CN113138911B - 一种轨道交通监测数据重现系统及故障修复验证方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轨道交通监测数据重现系统及故障修复验证方法,其中重现系统包括通信处理机和上位机;通信处理机,用于将轨道交通数据A传输至上位机;其中,轨道交通数据A包括时间戳和原始轨道交通数据A;上位机,用于存储轨道交通数据A;还用于在轨道交通监测系统故障修复后,读取故障时段对应的轨道交通数据B,并模拟现场传输情况将轨道交通数据B中的原始轨道交通数据B传输至通信处理机;通信处理机,还用于根据操作流程处理原始轨道交通数据B,并将处理结果传输至上位机。本发明的目的在于提供一种轨道交通监测数据重现系统及故障修复验证方法,可以在短时间内反复调试故障时段出现的问题,方便故障的修复及验证。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通监测技术领域,尤其涉及一种轨道交通监测数据重现系统及故障修复验证方法。
背景技术
轨道交通监测系统在出现故障后,现目前的解决措施是:先通过故障发现人员描述,做出初步问题分析,若能简单定位问题,可远程指导修复故障;若无法解决问题,则派运维人员或者技术人员到现场,初步了解情况并等问题复现后,根据问题做出相应的处理,然后等待故障再出现,并验证处理是否正确妥当。
现有的解决办法存在以不足:
(1)故障定位难,若故障属于偶然或长期不出现的情况,无法准确的定位故障,系统会长时间处于维护状态,无法正常运行;
(2)故障定位不准确,如故障属于偶然或者长期不出现的情况,通过分析并处理故障后,故障未曾再出现,但最终未验证充分,无法确定所做的措施能否从根本上解决问题或者是否修改出新的问题;
(3)浪费人力物力,高额的差旅费,会造成成本大幅增加,且维护时间只能在轨道交通不运行的时候开展,时间受限。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轨道交通监测数据重现系统及故障修复验证方法,可以在短时间内反复调试故障时段出现的问题,方便故障的修复及验证。
本发明通过下述技术方案实现:
所述通信处理机,用于将轨道交通数据A传输至所述上位机;其中,所述轨道交通数据A包括时间戳和原始轨道交通数据A;
所述上位机,用于存储所述轨道交通数据A;还用于在轨道交通监测系统故障修复后,读取故障时段对应的所述轨道交通数据B,并模拟现场传输情况将所述轨道交通数据B中的原始轨道交通数据B传输至所述通信处理机;
所述通信处理机,还用于根据操作流程处理所述原始轨道交通数据B,并将处理结果传输至所述上位机;
其中,所述操作流程包括数据解析、数据对齐、数据提取及卡尔曼滤波;所述现场传输情况为所述轨道交通监测系统故障时,所述轨道交通监测系统传输故障时段对应的所述原始轨道交通数据B至通信处理机的情况。
优选地,所述通信处理机包括实时模块和再现模块;
所述实时模块,用于在所述轨道交通监测系统故障修复前,对所述轨道交通数据A进行上传处理;
所述再现模块,用于在所述轨道交通监测系统故障修复后,对故障时段对应的所述原始轨道交通数据B进行再现处理。
优选地,所述实时模块包括第一数据接收单元、数据重组单元以及第一数据发送单元;
所述第一数据接收单元,用于接收所述轨道交通监测系统上传的原始轨道交通数据A;
所述数据重组单元,用于获取接收到所述原始轨道交通数据A的时间信息,并将所述时间信息添加到所述原始轨道交通数据A中,得到所述轨道交通数据A;
所述第一数据发送单元,用于将所述轨道交通数据A传输至所述上位机。
优选地,再现模块包括第二数据接收单元、数据处理单元以及第二数据发送单元;
所述第二数据接收单元,用于接收所述上位机传输的故障时段对应的所述原始轨道交通数据B;
所述数据处理单元,用于根据操作流程对所述原始轨道交通数据B进行处理;
所述第二数据发送单元,用于将处理结果传输至所述上位机。
优选地,所述上位机包括存储模块、读取模块以及传输模块;
所述存储模块,用于存储所述轨道交通数据A;
所述读取模块,用于在故障修复完成后,根据故障类型读取对应的所述轨道交通数据B,并从所述轨道交通数据B中提取出时间戳和原始轨道交通数据B;
所述传输模块,用于模拟现场传输情况将所述原始轨道交通数据B传输至所述第二数据接收单元,且传输间隔为相邻两个所述轨道交通数据B的时间戳间隔。
一种轨道交通监测数据重现系统的故障修复验证方法,包括以下子步骤:
S1:获取所述轨道交通监测系统的故障类型,并进行故障修复;
S2:根据所述故障类型选取对应的所述轨道交通数据B;
S3:再现所述轨道交通数据B中的所述原始轨道交通数据B,对故障修复情况进行验证;
S4:若故障修复情况验证失败,则重复S2-S3。
优选地,所述故障类型包括堆栈错误和非堆栈错误。
优选地,当所述故障类型为堆栈错误时,所述故障修复包括以下步骤:
获取堆栈错误信息,并根据所述堆栈错误信息获取地址;
根据所述地址查找可执行程序的反汇编文件,并根据所述反汇编文件定位故障的位置;
对故障进行修复。
优选地,当所述故障类型为非堆栈错误时,所述故障修复包括以下步骤:
根据数据的传输方向,打印各个传输节点的处理信息;
根据所述处理信息获取故障位置,并进行故障修复。
优选地,当所述故障类型为堆栈错误时,所述S2包括以下子步骤:
获取堆栈错误信息,并根据所述堆栈错误信息获取所述轨道交通监测系统出现故障的时间段;
根据所述时间段选取对应的所述轨道交通数据A作为故障时段对应的所述轨道交通数据B;
当所述故障类型为非堆栈错误时,所述S2包括以下子步骤:
选取所有时段的所述轨道交通数据A作为故障时段对应的所述轨道交通数据B。
本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:
(1)通过轨道交通数据再现的方法可以在短时间内快速定位故障位置,并反复调试故障时段出现的问题,方便故障的排查;
(2)不占用监控系统的正常运行时间,远程获得数据后,可在实验室复现并处理问题,达到响应快、定位准及成本低的目的;
(3)可验证新算法,用于前期算法仿真及中期算法升级;
(4)运行结果与现场一致,具有完全复原现场情况的功能。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明实施例的限定。在附图中:
图1为本发明轨道交通监测数据重现系统的结构示意图;
图2为本发明上位机的处理流程示意图;
图3为本发明数据再现过程的处理流程示意图;
图4为本发明故障修复的流程示意图;
图5为本发明算法验证的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。
实施例1
一种轨道交通监测数据重现系统,如图1所示,包括通信处理机和上位机;
通信处理机,用于将轨道交通数据A传输至上位机;其中,轨道交通数据A包括时间戳和原始轨道交通数据A;
上位机,用于存储轨道交通数据A;还用于在轨道交通监测系统故障修复后,读取故障时段对应的轨道交通数据B,并模拟现场传输情况将轨道交通数据B中的原始轨道交通数据B传输至通信处理机;
通信处理机,还用于根据操作流程处理原始轨道交通数据B,并将处理结果传输至上位机;
其中,操作流程包括数据解析、数据对齐、数据提取及卡尔曼滤波;现场传输情况为:现场传输情况为轨道交通监测系统故障时,轨道交通监测系统传输故障时段对应的原始轨道交通数据B至通信处理机的情况。
现有技术中,轨道交通监测系统出现的故障很有可能属于偶然故障时,通过分析处理后,该故障很长一段时间不会再出现,因此,在修复完成后,无法判断处理结果是否妥当,或者经处理后是否产生新的问题,因此在本方案中,设计了一种轨道交通监测数据重现系统,在轨道交通监测系统故障并进行修复后,上位机模拟现场传输情况(轨道交通监测系统现场传输原始轨道交通监测数据B至通信处理机)将故障时间段对应的轨道交通监测数据B下发至通信处理机,使得故障前后的运行过程完全一致,从而可以对故障的修复结果进行验证,以判断处理结果是否妥当。
具体地,在本实施例中,通信处理机包括实时模块和再现模块;
实时模块,用于在轨道交通监测系统未故障前,对轨道交通数据A进行上传处理;具体包括第一数据接收单元、数据重组单元以及第一数据发送单元;
第一数据接收单元,用于接收轨道交通监测系统上传的原始轨道交通数据A;
数据重组单元,用于获取接收到原始轨道交通数据A的时间信息,并将时间信息添加到轨道交通数据中,得到轨道交通数据A;
第一数据发送单元,用于将轨道交通数据A传输至上位机。
再现模块,用于在轨道交通监测系统故障修复后,对故障时段对应的原始轨道交通数据B进行再现处理,具体包括第二数据接收单元、数据处理单元以及第二数据发送单元;
第二数据接收单元,用于接收上位机传输的故障时段对应的原始轨道交通数据B;
数据处理单元,用于根据操作流程对原始轨道交通数据B进行处理;
第二数据发送单元,用于将处理结果传输至上位机。
进一步地,本实施例的上位机包括存储模块、读取模块以及传输模块;
存储模块,用于存储轨道交通数据A;
读取模块,用于在故障修复完成后,根据故障类型读取对应的轨道交通数据B,并从轨道交通数据B中提取出时间戳和原始轨道交通数据B;
传输模块,用于模拟现场传输情况将原始轨道交通数据B传输至第二数据接收单元,且传输间隔为相邻两个轨道交通数据B的时间戳间隔。
以下对本方案的工作过程进行说明:
如图1-3所示,轨道交通监测系统中的采集模块通过PLC模块上传原始轨道交通数据A,并通过PLC模块转换为RS485串口信号后,通信处理机接收该串口信号,并把接收到的协议包完整存入数据。
记录接收到该包原始轨道交通数据A的具体时间(单位:毫秒),并把该时间戳信息存放到原始轨道交通数据A的末尾,进行时间标记,以得到带有时间戳的轨道交通数据A,其数据格式如下所示:
原始轨道交通数据A | 时间(毫秒) |
通信处理机把整合后的轨道交通数据A(带有时间戳的轨道交通数据A)通过UDP协议上传至上位机,上位机按照接收顺序对轨道交通数据A进行存储。
当轨道交通监测系统出现故障并修复完成后,根据故障的类型选取对应时间段的轨道交通数据,如遇到产生堆栈错误信息的问题,通过查看堆栈错误信息记录的时间,获得相应时段的原始数据(轨道交通数据B)文件,并进行再现;如遇到未产生堆栈错误信息的问题,则把所有的原始数据(轨道交通数据A)进行再现。具体地,上位机打开存储有轨道交通数据文件,根据每包数据的时间戳信息,对每帧数据进行时间延时下发,延时时间为每两帧的时间戳间隔,把读取到得数据协议,通过网口模块发送至通信处理机。
通信处理机接收到上位机软件下发的轨道交通数据,通信处理机把工作状态改为回放模式,即,此时通信处理机只接收网口下发的轨道交通数据,不接收RS485串口上报的实时数据,经过数据协议解析、数据对齐、数据提取及卡尔曼滤波算法处理后,上报上位机软件进行显示。
通过上述处理过程,在对故障进行修复后,能够根据存储的轨道交通数据完全复现现场情况,便于系统的维护和问题的查找和验证。
实施例2
一种轨道交通监测数据重现系统的故障修复验证方法,如图4所示,包括以下子步骤:
S1:获取轨道交通监测系统的故障类型,并进行故障修复;
S2:根据故障类型选取对应的轨道交通数据B;
S3:再现轨道交通数据B中的原始轨道交通数据B,对故障修复情况进行验证;
S4:若故障修复情况验证失败,则重复S2-S3。
具体地,本实施例提及的故障类型包括堆栈错误和非堆栈错误,对于有堆栈错误信息的类似问题(数据越界等简单问题),可以通过堆栈错误信息里的地址,查找可执行程序反汇编文件,定位问题的位置,故障排查完毕并修改完成后,通过数据再现,对出现故障时段的数据进行回放,验证修改是否正确。如问题还未解决或者出现新的故障,继续上述步骤,直至问题解决完毕。
对于无堆栈错误信息的问题(逻辑或算法问题),代码增加输出打印信息,将各个数据节点的处理信息打印出来,利用原始数据进行数据重现,查看各个数据处理节点有无故障,通过不断地缩小范围,直至定位到故障。故障修复后,继续利用数据重现方法,验证故障修复是否正确,如还出现异常,继续进行上述操作直至问题解决完毕。
通过该方法可以解决轨道交通监测维护困难的问题,大幅度减少维护系统所需的人力物力。不仅能广泛应用于现场维护,而且能在系统调试阶段,快速定位解决问题,例如进行算法的仿真及升级时,利用数据重现与存储数据实际运行结果保持一致的特性,通过反复回放一组原始数据或多组数据,实现算法的充分验证,如图5所示。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种轨道交通监测数据重现系统,其特征在于,包括通信处理机和上位机;
所述通信处理机,用于将轨道交通数据A传输至所述上位机;其中,所述轨道交通数据A包括时间戳和原始轨道交通数据A;
所述上位机,用于存储所述轨道交通数据A;还用于在轨道交通监测系统故障修复后,读取故障时段对应的所述轨道交通数据B,并模拟现场传输情况将所述轨道交通数据B中的原始轨道交通数据B传输至所述通信处理机;
所述通信处理机,还用于根据操作流程处理所述原始轨道交通数据B,并将处理结果传输至所述上位机;
其中 ,所述操作流程包括数据解析、数据对齐、数据提取及卡尔曼滤波;所述现场传输情况为所述轨道交通监测系统故障时,所述轨道交通监测系统传输故障时段对应的所述原始轨道交通数据B至通信处理机的情况;
在轨道交通监测系统故障并进行修复后,所述上位机模拟现场传输情况将故障时间段对应的轨道交通数据B下发至通信处理机,使得故障前后的运行过程完全一致,从而可以对故障的修复结果进行验证,以判断处理结果是否妥当,所述轨道交通数据B为修复后的故障时间段的数据;
具体包括以下子步骤:
S1:获取所述轨道交通监测系统的故障类型,并进行故障修复;
S2:根据所述故障类型选取对应的所述轨道交通数据B;
S3:再现所述轨道交通数据B中的所述原始轨道交通数据B,对故障修复情况进行验证;
S4:若故障修复情况验证失败,则重复S2-S3;
当所述故障类型为堆栈错误时,所述S2包括以下子步骤: 获取堆栈错误信息,并根据所述堆栈错误信息获取所述轨道交通监测系统出现故障的时间段;
根据所述时间段选取对应的所述轨道交通数据A作为故障时段对应的所述轨道交通数据B;
当所述故障类型为非堆栈错误时,所述S2包括以下子步骤: 选取所有时段的所述轨道交通数据A作为故障时段对应的所述轨道交通数据B。
2.根据权利要求1所述的一种轨道交通监测数据重现系统,其特征在于,所述通信处理机包括实时模块和再现模块;
所述实时模块,用于在所述轨道交通监测系统故障修复前,对所述轨道交通数据A进行上传处理;
所述再现模块,用于在所述轨道交通监测系统故障修复后,对故障时段对应的所述原始轨道交通数据B进行再现处理。
3.根据权利要求2所述的一种轨道交通监测数据重现系统,其特征在于,所述实时模块包括第一数据接收单元、数据重组单元以及第一数据发送单元;
所述第一数据接收单元,用于接收所述轨道交通监测系统上传的原始轨道交通数据A;
所述数据重组单元,用于获取接收到所述原始轨道交通数据A的时间信息,并将所述时间信息添加到所述原始轨道交通数据A中,得到所述轨道交通数据A; 所述第一数据发送单元,用于将所述轨道交通数据A传输至所述上位机。
4.根据权利要求3所述的一种轨道交通监测数据重现系统,其特征在于,再现模块包括第二数据接收单元、数据处理单元以及第二数据发送单元; 所述第二数据接收单元,用于接收所述上位机传输的故障时段对应的所述原始轨道交通数据B;
所述数据处理单元,用于根据操作流程对所述原始轨道交通数据B进行处理; 所述第二数据发送单元,用于将处理结果传输至所述上位机。
5.根据权利要求4所述的一种轨道交通监测数据重现系统,其特征在于,所述上位机包括存储模块、读取模块以及传输模块;
所述存储模块,用于存储所述轨道交通数据A;
所述读取模块,用于在故障修复完成后,根据故障类型读取对应的所述轨道交通数据B,并从所述轨道交通数据B中提取出时间戳和原始轨道交通数据B;
所述传输模块,用于模拟现场传输情况将所述原始轨道交通数据B传输至所述第二数据接收单元,且传输间隔为相邻两个所述轨道交通数据B的时间戳间隔。
6.根据权利要求1所述的一种轨道交通监测数据重现系统,其特征在于,所述故障类型包括堆栈错误和非堆栈错误。
7.根据权利要求6所述的一种轨道交通监测数据重现系统,其特征在于,当所述故障类型为堆栈错误时,所述故障修复包括以下步骤:
获取堆栈错误信息,并根据所述堆栈错误信息获取地址;
根据所述地址查找可执行程序的反汇编文件 ,并根据所述反汇编文件定位故障的位置;对故障进行修复。
8.根据权利要求1所述的一种轨道交通监测数据重现系统,其特征在于,当所述故障类型为非堆栈错误时,所述故障修复包括以下步骤: 根据数据的传输方向,打印各个传输节点的处理信息;根据所述处理信息获取故障位置,并进行故障修复。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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