CN111737336A - 一种数据库及轨道交通信号系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种数据库及轨道交通信号系统，包括：SQL接口，用于接收外部控制指令；SQL指令解析器，用于解析外部控制指令得到内部操作指令；存储模块，用于按预定义格式存储轨道交通信号系统的线路数据；索引模块，用于导入和/或创建多个线路数据之间索引，以便根据内部操作指令和对应的索引定位存储模块中的目标区域，对目标区域执行内部操作指令。当需要对线路数据进行更改或查询时，用户只需要发送对应的SQL指令即外部控制指令，即可对数据库存储模块中的线路数据进行读写操作，并通过索引模块中的索引创建的查询通道准确定位存储模块中的目标区域，对目标区域中进行读写操作，提高了写入、查询速度。

Description

一种数据库及轨道交通信号系统

技术领域

本申请涉及轨道交通领域，特别涉及一种数据库及轨道交通信号系统。

背景技术

在城市轨道交通中，CBTC 信号系统的主要任务是保证列车在系统控制的线路内高效、安全运行。在各个信号系统设备中，都会涉及大量的线路数据查询过程，及少量的线路数据写入过程。线路数据的查询、读、写等操作的效率直接关联到各信号设备的运行效率，线路数据的一致性、完整性直接关系到整个系统运行的安全性。传统的线路数据读写操作通常可以采用动态或静态链接库的方式，该方式需要对一些中间数据进行转换、连接，如采用静态链接库时，每次线路数据修改都需要和程序部分一起链接编译，当载入的线路数据量比较大的时候，运算时间加长，查询效率比较低。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种数据库及轨道交通信号系统，当需要对线路数据进行更改或查询时，用户只需要发送对应的SQL指令即外部控制指令，即可对数据库存储模块中的线路数据进行读写操作，并通过索引模块中的索引创建的查询通道准确定位存储模块中的目标区域，对目标区域中进行读写操作，提高了写入、查询速度。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种数据库，应用于轨道交通信号系统，包括：

SQL接口，用于接收外部控制指令；

SQL指令解析器，用于解析所述外部控制指令得到内部操作指令；

存储模块，用于按预定义格式存储所述轨道交通信号系统的线路数据；

索引模块，用于导入和/或创建多个所述线路数据之间索引，以便根据所述内部操作指令和对应的索引定位所述存储模块中的目标区域，对所述目标区域执行所述内部操作指令。

优选的，该数据库还包括对内接口；

相应的，当所述外部控制指令为转存指令时，通过所述对内接口将所述存储模块中存储的所述线路数据转存到本地存储空间或其他设备。

优选的，所述索引模块包括索引存放区，用于存放通过所述SQL接口创建的索引。

优选的，所述存储模块，具体用于通过十六进制文件方式和/或数据库整体载入方式按预定义格式存储线路数据。

优选的，所述存储模块包括多张数据表，每张所述数据表均用于存储对应的线路数据；

该数据库还包括：

视图模块，用于按预设规则将多张所述数据表合并为虚拟表。

优选的，该数据库还包括：

日志模块，用于记录数据库的关联信息，所述关联信息包括数据库状态、关键操作、发生时间、事件等级、事件类型、事件发生位置中的任意一种或任意多种。

优选的，该数据库还包括：

检验模块，用于按预设周期对数据库空间的特征值进行计算和检验，以判断所述数据库是否异常。

优选的，该数据库还包括：

备份模块，用于创建与数据库文件对应的数据库副本，将所述数据库副本缓存到本地存储空间。

优选的，该数据库还包括：

加密模块，用于对待导出的数据库信息进行加密。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种轨道交通信号系统，包括如上文任一项所述的数据库。

本申请提供了一种数据库，其存储模块中存储有载入的线路数据，线路数据以相同的格式存储，从而减少读写操作过程中对数据进行额外的处理，提高读写操作的响应速度，数据库中的对外操作接口选用SQL接口，SQL接口是一种软件函数接口，与底层传输介质无关，当需要对线路数据进行更改或查询时，用户只需要发送对应的SQL指令即外部控制指令，即可对数据库存储模块中的线路数据进行读写操作，操作简单，同时本申请中的索引模块用于导入已有索引及动态地创建索引，从而减少载入数据库的数据量，通过索引模块中的索引创建的查询通道准确定位存储模块中的目标区域，对目标区域中进行读写操作，进一步提高了写入、查询速度。本申请还提供了一种轨道交通信号系统，具有和上述数据库相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。

图1为本申请所提供的一种数据库的结构示意图；

图2为本申请所提供的一种视图的示意图。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种数据库及轨道交通信号系统，当需要对线路数据进行更改或查询时，用户只需要发送对应的SQL指令即外部控制指令，即可对数据库存储模块中的线路数据进行读写操作，并通过索引模块中的索引创建的查询通道准确定位存储模块中的目标区域，对目标区域中进行读写操作，提高了写入、查询速度。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

请参照图1，图1为本申请所提供的一种数据库的结构示意图，应用于轨道交通信号系统，该数据库包括：

SQL接口1，用于接收外部控制指令；

SQL指令解析器2，用于解析外部控制指令得到内部操作指令；

存储模块3，用于按预定义格式存储轨道交通信号系统的线路数据；

索引模块4，用于导入和/或创建多个线路数据之间索引，以便根据内部操作指令和对应的索引定位存储模块3中的目标区域，对目标区域执行内部操作指令。

具体的，本实施例中的SQL接口1具体可以通过以下两种方式实现，一种是通用的SQL语言接口，另一种是类似于SQL接口1的函数。其中，通用的SQL语言接口主要用于PC机环境下，将原始线路数据文件转换为城市轨道交通安全设备所使用的线路数据库文件时使用。为了满足SQL92标准（数据库的一个ANSI/ISO标准）的标准SQL接口1，在原始线路数据制作过程中，使用者只需了解标准SQL语言即可对该方案提及的数据库做出操作。可以理解的是，标准的SQL语言具有复杂性，SQL语句的不严谨会导致数据库故障，故在应用于嵌入式系统时需要组装SQL语句。本申请提供了insert、select、update、orderBy等函数，对于SQL语言中的限定词where、from等，则通过函数参数的方式来实现。

具体的，本实施例中的存储模块3包括多张数据表，每一数据表均用于存储线路数据，如道岔信息表、计轴区段信息表等，当然，除了可以包括上述线路数据，还可以包括其他线路数据，本申请在此不做具体地限定。数据表可以十六进制读入的方式和整个数据库整体载入的方式获取源数据。数据载入接口，即SQL接口1为软件函数接口，与底层传输介质无关，因此可以由主控应用软件通过读取本地文件的方式或通过网络接收远程传输数据的方式来获取数据库载入的源数据。进一步的，在存储模块3中，采用预定义格式存储线路数据，即本实施例所提供的数据库在保存文件时采用统一结构，以保证同一个数据库文件在不同操作系统环境下的一致性。

具体的，本实施例所提供的数据库还包括SQL指令解析器2，用于解析通过SQL接口1接收到的外部控制指令，可以理解的是，外部控制指令为用户通过主控应用软件发送的指令，具体的，SQL指令解析器2主要用于将包含SQL语句的字符串转换为特定的函数级指令（即内部操作指令），以便数据库内部的其他功能模块响应。

进一步的，本实施例所提供的数据库还包括索引模块4，其包含了导入的索引、数据库加载后通过SQL接口1创建的索引和预留的索引存放区，可以理解的是，索引的作用相当于图书的目录，可以根据目录中的页码快速找到所需的内容，例如：创建设备ID-设备序号的索引、计轴区段-计轴上设备ID的索引、设备ID-设备ID间的索引（计轴区段-逻辑区段、紧急停车按钮-站台ID），索引相当于提供了一条专有的查询通道，以此加快线路数据搜索速度。其中，导入的索引是指在线路数据创建时就加入的索引，通常用于多个信号系统设备共有查询，例如：通过设备ID查询设备序号、通过计轴ID查询计轴上的防淹门等；数据库加载后通过SQL接口1创建的索引通常用于某些系统的专有查询，如车载设备需要查询计轴区段于应答器的关系，而区域控制器和联锁就不需要创建该类搜索的索引；预留的索引存放区预留了较大空间，用于存放应用通过SQL接口1创建的新的索引。

具体的，本实施例所提供的数据库中还包括后端处理组件，由B-树，页缓存构成，用于管理数据库中的数据分页。此外，本实施例中的数据库还可以通过业务队列的形式，支持多线程同时对数据库进行操作，多个线程或单个线程对数据库的操作都会放入数据库操作队列中，一一进行操作，避免了同时操作同一资源造成的死锁或冲突，具体可以通过在数据库中设置FIFO实现。

本实施例提供了一种数据库，其存储模块中存储有载入的线路数据，线路数据以相同的格式存储，从而减少读写操作过程中对数据进行额外的处理，提高读写操作的响应速度，数据库中的对外操作接口选用SQL接口，SQL接口是一种软件函数接口，与底层传输介质无关，当需要对线路数据进行更改或查询时，用户只需要发送对应的SQL指令即外部控制指令，即可对数据库存储模块中的线路数据进行读写操作，操作简单，同时本申请中的索引模块用于导入已有索引及动态地创建索引，从而减少载入数据库的数据量，通过索引模块中的索引创建的查询通道准确定位存储模块中的目标区域，对目标区域中进行读写操作，进一步提高了写入、查询速度。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，该数据库还包括对内接口；

相应的，当外部控制指令为转存指令时，通过对内接口将存储模块3中存储的线路数据转存到本地存储空间或其他设备。

具体的，本实施例所提供的数据库还包括对内接口，由于本方案属于内存数据库，与操作系统无直接接口，所以可以应用于不同的操作系统和运行环境。可以理解的是，本实施例中的数据库的对外接口采用函数实现，只向外部提供数据内容，由城市轨道交通安全设备的应用程序对其进行转储，通过对内接口将线路数据存储到本地存储空间（FLASH、硬盘等）或将其通过网络、总线等方式发送给其他设备，以实现数据内容的共享，提高数据库的灵活性和通用性。

作为一种优选的实施例，存储模块3包括多张数据表，每张数据表均用于存储对应的线路数据；

该数据库还包括：

视图模块，用于按预设规则将多张数据表合并为虚拟表。

具体的，视图模块用于将多张数据表合并成一张虚拟表，具体可以通过多表联合的方式，提供交叉查询。参照图2所示，防淹门、计轴区段、站台在存储时为三张数据表，通过SQL接口1建立防淹门-计轴区段-站台三张数据表的视图，即可通过防淹门查询到站台的信息。

作为一种优选的实施例，该数据库还包括：

日志模块，用于记录数据库的关联信息，关联信息包括数据库状态、关键操作、发生时间、事件等级、事件类型、事件发生位置中的任意一种或任意多种。

具体的，本实施例所提供的数据表还包括日志模块，用于通过日志的方式记录数据库的状态、关键操作、发生时间、事件等级、事件类型、事件发生的位置（表或索引）。具体可以记录在数据库内的日志记录表中，以便通过数据库查询接口获取指定时间的数据库日志或者通过函数接口批量导出后存储到FLASH上或通过网络转发；当然，也可以通过软件接口，获取最近一个运行周期的日志信息。

作为一种优选的实施例，该数据库还包括：

检验模块，用于按预设周期对数据库空间的特征值进行计算和检验，以判断数据库是否异常。

具体的，本实施例通过周期性的对数据库空间进行校验计算，可以通过但不限于使用MD5算法得到特定值，一定时间内再对当前计算到的特征值与前一次计算得到的特征值进行比对，以此检测数据库数据是否发生变化。每次数据库发生变化，且变化完毕后，数据库将对自身重新计算特定值，用于下次数据库完整性校验，提高数据库的安全性。

作为一种优选的实施例，该数据库还包括：

备份模块，用于创建与数据库文件对应的数据库副本，将数据库副本缓存到本地存储空间。

具体的，本实施例中还包括备份模块，通过数据库函数接口的方式体现，将数据库文件创建副本，用于基于安全计算机下的两系校验和同步操作、也可以用于导出等操作。如对于临时限速服务器等需要存储数据到本地的需求，提供了通过数据库备份功能，将数据库副本缓存到FLASH上。

作为一种优选的实施例，该数据库还包括：

加密模块，用于对待导出的数据库信息进行加密。

具体的，本实施例所提供的数据库还包括加密模块，通过数据库函数接口的方式体现，可以采用但不限于AES加密算法对待导出的数据库信息进行加密，待导出的数据库信息包括但不限于数据表、数据库的整体导出文件，以此保证数据的保密性和安全性。

综上所述，本申请提出了一种基于内存数据库的轨道交通线路数据库处理方式，通过既有的数据库操作，结合轨道交通信号系统设备的多平台环境、数据安全特性，提出了一种采用不同的操作方式，支持跨平台使用的方案，以提高线路数据的存取效率。相比传统方式，本申请简化了应用的查询接口，加快了查询效率，通过导入及动态的创建索引、视图，相比原有将查询索引一起打包到线路数据库中的方式，载入的数据量大大减小。同时，本申请对于临时限速服务器等需要存储数据到本地的需求，提供了数据库备份功能，将数据库副本缓存到FLASH上。还考虑到内存数据库在高安全需求设备中应用时，对数据一致性、完整性的要求，周期性的对数据库进行特征值的计算和校验，以保证数据库内数据不被篡改。此外，本申请考虑到了适用于轨道交通信号安全计算机平台的实时同步等功能，提供了同步数据的解析和封装接口。

另一方面，本申请还提供了一种轨道交通信号系统，包括如上文任一项所述的数据库。

对于本申请所提供的一种轨道交通信号系统的介绍请参照上述实施例，本申请在此不再赘述。

本申请所提供的一种轨道交通信号系统，具有和上述数据库相同的有益效果。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的状况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种数据库，其特征在于，应用于轨道交通信号系统，包括：

SQL接口，用于接收外部控制指令；

SQL指令解析器，用于解析所述外部控制指令得到内部操作指令；

存储模块，用于按预定义格式存储所述轨道交通信号系统的线路数据；

索引模块，用于导入和/或创建多个所述线路数据之间索引，以便根据所述内部操作指令和对应的索引定位所述存储模块中的目标区域，对所述目标区域执行所述内部操作指令。

2.根据权利要求1所述的数据库，其特征在于，该数据库还包括对内接口；

相应的，当所述外部控制指令为转存指令时，通过所述对内接口将所述存储模块中存储的所述线路数据转存到本地存储空间或其他设备。

3.根据权利要求1所述的数据库，其特征在于，所述索引模块包括索引存放区，用于存放通过所述SQL接口创建的索引。

4.根据权利要求1所述的数据库，其特征在于，所述存储模块，具体用于通过十六进制文件方式和/或数据库整体载入方式按预定义格式存储线路数据。

5.根据权利要求1所述的数据库，其特征在于，所述存储模块包括多张数据表，每张所述数据表均用于存储对应的线路数据；

该数据库还包括：

视图模块，用于按预设规则将多张所述数据表合并为虚拟表。

6.根据权利要求1所述的数据库，其特征在于，该数据库还包括：

日志模块，用于记录数据库的关联信息，所述关联信息包括数据库状态、关键操作、发生时间、事件等级、事件类型、事件发生位置中的任意一种或任意多种。

7.根据权利要求1所述的数据库，其特征在于，该数据库还包括：

检验模块，用于按预设周期对数据库空间的特征值进行计算和检验，以判断所述数据库是否异常。

8.根据权利要求1所述的数据库，其特征在于，该数据库还包括：

备份模块，用于创建与数据库文件对应的数据库副本，将所述数据库副本缓存到本地存储空间。

9.根据权利要求1所述的数据库，其特征在于，该数据库还包括：

加密模块，用于对待导出的数据库信息进行加密。

10.一种轨道交通信号系统，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的数据库。

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