路线路坐标信息的来源。其中LKJ为非必要设备，可由其它能够提供机车当前运行线路信息的设备如TAX(机车安全信息综合监测装置)、CMD(中国机车远程监测与诊断系统)车载设备等代替。车载卫星定位模块为非必要设备，可由其它能够提供机车当前经纬度坐标的设备如经纬度专业测量设备、手机等代替。LMD为非必要系统，可由LAIS(列车运行状态信息系统)、CMD系统等能够提供机车运行线路信息或经纬度信息的应用系统代替。
数据时间段表示使用开始日期到结束日期间的数据来生成线路坐标信息。
步骤S2：设置线路坐标点间距，基于线路坐标点间距和线路最大公里标生成线路点序列。
线路坐标点间距d表示公里标每隔多少米产生一个坐标点，根据间距d和线路最大公里标M生成铁路线路点序列P(序列中的线路点Pi，0≤i≤M/d)，线路点Pi的公里标为i*d，单位为米。
步骤S3：生成坐标统计数组用于保存线路点序列的坐标统计信息。
线路点序列P的每个线路点Pi的坐标统计信息保存在坐标统计数组A的元素A[i]，元素是一个结构体，结构体数据成员和用途说明如下表1。
表1坐标统计数据元素结构：
说明：采用亿分之一度为单位是因为整型比浮点数计算速度快很多
步骤S4：根据设置的线路号、行别、数据时间段确定要使用的记录文件的列表。
步骤S5：读取列表中的每一记录文件中的每一条记录，根据记录的公里标确定坐标统计数组的元素并基于数组中的元素以及机车经纬度坐标计算线路坐标点的平均经度和平均纬度。
在这一步骤中，对记录文件中的每条记录按照以下步骤进行处理，直到所有记录处理完成。
根据记录的公里标确定坐标统计数组元素，计算公式为：
坐标统计元素下标i＝(记录公里标+坐标点间距d/2)/d；(符号"/"表示整除)
然后对A[i]做以下操作：
A[i].记录条数＝A[i].记录条数+1；
A[i].累计经度＝A[i].累计经度+记录的经度；
A[i].记录条数＝A[i].累计纬度+记录的纬度。
接着计算平均经度和平均纬度，计算方式为：
对坐标统计数据A的每个元素，如果A[i].记录条数>0，则令：
A[i].平均经度＝A[i].累计经度/A[i].记录条数；
A[i].平均纬度＝A[i].累计纬度/A[i].记录条数。
步骤S6：从所有记录中剔除噪点记录。
在第一实施例中，剔除噪点记录的具体方式为：
首先设定噪点筛选条件s，对于某条记录，如果满足|记录经度-平均经度|>s或者|记录纬度-平均经纬度|>s，则认为该记录为噪点记录，否则为正常记录。例如筛选条件s取值100000。
然后根据设定的筛选条件s剔除噪点记录，具体方式为：
对于列表中的所有记录文件中的每一记录，其对应坐标统计数组元素A[i],对A[i]做以下操作：
如果|记录经度-A[i].平均经度|>＝筛选条件s或者|记录纬度-A[i].平均纬度|>＝筛选条件s，则该记录为噪点记录。对噪点记录做以下处理：
A[i].记录条数＝A[i].记录条数-1；
A[i].累计经度＝A[i].累计经度-记录的经度；
A[i].记录条数＝A[i].累计纬度-记录的纬度。
步骤S7：以剔除噪点记录后的所有记录为对象，按照步骤S5重新计算线路坐标点的平均经度和平均纬度。
步骤S8：保存线路坐标点的平均经度、平均纬度和公里标，得到铁路线路的经纬度坐标。
坐标统计数组A中元素A[i]的平均经度、平均纬度即为线路点Pi的坐标，将公里标i*d和平均经度、纬度按顺序保存即得到了铁路线路经纬度坐标。
生成铁路线路经纬度坐标的方法的第二实施例
图1示出了本发明的生成铁路线路经纬度坐标的方法的实施例的流程。请参见图1，下面是对本实施例的方法的实施步骤的详细描述。
步骤S1：设置需要生成线路经纬度坐标的铁路线路的线路号、行别、数据时间段，其中同一日期、线路号和行别的记录保存在同一个记录文件中。
在本步骤前有一个数据积累的处理，机车上一般都装有卫星定位模块和LKJ装置，车载TSC定时从卫星定位模块采集经纬度坐标，从LKJ装置采集线路号、行别、公里标等机车运行线路信息，并将这两种信息一起发往地面LMD系统。
从LMD系统获取机车经纬度坐标、线路号、行别、公里标等记录数据，将获取到的记录数据按照一定格式保存到记录文件中，其中同一日期、线路号和行别的记录保存在同一个文件中。这些文件中的数据就是本实施例的生成铁路线路坐标信息的来源。其中LKJ为非必要设备，可由其它能够提供机车当前运行线路信息的设备如TAX、CMD车载设备等代替。车载卫星定位模块为非必要设备，可由其它能够提供机车当前经纬度坐标的设备如经纬度专业测量设备、手机等代替。LMD为非必要系统，可由LAIS、CMD系统等能够提供机车运行线路信息或经纬度信息的应用系统代替。
数据时间段表示使用开始日期到结束日期间的数据来生成线路坐标信息。
步骤S2：设置线路坐标点间距，基于线路坐标点间距和线路最大公里标生成线路点序列。
线路坐标点间距d表示公里标每隔多少米产生一个坐标点，根据间距d和线路最大公里标M生成铁路线路点序列P(序列中的线路点Pi，0≤i≤M/d)，线路点Pi的公里标为i*d，单位为米。
步骤S3：生成坐标统计数组用于保存线路点序列的坐标统计信息。
线路点序列P的每个线路点Pi的坐标统计信息保存在坐标统计数组A的元素A[i]，元素是一个结构体，结构体数据成员和用途说明如下表1。
表1坐标统计数据元素结构：
说明：采用亿分之一度为单位是因为整型比浮点数计算速度快很多
步骤S4：根据设置的线路号、行别、数据时间段确定要使用的记录文件的列表。
步骤S5：读取列表中的每一记录文件中的每一条记录，根据记录的公里标确定坐标统计数组的元素并基于数组中的元素以及机车经纬度坐标计算线路坐标点的平均经度和平均纬度。
在这一步骤中，对记录文件中的每条记录按照以下步骤进行处理，直到所有记录处理完成。
根据记录的公里标确定坐标统计数组元素，计算公式为：
坐标统计元素下标i＝(记录公里标+坐标点间距d/2)/d；(符号"/"表示整除)
然后对A[i]做以下操作：
A[i].记录条数＝A[i].记录条数+1；
A[i].累计经度＝A[i].累计经度+记录的经度；
A[i].记录条数＝A[i].累计纬度+记录的纬度。
接着计算平均经度和平均纬度，计算方式为：
对坐标统计数据A的每个元素，如果A[i].记录条数>0，则令：
A[i].平均经度＝A[i].累计经度/A[i].记录条数；
A[i].平均纬度＝A[i].累计纬度/A[i].记录条数。
步骤S6：从所有记录中剔除噪点记录。
在第二实施例中，剔除噪点记录的具体方式为：
将与Pi点相关的所有记录中，距离A[i]平均经度、平均纬度坐标点的距离最大的前40％条记录剔除(百分比可设定)。
步骤S7：以剔除噪点记录后的所有记录为对象，按照步骤S5重新计算线路坐标点的平均经度和平均纬度。
步骤S8：保存线路坐标点的平均经度、平均纬度和公里标，得到铁路线路的经纬度坐标。
坐标统计数组A中元素A[i]的平均经度、平均纬度即为线路点Pi的坐标，将公里标i*d和平均经度、纬度按顺序保存即得到了铁路线路经纬度坐标。
生成铁路线路经纬度坐标的方法的第三实施例
图1示出了本发明的生成铁路线路经纬度坐标的方法的实施例的流程。请参见图1，下面是对本实施例的方法的实施步骤的详细描述。
步骤S1：设置需要生成线路经纬度坐标的铁路线路的线路号、行别、数据时间段，其中同一日期、线路号和行别的记录保存在同一个记录文件中。
在本步骤前有一个数据积累的处理，机车上一般都装有卫星定位模块和LKJ装置，车载TSC定时从卫星定位模块采集经纬度坐标，从LKJ装置采集线路号、行别、公里标等机车运行线路信息，并将这两种信息一起发往地面LMD系统。
从LMD系统获取机车经纬度坐标、线路号、行别、公里标等记录数据，将获取到的记录数据按照一定格式保存到记录文件中，其中同一日期、线路号和行别的记录保存在同一个文件中。这些文件中的数据就是本实施例的生成铁路线路坐标信息的来源。其中LKJ为非必要设备，可由其它能够提供机车当前运行线路信息的设备如TAX、CMD车载设备等代替。车载卫星定位模块为非必要设备，可由其它能够提供机车当前经纬度坐标的设备如经纬度专业测量设备、手机等代替。LMD为非必要系统，可由LAIS、CMD系统等能够提供机车运行线路信息或经纬度信息的应用系统代替。
数据时间段表示使用开始日期到结束日期间的数据来生成线路坐标信息。
步骤S2：设置线路坐标点间距，基于线路坐标点间距和线路最大公里标生成线路点序列。
线路坐标点间距d表示公里标每隔多少米产生一个坐标点，根据间距d和线路最大公里标M生成铁路线路点序列P(序列中的线路点Pi，0≤i≤M/d)，线路点Pi的公里标为i*d，单位为米。
步骤S3：生成坐标统计数组用于保存线路点序列的坐标统计信息。
线路点序列P的每个线路点Pi的坐标统计信息保存在坐标统计数组A的元素A[i]，元素是一个结构体，结构体数据成员和用途说明如下表1。
表1坐标统计数据元素结构：
说明：采用亿分之一度为单位是因为整型比浮点数计算速度快很多
步骤S4：根据设置的线路号、行别、数据时间段确定要使用的记录文件的列表。
步骤S5：读取列表中的每一记录文件中的每一条记录，根据记录的公里标确定坐标统计数组的元素并基于数组中的元素以及机车经纬度坐标计算线路坐标点的平均经度和平均纬度。
在这一步骤中，对记录文件中的每条记录按照以下步骤进行处理，直到所有记录处理完成。
根据记录的公里标确定坐标统计数组元素，计算公式为：
坐标统计元素下标i＝(记录公里标+坐标点间距d/2)/d；(符号"/"表示整除)
然后对A[i]做以下操作：
A[i].记录条数＝A[i].记录条数+1；
A[i].累计经度＝A[i].累计经度+记录的经度；
A[i].记录条数＝A[i].累计纬度+记录的纬度。
接着计算平均经度和平均纬度，计算方式为：
对坐标统计数据A的每个元素，如果A[i].记录条数>0，则令：
A[i].平均经度＝A[i].累计经度/A[i].记录条数；
A[i].平均纬度＝A[i].累计纬度/A[i].记录条数。
步骤S6：从所有记录中剔除噪点记录。
在第三实施例中，剔除噪点记录的具体方式为：
将与Pi点相关的所有记录中，经度最大的前10％条记录，经度最小的前10％条记录，纬度最大的前10％条记录，纬度最小的前10％条记录剔除(百分比可设定)。
步骤S7：以剔除噪点记录后的所有记录为对象，按照步骤S5重新计算线路坐标点的平均经度和平均纬度。
步骤S8：保存线路坐标点的平均经度、平均纬度和公里标，得到铁路线路的经纬度坐标。
坐标统计数组A中元素A[i]的平均经度、平均纬度即为线路点Pi的坐标，将公里标i*d和平均经度、纬度按顺序保存即得到了铁路线路经纬度坐标。
生成铁路线路经纬度坐标的系统的第一实施例
图2示出了本发明的生成铁路线路经纬度坐标的系统的原理。请参见图2，本实施例的系统包括：预处理模块、线路点序列生成模块、坐标统计数组生成模块、记录文件列表生成模块、平均经纬度首次计算模块、噪点剔除模块、平均经纬度再次计算模块、经纬度坐标获得模块。
预处理模块用于设置需要生成线路经纬度坐标的铁路线路的线路号、行别、数据时间段，其中同一日期、线路号和行别的记录保存在同一个记录文件中。
在预处理模块运行前有一个数据积累的处理，机车上一般都装有卫星定位模块和LKJ装置，车载TSC定时从卫星定位模块采集经纬度坐标，从LKJ装置采集线路号、行别、公里标等机车运行线路信息，并将这两种信息一起发往地面LMD系统。
从LMD系统获取机车经纬度坐标、线路号、行别、公里标等记录数据，将获取到的记录数据按照一定格式保存到记录文件中，其中同一日期、线路号和行别的记录保存在同一个文件中。这些文件中的数据就是本实施例的生成铁路线路坐标信息的来源。其中LKJ为非必要设备，可由其它能够提供机车当前运行线路信息的设备如TAX、CMD车载设备等代替。车载卫星定位模块为非必要设备，可由其它能够提供机车当前经纬度坐标的设备如经纬度专业测量设备、手机等代替。LMD为非必要系统，可由LAIS、CMD系统等能够提供机车运行线路信息或经纬度信息的应用系统代替。
数据时间段表示使用开始日期到结束日期间的数据来生成线路坐标信息。
线路点序列生成模块设置线路坐标点间距，基于线路坐标点间距和线路最大公里标生成线路点序列。
线路坐标点间距d表示公里标每隔多少米产生一个坐标点，根据间距d和线路最大公里标M生成铁路线路点序列P(序列中的线路点Pi，0≤i≤M/d)，线路点Pi的公里标为i*d，单位为米。
坐标统计数组生成模块生成坐标统计数组用于保存线路点序列的坐标统计信息。
线路点序列P的每个线路点Pi的坐标统计信息保存在坐标统计数组A的元素A[i]，元素是一个结构体，结构体数据成员和用途说明如下表1。
表1坐标统计数据元素结构：
说明：采用亿分之一度为单位是因为整型比浮点数计算速度快很多
记录文件列表生成模块根据设置的线路号、行别、数据时间段确定要使用的记录文件的列表。
平均经纬度首次计算模块读取列表中的每一记录文件中的每一条记录，根据记录的公里标确定坐标统计数组的元素并基于数组中的元素以及机车经纬度坐标计算线路坐标点的平均经度和平均纬度。
在这一模块中，对记录文件中的每条记录按照以下步骤进行处理，直到所有记录处理完成。
根据记录的公里标确定坐标统计数组元素，计算公式为：
坐标统计元素下标i＝(记录公里标+坐标点间距d/2)/d；(符号"/"表示整除)
然后对A[i]做以下操作：
A[i].记录条数＝A[i].记录条数+1；
A[i].累计经度＝A[i].累计经度+记录的经度；
A[i].记录条数＝A[i].累计纬度+记录的纬度。
接着计算平均经度和平均纬度，计算方式为：
对坐标统计数据A的每个元素，如果A[i].记录条数>0，则令：
A[i].平均经度＝A[i].累计经度/A[i].记录条数；
A[i].平均纬度＝A[i].累计纬度/A[i].记录条数。
噪点剔除模块从所有记录中剔除噪点记录。
在第一实施例中，剔除噪点记录的具体方式为：
首先设定噪点筛选条件s，对于某条记录，如果满足|记录经度-平均经度|>s或者|记录纬度-平均经纬度|>s，则认为该记录为噪点记录，否则为正常记录。例如筛选条件s取值100000。
然后根据设定的筛选条件s剔除噪点记录，具体方式为：
对于列表中的所有记录文件中的每一记录，其对应坐标统计数组元素A[i],对A[i]做以下操作：
如果|记录经度-A[i].平均经度|>＝筛选条件s或者|记录纬度-A[i].平均纬度|>＝筛选条件s，则该记录为噪点记录。对噪点记录做以下处理：
A[i].记录条数＝A[i].记录条数-1；
A[i].累计经度＝A[i].累计经度-记录的经度；
A[i].记录条数＝A[i].累计纬度-记录的纬度。
平均经纬度再次计算模块以剔除噪点记录后的所有记录为对象，按照平均经纬度首次计算模块中的处理方式重新计算线路坐标点的平均经度和平均纬度。
经纬度坐标获得模块保存线路坐标点的平均经度、平均纬度和公里标，得到铁路线路的经纬度坐标。
坐标统计数组A中元素A[i]的平均经度、平均纬度即为线路点Pi的坐标，将公里标i*d和平均经度、纬度按顺序保存即得到了铁路线路经纬度坐标。
生成铁路线路经纬度坐标的系统的第二实施例
图2示出了本发明的生成铁路线路经纬度坐标的系统的原理。请参见图2，本实施例的系统包括：预处理模块、线路点序列生成模块、坐标统计数组生成模块、记录文件列表生成模块、平均经纬度首次计算模块、噪点剔除模块、平均经纬度再次计算模块、经纬度坐标获得模块。
预处理模块用于设置需要生成线路经纬度坐标的铁路线路的线路号、行别、数据时间段，其中同一日期、线路号和行别的记录保存在同一个记录文件中。
在预处理模块运行前有一个数据积累的处理，机车上一般都装有卫星定位模块和LKJ装置，车载TSC定时从卫星定位模块采集经纬度坐标，从LKJ装置采集线路号、行别、公里标等机车运行线路信息，并将这两种信息一起发往地面LMD系统。
从LMD系统获取机车经纬度坐标、线路号、行别、公里标等记录数据，将获取到的记录数据按照一定格式保存到记录文件中，其中同一日期、线路号和行别的记录保存在同一个文件中。这些文件中的数据就是本实施例的生成铁路线路坐标信息的来源。其中LKJ为非必要设备，可由其它能够提供机车当前运行线路信息的设备如TAX、CMD车载设备等代替。车载卫星定位模块为非必要设备，可由其它能够提供机车当前经纬度坐标的设备如经纬度专业测量设备、手机等代替。LMD为非必要系统，可由LAIS、CMD系统等能够提供机车运行线路信息或经纬度信息的应用系统代替。
数据时间段表示使用开始日期到结束日期间的数据来生成线路坐标信息。
线路点序列生成模块设置线路坐标点间距，基于线路坐标点间距和线路最大公里标生成线路点序列。
线路坐标点间距d表示公里标每隔多少米产生一个坐标点，根据间距d和线路最大公里标M生成铁路线路点序列P(序列中的线路点Pi，0≤i≤M/d)，线路点Pi的公里标为i*d，单位为米。
坐标统计数组生成模块生成坐标统计数组用于保存线路点序列的坐标统计信息。
线路点序列P的每个线路点Pi的坐标统计信息保存在坐标统计数组A的元素A[i]，元素是一个结构体，结构体数据成员和用途说明如下表1。
表1坐标统计数据元素结构：
说明：采用亿分之一度为单位是因为整型比浮点数计算速度快很多
记录文件列表生成模块根据设置的线路号、行别、数据时间段确定要使用的记录文件的列表。
平均经纬度首次计算模块读取列表中的每一记录文件中的每一条记录，根据记录的公里标确定坐标统计数组的元素并基于数组中的元素以及机车经纬度坐标计算线路坐标点的平均经度和平均纬度。
在这一模块中，对记录文件中的每条记录按照以下步骤进行处理，直到所有记录处理完成。
根据记录的公里标确定坐标统计数组元素，计算公式为：
坐标统计元素下标i＝(记录公里标+坐标点间距d/2)/d；(符号"/"表示整除)
然后对A[i]做以下操作：
A[i].记录条数＝A[i].记录条数+1；
A[i].累计经度＝A[i].累计经度+记录的经度；
A[i].记录条数＝A[i].累计纬度+记录的纬度。
接着计算平均经度和平均纬度，计算方式为：
对坐标统计数据A的每个元素，如果A[i].记录条数>0，则令：
A[i].平均经度＝A[i].累计经度/A[i].记录条数；
A[i].平均纬度＝A[i].累计纬度/A[i].记录条数。
噪点剔除模块从所有记录中剔除噪点记录。
在第二实施例中，剔除噪点记录的具体方式为：
将与Pi点相关的所有记录中，距离A[i]平均经度、平均纬度坐标点的距离最大的前40％条记录剔除(百分比可设定)。
平均经纬度再次计算模块以剔除噪点记录后的所有记录为对象，按照平均经纬度首次计算模块中的处理方式重新计算线路坐标点的平均经度和平均纬度。
经纬度坐标获得模块保存线路坐标点的平均经度、平均纬度和公里标，得到铁路线路的经纬度坐标。
坐标统计数组A中元素A[i]的平均经度、平均纬度即为线路点Pi的坐标，将公里标i*d和平均经度、纬度按顺序保存即得到了铁路线路经纬度坐标。
生成铁路线路经纬度坐标的系统的第三实施例
图2示出了本发明的生成铁路线路经纬度坐标的系统的原理。请参见图2，本实施例的系统包括：预处理模块、线路点序列生成模块、坐标统计数组生成模块、记录文件列表生成模块、平均经纬度首次计算模块、噪点剔除模块、平均经纬度再次计算模块、经纬度坐标获得模块。
预处理模块用于设置需要生成线路经纬度坐标的铁路线路的线路号、行别、数据时间段，其中同一日期、线路号和行别的记录保存在同一个记录文件中。
在预处理模块运行前有一个数据积累的处理，机车上一般都装有卫星定位模块和LKJ装置，车载TSC定时从卫星定位模块采集经纬度坐标，从LKJ装置采集线路号、行别、公里标等机车运行线路信息，并将这两种信息一起发往地面LMD系统。
从LMD系统获取机车经纬度坐标、线路号、行别、公里标等记录数据，将获取到的记录数据按照一定格式保存到记录文件中，其中同一日期、线路号和行别的记录保存在同一个文件中。这些文件中的数据就是本实施例的生成铁路线路坐标信息的来源。其中LKJ为非必要设备，可由其它能够提供机车当前运行线路信息的设备如TAX、CMD车载设备等代替。车载卫星定位模块为非必要设备，可由其它能够提供机车当前经纬度坐标的设备如经纬度专业测量设备、手机等代替。LMD为非必要系统，可由LAIS、CMD系统等能够提供机车运行线路信息或经纬度信息的应用系统代替。
数据时间段表示使用开始日期到结束日期间的数据来生成线路坐标信息。
线路点序列生成模块设置线路坐标点间距，基于线路坐标点间距和线路最大公里标生成线路点序列。
线路坐标点间距d表示公里标每隔多少米产生一个坐标点，根据间距d和线路最大公里标M生成铁路线路点序列P(序列中的线路点Pi，0≤i≤M/d)，线路点Pi的公里标为i*d，单位为米。
坐标统计数组生成模块生成坐标统计数组用于保存线路点序列的坐标统计信息。
线路点序列P的每个线路点Pi的坐标统计信息保存在坐标统计数组A的元素A[i]，元素是一个结构体，结构体数据成员和用途说明如下表1。
表1坐标统计数据元素结构：
说明：采用亿分之一度为单位是因为整型比浮点数计算速度快很多
记录文件列表生成模块根据设置的线路号、行别、数据时间段确定要使用的记录文件的列表。
平均经纬度首次计算模块读取列表中的每一记录文件中的每一条记录，根据记录的公里标确定坐标统计数组的元素并基于数组中的元素以及机车经纬度坐标计算线路坐标点的平均经度和平均纬度。
在这一模块中，对记录文件中的每条记录按照以下步骤进行处理，直到所有记录处理完成。
根据记录的公里标确定坐标统计数组元素，计算公式为：
坐标统计元素下标i＝(记录公里标+坐标点间距d/2)/d；(符号"/"表示整除)
然后对A[i]做以下操作：
A[i].记录条数＝A[i].记录条数+1；
A[i].累计经度＝A[i].累计经度+记录的经度；
A[i].记录条数＝A[i].累计纬度+记录的纬度。
接着计算平均经度和平均纬度，计算方式为：
对坐标统计数据A的每个元素，如果A[i].记录条数>0，则令：
A[i].平均经度＝A[i].累计经度/A[i].记录条数；
A[i].平均纬度＝A[i].累计纬度/A[i].记录条数。
噪点剔除模块从所有记录中剔除噪点记录。
在第三实施例中，剔除噪点记录的具体方式为：
将与Pi点相关的所有记录中，经度最大的前10％条记录，经度最小的前10％条记录，纬度最大的前10％条记录，纬度最小的前10％条记录剔除(百分比可设定)。
平均经纬度再次计算模块以剔除噪点记录后的所有记录为对象，依照平均经纬度首次计算模块中的处理重新计算线路坐标点的平均经度和平均纬度。
经纬度坐标获得模块保存线路坐标点的平均经度、平均纬度和公里标，得到铁路线路的经纬度坐标。
坐标统计数组A中元素A[i]的平均经度、平均纬度即为线路点Pi的坐标，将公里标i*d和平均经度、纬度按顺序保存即得到了铁路线路经纬度坐标。
此外，本发明还公开了一种计算机可读存储介质，存储介质上存储有计算机程序指令，所述程序指令用于执行如前述生成铁路线路经纬度坐标的第一实施例至第三实施例的步骤。
本发明还公开了一种计算机系统，包括存储器和处理器，存储器上存储有计算机程序指令，所述程序指令在处理器中运行以执行如前述生成铁路线路经纬度坐标的第一实施例至第三实施例的步骤。
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 (12)
1.一种生成铁路线路经纬度坐标的方法，其特征在于，包括：
步骤1：设置需要生成线路经纬度坐标的铁路线路的线路号、行别、数据时间段，其中同一日期、线路号和行别的记录保存在同一个记录文件中；
步骤2：设置线路坐标点间距，基于线路坐标点间距和线路最大公里标生成线路点序列，其中线路坐标点间距表示公里标每隔多少米产生一个坐标点，线路点序列P由线路点Pi组成，0≤i≤M/d，其中d为线路坐标点间距，M为线路最大公里标，线路点Pi的公里标为i*d；
步骤3：生成坐标统计数组用于保存线路点序列的坐标统计信息；
步骤4：根据设置的线路号、行别、数据时间段确定要使用的记录文件的列表；
步骤5：读取列表中的每一记录文件中的每一条记录，根据记录的公里标确定坐标统计数组的元素并基于数组中的元素以及机车经纬度坐标计算线路坐标点的平均经度和平均纬度；
步骤6：从所有记录中剔除噪点记录；
步骤7：以剔除噪点记录后的所有记录为对象，按照步骤5重新计算线路坐标点的平均经度和平均纬度；
步骤8：保存线路坐标点的平均经度、平均纬度和公里标，得到铁路线路的经纬度坐标。
2.根据权利要求1所述的生成铁路线路经纬度坐标的方法，其特征在于，坐标统计数组的元素是一个结构体，包括了记录条数、经度累计、纬度累计、平均经度、平均纬度的字段。
3.根据权利要求1所述的生成铁路线路经纬度坐标的方法，其特征在于，步骤6的剔除噪点记录进一步包括：
若记录中的经度和平均经度的差值或者纬度和平均纬度的差值大于一阈值，则将该记录判定为噪点记录。
4.根据权利要求1所述的生成铁路线路经纬度坐标的方法，其特征在于，步骤6的剔除噪点记录进一步包括：
将所有记录中距离平均经度、平均纬度的坐标点的距离最大的前设定比例中的记录作为噪点记录做剔除处理。
5.根据权利要求1所述的生成铁路线路经纬度坐标的方法，其特征在于，步骤6的剔除噪点记录进一步包括：
将所有记录中经度最大的前设定比例中的记录、经度最小的前设定比例中的记录、纬度最大的前设定比例中的记录、以及纬度最小的前设定比例中的记录均作为噪点记录做剔除处理。
6.一种生成铁路线路经纬度坐标的系统，其特征在于，包括：
预处理模块，设置需要生成线路经纬度坐标的铁路线路的线路号、行别、数据时间段，其中同一日期、线路号和行别的记录保存在同一个记录文件中；
线路点序列生成模块，设置线路坐标点间距，基于线路坐标点间距和线路最大公里标生成线路点序列，其中线路坐标点间距表示公里标每隔多少米产生一个坐标点，线路点序列P由线路点Pi组成，0≤i≤M/d，其中d为线路坐标点间距，M为线路最大公里标，线路点Pi的公里标为i*d；
坐标统计数组生成模块，生成坐标统计数组用于保存线路点序列的坐标统计信息；
记录文件列表生成模块，根据设置的线路号、行别、数据时间段确定要使用的记录文件的列表；
平均经纬度首次计算模块，读取列表中的每一记录文件中的每一条记录，根据记录的公里标确定坐标统计数组的元素并基于数组中的元素以及机车经纬度坐标计算线路坐标点的平均经度和平均纬度；
噪点剔除模块，从所有记录中剔除噪点记录；
平均经纬度再次计算模块，以剔除噪点记录后的所有记录为对象，根据记录的公里标确定坐标统计数组的元素并基于数组中的元素以及机车经纬度坐标计算线路坐标点的平均经度和平均纬度；
经纬度坐标获得模块，保存线路坐标点的平均经度、平均纬度和公里标，得到铁路线路的经纬度坐标。
7.根据权利要求6所述的生成铁路线路经纬度坐标的系统，其特征在于，坐标统计数组的元素是一个结构体，包括了记录条数、经度累计、纬度累计、平均经度、平均纬度的字段。
8.根据权利要求6所述的生成铁路线路经纬度坐标的系统，其特征在于，噪点剔除模块的处理是若记录中的经度和平均经度的差值或者纬度和平均纬度的差值大于一阈值，则将该记录判定为噪点记录。
9.根据权利要求6所述的生成铁路线路经纬度坐标的系统，其特征在于，噪点剔除模块的处理是将所有记录中距离平均经度、平均纬度的坐标点的距离最大的前设定比例中的记录作为噪点记录做剔除处理。
10.根据权利要求6所述的生成铁路线路经纬度坐标的系统，其特征在于，噪点剔除模块的处理是将所有记录中经度最大的前设定比例中的记录、经度最小的前设定比例中的记录、纬度最大的前设定比例中的记录、以及纬度最小的前设定比例中的记录均作为噪点记录做剔除处理。
11.一种存储介质，其特征在于，存储介质上存储有计算机程序指令，所述程序指令用于执行如权利要求1至5中任一项所述的步骤。
12.一种计算机系统，其特征在于，包括处理器和存储器，存储器上存储有计算机程序指令，所述程序指令在处理器中运行以执行如权利要求1至5中任一项所述的步骤。
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