CN109408881A - 一种轨道交通列车电路图虚拟测量方法 - Google Patents

一种轨道交通列车电路图虚拟测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种轨道交通列车电路图虚拟测量方法，属于电子信息领域，首先建立数据库和数据表，然后采集线号信息、线路径信息、元器件信息、跳转符信息、电路功能模块信息等电路图元素，将文档或图片格式的列车电路图转换成数据库信息，获得了电路图的组成元素及其相关属性、元素之间的逻辑关系，为有序展示、故障分析排除等提供了数据基础，在此基础上实现了电路的虚拟测量和辅助故障判断，提高了列车电路检修和故障处理的效率。

Description

一种轨道交通列车电路图虚拟测量方法
技术领域
本发明涉及电子信息领域，尤其涉及一种轨道交通列车电路图虚拟测量方法。
背景技术
轨道交通是指运营车辆需要在特定轨道上行驶的一类交通工具或运输系统。最典型的轨道交通就是由传统火车和标准铁路所组成的铁路系统。随着火车和铁路技术的多元化发展，轨道交通呈现出越来越多的类型，不仅遍布于长距离的陆地运输，也广泛运用于中短距离的城市公共交通中。
随着轨道交通的快速发展，轨道交通列车的维护工作量也日益增长。在轨道交通列车维护和故障检修过程中，列车电路图是进行维护工作必不可少的资料。当前轨道交通列车应用领域，除了传统的纸质电路图，列车的电路图已广泛电子化，这些电子化的电路图，多以PDF文档、JPG图片等形式，展现的电路图属于纯图形或文字信息，没有承载和记录电路图的任何物理和业务逻辑。从现有电路图中，难以直观反映和查询元器件、线路之间的逻辑相互关系，以及电路图中节点的理论电气参数。
综上，现有技术存在的缺陷为：
轨道交通列车电路图未反应电路图的物理和业务逻辑，以及电路中关键节点的理论电气参数，对维护和故障检修发挥的作用有限；
无法模拟电路的实际电气状态并进行虚拟测量；
无法通过虚拟测量辅助判断电路故障。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种轨道交通列车电路图虚拟测量方法，实现对电路的虚拟测量，以及通过虚拟测量辅助判断电路故障。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题为：
(1)设计出怎样的数据结构，来表达列车电路图的物理和业务逻辑；
(2)设计出怎样的流程，来采集电路图中的信息；
(3)设计出怎样的方法，来进行列车电路图的虚拟测量。
为实现上述目的，本发明提供了一种轨道交通列车电路图虚拟测量方法，包括以下步骤：
步骤一：建立数据库和数据表；
步骤二：采集线号信息；
步骤三：采集线路径信息；
步骤四：采集元器件信息；
步骤五：采集跳转符信息；
步骤六：采集电路功能模块信息；
步骤七：将步骤二到步骤六采集到的信息，对应保存到相关连的数据表；
步骤八：进行虚拟测量，判断故障点。
进一步地，步骤一中数据库为关系型数据库。
进一步地，关系型数据库为Mysql、SQL Server、Oracle中的一种。
进一步地，数据表包括线路主信息表、线号表、线路径信息表、器件信息表、跳转符信息表、线路器件表。
进一步地，步骤二采集电路图中的线号，将线号对应的线路ID、线路位置坐标、线路理论电气参数、上级线号、是否有分线、是否垂直写入线路主信息表和线号表。
进一步地，步骤三采集电路图中的线路径，将线路径的线路ID、线路径坐标集合、连接点类型，写入线路经信息表，连接点类型包括主线连接点、元器件连接点。
进一步地，步骤四采集电路图中的元器件，将元器件的器件ID、所在线路ID、器件坐标、上下级器件ID写入器件信息表。
进一步地，步骤五采集电路图中的跳转标签，将跳转标签的位置、跳转符类型，写入跳转符信息表，跳转符类型包括转入、转出。
进一步地，步骤六采集电路图中的电路功能模块，将电路功能模块的器件ID、所在线路ID、器件坐标、上下级器件ID写入线路器件表。
进一步地，步骤八根据数据表，查询电路中线路理论电气参数，与实际测量值进行对比分析。
与现有技术方案相比，本发明的有益技术效果在于：
(1)将纯文本或图像的电路图转换为具有逻辑关系的数据库存储形式，获得了电路图的组成元素及其相关属性、元素之间的逻辑关系；
(2)记录了电路图中关键节点的理论电气参数；
(3)可以模拟电路的实际状态并进行虚拟测量，通过虚拟测量辅助判断电路故障。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明的电路图数字化采集流程图；
图2是本发明的示例电路图；
图3是本发明的虚拟测量示意图。
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。
如图1所示，为本发明电路图数字化采集流程图，按如下流程将电路图进行数字化采集，将采集到的信息存储到数据库中。
步骤一：建立数据库和数据表；
步骤二：采集线号信息；
步骤三：采集线路径信息；
步骤四：采集元器件信息；
步骤五：采集跳转符信息；
步骤六：采集电路功能模块信息；
步骤七：将步骤二到步骤六采集到的信息，对应保存到相关连的数据表。
经过以上步骤，将pdf或者jpg等格式的列车电路图，转换成关系型数据库的信息，关系型数据库可以为Mysql、Sql Server、Oracle等主流数据库。
数据库名为CDP_DB，数据库中建立线路主信息表、线号表、线路径信息表、器件信息表、跳转符信息表、线路器件表等六个主要数据表。
各个数据表及字段定义如下：
线路主信息表
表名：b_wire，用以记录电路图中线路的主要信息，如线路编号、线路类型、线路电压、是否有分线、上级线号等。
线号表
表名：b_wire_x_y，用以记录主线ID、线路ID、线路X坐标、Y坐标、线路是否垂直等线路信息。
线路径信息表
表名：b_wire_path_x_y，用以记录线路路径信息，线路路径上点的坐标集合、点的坐标信息、连接点的类型。其中连接点类型包括主线连接点和元器件连接点。
器件信息表
表名：b_component，用以记录器件信息，包括器件类型、器件编码、器件备注、器件备注的坐标信息等。
线路器件表
表名：b_wire_component，用以记录电路图中的器件以及器件的连接关系，如器件ID、器件左上角坐标、器件右下角坐标、上一个器件以及下一个器件的ID等信息。
字段名 意义 备注
ID 主键
WCT_WR_ID 线路ID
WCT_SUB_ID 序号
WCT_CPT_ID 器件ID
WCT_X1 器件X1坐标
WCT_Y1 器件Y1坐标
WCT_X2 器件X2坐标
WCT_Y2 器件Y2坐标
WCT_PRE_CPT_ID 上一个器件ID
WCT_NEXT_CPT_ID 下一个器件ID
ISDISABLED 作废标记
CREATE_BY 录入人
EMP_ID_REATE_BY 录入人ID
CREATE_DATE 录入日期
UPDATE_BY 修改人
EMP_ID_UPDATE_BY 修改人ID
UPDATE_DATE 修改日期
跳转符信息表
表名：b_redirect，用以记录电路图上跳转符的信息，包括跳转符编码、跳转标签、跳转符类型、跳转符坐标等信息。
字段名 意义 备注
ID 主键
Code 跳转符编码
Name 跳转标签
Type 跳转符类型 转入，转出
WR_ID 线路ID
X1 X坐标
Y1 Y坐标
DERICTION 显示方向 横向，竖向
ISDISABLED 作废标记
CREATE_BY 录入人
EMP_ID_CREATE_BY 录入人ID
CREATE_DATE 录入日期
UPDATE_BY 修改人
EMP_ID_UPDATE_BY 修改人ID
UPDATE_DATE 修改日期
如图2所示，为一个具体的线路图。该线路图左右两部分功能和逻辑完全一致，以右侧部分为例，详细说明电路图数字化采集的具体流程。
其中，C为断路器，PC为元器件位置，S为交换网络单元，PS为单元位置，W为线路，WP为线号位置，P为线路位置，K为跳转符，L为跳转标签。
(1)建立数据库和数据表；
(2)采集线号信息；
该线路图中存在三个线号，根据图中线路布局、从左上角开始到右下角结束，先出现的先采集，依次采集W1、W3、W5。
采集(W1)线号信息：
线路W1在电路图中起点为(P1)，在线号表b_wire_x_y中增加一条记录：
线路ID字段WR_ID赋值W1；
X1，Y1赋值(P1)的X坐标，Y坐标；
是否垂直字段IsVertical1赋值为“否”。
采集(W3)线号信息：
线路W3在电路图中起点为(P3)，在线号表b_wire_x_y中增加一条记录；
线路ID字段WR_ID赋值W3；
X1，Y1赋值(P3)的X坐标，Y坐标；
是否垂直字段IsVertical1赋值为“是”。
采集(W5)线号信息：
线路W5在电路图中起点为(P13)，在线号表b_wire_x_y中增加一条记录；
线路ID字段WR_ID赋值W5；
X1，Y1赋值(P13)的X坐标，Y坐标；
是否垂直字段IsVertical1赋值为“是”。
(3)采集线路径信息；
图中存在三条线路径；
采集(W1)线路径信息：
在线路径表b_wire_path_x_y中增加一条记录，W1路径经过(P1)和(P3)；
线号ID字段WR_X_Y_ID赋值W1；
线路径坐标集合字段Points赋值{P1,P3}
连接点类型字段JoinType1，JoinType2均赋值为1(主线连接点)。
采集(W3)线路径信息：
在线路径表b_wire_path_x_y中增加一条记录，W3路径经过(P3)、(P5)、(P9)、(P16)、(P20)、(P24)；
线号ID字段WR_X_Y_ID赋值W3；
线路径坐标集合字段Points赋值{P3,P5,P9,P16,P20,P24}；
连接点类型字段JoinType1、JoinType2、JoinType3、JoinType4、JoinType5、JoinType6分别赋值为1、2、2、2、2、1；其中1为主线连接，表明该节点在主线上，2为元器件连接，表明该连接点在元器件上。
采集(W5)线路径信息：
在线路径表b_wire_path_x_y中增加一条记录，W5路径经过(P11)、(P13)、(P17)、(P21)、(P23)、(P22)；
线号ID字段WR_X_Y_ID赋值W5；
线路径坐标集合字段Points赋值{P11,P13,P17,P21,P23,P22}；
连接点类型字段JoinType1、JoinType2、JoinType3、JoinType4、JoinType5、JoinType6分别赋值为1、2、2、2、1、1。
(4)采集元器件信息；
图中只有一个元器件(C2)，位于线路(W3)上，(C2)左上角坐标(P5)，右下角坐标(P19)，在线路器件表b_wire_component中增加一条记录；
线路ID字段WCT_WR_ID赋值W3；
器件ID字段WCT_CPT_ID赋值C2；
WCT_X1，WCT_Y1赋值(P5)的坐标；
WCT_X2，WCT_Y2赋值(P19)的坐标；
(C2)无上一个器件，故上一个器件ID字段WCT_PRE_CPT_ID为空；
(C2)下一个器件为(S2)，故下一个器件ID字段WCT_NEXT_CPT_ID赋值S2。
(5)采集跳转符信息；
选择需要采集器件的线路(W1)，采集跳转标签(L1)的位置(P1)，指定是转入标记，写入表b_redirect的X1，Y1字段；
选择需要采集器件的线路(W3)，采集跳转标签(L4)的位置(P7)，指定转出标记，写入表b_redirect的X1，Y1字段。
(6)采集电路功能模块信息；
图中只有一个电路功能模块(S2)，(S2)左上角坐标(PS3)，右下角坐标(PS4)，在线路器件表b_wire_component中增加一条记录；
器件ID字段WCT_CPT_ID赋值S2；
WCT_X1，WCT_Y1赋值(PS3)的坐标；
WCT_X2，WCT_Y2赋值(PS4)的坐标；
(S2)上一个器件为(C2)，故上一个器件ID字段WCT_PRE_CPT_ID赋值C2；
(S2)无下一个器件，故下一个器件ID字段WCT_NEXT_CPT_IDS2为空。
(7)将采集到的信息，写入数据库。
(8)完成电路图数据采集后，就可以通过虚拟测量的方法，进行故障辅助判断。
如图3所示电路图，在进行电路实际维护或进行故障检测时，则可以通过数据表，查询B点线路619E的默认电压，因为A点为车辆接地线，则A、B两点的电压应该为默认电压，假设值为110V；
将模拟电压表的两个触头分别置于A，B两处位置，此时模拟电压表中有示数显示110。其中一个触头接触B点不动，另外一个触头不断上移，依次置于点P1、P2、P3、P4、P5。
如果当触头接触P1、P2、P3、P4时模拟电压表中有示数显示110V，但当其置于点P5时，模拟电压表的示数为0，则此时可判断为P5点下端的继电器触头处故障，即为MAR2TBS/7.12触头故障，即为所设置的故障点。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种轨道交通列车电路图虚拟测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：建立数据库和数据表；
步骤二：采集线号信息；
步骤三：采集线路径信息；
步骤四：采集元器件信息；
步骤五：采集跳转符信息；
步骤六：采集电路功能模块信息；
步骤七：将所述步骤二到所述步骤六采集到的信息，对应保存到相关连的所述数据表；
步骤八：进行虚拟测量，判断故障点。
2.如权利要求1所述的轨道交通列车电路图虚拟测量方法，其特征在于，所述步骤一中所述数据库为关系型数据库。
3.如权利要求2所述的轨道交通列车电路图虚拟测量方法，其特征在于，所述关系型数据库为Mysql、SQL Server、Oracle中的一种。
4.如权利要求2所述的轨道交通列车电路图虚拟测量方法，其特征在于，所述数据表包括线路主信息表、线号表、线路径信息表、器件信息表、跳转符信息表、线路器件表。
5.如权利要求4所述的轨道交通列车电路图虚拟测量方法，其特征在于，所述步骤二采集电路图中的线号，将所述线号对应的线路ID、线路位置坐标、线路理论电气参数、上级线号、是否有分线、是否垂直写入所述线路主信息表和所述线号表。
6.如权利要求4所述的轨道交通列车电路图虚拟测量方法，其特征在于，所述步骤三采集电路图中的线路径，将所述线路径的线路ID、线路径坐标集合、连接点类型，写入所述线路经信息表，所述连接点类型包括主线连接点、元器件连接点。
7.如权利要求4所述的轨道交通列车电路图虚拟测量方法，其特征在于，所述步骤四采集电路图中的元器件，将所述元器件的器件ID、所在线路ID、器件坐标、上下级器件ID写入所述器件信息表。
8.如权利要求4所述的轨道交通列车电路图虚拟测量方法，其特征在于，所述步骤五采集电路图中的跳转标签，将所述跳转标签的位置、跳转符类型，写入所述跳转符信息表，所述跳转符类型包括转入、转出。
9.如权利要求4所述的轨道交通列车电路图虚拟测量方法，其特征在于，所述步骤六采集电路图中的电路功能模块，将所述电路功能模块的器件ID、所在线路ID、器件坐标、上下级器件ID写入所述线路器件表。
10.如权利要求4所述的轨道交通列车电路图虚拟测量方法，其特征在于，所述步骤八根据所述数据表，查询电路中所述线路理论电气参数，与实际测量值进行对比分析。
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