CN111611219A - 一种有轨电车日志的智能分析系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有轨电车日志的智能分析系统及方法，涉及有轨电车信号系统技术领域，包括输入层、数据分析层和输出层；所述输入层包括若干用于输入各类日志数据的数据采集端，所述数据分析层包括用于接收所述数据采集端采集的各类日志数据输入、并对输入的各类日志数据进行分类存储的数据库，以及用于从所述数据库调取各类日志数据进行分析和向数据库中录入结果表数据的客户端；所述输出层包括与所述数据库数据相连、用于展示分析结果的展示端，能够准确定位有轨电车信号系统出现的问题，从而大幅度提升效率的有轨电车日志的智能分析。

Description

一种有轨电车日志的智能分析系统及方法

技术领域

本发明涉及有轨电车信号系统技术领域，确切地说涉及一种有轨电车日志的智能分析系统及方法。

背景技术

现代有轨电车，其作为一种中等运量的交通运行方式，具有高效、绿色环保等特点。而随着有轨电车信号系统产品的自主研发即将完成，我国将具有整个有轨电车信号系统的独立研发和集成能力。

轨道交通数据通信系统需要对沿线通信系统设备进行24小时的监控，在这一过程中网络管理服务器会按照一定的时间间隔轮训全线所有信号设备的状态。因此，每一天都会生成记录所有信号设备状态的日志文件，随着运营时段的扩展、车载设备的增加，每天产生的日志数据的信息量面临进一步增加的可能，由于数据量的巨大，如何从这些状态信息中准确提取需要的内容并分析数据通信系统的性能，便成为了一个亟待解决的问题。

目前常用的方法依然是采用人工检查，然而，现有人工检查的问题在于，进行完一轮完整的穷举分析，通常需要几个月的时间，而且一旦发现错误，则需要重新修改软件，再进行新一轮的调试、测试，这必将大大延长产品测试或是项目执行的工期，随着运营时间段的扩展、列车数量的增加，数据通信系统每天所产生的信息量面临进一步增加的可能，现有方法使用文本编辑器对于信息进行人工处理，这种处理方法速度慢，且由于涉及到人工部分较多，容易出现误操作，导致最终结果不准确，并且采用文本编辑器人工分析方法，操作步骤多，操作要求高，维护人员并不一定是专业的数据通信系统设计工程师，导致操作时间长，误操作的可能性大。所以，如何实现一种方法，使维护人员快速准确地对系统产生的状态信息进行处理和分析就变得越来越紧迫。

并且，在有轨电车信号系统正式投入使用后，对系统的维护、排障是必不可少的。在有轨电车的信号系统运营中，由于场景复杂，且各子系统之间信号传递信息量大，故一旦出现故障，通常无法通过单一的信息对故障进行分析、排查，对于运营中复杂场景的故障分析，工作量大、业务专业性要求高，传统的基于人工分析日志，进行维护、排障的方式需要较多人力，且效率较低。

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，提供一种能够准确定位有轨电车信号系统出现的问题，从而大幅度提升效率的有轨电车日志的智能分析的系统及方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种有轨电车日志的智能分析系统，其特征在于，包括输入层、数据分析层和输出层；所述输入层包括若干用于输入各类日志数据的数据采集端，所述数据分析层包括用于接收所述数据采集端采集的各类日志数据输入、并对输入的各类日志数据进行分类存储的数据库，以及用于从所述数据库调取各类日志数据进行分析和向数据库中录入结果表数据的客户端；所述输出层包括与所述数据库数据相连、用于展示分析结果的展示端。

所述客户端包括路口信标异常分析模块、无源信标异常分析模块、车载故障信息分析模块、中心网设备信息分析模块和早晚点信息分析模块。

一种有轨电车日志的智能分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

数据输入步骤，将包括通讯前置机日志、车载日志、中心网服务器日志在内的原始日志数据进行解析，并输入至数据库中进行分类存储；优选地，所述数据输入步骤中，是通过输入层的数据采集端数据采集端根据先验数据确定的正则表达式进行筛选并采集对应的日志，并将日志存储于所述数据库对应的索引中。正则表达式是对字符串（包括普通字符和特殊字符）操作的一种逻辑公式，就是用事先定义好的一些特定字符、及这些特定字符的组合，组成一个“规则字符串”，这个“规则字符串”用来表达对字符串的一种过滤逻辑。

数据分析步骤，按照分析场景，将数据库中的原始数据输入至客户端中，通过客户端中的路口信标异常分析模块、无源信标异常分析模块、车载故障信息分析模块、中心网设备信息分析模块和早晚点信息分析模块对原始数据进行分析分别得到路口信标、无源信标、车载设备和中心网设备的状态信息和告警信息，将分析得到的所有状态信息和告警信息以结果表日志的形式输出至数据库；

分析展示步骤，将数据分析步骤得到的结果表日志，分类在展示端进行展示。

进一步的，所述数据分析步骤中，所述路口信标异常分析模块通过分析通讯前置机日志中路口信标发给路口控制子系统的路口信标触发信号，分别得到每辆车通过每个路口时所触发路口信标的信息，并将该触发信标信息与路口实际配置信息比较，得到未触发的信标信息，记为路口信标漏读信息。

或者，所述的路口信标异常分析模块通过分析通讯前置机日志中路口信标发给路口控制子系统的路口信标占用信息，分析是否存在路口信标被长时间占用的异常情景，如果存在，则将该信息记为路口信标长时间占用。

又或者，所述的路口信标异常分析模块通过分析通讯前置机日志中路口控制子系统发给综合调度子系统的路口占用信息，分析是否存在路口处于长时间占用状态的异常情景，如果存在，则将该信息记为路口异常占用。

再或者，所述的路口信标异常分析模块通过分析通讯前置机日志中记录的路口请求信号和路口点灯信息，如请求信号出现之后在设定阈值时间内没有点灯，则记为路口点灯异常。

进一步的，所述数据分析步骤中，所述无源信标异常分析模块通过分析通讯前置机日志中的无源信标读取信息，通过对比信标信息表得到行车过程中未触发的无源信标信息，记为无源信标漏读告警。

优选地，所述的无源信标异常分析模块在记录无源信标漏读告警时，同时记录发出告警的列车的车组号，分别按照漏读信标和漏读车辆来统计并显示无源信标漏读的告警信息。

进一步的，所述车载故障信息分析模块通过分析车载日志中的天线信息和天线读取到的信标信息，来分析车载一直无定位的故障原因具体的：

如果车辆一直显示无定位，且车载天线接收的信标数据一直显示为0，则记为车载天线异常；

如果车辆一直显示无定位，且车载天线接收的信标数据不为0但与信标中存储的信息不一致，则记为车载天线接收信息错误；

如果车辆一直显示无定位，且车载天线接收的信标数据与信标中存储的信息一致，则记为其他故障。

优选地，所述车载故障信息分析模块通过分析通讯前置机日志中的无源信标读取信息，如果存在同一辆车连续丢三个无源信标的情况，则记为车载天线故障。

而所述中心网设备信息分析模块通过分析中心网服务器日志，得到各个网络设备常见的告警，并针对每种告警给出简要的原因分析和对应的解决方案，并标记其设备类型。

进一步的，所述中心网设备信息分析模块对网络设备维护期间的告警信息进行标记，并在显示时可以选择不显示该维护期间的告警信息。

进一步的，所述的早晚点信息分析模块通过分析通讯前置机日志中的车辆运行信息和车辆计划运行图，得到车辆在车站到站和离站的早晚点信息和车辆在路口的通行信息，从而得到车辆在站间运行和站内停车与计划的偏差信息，分别记为站间延误时间和站内延误时间。

优选地，所述早晚点信息分析模块通过分析通讯前置机日志中的车辆运行信息和其运行交路的土建信息，得到对应车辆在该交路上的旅行速度。

优选地，所述早晚点信息分析模块通过分析车辆在路口的通行信息中的路口等待次数和等待车次的路口平均等待时间数据，评估路口通行方案是否需要改进，并给出改进方案，具体的：

如果实际等待次数高于理论等待次数，且平均等待时间高于理论等待时间，则建议整体修改路口优先方案；

如果实际等待次数高于理论等待次数，但平均等待时间不高于理论等待时间，则建议修改路口配时；

如果实际等待次数低于理论等待次数，但平均等待时间高于理论等待时间，则认为延误可能是偶发性因素造成的，不做修改。

所述理论等待次数、理论等待时间是通过大数据分析路口交通流量，并结合路口相位配时，得到的路口理论日等待次数和理论等待时间。

相较于现有的技术方案，本发明所提供的这种技术方案，通过先验值作为参考，设定筛选标准对各类日志数据进行实时抓取和实时分析，并对日志中出现的异常进行准实时告警；对有轨电车运行过程中产生的各种日志进行多维度的智能分析，能准确发现各类异常状态，包括人工不易发现的异，还可以定制分析场景，并对该场景进行针对性分析，不仅可以对设备异常状态进行告警，而且可以分析部分异常状态发生的原因，并提出相对应的参考解决方案。

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为本发明智能分析系统一种基本方案的结构示意图；

图2为本发明智能分析系统一种基本方案的数据拓补结构示意图；

图3为本发明智能分析方法一种基本方案的流程示意图；

图4为本发明智能分析方法中车载定位分析的流程示意图；

图5为本发明智能分析方法中中心网设备信息分析的流程示意图；

图6为本发明智能分析方法中早晚点信息分析的流程示意图。

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

作为本发明智能分析系统一种具体的实施方案，如图1，包括输入层、数据分析层和输出层；所述输入层包括若干用于输入各类日志数据的数据采集端，所述数据分析层包括用于接收所述数据采集端采集的各类日志数据输入、并对输入的各类日志数据进行分类存储的数据库，以及用于从所述数据库调取各类日志数据进行分析和向数据库中录入结果表数据的客户端；所述输出层包括与所述数据库数据相连、用于展示分析结果的展示端。

通过数据采集端设定筛选标准对各类日志数据进行实时抓取和实时分析，并对日志中出现的异常进行准实时告警，而数据分析层则对有轨电车运行过程中产生的各种日志进行多维度的智能分析，能准确发现各类异常状态，包括人工不易发现的异。

并且，进一步的，如图2，所述客户端包括路口信标异常分析模块、无源信标异常分析模块、车载故障信息分析模块、中心网设备信息分析模块和早晚点信息分析模块；数据在数据库中分类储存，分类存储的数据库，还可以定制分析场景，并对该场景进行针对性分析，不仅可以对设备异常状态进行告警，而且可以分析部分异常状态发生的原因，并提出相对应的参考解决方案。

本有轨电车日志的智能分析系统，用于对有轨电车信号系统各子系统运行过程中产生的日志信息进行分析。可实现对各系统所产生的日志进行多维度的智能分析，得出各系统设备和有轨电车日常运营的状态信息，具体包括路口信标异常信息分析，无源信标信息分析，车载故障信息分析，中心网设备信息分析，早晚点信息分析等模块，针对异常的信息进行告警，并对简单的故障提出可供参考的解决方案

实施例2

作为本发明智能分析方法一种具体的实施方案，如图3，包括数据输入步骤、数据分析步骤和数据分析步骤，具体的：

所述数据输入步骤，将包括通讯前置机日志、车载日志、中心网服务器日志在内的原始日志数据进行解析，并输入至数据库中进行分类存储；优选地，所述数据输入步骤中，是通过输入层的数据采集端数据采集端根据先验数据确定的正则表达式进行筛选并采集对应的日志，并将日志存储于所述数据库对应的索引中。正则表达式是对字符串（包括普通字符和特殊字符）操作的一种逻辑公式，就是用事先定义好的一些特定字符、及这些特定字符的组合，组成一个“规则字符串”，这个“规则字符串”用来表达对字符串的一种过滤逻辑。

而所述数据分析步骤，按照分析场景，将数据库中的原始数据输入至客户端中，通过客户端中的路口信标异常分析模块、无源信标异常分析模块、车载故障信息分析模块、中心网设备信息分析模块和早晚点信息分析模块对原始数据进行分析分别得到路口信标、无源信标、车载设备和中心网设备的状态信息和告警信息，将分析得到的所有状态信息和告警信息以结果表日志的形式输出至数据库；

所述分析展示步骤，将数据分析步骤得到的结果表日志，分类在展示端进行展示。

本方法对于不同场景，通过客户端与显示端结合，可以实现定制化的分析：具体包括路口信标异常信息分析，无源信标信息分析，车载故障信息分析，中心网设备信息分析，早晚点信息分析等场景模块，通过对各系统所产生的日志进行多维度的智能分析，得出各系统设备和有轨电车日常运营的状态信息，针对异常的信息进行告警，并对简单的故障提出可供参考的解决方案。

将原始日志进行解析并传入数据库中进行分类存储，原始日志包括通讯前置机日志，车载日志，中心网服务器日志等；原始日志分布在不同的服务器上，针对不同日志，采取不同的数据采集方式；通讯前置机日志分布在通讯前置机上，为了避免对通讯前置机造成影响，通讯前置机日志的选用将该日志存储文件夹映射在数据采集工作站上，再进行采集的方式；车载日志分布在有轨电车的车载主机上，车载日志选用将该日志手动拷贝至数据采集工作站上再进行采集的方式；中心网服务器日志分布在中心网服务器上，且格式不为标准的“.log”日志格式；因此中心网服务器日志选用将该日志存储文件夹映射在数据采集工作站上，然后使用日志格式规范化脚本实时将映射来的日志转为标准日志格式，再进行采集的方式。

进一步的，如图3，所述数据分析步骤中，所述路口信标异常分析模块通过分析通讯前置机日志中路口信标发给路口控制子系统的路口信标触发信号，分别得到每辆车通过每个路口时所触发路口信标的信息，并将该触发信标信息与路口实际配置信息比较，得到未触发的信标信息，记为路口信标漏读信息。

或者，所述的路口信标异常分析模块通过分析通讯前置机日志中路口信标发给路口控制子系统的路口信标占用信息，分析是否存在路口信标被长时间占用的异常情景，如果存在，则将该信息记为路口信标长时间占用。

又或者，所述的路口信标异常分析模块通过分析通讯前置机日志中路口控制子系统发给综合调度子系统的路口占用信息，分析是否存在路口处于长时间占用状态的异常情景，如果存在，则将该信息记为路口异常占用。

再或者，所述的路口信标异常分析模块通过分析通讯前置机日志中记录的路口请求信号和路口点灯信息，如请求信号出现之后在设定阈值时间内没有点灯，则记为路口点灯异常。

进一步的，所述数据分析步骤中，所述无源信标异常分析模块通过分析通讯前置机日志中的无源信标读取信息，通过对比信标信息表得到行车过程中未触发的无源信标信息，记为无源信标漏读告警。

优选地，所述的无源信标异常分析模块在记录无源信标漏读告警时，同时记录发出告警的列车的车组号，分别按照漏读信标和漏读车辆来统计并显示无源信标漏读的告警信息。

进一步的，如图4，所述车载故障信息分析模块通过分析车载日志中的天线信息和天线读取到的信标信息，来分析车载一直无定位的故障原因，本模块可以通过分析车载日志中的天线信息和天线读取到的信标信息，来分析车载一直无定位的故障原因。首先匹配到日志中显示没有定位的日志条目，找到这些日志中车辆的工作天线及该天线接收的信标数据。依据车载天线接收的信标数据对车载一直无定位故障分类，具体的：

如果车辆一直显示无定位，且车载天线接收的信标数据一直显示为0，则记为车载天线异常；

如果车辆一直显示无定位，且车载天线接收的信标数据不为0但与信标中存储的信息不一致，则记为车载天线接收信息错误；

如果车辆一直显示无定位，且车载天线接收的信标数据与信标中存储的信息一致，则记为其他故障。

优选地，所述车载故障信息分析模块通过分析通讯前置机日志中的无源信标读取信息，如果存在同一辆车连续丢三个无源信标的情况，则记为车载天线故障。

而所述中心网设备信息分析模块通过分析中心网服务器日志，得到各个网络设备常见的告警，并针对每种告警给出简要的原因分析和对应的解决方案，并标记其设备类型。

进一步的，如图5，所述中心网设备信息分析模块对网络设备维护期间的告警信息进行标记，并在显示时可以选择不显示该维护期间的告警信息。本模块可以通过分析中心网服务器日志：按照设备类型分类，得到各个网络设备的常见告警信息，并针对每种告警给出简要的原因分析并提出对应的解决方案。同时可以对网络设备维护期间的告警信息进行标记，并在显示时可以选择不显示该维护期间的告警信息。

进一步的，如图6，所述的早晚点信息分析模块通过分析通讯前置机日志中的车辆运行信息和车辆计划运行图，得到车辆在车站到站和离站的早晚点信息和车辆在路口的通行信息，从而得到车辆在站间运行和站内停车与计划的偏差信息，分别记为站间延误时间和站内延误时间。

即本模块可以通过分析通讯前置机日志中的车辆运行信息和车辆计划运行图，得到车辆在车站到站和离站的早晚点信息和车辆在路口的通行信息，从而得到车辆在站间运行和站内停车与计划的偏差信息，分别记为站间延误时间和站内延误时间。

优选地，所述早晚点信息分析模块通过分析通讯前置机日志中的车辆运行信息和其运行交路的土建信息，得到对应车辆在该交路上的旅行速度。

优选地，所述早晚点信息分析模块通过分析车辆在路口的通行信息中的路口等待次数和等待车次的路口平均等待时间数据，评估路口通行方案是否需要改进，并给出改进方案，具体的：

如果实际等待次数高于理论等待次数，且平均等待时间高于理论等待时间，则建议整体修改路口优先方案；

如果实际等待次数高于理论等待次数，但平均等待时间不高于理论等待时间，则建议修改路口配时；

如果实际等待次数低于理论等待次数，但平均等待时间高于理论等待时间，则认为延误可能是偶发性因素造成的，不做修改。

所述理论等待次数、理论等待时间是通过大数据分析路口交通流量，并结合路口相位配时，得到的路口理论日等待次数和理论等待时间。

而所述分析展示步骤，将上述的四个模块中的结果表日志传入数据库中进行存储，并以相应形式在显示端进行显示。

无源信标异常分析模块无需客户端，本模块直接在显示端分析通讯前置机日志中的无源信标读取信息，匹配无源信标事件码与漏读信标事件码符合的日志条目，得到行车过程中未触发的无源信标信息，记为无源信标漏读告警。将该告警分别按照信标和车辆进行分类统计，并直接显示。

Claims (10)

1.一种有轨电车日志的智能分析系统，其特征在于：包括输入层、数据分析层和输出层；所述输入层包括若干用于输入各类日志数据的数据采集端，所述数据分析层包括用于接收所述数据采集端采集的各类日志数据输入、并对输入的各类日志数据进行分类存储的数据库，以及用于从所述数据库调取各类日志数据进行分析和向数据库中录入结果表数据的客户端；所述输出层包括与所述数据库数据相连、用于展示分析结果的展示端。

2.如权利要求1所述的一种有轨电车日志的智能分析系统，其特征在于：所述客户端包括路口信标异常分析模块、无源信标异常分析模块、车载故障信息分析模块、中心网设备信息分析模块和早晚点信息分析模块。

3.一种有轨电车日志的智能分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

数据输入步骤，通过输入层的数据采集端数据采集端根据先验数据确定的正则表达式进行筛选并采集包括通讯前置机日志、车载日志、中心网服务器日志在内的原始日志数据，并输入至数据库对应的索引中进行分类存储；

数据分析步骤，按照分析场景，将数据库中的原始数据输入至客户端中，通过客户端中的路口信标异常分析模块、无源信标异常分析模块、车载故障信息分析模块、中心网设备信息分析模块和早晚点信息分析模块对原始数据进行分析分别得到路口信标、无源信标、车载设备和中心网设备的状态信息和告警信息，将分析得到的所有状态信息和告警信息以结果表日志的形式输出至数据库；

分析展示步骤，将数据分析步骤得到的结果表日志，分类在展示端进行展示。

4.如权利要求3所述的一种有轨电车日志的智能分析方法，其特征在于，所述数据分析步骤中：

所述路口信标异常分析模块通过分析通讯前置机日志中路口信标发给路口控制子系统的路口信标触发信号，分别得到每辆车通过每个路口时所触发路口信标的信息，并将该触发信标信息与路口实际配置信息比较，得到未触发的信标信息，记为路口信标漏读信息；

或者，所述的路口信标异常分析模块通过分析通讯前置机日志中路口信标发给路口控制子系统的路口信标占用信息，分析是否存在路口信标被长时间占用的异常情景，如果存在，则将该信息记为路口信标长时间占用；

又或者，所述的路口信标异常分析模块通过分析通讯前置机日志中路口控制子系统发给综合调度子系统的路口占用信息，分析是否存在路口处于长时间占用状态的异常情景，如果存在，则将该信息记为路口异常占用；

再或者，所述的路口信标异常分析模块通过分析通讯前置机日志中记录的路口请求信号和路口点灯信息，如请求信号出现之后在设定阈值时间内没有点灯，则记为路口点灯异常。

5.如权利要求3所述的一种有轨电车日志的智能分析方法，其特征在于：所述数据分析步骤中，所述无源信标异常分析模块通过分析通讯前置机日志中的无源信标读取信息，通过对比信标信息表得到行车过程中未触发的无源信标信息，记为无源信标漏读告警，同时记录发出告警的列车的车组号，分别按照漏读信标和漏读车辆来统计并显示无源信标漏读的告警信息。

6.如权利要求3所述的一种有轨电车日志的智能分析方法，其特征在于，所述车载故障信息分析模块通过分析车载日志中的天线信息和天线读取到的信标信息，来分析车载一直无定位的故障原因具体的：

如果车辆一直显示无定位，且车载天线接收的信标数据一直显示为0，则记为车载天线异常；

如果车辆一直显示无定位，且车载天线接收的信标数据不为0但与信标中存储的信息不一致，则记为车载天线接收信息错误；

如果车辆一直显示无定位，且车载天线接收的信标数据与信标中存储的信息一致，则记为其他故障。

7.如权利要求3或6所述的一种有轨电车日志的智能分析方法，其特征在于，所述车载故障信息分析模块通过分析通讯前置机日志中的无源信标读取信息，如果存在同一辆车连续丢三个无源信标的情况，则记为车载天线故障。

8.如权利要求3所述的一种有轨电车日志的智能分析方法，其特征在于，所述中心网设备信息分析模块通过分析中心网服务器日志，得到各个网络设备常见的告警，并针对每种告警给出简要的原因分析和对应的解决方案，并标记其设备类型；所述中心网设备信息分析模块对网络设备维护期间的告警信息进行标记，并在显示时可以选择不显示该维护期间的告警信息。

9.如权利要求3所述的一种有轨电车日志的智能分析方法，其特征在于，所述的早晚点信息分析模块通过分析通讯前置机日志中的车辆运行信息和车辆计划运行图，得到车辆在车站到站和离站的早晚点信息和车辆在路口的通行信息，从而得到车辆在站间运行和站内停车与计划的偏差信息，分别记为站间延误时间和站内延误时间。

10.如权利要求3或9所述的一种有轨电车日志的智能分析方法，其特征在于，所述早晚点信息分析模块通过分析通讯前置机日志中的车辆运行信息和其运行交路的土建信息，得到对应车辆在该交路上的旅行速度；进一步的，所述早晚点信息分析模块通过分析车辆在路口的通行信息中的路口等待次数和等待车次的路口平均等待时间数据，评估路口通行方案是否需要改进，并给出改进方案，具体的：

如果实际等待次数高于理论等待次数，且平均等待时间高于理论等待时间，则建议整体修改路口优先方案；

如果实际等待次数高于理论等待次数，但平均等待时间不高于理论等待时间，则建议修改路口配时；

如果实际等待次数低于理论等待次数，但平均等待时间高于理论等待时间，则认为延误可能是偶发性因素造成的，不做修改。

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