CN107749842B - 一种列车无线车次号校核信息数据分析系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种列车无线车次号校核信息数据分析系统，包括一级服务器、二级服务器、系统数据库和客户端，所述一级服务器与GRIS服务器建立TCP长连接并接收无线车次号校核信息，所述一级服务器对该信息进行解析、存储和分析；所述一级服务器将原始无线车次号校核信息以UDP广播形式转发，所述二级服务器接收到该信息并解析，从所述系统数据库中读取所述列车运行数据表格及线路基础信息并判断该车次的运行状态；所述二级服务器遍历所有与其连接的所述客户端的线路列表，将归属于各客户端线路的无线车次数据及其运行状态信息分别发送至所述客户端；所述客户端接收到该信息后在其界面上实时绘制该车次位置、详细信息、并以不同颜色标识该车次的运行状态。

Description

一种列车无线车次号校核信息数据分析系统及方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种列车无线车次号校核信息数据分析系统及方法。
背景技术
随着我国铁路通信的综合专用数字移动通信系统(GSM-R)网络建设的不断发展，技术水平的不断提高，机车综合无线通信设备(简称CIR)得到了广泛的应用，CIR集成了GSM-R及450MHz模拟制式下调度通信、无线调度命令传送、无线车次号校核信息传送和其他业务功能，已经成为机车和动车组的主要车载通信设备，装备各类列车两万多套。CIR发送的列车无线车次号校核信息主要触发条件是：车次号、机车号注册成功时发送；经过进、出站信号机时发送；时速5五公里左右时发送；列车启动或停稳时发送；正常运行时每15-30秒发送等情形下。
列车无线车次号校核信息目前仅用于对CTC方向的转发，尚未进行有效、充分的利用，对通信专业来说该信息对CIR机车综合无线通信设备的状态监测具有较高的直接参考和利用价值；通过本系统的统计分析，则可准确掌握各机车(车底)的运行时刻、车次运用、折返、套跑等信息，为铁路运营中的车载设备维护提供了极大的便利和强大的工具支撑。而目前，上述相关方面的工作尚处于空白，既有数据的潜在价值尚未得到充分发掘和利用。
针对现有技术存在的不足，提出一种列车无线车次号校核信息数据分析方法及系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种列车无线车次号校核信息数据分析方法及系统，通过对列车无线车次号校核信息的进行数据价值的深入挖掘，能够实现对CIR机车综合无线通信设备的状态监测，并准确掌握各机车(车底)的运行时刻、车次运用、折返、套跑等信息，为铁路运营中的车载设备的维护提供了极大的便利和强大的工具支撑。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：提供一种列车无线车次号校核信息数据分析系统，包括一级服务器、二级服务器、系统数据库和客户端，所述一级服务器与GRIS服务器建立TCP长连接；所述一级服务器接收到GRIS服务器转发的无线车次号校核信息并解析，将解析出的无线车次数据存储在所述系统数据库中；所述一级服务器对解析出的所述无线车次数据进行分析，并更新所述系统数据库中的列车运行时刻表、车次运用表、套跑记录表；所述一级服务器将原始无线车次号校核信息以UDP广播形式转发，所述二级服务器接收到所述无线车次号校核信息并解析，从所述系统数据库中读取所述列车运行时刻表、车次运用表、套跑记录表和线路基础信息并判断该车次的运行状态；所述二级服务器遍历所有与其连接的所述客户端的线路列表，判断本次解析出的所述无线车次数据是否归属于该客户端的线路，若归属则转发该条无线车次数据及该车次的运行状态信息至所述客户端，否则直接丢弃；所述客户端根据接收到的所述无线车次数据、车次运行状态信息及线路基础信息，在所述客户端的界面上实时绘制该车次在线路中的位置，显示无线车次数据详细信息，并以不同颜色标识该车次的运行状态。
优选地，所述一级服务器有且只有一台。
优选地，所述一级服务器与所述二级服务器以及所述客户端的网络拓扑结构为树形分级结构网络，所述一级服务器为根节点，下接所述二级服务器，所述二级服务器下接所述客户端，其中所述一级服务器和所述二级服务器均可以访问所述系统数据库。
优选地，所述一级服务器还包括程序授权校验模块、无线车次号校核信息数据接收模块、无线车次号校核信息解析模块、无线车次数据分析处理模块、无线车次数据存储模块和无线车次号校核信息转发模块，其中：
程序授权校验模块：用于验证用户所使用设备的UUID是否为已授权的设备UUID号码，验证通过后程序正常启动，否则提示用户并终止启动；
无线车次号校核信息数据接收模块：当所述一级服务器与所述GRIS服务器建立TCP长连接，用于接收GRIS转发的无线车次号校核信息；
无线车次号校核信息解析模块：用于对接收到的所述无线车次号校核信息进行解析；
无线车次数据分析处理模块：用于根据解析出的所述无线车次数据对所述系统数据库中的列车运行时刻表、车次运用表和套跑记录表进行更新；
无线车次数据存储模块：用于将解析出的无线车次数据写入所述系统数据库中；
无线车次号校核信息转发模块：用于将从所述GRIS服务器接收到的无线车次号校核信息以UDP广播的形式转发给所有在线的下属的所述二级服务器。
优选地，所述二级服务器还包括程序授权校验模块、无线车次号校核信息数据接收模块、运行状态判断模块、无线车次数据分发模块、客户端请求处理模块和日志记录模块，其中：
程序授权校验模块：用于验证用户所使用设备的UUID是否为已授权的设备UUID号码，验证通过后程序正常启动，否则提示用户并终止启动；
无线车次号校核信息数据接收模块：用于接收所述一级服务器转发的所述无线车次号校核信息；
运行状态判断模块：用于解析所述无线车次号校核信息，并根据所述列车运行时刻表、车次运用表和套跑记录表判断该车次运行状态；
无线车次数据分发模块：用于根据已连接的客户端所查看的线路列表，向对应的客户端转发与其查看线路有关的所述无线车次数据和车次运行状态信息；
客户端请求处理模块：用于处理所述客户端用户登录及各种数据请求；
日志记录模块：用于将所述客户端的用户登录及各种数据请求操作记录到所述系统数据库和日志文件中。
优选地，所述客户端还包括用户登录及授权校验模块、数据接收模块、数据展示模块和数据请求模块，其中：
用户登录及授权校验模块：用于向所述二级服务器发送用户账号和密码等登录信息，验证用户所使用设备的UUID是否为已授权的设备UUID号码，所述二级服务器判断为合法用户且设备授权验证通过后程序正常启动，否则提示用户并终止启动；
数据接收模块：用于接收所述二级服务器转发的数据；
数据展示模块：用于将接收到的所述无线车次数据、车次运行状态信息与所述线路基础信息相结合，在所述客户端的界面上实时绘制该车次在线路中的位置，显示无线车次数据详细信息，并以不同颜色标识该车次的运行状态；
数据请求模块：用于向所述二级服务器发送相应数据请求。
一种列车无线车次号校核信息数据分析方法，执行于上述的任一系统，具体包括：S101：所述一级服务器向GRIS服务器发起TCP连接请求，与GRIS服务器建立TCP长连接；S103：所述一级服务器接收到GRIS服务器转发的无线车次号校核信息并解析，将解析出的无线车次数据存储在所述系统数据库中；S105：所述一级服务器对解析出的所述无线车次数据进行分析，并更新所述系统数据库中的列车运行时刻表、车次运用表和套跑记录表；S107：所述一级服务器将原始无线车次号校核信息以UDP广播形式转发；S109：所述二级服务器接收到所述无线车次号校核信息并解析，从所述系统数据库中读取所述列车运行时刻表、车次运用表、套跑记录表和线路基础信息并判断该车次的运行状态；S111：所述二级服务器遍历所有与其连接的所述客户端的线路列表，判断本次解析出的所述无线车次数据是否归属于该客户端的线路，若归属则转发该条无线车次数据及该车次的运行状态信息至所述客户端，否则直接丢弃；S113：所述客户端根据接收到的所述无线车次数据、车次运行状态信息及线路基础信息，在所述客户端的界面上实时绘制该车次在线路中的位置，显示无线车次数据详细信息，并以不同颜色标识该车次运行状态。
优选地，所述客户端在启动时均向所述二级服务器发起TCP连接请求，并与所述二级服务器建立TCP长连接。
本发明的有益效果如下：
通过本发明系统的实施，可实现对列车无线车次号校核信息这一重要的行车基础数据的充分挖掘，通过海量数据分析，采用建立高级数学统计模型、二次拟合曲线等研究方法，建立列车实际运行的最佳逼近模型，预知和预判CIR设备工作状态，为故障修复赢得宝贵的时间差。本发明主要在GSM-R核心网侧增加专用数据收集节点，充分利用列车无线车次号校核信息的单向传输特性，不增加GRIS服务器的任何负担，也不造成设备或网络隐患；处于“单听”工作模式下的新增节点，能完整收集本局管内G网区段运行的各次列车无线车次号校核信息(不分高速普速)，建立科学的数学模型，实现精准的预测功能。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出本发明所述一种列车无线车次号校核信息数据分析系统结构示意图；
图2示出本发明所述一种列车无线车次号校核信息数据分析系统功能结构图；
图3示出本发明所述一种列车无线车次号校核信息数据分析方法网络信息交互流程示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
在一个具体是实施例中，图1示出本发明所述一种列车无线车次号校核信息数据分析系统结构示意图，一种列车无线车次号校核信息数据分析系统，包括一级服务器、二级服务器、系统数据库和客户端，所述一级服务器与GPRS接口服务器(GRIS)建立TCP长连接；即所述一级服务器从内网侧模拟列车调度集中指挥控制系统(CTC)或铁路列车调度指挥系统(TDCS)中心设备身份向GRIS的20002端口发起TCP连接请求，与GRIS服务器建立TCP长连接。
所述一级服务器接收到GRIS服务器转发的无线车次号校核信息并解析，将解析出的无线车次数据存储在所述系统数据库中；GRIS在接收到CIR发送的无线车次号校核信息时，会转发至与其连接的CTC/TDCS中心设备，因此以CTC/TDCS身份连接至GRIS的一级服务器同样会接收到GRIS转发的无线车次号校核信息，一级服务器需要按照协议约定好的数据帧起始和终止标志从接收到的字节数据中找到原始无线车次号校核信息；一级服务器按《列车无线车次号校核信息传送系统》(TB/T 3325-2013)、和《GSM-R数字移动通信应用技术条件第九分册：数据传输应用接口及设备》(铁运〔2012〕288号)协议约定，逐字节对应解析接收到的无线车次号校核信息，所述无线车次号校核信息经过解析得到无线车次数据，并将解析出的无线车次数据按一定格式存储在所述系统数据库中，无线车次数据主要包括：小区信息(LAC，CI)，地理位置信息，车辆起停信息，时间信息，车辆基本信息(速度、车重等)。
所述一级服务器对解析出的所述无线车次数据进行分析，并更新所述系统数据库中的记录表格信息；所述一级服务器根据解析出的无线车次数据，分析该无线车次数据并更新系统数据库中的列车运行时刻表、车次运用表、套跑记录表等记录表格，所述记录表格不局限于上述表格，还包括列车运行的其他相关表格信息，这属于本领域技术人员的公知常识，在此不再赘述。
所述一级服务器将原始无线车次号校核信息以UDP广播形式转发，所述二级服务器接收到所述无线车次号校核信息并解析，从所述系统数据库中读取所述列车运行时刻表、车次运用表、套跑记录表并判断该车次的运行状态。
所述二级服务器遍历所有与其连接的所述客户端的线路列表，判断本次解析出的所述无线车次数据是否归属于该客户端的线路，若归属则转发该条无线车次数据及该车次的运行状态信息至所述客户端，否则直接丢弃该条无线车次数据。
所述客户端根据接收到的所述无线车次数据、车次运行状态信息及线路基础信息，在所述客户端的界面上实时绘制该车次在线路中的位置，显示无线车次数据详细信息，并以不同颜色标识该车次的运行状态。
在另一个具体的实施例中，所述一级服务器有且只有一台。
在另一个具体的实施例中，所述一级服务器与所述二级服务器以及所述客户端的网络拓扑结构为树形分级结构网络，所述一级服务器为根节点，下接所述二级服务器，所述二级服务器下接所述客户端，其中所述一级服务器和所述二级服务器均可以访问所述系统数据库。
在另一个具体的实施例中，图2示出本发明所述一种列车无线车次号校核信息数据分析系统功能结构图，所述一级服务器还包括程序授权校验模块、无线车次号校核信息数据接收模块、无线车次号校核信息解析模块、无线车次数据分析处理模块、无线车次数据存储模块和无线车次号校核信息转发模块。
其中程序授权校验模块用于验证用户所使用设备的UUID是否为已授权的设备UUID号码，验证通过后程序正常启动，否则提示用户并终止启动。
其中无线车次号校核信息数据接收模块的功能为，当一级服务器与GRIS服务器建立TCP长连接，GRIS端口为20002，用于接收所述GRIS服务器转发的无线车次号校核信息。
其中无线车次号校核信息解析模块用于对接收到的无线车次号校核信息按照相关协议标准约定逐字节解析，内容包括车辆基本信息、小区信息、时间信息、地理位置信息等，所述无线车次号校核信息解析内容不局限于上述信息，还包括列车运行的其他相关信息，这属于本领域技术人员的公知常识，在此不再赘述。
其中无线车次数据分析处理模块用于根据解析出的所述无线车次数据中的时间信息、小区信息、地理位置信息和车次号更新列车运行时刻表，根据车次和车辆基本信息更新车次运用表、套跑记录表等记录表格，所述记录表格不局限于上述表格，还包括列车运行的其他相关表格信息，这属于本领域技术人员的公知常识，在此不再赘述。
其中无线车次数据存储模块用于将解析出的无线车次数据写入所述系统数据库中，包括解析出的无线车次数据信息以及原始无线车次号校核信息。
其中无线车次号校核信息转发模块用于将从所述GRIS服务器接收到的无线车次号校核信息以UDP广播的形式转发给所有在线的下属二级服务器。
在另一个具体的实施例中，所述二级服务器配置为程序授权校验模块、无线车次号校核信息数据接收模块、运行状态判断模块、无线车次数据分发模块、客户端请求处理模块和日志记录模块。
其中程序授权校验模块用于验证用户所使用设备的UUID是否为已授权的设备UUID号码，验证通过后程序正常启动，否则提示用户并终止启动。
其中无线车次号校核信息数据接收模块用于二级服务器接收一级服务器转发的无线车次号校核信息，因为系统部署在内网，网络状况良好，基本不会出现数据网络传输丢失的情况。
其中运行状态判断模块的功能为，当接收到原始的无线车次号校核信息后，将其按协议标准解析，并根据列车运行时刻表、车次运用表和套跑记录表判断该车次运行状态。
其中无线车次数据分发模块的功能为，二级服务器根据已连接的客户端所查看线路列表，用于向对应的客户端转发与其查看线路有关的解析后的无线车次数据及车次运行状态。
其中客户端请求处理模块用于处理客户端用户登录及各种数据请求，包括：车次号查询请求，日志查询请求，线路信息查询请求等。
其中日志记录模块用于将客户端的用户登录及各种数据请求操作记录到系统数据库和日志文件中。
在另一个具体的实施例中，所述客户端还包括用户登录及授权校验模块、数据接收模块、数据展示模块和数据请求模块。
其中用户登录及授权校验模块用于向二级服务器发送用户账号和密码等登录信息，验证用户所使用设备的UUID是否为已授权的设备UUID号码，二级服务器判断为合法用户且设备授权验证通过后，程序正常启动，否则提示用户并终止启动。
其中数据接收模块用于接收二级服务器转发的各种数据，包括解析后的无线车次数据，车次运行状态信息，铁路线路基础信息，日志数据等。
其中数据展示模块用于将接收到的所述无线车次数据、车次运行状态信息与所述线路基础信息相结合，在屏幕上绘制铁路线路及沿线车站，绘制该车次在线路中的位置，显示无线车次数据详细信息，并以不同颜色标识该车次的运行状态。
其中数据请求模块的功能为，根据用户操作及系统需求用于向二级服务器端发送相应数据请求。
在另一个具体的实施例中，图3示出本发明所述一种列车无线车次号校核信息数据分析方法网络信息交互流程示意图，一种列车无线车次号校核信息数据分析方法，执行于上述任一系统，具体包括：
S101：所述一级服务器向GRIS服务器发起TCP连接请求，与GRIS服务器建立TCP长连接；
S103：所述一级服务器接收到GRIS服务器转发的无线车次号校核信息并解析，将解析出的无线车次数据存储在所述系统数据库中；
S105：所述一级服务器对解析出的所述无线车次数据进行分析，并更新所述系统数据库中的列车运行时刻表、车次运用表和套跑记录表；
S107：所述一级服务器将原始无线车次号校核信息以UDP广播形式转发；
S109：所述二级服务器接收到所述无线车次号校核信息并解析，从所述系统数据库中读取所述列车运行时刻表、车次运用表、套跑记录表和线路基础信息并判断该车次的运行状态；
S111：所述二级服务器遍历所有与其连接的所述客户端的线路列表，判断本次解析出的所述无线车次数据是否归属于该客户端的线路，若归属则转发该条无线车次数据及该车次的运行状态信息至所述客户端，否则直接丢弃；
S113：所述客户端根据接收到的所述无线车次数据、车次运行状态信息及线路基础信息，在所述客户端的界面上实时绘制该车次在线路中的位置，显示无线车次数据详细信息，并以不同颜色标识该车次运行状态。
在另一个具体的实施例中，所述客户端在启动时均向所述二级服务器发起TCP连接请求，并与所述二级服务器建立TCP长连接。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (8)

1.一种列车无线车次号校核信息数据分析系统，其特征在于，包括一级服务器、二级服务器、系统数据库和客户端，
所述一级服务器与GRIS服务器建立TCP长连接；
所述一级服务器接收到GRIS服务器转发的无线车次号校核信息并解析，将解析出的无线车次数据存储在所述系统数据库中；
所述一级服务器对解析出的所述无线车次数据进行分析，并更新所述系统数据库中的列车运行时刻表、车次运用表和套跑记录表；
所述一级服务器将原始无线车次号校核信息以UDP广播形式转发，所述二级服务器接收到所述无线车次号校核信息并解析，从所述系统数据库中读取所述列车运行时刻表、车次运用表、套跑记录表、线路基础信息并判断该车次的运行状态；
所述二级服务器遍历所有与其连接的所述客户端的线路列表，判断本次解析出的所述无线车次数据是否归属于该客户端的线路，若归属则转发该无线车次数据及该车次的运行状态信息至所述客户端，否则直接丢弃；
所述客户端根据接收到的所述无线车次数据、车次运行状态信息及线路基础信息，在所述客户端的界面上实时绘制该车次在线路中的位置，显示无线车次数据详细信息，并以不同颜色标识该车次的运行状态。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一级服务器有且只有一台。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一级服务器与所述二级服务器以及所述客户端的网络拓扑结构为树形分级结构网络，所述一级服务器为根节点，下接所述二级服务器，所述二级服务器下接所述客户端，其中所述一级服务器和所述二级服务器均可以访问所述系统数据库。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一级服务器还包括程序授权校验模块、无线车次号校核信息数据接收模块、无线车次号校核信息解析模块、无线车次数据分析处理模块、无线车次数据存储模块和无线车次号校核信息转发模块，其中：
程序授权校验模块：用于验证用户所使用运行设备的UUID是否为已授权的设备UUID号码，验证通过后程序正常启动，否则提示用户并终止启动；
无线车次号校核信息数据接收模块：当所述一级服务器与所述GRIS服务器建立TCP长连接，用于接收GRIS转发的无线车次号校核信息；
无线车次号校核信息解析模块：用于对接收到的所述无线车次号校核信息进行解析；
无线车次数据分析处理模块：用于根据解析出的所述无线车次数据对所述系统数据库中的列车运行时刻表、车次运用表和套跑记录表进行更新；
无线车次数据存储模块：用于将解析出的所述无线车次数据写入所述系统数据库中；
无线车次号校核信息转发模块：用于将从所述GRIS服务器接收到的无线车次号校核信息以UDP广播的形式转发给所有在线的下属的所述二级服务器。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述二级服务器还包括程序授权校验模块、无线车次号校核信息数据接收模块、运行状态判断模块、无线车次数据分发模块、客户端请求处理模块和日志记录模块，其中：
程序授权校验模块：用于验证用户所使用设备的UUID是否为已授权的设备UUID号码，验证通过后程序正常启动，否则提示用户并终止启动；
无线车次号校核信息数据接收模块：用于接收所述一级服务器转发的所述无线车次号校核信息；
运行状态判断模块：用于解析所述无线车次号校核信息，并根据所述列车运行时刻表、车次运用表和套跑记录表判断该车次运行状态；
无线车次数据分发模块：用于根据已连接的客户端所查看的线路列表，向对应的客户端转发与其查看线路有关的所述无线车次数据和车次运行状态信息；
客户端请求处理模块：用于处理所述客户端用户登录及各种数据请求；
日志记录模块：用于将所述客户端的用户登录及各种数据请求操作记录到所述系统数据库和日志文件中。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述客户端还包括用户登录及授权校验模块、数据接收模块、数据展示模块和数据请求模块，其中：
用户登录及授权校验模块：用于向所述二级服务器发送用户账号和密码登录信息，验证用户所使用设备的UUID是否为已授权的设备UUID号码，所述二级服务器判断为合法用户且设备授权验证通过后程序正常启动，否则提示用户并终止启动；
数据接收模块：用于接收所述二级服务器转发的数据；
数据展示模块：用于将接收到的所述无线车次数据、车次运行状态信息与所述线路基础信息相结合，在所述客户端的界面上实时绘制该车次在线路中的位置，显示无线车次数据详细信息，并以不同颜色标识该车次的运行状态；
数据请求模块：用于向所述二级服务器发送相应数据请求。
7.一种列车无线车次号校核信息数据分析方法，其特征在于，由权利要求1-6任一所述的系统执行：
S101：所述一级服务器向GRIS服务器发起TCP连接请求，与GRIS服务器建立TCP长连接；
S103：所述一级服务器接收到GRIS服务器转发的无线车次号校核信息并解析，将解析出的无线车次数据存储在所述系统数据库中；
S105：所述一级服务器对解析出的所述无线车次数据进行分析，并更新所述系统数据库中的列车运行时刻表、车次运用表和套跑记录表；
S107：所述一级服务器将原始无线车次号校核信息以UDP广播形式转发；
S109：所述二级服务器接收到所述无线车次号校核信息并解析，从所述系统数据库中读取所述列车运行时刻表、车次运用表、套跑记录表和线路基础信息并判断该车次的运行状态；
S111：所述二级服务器遍历所有与其连接的所述客户端的线路列表，判断本次解析出的所述无线车次数据是否归属于该客户端的线路，若归属则转发该无线车次数据及该车次的运行状态信息至所述客户端，否则直接丢弃；
S113：所述客户端根据接收到的所述无线车次数据、车次运行状态信息及线路基础信息，在所述客户端的界面上实时绘制该车次在线路中的位置，显示无线车次数据详细信息，并以不同颜色标识该车次运行状态。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述客户端在启动时均向所述二级服务器发起TCP连接请求，并与所述二级服务器建立TCP长连接。
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