CN110674191B - 一种通用联锁逻辑搜索方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种通用联锁逻辑搜索方法及装置，涉及信号逻辑搜索技术领域，包括通用处理系统、通用逻辑搜索系统、参数过滤系统和通用联锁生成系统，通过读取站场数据，分析数据特征，为每个站场设备生成数据模块，再将每个模块进行拼接，形成站场型数据结构，是一种通用联锁逻辑的搜索系统及方法，同时适用于国铁和地铁联锁逻辑，并实现了复杂站场的通用联锁逻辑搜索，大大简化了信号设计人员的工作强度。

Description

一种通用联锁逻辑搜索方法及装置
技术领域
本发明涉及信号逻辑搜索技术领域，确切地说涉及一种通用联锁逻辑搜索方法及装置。
背景技术
联锁是指为了保证铁路车站行车和调车作业的安全，在信号机、道岔和进路之间通过技术手段建立的相互制约关系。实现这种关系的设备称联锁设备。联锁设备除了保证作业安全外，还有提高作业效率和降低劳动强度等作用。按联锁机具的设置不同分为非集中联锁和集中联锁两大类。集中联锁按使用的器件不同又分为机械集中联锁、电气集中联锁、计算机联锁等。信号机、道岔、进路之间的联锁关系主要有：道岔位置不正确、进路未排通、进路上有车占用，防护该进路的信号机不能开放允许信号；信号一旦开放允许信号，进路被锁闭，不准许改变进路上的道岔位置，敌对进路(不允许同时建立的进路）的防护信号亦被锁闭在关闭状态。列车或车列驶人进路，信号机立即自动关闭，且不能自动重复开放。显然，联锁是存在于两个对象之间的，例如：道岔与信号机之间，敌对信号机之间，进路与信号机之间等。在设计联锁设备时要将车站所有进路、信号机、道岔之间的相互制约关系找出，并列于称作联锁表的表中，以免疏漏某一项联锁内容。
目前联锁已广泛运用于各个车站，面临大规模的车站开通，提供一种通用联锁逻辑的搜索方法显得尤为重要。现在自动生成联锁逻辑大多数都采用面向过程的C语言进行联锁逻辑的搜索，虽然实现了自动化，但是对人员的要求很高，必须要即懂计算机语言又要懂信号逻辑。
现有技术中，如公开号为CN104049976A，公开时间为2014年9月17日，名称为“基于布尔逻辑的联锁软件自动生成系统”的中国发明专利文献，公开了一种基于布尔逻辑的联锁软件自动生成系统，包括：数据库解析模块、类模块、逻辑变量模块、逻辑树模块、逻辑脚本生成模块和二进制文件生成模块。所述数据库解析模块接收轨旁原始数据并筛选出联锁逻辑所需信息；类模块定义了联锁逻辑中不同的类型；逻辑变量模块定义类成员变量和类成员变量的属性；联锁逻辑规则库模块定义了基于联锁逻辑的语法规则；逻辑树模块用来将布尔表达式转化成多叉树形结构；逻辑脚本模块用来生成实例化的联锁站联锁脚本；二进制文件生成模块用来生成实例化的联锁站二进制文件；本发明自动生成的联锁软件采用信号技术人员熟悉的继电逻辑表达式为代码的表现形式，在修改时只需用类似于自然语言的方式修改规则库，节省了大量开发时间，提高工作效率。但是这种技术方案还是存在以下缺点：1、对于较为复杂的联锁逻辑，继电逻辑表达式不能表达或者不能准确的表达通用的联锁逻辑；2、该专利只针对地铁CBTC系统的通用联锁逻辑，对于国铁车站涉及溜放、非进路等联锁逻辑不能使用，通用性不是很强。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足、克服现有技术的缺点，提供一种根据站场拓扑结构及自定义搜索语法自动生成车站的通用联锁逻辑通用联锁逻辑搜索方法及装置。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种通用联锁逻辑搜索系统，其特征在于：包括通用处理系统、通用逻辑搜索系统、参数过滤系统和通用联锁生成系统；
所述通用处理系统是用于分解通过自定义语法编写的、符合所有站场要求的通用联锁逻辑模板中的搜索逻辑，并结合站场设备和/或区段数据，生成对应站场形状的站场型数据结构作为具体的搜索顺序；对应站场设备和/或区段数据结构并将设备拼接成站场形状生成站场型数据结构，即将所有设备数据按照站场的形状拼接后勾勒出的形状就是站场形状。
所述站场设备和/或区段数据包括站场的信号机、道岔、区段等元素的属性，前后连接关系等数据信息。
所述通用处理系统是用于分解由自定义语法编写的符合所有站场的通用联锁逻辑模板，得到符合特定站场的具体搜索方法；结合特定的站场数据，如站场的信号机、道岔、区段等元素的属性，前后连接关系等数据信息，为站场中的信号机、道岔、区段等设备生成对应的数据结构并将设备拼接成站场形状生成站场型数据结构；所述站场形状是将所有设备数据按照站场的形状拼接后勾勒出的形状就是站场形状。
所述通用逻辑搜索系统，用于根据所述通用处理系统的处理结果，按通所述通用联锁逻辑模板中的搜索逻辑沿所述搜索顺序执行搜索程序，得到带有搜索顺序以及带搜索站场设备和/或区段数据的参考搜索路径；
所述参数过滤系统，用于读取所述通用逻辑搜索系统生成的参考搜索路径，并过滤掉所述参考搜索路径中不符合要求的站场设备和/或区段数据，得到最终搜索路径；
所述不符合要求的站场设备和/或区段数据包括方向不正确的信号机、位置不正确道岔、不属于搜索目标的区段中的一种或多种。
所述通用联锁生成系统，根据参数过滤系统得到最终的搜索结果，生成若干条分支的联锁逻辑，并将分支进行组合生成整个支路的通用联锁逻辑。
一种通用联锁逻辑搜索方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，根据站场的要求定义搜索方法库和搜索原则，并通过通用联锁逻辑模板编写用于确定通用搜索逻辑的通用联锁搜索规则；
步骤2，读取并分析站场的设备和/或区段数据，为站场中的每个设备和/或区段生成数据模块，再将每个模块进行拼接，构成站场型数据结构路径；
步骤3，解析步骤1中的通用联锁搜索逻辑，为每一种通用联锁搜索规则在步骤2中的站场型数据结构路径中生成一条搜索路径；
步骤4，对步骤3所生成的每一条搜索路径中所包含的设备进行过滤筛选，排除不符合要求的设备，最终形成有具体搜索路径、且搜索路径上包含对应场站设备的通用的联锁逻辑。
所述的通用联锁搜索规则，是指根据站场的要求定义搜索方法库和搜索原则分解出具体的搜索规则，每一种搜索规则都包括若干分支，搜索若干分支之间是相乘/相或的关系，将所有分支片段的结果进行组合就是该条规则的搜索结果。
所述站场型数据结构路径，是指为站场中包括信号机、道岔和区段的每个设备分配一个包含指针场和数据场的空间；所述指针场用于指向该设备的前后设备所在的内存地址，所述数据场用于存放该设备的数据信息。
所述内存地址包含了所对应设备的数据信息，搜索数据信息包括设备的前向指针prev、后向指针next和/或反位指针rvs，设备的前向指针prev和后向指针next用于指向该设备的前一个设备和后一个设备，对于道岔设备，列车运行方向不唯一，需要在道岔的指针场中增加一个反位指针rvs，用于指向道岔反位连接的设备。
所述搜索路径包括进路搜索、方向搜索、中岔区域搜索、特殊区域搜索、道岔搜索/道岔区段搜索、全站元素搜索和咽喉元素搜索中的一种或多种；
所述进路搜索用于搜索符合要求的进路或者进路上的设备，如道岔、信号机和区段设备；
所述方向搜索是按照信号设备在拓扑结构上的前、后、左、右连接关系来进行搜索；
所述中岔区域搜索用于搜索到发线出岔的相关联锁逻辑；
所述特殊区域搜索用于搜索联锁逻辑中涉及到的驼峰区域、非进路区域和溜放区域；
所述道岔搜索/道岔区段搜索以当前设备为参考，搜索该设备所在的所有道岔/或者道岔区段；
所述全站元素搜索用于搜索全站设备元素；
所述咽喉元素搜索用于搜索给定咽喉所在的设备元素。
所述过滤筛选，具体包括方向参数过滤、参数类型过滤、参数个数过滤、关键参数过滤和关键分支过滤中的一种或多种；
所述方向参数过滤是指只取与设备相同方向或者相反方向的元素；
所述参数类型过滤是指只取符合与设备类型相同的元素；
所述参数个数过滤是指只取符合要求的一个或多个元素；
所述关键参数过滤是指若关键参数没有生成，则该条分支逻辑可以全部不生成。
相较于现有的技术方案，本发明所提供的这种技术方案，通过读取站场数据，分析数据特征，为每个站场设备生成数据模块，再将每个模块进行拼接，形成站场型数据结构，是一种通用联锁逻辑的搜索系统及方法，同时适用于国铁和地铁联锁逻辑，并实现了复杂站场的通用联锁逻辑搜索，大大简化了信号设计人员的工作强度。
附图说明
本发明的前述和下文具体描述在结合以下附图阅读时变得更清楚，其中：
图1为本发明一种优选方案的逻辑结构示意图；
图2为本发明一种优选方案的拓补结构示意图。
具体实施方式
下面通过几个具体的实施例来进一步说明实现本发明目的技术方案，需要说明的是，本发明要求保护的技术方案包括但不限于以下实施例。
实施例1
作为本发明通用联锁逻辑搜索系统一种具体的实施方案，包括通用处理系统、通用逻辑搜索系统、参数过滤系统和通用联锁生成系统；所述通用处理系统是用于分解通过自定义语法编写的、符合所有站场要求的通用联锁逻辑模板中的搜索逻辑，并结合站场设备和/或区段数据，生成对应站场形状的站场型数据结构作为具体的搜索顺序；对应站场设备和/或区段数据结构并将设备拼接成站场形状生成站场型数据结构，即将所有设备数据按照站场的形状拼接后勾勒出的形状就是站场形状。
所述站场设备和/或区段数据包括站场的信号机、道岔、区段等元素的属性，前后连接关系等数据信息。
所述通用处理系统是用于分解由自定义语法编写的符合所有站场的通用联锁逻辑模板，得到符合特定站场的具体搜索方法；结合特定的站场数据，如图2所示站场的信号机、道岔、区段等元素的属性，前后连接关系等数据信息，为站场中的信号机、道岔、区段等设备生成对应的数据结构并将设备拼接成站场形状生成站场型数据结构；所述站场形状见附图2所示，将所有设备数据按照站场的形状拼接后勾勒出的形状就是站场形状。
进一步的，所述通用逻辑搜索系统，用于根据所述通用处理系统的处理结果，按通所述通用联锁逻辑模板中的搜索逻辑沿所述搜索顺序执行搜索程序，得到带有搜索顺序以及带搜索站场设备和/或区段数据的参考搜索路径；所述参数过滤系统，用于读取所述通用逻辑搜索系统生成的参考搜索路径，并过滤掉所述参考搜索路径中不符合要求的站场设备和/或区段数据，得到最终搜索路径；所述不符合要求的站场设备和/或区段数据包括方向不正确的信号机、位置不正确道岔、不属于搜索目标的区段中的一种或多种。所述通用联锁生成系统，根据参数过滤系统得到最终的搜索结果，生成若干条分支的联锁逻辑，并将分支进行组合生成整个支路的通用联锁逻辑。通过读取站场数据，分析数据特征，为每个站场设备生成数据模块，再将每个模块进行拼接，形成站场型数据结构。
实施例2
作为本发明通用联锁逻辑搜索方法一种具体的实施方案，包括步骤1，根据站场的要求定义搜索方法库和搜索原则，并通过通用联锁逻辑模板编写用于确定通用搜索逻辑的通用联锁搜索规则；步骤2，读取并分析站场的设备和/或区段数据，为站场中的每个设备和/或区段生成数据模块，再将每个模块进行拼接，构成站场型数据结构路径；步骤3，解析步骤1中的通用联锁搜索逻辑，为每一种通用联锁搜索规则在步骤2中的站场型数据结构路径中生成一条搜索路径；步骤4，对步骤3所生成的每一条搜索路径中所包含的设备进行过滤筛选，排除不符合要求的设备，最终形成有具体搜索路径、且搜索路径上包含对应场站设备的通用的联锁逻辑。
根据如图2的站场拓扑结构，及自定义搜索语法，自动生成车站的通用联锁逻辑。
总体流程如图1所示，分为以下4个节段：
①通用处理阶段：所述的通用处理阶段，主要完成2个工作，一是分解编写的通用联锁逻辑，得到具体的搜索方法，二是结合具体的站场数据，为每个站场设备元素生成对应的数据结构并将设备拼接成站场形状生成站场型数据结构。
②通用逻辑搜索阶段：所述的通用逻辑处理阶段，根据通用处理阶段的结果，按一定的顺序执行通用联锁逻辑的搜索，得到搜索路径。
③参数过滤阶段：所述的参数过滤阶段，读取通用逻辑阶段搜索的路径，过滤掉路径中不符合要求的元素，得到最终的搜索结果。
④通用联锁生成阶段：所述的通用联锁生成阶段，根据参数过滤阶段得到结果，生成每条分支的联锁逻辑，并将分支进行组合，生成整个支路的通用联锁逻辑。
为了实现上述方法，具体的，需执行如下步骤：
步骤1):根据站场特点，定义搜索方法库和搜索原则，由信号人员根据定义的搜索方法库编写通用联锁搜索规则，确定通用搜索逻辑。
所述的通用联锁规则是指根据约定的语法，按照一定的要求定义搜索方式，每一种搜索方式都是由不同的分支组成，分支之间的关系可以是相乘或者相或的关系，最后将所有分支片段的结果进行组合就是该条规则的搜索结果。
步骤2):读取站场数据，分析数据特征，为每个站场设备生成数据模块，再将每个模块进行拼接，形成站场型数据结构，并执行步骤3)。
所述的站场型数据结构，是指为每个站场设备分配一个空间，该空间包含指针场和数据场，指针场用于指向该设备的前后设备所在的内存地址，数据场用于存放该设备的数据信息，如图2所示。data内存块包含了设备所在的数据信息，prev和next是该设备的前向指针和后向指针，对于道岔设备，列车运行方向可能有两个，需要增加一个反位指针rvs。
步骤3): 解析步骤1)中通用联锁逻辑中定义的搜索逻辑，为每一种搜索方法生成一条搜索路径。定义的通用搜索方法如下：
①进路搜索：用于搜索符合要求的进路或者进路上的设备；
②方向搜索：按照信号设备在拓扑结构上的前、后、左、右连接关系来进行搜索；
③中岔区域搜索：用于搜索到发线出岔的相关联锁逻辑；
④特殊区域搜索：用于搜索联锁逻辑中涉及到的驼峰区域、非进路区域和溜放区域；
⑤道岔搜索/道岔区段搜索：以当前设备为参考，搜索该设备所在的所有道岔/或者道岔区段；
⑥全站元素搜索：用于搜索全站设备元素；
⑦咽喉元素搜索: 用于搜索给定咽喉所在的设备元素。
4):将步骤3)中的搜索到的路径中所在的所有设备进行过滤，删掉不符合要求的设备，过滤方法包括：
①方向参数过滤：只取与设备相同方向或者相反方向的元素
②参数类型过滤：只取符合与设备类型相同的元素。
③参数个数过滤：只取符合要求的一个或多个元素
④关键参数过滤：如果关键参数没有生成，该条分支逻辑可以全部不生成。
⑤关键分支过滤：如果关键分支逻辑没有生成，与该条分支逻辑有关系的所有分支逻辑全部不生成。
根据步骤4)过滤的结果，生成通用的联锁逻辑。

Claims (9)

1.一种通用联锁逻辑搜索系统，其特征在于：包括通用处理系统、通用逻辑搜索系统、参数过滤系统和通用联锁生成系统；
所述通用处理系统是用于分解通过自定义语法编写的、符合所有站场要求的通用联锁逻辑模板中的搜索逻辑，并结合站场设备和/或区段数据，生成对应站场形状的站场型数据结构作为具体的搜索顺序；通用联锁逻辑模板中的搜索逻辑包括：用于搜索符合要求的进路或者进路上的设备的进路搜索，按照信号设备在拓扑结构上的前、后、左、右连接关系来进行的方向搜索，用于搜索到发线出岔的相关联锁逻辑的中岔区域搜索，用于搜索联锁逻辑中涉及到的驼峰区域、非进路区域和溜放区域的特殊区域搜索，以及以当前设备为参考，搜索该设备所在的所有道岔/或者道岔区段的搜索，用于搜索全站设备元素的全站元素搜索，用于搜索给定咽喉所在的设备元素的咽喉元素搜索；
所述通用逻辑搜索系统，用于根据所述通用处理系统的处理结果，按通所述通用联锁逻辑模板中的搜索逻辑沿所述搜索顺序执行搜索程序，得到带有搜索顺序以及带搜索站场设备和/或区段数据的参考搜索路径；
所述参数过滤系统，用于读取所述通用逻辑搜索系统生成的参考搜索路径，并过滤掉所述参考搜索路径中不符合要求的站场设备和/或区段数据，得到最终搜索路径；
所述通用联锁生成系统，根据参数过滤系统得到最终的搜索结果，生成若干条分支的联锁逻辑，并将分支进行组合生成整个支路的通用联锁逻辑。
2.如权利要求1所述的一种通用联锁逻辑搜索系统，其特征在于：所述站场设备和/或区段数据包括站场的信号机、道岔、区段元素的属性，以及前后连接关系数据信息。
3.如权利要求1所述的一种通用联锁逻辑搜索系统，其特征在于：所述不符合要求的站场设备和/或区段数据包括方向不正确的信号机、位置不正确道岔、不属于搜索目标的区段中的一种或多种。
4.一种通用联锁逻辑搜索方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，根据站场的要求定义搜索方法库和搜索原则，并通过通用联锁逻辑模板编写用于确定通用搜索逻辑的通用联锁搜索规则；定义的通用搜索方法如下：
①进路搜索：用于搜索符合要求的进路或者进路上的设备；
②方向搜索：按照信号设备在拓扑结构上的前、后、左、右连接关系来进行搜索；
③中岔区域搜索：用于搜索到发线出岔的相关联锁逻辑；
④特殊区域搜索：用于搜索联锁逻辑中涉及到的驼峰区域、非进路区域和溜放区域；
⑤道岔搜索/道岔区段搜索：以当前设备为参考，搜索该设备所在的所有道岔/或者道岔区段；
⑥全站元素搜索：用于搜索全站设备元素；
⑦咽喉元素搜索: 用于搜索给定咽喉所在的设备元素；
步骤2，读取并分析站场的设备和/或区段数据，为站场中的每个设备和/或区段生成数据模块，再将每个模块进行拼接，构成站场型数据结构路径；
步骤3，解析步骤1中的通用联锁搜索逻辑，为每一种通用联锁搜索规则在步骤2中的站场型数据结构路径中生成一条搜索路径；
步骤4，对步骤3所生成的每一条搜索路径中所包含的设备进行过滤筛选，排除不符合要求的设备，最终形成有具体搜索路径、且搜索路径上包含对应场站设备的通用的联锁逻辑。
5.如权利要求4所述的一种通用联锁逻辑搜索方法，其特征在于：所述的通用联锁搜索规则，是指根据站场的要求定义搜索方法库和搜索原则分解出具体的搜索规则，每一种搜索规则都包括若干分支，搜索若干分支之间是相乘/相或的关系，将所有分支片段的结果进行组合就是该条规则的搜索结果。
6.如权利要求4所述的一种通用联锁逻辑搜索方法，其特征在于：所述站场型数据结构路径，是指为站场中包括信号机、道岔和区段的每个设备分配一个包含指针场和数据场的空间；所述指针场用于指向该设备的前后设备所在的内存地址，所述数据场用于存放该设备的数据信息。
7.如权利要求6所述的一种通用联锁逻辑搜索方法，其特征在于：所述内存地址包含了所对应设备的数据信息，搜索数据信息包括设备的前向指针prev、后向指针next和/或反位指针rvs。
8.如权利要求4所述的一种通用联锁逻辑搜索方法，其特征在于：所述搜索路径包括进路搜索、方向搜索、中岔区域搜索、特殊区域搜索、道岔搜索/道岔区段搜索、全站元素搜索和咽喉元素搜索中的一种或多种；
所述进路搜索用于搜索符合要求的进路或者进路上的设备；
所述方向搜索是按照信号设备在拓扑结构上的前、后、左、右连接关系来进行搜索；
所述中岔区域搜索用于搜索到发线出岔的相关联锁逻辑；
所述特殊区域搜索用于搜索联锁逻辑中涉及到的驼峰区域、非进路区域和溜放区域；
所述道岔搜索/道岔区段搜索以当前设备为参考，搜索该设备所在的所有道岔/或者道岔区段；
所述全站元素搜索用于搜索全站设备元素；
所述咽喉元素搜索用于搜索给定咽喉所在的设备元素。
9.如权利要求5所述的一种通用联锁逻辑搜索方法，其特征在于：所述过滤筛选，具体包括方向参数过滤、参数类型过滤、参数个数过滤、关键参数过滤和关键分支过滤中的一种或多种；
所述方向参数过滤是指只取与设备相同方向或者相反方向的元素；
所述参数类型过滤是指只取符合与设备类型相同的元素；
所述参数个数过滤是指只取符合要求的一个或多个元素；
所述关键参数过滤是指若关键参数没有生成，则该条分支逻辑可以全部不生成；
关键分支过滤是指若关键分支逻辑没有生成，与该条分支逻辑有关系的所有分支逻辑全部不生成。
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铁路车站计算机联锁软件进路搜索算法研究;王文波等;《铁路计算机应用》;20160425;第25卷(第04期);第63-66页 *

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