CN111055892A - 一种基于阈值延时处理的铁路信号采集信息容错方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于阈值延时处理的铁路信号采集信息容错方法，包括：通过接口从铁路信号采集板接收输入的采集信息，并建立采集信息发送点集合；利用采集信息构造采集点检查表，基于采集信息阈值对每一个采集点进行容错检测；利用通过容错检测的采集信息来建立采集信息基准表；依据采集信息发送点集合，按照输入数据一一对应且等间隔的时序从采集信息检查表和采集信息基准表进行采集信息的容错，获得待发送的采集信息；将待发送的采集信息向外发送，以及利用待发送的采集数据更新采集信息基准表。上述方法通过容错检测与容错处理，可以解决由于采集系统或采集电路导致的信息闪烁、错误等问题。

Description

一种基于阈值延时处理的铁路信号采集信息容错方法

技术领域

本发明涉及铁路信号采集技术领域，尤其涉及一种基于阈值延时处理的铁路信号采集信息容错方法。

背景技术

CTC/TDCS系统通过采集板采集区间和/或站内轨道区段的空闲、占用、锁闭状态，辅以其他站场信号状态的变化，实现对列车车次号的自动追踪、接发车进路的状态更新等，并实现各种状态和信息的对外输出显示。

CTC/TDCS系统已成为铁路运输生产重要的行车依据，能实时监控列车运行位置和状态，控制进路的开放时机,辅助行车作业人员对全线或相邻车站的计划、信号设备、列车的综合管理，在提高铁路运输效率和保障行车作业安全方面发挥着极其重要的作用。而区间和/或轨道区段的采集状态是CTC/TDCS系统高效运行的重要基础，是对列车和信号状态的实际体现。因此，采用有效的技术手段，在体现采集信息原始状态的基础上，有效的消除由于设备或外界干扰造成的错误信息，才能减少人工介入的工作量，进一步完善TDCS/CTC进路自动触发、列车自动追踪、自动报点、列车占用丢失和紧跟踪报警等核心功能。

目前主要有如下两种方案：

1)各用户终端对采集结果进行异或检查。

铁路信号系统采集板将采集的原始数据经由TCP/IP网络或串口通信发送给各终端，由终端按照接收到数据的时间顺序，基于采集点进行异或运算，检查采集信息位是否有变化。对于变化的设备(股道、无岔区段、道岔、区间闭塞分区及各类表示、告警灯)则进行显示及相关进路的控制操作；对于没有变化的设备状态，则抛弃。

虽然，由各终端进行采集信息的异或检查，可在减少信息处理量的基础上实现对原始信息的复原，但该方法增加了各终端的数据处理步骤，可能导致不同终端显示结果的差异，也缺乏对信息的容错处理，如区间闭塞分区由于分路不良或其他原因导致的瞬时的信息闪烁等。

2)基于高时效性的采集信息显示和处理方法。

在TDCS/CTC系统中，为了满足信息传递的时效性，以及信息传递的准确性，既有处理逻辑中预先认定采集的信息是准确可靠的，因此对于采集的信息直接进行进路状态的分析、列车位置的判断、车次号的自动跟踪等应用。

虽然，原始的采集信息直接显示和应用的方法，具有较高的信息实时性，但是无法有效的进行容错处理，无法消除由于外部环境、设备故障，以及采集系统自身周期性缺陷等原因导致的采集信息错误问题。外部环境的影响主要包括不合格的地线、雷电干扰、线路老化以及串联的其他电器设备干扰等。在系统不间断运行过程中，不可避免的会出现采集信息瞬时闪烁的的故障状态。而基于高时效性的信息处理方式，则无法进行错误信息的容错处理，从而导致错误的站场显示、追踪列车丢失、进路非正常关闭等异常场景，影响铁路运输的生产效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于阈值延时处理的铁路信号采集信息容错方法，通过容错检测与容错处理，可以解决由于采集系统或采集电路导致的信息闪烁、错误等问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于阈值延时处理的铁路信号采集信息容错方法，包括：

通过接口从铁路信号采集板接收输入的采集信息；

建立与采集信息的时刻具有一一对应及等间隔时序的采集信息发送点集合；

利用采集信息构造采集点检查表，基于采集信息阈值对每一个采集点进行容错检测；

利用通过容错检测的采集信息来建立采集信息基准表；

依据采集信息发送点集合，按照输入数据一一对应且等间隔的时序从采集信息检查表和采集信息基准表进行采集信息的容错，获得待发送的采集信息；

将待发送的采集信息向外发送，以及利用待发送的采集数据更新采集信息基准表。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，有效的消除铁路信号系统由于设备故障、分路不良、信号干扰等引起的采集信息闪烁。解决由于信息闪烁而产生的CTC系统进路不能自动触发、进行状态更新错误，以及一系列的车次号逻辑追踪的错误。通过对采集信息设置相应的阈值，不改变既有的采集电路逻辑和采集硬件驱动，也不需要大范围的更新各终端的应用系统，极大地降低了信息容错的设备和人力投入，也降低了施工的难度和影响范围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于阈值延时处理的铁路信号采集信息容错方法的流程图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明实施例提供一种基于阈值延时处理的铁路信号采集信息容错方法，如图1所示，主要包括如下步骤：

步骤T₁：通过接口从铁路信号采集板接收输入的采集信息。

本发明实施例中，可以通过RS232串口从铁路信号采集板接收输入的采集信息。

步骤T₂：建立与采集信息的时刻具有一一对应及等间隔时序的采集信息发送点集合。

本发明实施例中，所建立的采集信息发送点集合以时间序列为基准，与采集信息的时刻具有一一对应及等间隔时序，从而确保输入的数据和输出的数据之间的间隔和数据的编码都相同，确保各用户终端接收信息的有序性和有效性。

图1中，T_send1～T_sendn为第1～第n个发送时刻。

需要说明的是，步骤T₂可以在执行步骤T₁之后，执行步骤T₅之前任一阶段执行。

步骤T₃：利用步骤T₁输入的采集信息构造采集点检查表，基于采集信息阈值对每一个采集点进行容错检测。

本步骤优选实施方式如下：

1)构造采集点检查表。采集信息以轨道区段为单位，各轨道区段基于类型的不同，采集点和采集数量均不同；所构造的采集点检查表包括：基于采集板的号码和采集点的位置构造采集信息表：Samp_Bit_Info[x][y](初始值为0)，记录了各个采集板中各采集点的采集信息；基于时间的采集信息输入时刻表：Samp_Bit_Input[x][y](初始值为0)，记录了各个采集板中各采集点的采集信息的输入时刻；以及采集点故障计数表：Samp_Bit_FaultCounter[x][y](初始值为0)，记录了各个采集板中各采集点未通过容错检查的次数。其中，x为采集板编号，y为采集点的位置编号。

采集板与采集点的数目通常为多个；对于一个采集板而言，一个时刻将获取所有采集点的采集信息，并记录在Samp_Bit_Info[x][y]中，同时，还记录相应的时刻至Samp_Bit_Input[x][y]中。Samp_Bit_FaultCounter[x][y]的值将根据后续容错检查的结果进行更新。

2)定义采集信息输出延时阈值：N

基于采集信息输出延时阈值N，对输出时刻点T_sendn进行延时处理，如：T_sendm时刻从采集板获得输入数据，则T_sendm+N为输出数据时刻。系统依据采集信息输出时间序列，在满足采集信息输出条件后，对各采集点的采集信息进行容错检查，当不满足容错检查时，结合采集信息基准表的数据构造相应时刻的输出数据。

3)采集点的容错检查和故障判定。

系统内部基于输出时间序列对采集点进行容错检查和故障判定。在满足采集信息输出条件时，对采集信息表内的采集点基于时间进行判定，只有采集点的值维持固定不变的时刻大于预先设置的阈值N时，通过容错检查，判定该采集点的采集信息(也即Samp_Bit_Info[x][y]的值)为有效值，可作为输出的有效采集信息，否则判定为无效值，此时未通过容错检查。如：T_sendm时刻从组号为x的采集板获得采集点位置编号为y的采集信息的输入，则将该采集信息存储到采集信息表Samp_Bit_Info[x][y]中，同时更新该采集信息的输入时刻到时刻表Samp_Bit_Input[x][y]中，并设置该组信息的输出时刻为T_sendm+N。当系统基于时间周期运行至T_sendm+1＝T_sendm+N时刻时，触发该组采集信息的输出，满足T_sendm+1-Samp_Bit_Input[x][y]的值>＝N时，则认为该采集信息稳定有效，对于不满足该条件的采集点从采集信息基准表进行补充，从而构成经过容错检查的有效信息进行输出。

对于不满足容错检查的采集点，若再次从采集板获得变化的信息输入时，则触发采集点故障计数，对Samp_Bit_FaultCounter[x][y]的值进行累加。当Samp_Bit_FaultCounter[x][y]的值超出预先设定的值(可根据实际情况自行设定)，则认为相应的采集点故障。

4)采集点故障恢复判定。

此外，本发明还提供一种判断采集点故障后是否自动恢复的方法，即：当判断为故障的采集点的采集信息(Samp_Bit_Info[x][y]的值)维持不变，通过容错检测后，则判定相应采集点的状态恢复正常。

步骤T₄：利用通过容错检测的采集信息来建立采集信息基准表。

采集信息基准表是采集点满足采集信息阈值检查的有效信息集合，同时也作为后续输出采集信息时对不稳定信息位的补充。如图1所示，待发送的采集信息发送后，同步更新采集信息基准表。

采集信息基准表初始状态全部为0，对于某些需要补充的采集点，如果采集信息基准表没有相关的补充信息，则按照0输出，确保只输出经过容错检查的数据。

步骤T₅：依据采集信息发送点集合，按照输入数据一一对应且等间隔的时序从采集信息检查表和采集信息基准表进行采集信息的容错，获得待发送的采集信息。

本步骤优选实施方式如下：在采集信息发送点集合的每一个发送时刻，从采集信息检查表中获取所有通过容错检测的采集点的采集信息，对于未通过容错检测的采集点，相关的采集信息利用采集信息基准表中对应采集点的历史采集信息来补充，最终构造出待发送的采集信息。

步骤T₆：将待发送的采集信息向外发送，以及利用待发送的采集数据更新采集信息基准表。

本发明实施例上述方案，主要具有如下特定：

1)在满足TDCS/CTC系统传输要求的基础上，铁路信号采集系统对采集信息基于时间序列进行运算，对每一个采集点设置相应的采集信息阈值，用以判断该信息的可靠性，实现采集信息的容错检测。

2)系统内部设置一个采集信息基准表，用于存储满足采集信息阈值检测的有效信息，并将该信息表作为最终发送的采集信息的补充。

3)对每一个信息位增设故障状态计数器，对每一次不满足采集信息阈值检测的信息进行连续的计数。在计数器达到指定的门限制时，即设置该信息位故障，同时按照实际的采集信息输入进行输出，实现对采集信息故障状态的处理。

4)系统在接收到铁路信号采集系统的采集信息输入时，基于输入数据的时间间隔和数据建立输出信息时间点数据集，在数据容错处理的基础上，实现收发数据的间隔和序列的双同步。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例可以通过软件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，上述实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种基于阈值延时处理的铁路信号采集信息容错方法，其特征在于，包括：

通过接口从铁路信号采集板接收输入的采集信息；

建立与采集信息的时刻具有一一对应及等间隔时序的采集信息发送点集合；

利用采集信息构造采集点检查表，基于采集信息阈值对每一个采集点进行容错检测；

利用通过容错检测的采集信息来建立采集信息基准表；

依据采集信息发送点集合，按照输入数据一一对应且等间隔的时序从采集信息检查表和采集信息基准表进行采集信息的容错，获得待发送的采集信息；

将待发送的采集信息向外发送，以及利用待发送的采集数据更新采集信息基准表。

2.根据权利要求1所述的一种基于阈值延时处理的铁路信号采集信息容错方法，其特征在于，通过RS232串口从铁路信号采集板接收输入的采集信息。

3.根据权利要求1所述的一种基于阈值延时处理的铁路信号采集信息容错方法，其特征在于，所述利用采集信息构造采集点检查表，基于采集信息阈值对每一个采集点进行容错检测包括：

构造采集点检查表，采集信息以轨道区段为单位，各轨道区段基于类型的不同，采集点和采集数量均不同；所构造的采集点检查表包括：基于采集板的号码和采集点的位置构造采集信息表：Samp_Bit_Info[x][y]，记录了各个采集板中各采集点的采集信息；基于时间的采集信息输入时刻表：Samp_Bit_Input[x][y]，记录了各个采集板中各采集点的采集信息的输入时刻；以及采集点故障计数表：Samp_Bit_FaultCounter[x][y]，，＝记录了各个采集板中各采集点未通过容错检查的次数；其中，x为采集板编号，y为采集点的位置编号；

定义采集信息输出延时阈值N，并对采集信息的输出时刻点进行延时处理；

满足采集信息输出条件时，对采集信息表内的采集点基于时间进行判定，当采集点的采集信息维持固定不变的时刻大于预先设置的采集信息输出延时阈值N时，则通过容错检查，判定相应采集点的采集信息为有效值，作为输出的有效采集信息，否则判定为无效值，此时未通过容错检查；对于未通过容错检查的采集点，若再次从采集板获得变化的信息输入时，则触发采集点故障计数，对Samp_Bit_FaultCounter[x][y]的值进行累加。当Samp_Bit_FaultCounter[x][y]的值超出预先设定的值，则认为相应的采集点故障。

4.根据权利要求3所述的一种基于阈值延时处理的铁路信号采集信息容错方法，其特征在于，所述满足采集信息输出条件时，对采集信息表内的采集点基于时间进行判定，当采集点的值维持固定不变的时刻大于预先设置的采集信息输出延时阈值N时，则通过容错检查，判定相应采集点的采集信息为有效值，作为输出的有效采集信息，否则判定为无效值，此时未通过容错检查包括：

T_sendm时刻从组号为x的采集板获得采集点位置编号为y的采集信息的输入，则将相应采集信息存储到采集信息表Samp_Bit_Info[x][y]中，同时更新相应采集信息的输入时刻Samp_Bit_Input[x][y]中，并设置相应采集信息的输出时刻为T_sendm+N；

当系统基于时间周期运行至T_sendm+1＝T_sendm+N时刻时，触发相应采集信息的输出，当满足T_sendm+1-Samp_Bit_Input[x][y]的值>＝N时，则认为相应采集信息通过容错检查；否则，判定未通过容错检查。

5.根据权利要求3或4所述的一种基于阈值延时处理的铁路信号采集信息容错方法，其特征在于，该方法还包括：

判断采集点故障后是否自动恢复的方法：当判断为故障的采集点的采集信息维持不变，通过容错检测后，则判定相应采集点的状态恢复正常。

6.根据权利要求1所述的一种基于阈值延时处理的铁路信号采集信息容错方法，其特征在于，依据采集信息发送点集合，按照输入数据一一对应且等间隔的时序从采集信息检查表和采集信息基准表进行采集信息的容错，获得待发送的采集信息包括：

在采集信息发送点集合的每一个发送时刻，从采集信息检查表中获取所有通过容错检测的采集点的采集信息，对于未通过容错检测的采集点，相关的采集信息利用采集信息基准表中对应采集点的历史采集信息来补充，最终构造出待发送的采集信息。

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