CN113788050B - 一种轨道交通行车指挥系统及二三维数据呈现方法 - Google Patents

一种轨道交通行车指挥系统及二三维数据呈现方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种轨道交通行车指挥系统及二三维数据呈现方法，其中系统包括：设备机房模块，用于采集行车指挥数据；车站模块，用于采集乘客流量信息；车辆模块，用于采集车辆事件信息；调度指挥模块，与设备机房模块、车站模块和车辆模块连接，用于对行车指挥数据、乘客流量信息和车辆事件信息进行处理得到调度指挥数据；操作界面模块，用于显示调度指挥数据。本发明通过对行车指挥数据、乘客流量信息和车辆事件信息进行处理得到调度指挥数据并在操作界面模块进行显示，可以实现原有的需要三到四个界面才能呈现的信息，从而使管控人员进行方便、快捷的行车指挥。

Description

一种轨道交通行车指挥系统及二三维数据呈现方法
技术领域
本发明涉及城市轨道交通技术领域，特别是涉及一种轨道交通行车指挥系统及二三维数据呈现方法。
背景技术
随着城市轨道交通的发展和普及，城市轨道交通跨专业系统集成也愈来愈多。在传统的轨道交通行车指挥调度系统上是以二维逻辑图方式表示车辆安全距离，安全状态，车辆行驶位置等信息。管控人员在查询站点信息和车辆的信息一直停留在二维逻辑图上，但是由于二维逻辑图的信息承载能力有限，大大增加了管控人员对行车指挥的操作难度。
发明内容
为解决上述问题，本发明实施例的目的在于提供一种轨道交通行车指挥系统及二三维数据呈现方法，旨在解决二维逻辑图的信息承载能力有限的问题。
一种轨道交通行车指挥系统，包括：
设备机房模块，用于采集行车指挥数据；
车站模块，用于采集乘客流量信息；
车辆模块，用于采集车辆事件信息；所述车辆事件信息包括列车控制和管理系统数据、广播系统数据、乘客信息系统数据和列车自动控制系统数据；
调度指挥模块，与所述设备机房模块、所述车站模块和所述车辆模块连接，用于对所述行车指挥数据、所述乘客流量信息和所述车辆事件信息进行处理得到调度指挥数据；
操作界面模块，用于显示所述调度指挥数据。
优选的，所述设备机房模块，包括：
中心前端处理器，与火灾报警系统、轨道交通站台屏蔽门系统、自动列车监控系统、环境和机电设备监控系统、自动售检票系统、铁路乘客信息系统、铁路广播系统和铁路闭环电视系统连接，用于采集行车指挥数据；
历史服务器，与所述中心前端处理器连接，用于存储历史行车指挥数据。
优选的，所述车站模块包括：
车站客流感知识别分析装置，用于采集乘客流量信息。
优选的，还包括：
中心服务器，分别与所述设备机房模块、所述车站模块、所述车辆模块和所述调度指挥模块连接，用于存储所述行车指挥数据、所述乘客流量信息和所述车辆事件信息。
优选的，所述车辆模块包括：
列车控制和管理系统，用于提供列车控制和管理系统数据；
车载广播系统，用于提供广播系统数据；
车载乘客信息系统，用于提供乘客信息系统数据；
列车自动控制系统，用于提供列车自动控制系统数据；
车辆网关服务器，分别与所述列车控制和管理系统、所述广播系统、所述乘客信息系统和所述列车自动控制系统连接用于采集车辆事件信息。
优选的，所述调度指挥模块，包括：
调度指挥服务器，分别与所述设备机房模块、所述车站模块和所述车辆模块连接；
乘客调度工作站，与所述调度指挥服务器连接，用于存储调度指挥数据。
优选的，所述操作界面模块，包括：
列车进路控制子模块，用于显示列车进路；
运营图时刻表编制子模块，用于显示列车的运营图；
行车智慧展示子模块，用于显示列车的客流运力匹配值；
行车模拟子模块，用于显示行车模拟数据。
本发明还提供了一种二三维数据呈现方法，包括以下步骤：
步骤1：对城市轨道交通系统建立三维模型；
步骤2：将各个线路的信息以CSV格式导入到SoonBuilder平台中，生成CSV二维信息；
步骤3：利用所述SoonBuilder平台将所述CSV二维信息与所述三维模型中相应横纵坐标进行映射得到二三维融合模型。
本发明还提供了一种电子设备，包括总线、收发器(显示单元/输出单元、输入单元)、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述收发器、所述存储器和所述处理器通过所述总线相连，其特征在于，所述计算机程序被所述处理器执行时实现所述的一种二三维数据呈现方法中的步骤。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的一种二三维数据呈现方法中的步骤。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明涉及一种轨道交通行车指挥系统及二三维数据呈现方法，其中系统包括：设备机房模块，用于采集行车指挥数据；车站模块，用于采集乘客流量信息；车辆模块，用于采集车辆事件信息；车辆事件信息包括列车控制和管理系统数据、广播系统数据、乘客信息系统数据和列车自动控制系统数据；调度指挥模块，与设备机房模块、车站模块和车辆模块连接，用于对行车指挥数据、乘客流量信息和车辆事件信息进行处理得到调度指挥数据；操作界面模块，用于显示调度指挥数据。本发明通过对行车指挥数据、乘客流量信息和车辆事件信息进行处理得到调度指挥数据并在操作界面模块进行显示，可以实现原有的需要三到四个界面才能呈现的信息，从而使管控人员进行方便、快捷的行车指挥。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为本发明提供的实施例中的一种轨道交通行车指挥系统原理图；
图2为本发明提供的实施例中的操作界面模块原理图。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明实施例的目的在于提供一种轨道交通行车指挥系统及二三维数据呈现方法，旨在解决二维逻辑图的信息承载能力有限的问题。
请参阅图1，一种轨道交通行车指挥系统，包括：设备机房模块、车站模块、车辆模块、调度指挥模块和操作界面模块。
本发明中的设备机房模块，包括：中心前端处理器和中心前端处理器；其中，中心前端处理器，与火灾报警系统、轨道交通站台屏蔽门系统、自动列车监控系统、环境和机电设备监控系统、自动售检票系统、铁路乘客信息系统、铁路广播系统和铁路闭环电视系统连接，用于采集行车指挥数据；历史服务器，与中心前端处理器连接，用于存储历史行车指挥数据。需要说明的是，中心FEP(前端处理器)为冗余配置的中心FEP，其分别与地铁线路的FAS(火灾报警系统)、PSD(轨道交通站台屏蔽门系统)、ATS(自动列车监控系统)、BAS(环境和机电设备监控系统)、AFC(自动售检票系统)、铁路PIS(乘客信息系统)、铁路PA(广播系统)和CCTV(闭环电视系统)连接，用于接入行车调度指挥需要的数据，例如：列车进路控制、列车运行时刻表、站台发车计时器和各个站点乘客信息等。并且还对数据进行自动化、智能化的处理，以提高乘客乘车体验。
车站模块，用于采集乘客流量信息；车站模块包括：车站客流感知识别分析装置，用于采集乘客流量信息，车站客流感知识别分析装置可对站点的乘客数量进行统计，通过视频识别技术、人物识别技术、视频深度学习等技术对站点乘客流量相关进行分析和处理。
车辆模块，用于采集车辆事件信息；车辆事件信息包括列车控制和管理系统数据、广播系统数据、乘客信息系统数据和列车自动控制系统数据；其中，车辆模块包括：列车控制和管理系统(TCMS)，用于提供列车控制和管理系统数据；车载广播系统(PA)，用于提供广播系统数据；车载乘客信息系统(PIS)，用于提供乘客信息系统数据；列车自动控制系统(ATC)，用于提供列车自动控制系统数据；车辆网关服务器，分别与列车控制和管理系统、广播系统、乘客信息系统和列车自动控制系统连接用于采集车辆事件信息，其中车辆事件信息包括车辆运行信息以及车辆上与乘客密切相关的事件信息，如车辆运行状况、换乘推荐、乘客紧急呼救方式、末班车提示等乘客相关服务如车辆运行状况、换乘推荐、乘客紧急呼救方式和末班车提示等乘客相关服务。在本发明中，车辆网关服务器为冗余配置。
调度指挥模块，与设备机房模块、车站模块和车辆模块连接，用于对行车指挥数据、乘客流量信息和车辆事件信息进行处理得到调度指挥数据；在本发明中，调度指挥模块，包括：调度指挥服务器，分别与设备机房模块、车站模块和车辆模块连接；乘客调度工作站，与调度指挥服务器连接，用于存储调度指挥数据。
在实际应用中，调度指挥服务器为冗余配置，通过通信主网从中心FEP、车辆网关服务器、车站客流感知识别分析装置、车载客流感知识别分析装置获取行车指挥系统所需要的各个站点客流量数据、出入口客流量、车载客流量数据等基础支撑数据信息，并对其中的各个站点不同时间点客流量分布、不同站点客流量分布、各个站点客流量年龄分布等关键信息进行关联分析、预警分析和相关数据决策，并将得到的处理、分析结果通过设计的智能调度算法推送给各个模块，实现对多线路的智能行车指挥系统。
作为本发明另一种具体的实施方式，本发明还包括中心交换机与通信主网络。调度指挥服务器、中心FEP、车辆网关服务器和历史服务器分别通过中心交换机与通信主网连接。在本发明中，通信主网络，用于对整个系统的数据进行传输。
操作界面模块，用于显示调度指挥数据。在本发明中，操控界面模块为基于B/S架构的界面模块，通过Vue.js对前端界面功能进行设计，然后在CSS中设置好预设样式存储在样式表中，在前端中对相关样式表调用即可得到相应的操作界面。由于上述各个模块中的数据存储在Mysql数据库中，前端对各个模块功能进行调用时，只需要调用Mysql中的数据即可，而用户或者管控人员只需在前端进行交互即可。本发明中，操作界面模块，具有行车指挥界面、线路模式选择界面、电力监控界面等。乘客只需在WEB端即可进行可视化操作，使用方便快捷。管控人员基于此模块可对整个行车线路的信息进行监控，协同各个线路的车流，给乘客一体化的乘车体验。在遇到应急状况时，只需要将页面的网址分享给其他专业人员(如消防、救援、医疗人员)，即可让其他专业人员实时获取现场状况信息，并通过二三维交互的方式，获取相应人员关注的点信息和面信息。使其他人员更加直接、个性化的完成救援任务。
作为本发明另一种具体的实施方式，本发明还包括：中心服务器，分别与设备机房模块、车站模块、车辆模块和调度指挥模块连接，用于存储行车指挥数据、乘客流量信息和车辆事件信息。在本发明中，中心服务器为冗余配置的中心服务器。
请参阅图2，操作界面模块，包括：列车进路控制子模块，用于显示列车进路；运营图时刻表编制子模块，用于显示列车的运营图；行车智慧展示子模块，用于显示列车的客流运力匹配值；行车模拟子模块，用于显示行车模拟数据。进一步的，列车进路控制子模块中有进路展示功能、进路人工办理功能、进路自动办理功能，乘客可以在进路展示功能中看到列车进路展示；在人工办理功能中可以进行相关人工办理相关业务功能；在进路自动办理功能中可以进行自动办理相关功能。运营图时刻表编制子模块中有运营图导入功能、运营图展示功能、时刻表动态分配功能，行车管理员可以在营图导入功能中进行运营图导入；在运营图展示功能中可以看到运营图的功能展示；在时刻表动态分配功能中可以看到客流量的动态分布。行车智慧展示子模块中有客流运力匹配功能、行车电能显示功能，在客流运力匹配功能中可以看到针对客流量的匹配程度；在行车电能显示功能中可以看到行驶车辆的电能显示。
本发明还提供了一种二三维数据呈现方法，应用于本发明中的包括以下步骤：
步骤1：对城市轨道交通系统建立三维模型；具体的，将CAD平面图在BIM软件中打开，进入到软件可操作性页面，通过BIM数据建模的方式，形成车站、区间隧道、设备的三维模型。
步骤2：将各个线路的信息以CSV格式导入到SoonBuilder平台中，生成CSV二维信息；在实际应用中，将各个线路的信息，如线路总长等；站点信息，如站点数量等；设备信号，如闸机实时信号灯等；以CSV格式导入到SoonBuilder平台中。
步骤3：利用SoonBuilder平台将CSV二维信息与三维模型信息进行映射得到二三维融合模型。具体的，
1.对三维模型的数据集矩阵X0＝{x1,x2,…,xn}进行去中心化
Figure BDA0003300189500000081
Figure BDA0003300189500000082
其中xi为三维列向量，得到三维数据集矩阵X。本公式表示将每一个列向量减去平均值；
2.计算三维模型的数据协方差矩阵
Figure BDA0003300189500000083
X为三维数据集矩阵，XT是矩阵X的置换矩阵；
3.对协方差矩阵Cov(x)做特征值分解求出
Figure BDA0003300189500000084
的特征值与特征向量；
4.取最大的2个特征值对应的特征向量w1，w2，组成特征向量矩阵P，其中特征向量w1，w2是作为单位三维行向量组成特征向量矩阵P的；
5.求出新的二维模型的数据集矩阵Y,Y＝PX，即实现将三维模型数据转换为二维模型数据；
6.将得到的转换的二维模型数据与CSV二维信息进行映射，即可实现二三维数据融合。
通过以上步骤实现三维模型与二维模型的映射，得到二三维融合模型，实现二三维的信息联动。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明基于B/S架构提供一体化的界面，可以在一个界面中进行对三到四个专业界面的控制。
2、本发明通过中心FEP模块、车辆网关模块和调度指挥模块等相关模块，将分散在各业务系统中与乘客出行和服务密切相关的信息进行集成，可以构建一体化乘客调度指挥系统，实现一体化的乘车服务。
3、出现应急状况时，可通过Html5轻量化移动端技术，将页面的网址分享给救援人员，并通过二三维数据交互的方式，获取相应人员关注的点信息、面信息。使救援人员更加直接、个性化的完成救援任务。
本发明还提供了一种电子设备，包括总线、收发器(显示单元/输出单元、输入单元)、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述收发器、所述存储器和所述处理器通过所述总线相连，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述的一种二三维数据呈现方法中的步骤。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的一种二三维数据呈现方法中的步骤。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明涉及一种轨道交通行车指挥系统及二三维数据呈现方法，其中系统包括：设备机房模块，用于采集行车指挥数据；车站模块，用于采集乘客流量信息；车辆模块，用于采集车辆事件信息；车辆事件信息包括列车控制和管理系统数据、广播系统数据、乘客信息系统数据和列车自动控制系统数据；调度指挥模块，与设备机房模块、车站模块和车辆模块连接，用于对行车指挥数据、乘客流量信息和车辆事件信息进行处理得到调度指挥数据；操作界面模块，用于显示调度指挥数据。本发明通过对行车指挥数据、乘客流量信息和车辆事件信息进行处理得到调度指挥数据并在操作界面模块进行显示，可以实现原有的需要三到四个界面才能呈现的信息，从而使管控人员进行方便、快捷的行车指挥。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换的技术方案，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以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种轨道交通行车指挥系统，其特征在于，包括：
设备机房模块，用于采集行车指挥数据；
车站模块，用于采集乘客流量信息；
车辆模块，用于采集车辆事件信息；所述车辆事件信息包括列车控制和管理系统数据、广播系统数据、乘客信息系统数据和列车自动控制系统数据；
调度指挥模块，与所述设备机房模块、所述车站模块和所述车辆模块连接，用于对所述行车指挥数据、所述乘客流量信息和所述车辆事件信息进行处理得到调度指挥数据；
操作界面模块，用于显示所述调度指挥数据；
所述操作界面模块，还用于当遇到应急状况时，通过二三维交互的方法，获取相应人员关注的点信息和面信息；具体的，一种二三维数据交互方法，包括以下步骤：
1.对三维模型的数据集矩阵X0＝{x1,x2,…,xn}进行去中心化
Figure FDA0003756438840000011
Figure FDA0003756438840000012
其中xi为三维列向量，得到三维数据集矩阵X；
2.计算三维模型的数据协方差矩阵
Figure FDA0003756438840000013
X为三维数据集矩阵，XT是矩阵X的置换矩阵；
3.对协方差矩阵Cov(x)做特征值分解求出
Figure FDA0003756438840000014
的特征值与特征向量；
4.取最大的2个特征值对应的特征向量w1，w2，组成特征向量矩阵P，其中特征向量w1，w2是作为单位三维行向量组成特征向量矩阵P的；
5.求出新的二维模型的数据集矩阵Y,Y＝PX，即实现将三维模型数据转换为二维模型数据；
6.将得到的转换的二维模型数据与CSV二维信息进行映射得到二三维融合模型。
2.根据权利要求1所述的一种轨道交通行车指挥系统，其特征在于，所述设备机房模块，包括：
中心前端处理器，与火灾报警系统、轨道交通站台屏蔽门系统、自动列车监控系统、环境和机电设备监控系统、自动售检票系统、铁路乘客信息系统、铁路广播系统和铁路闭环电视系统连接，用于采集行车指挥数据；
历史服务器，与所述中心前端处理器连接，用于存储历史行车指挥数据。
3.根据权利要求1所述的一种轨道交通行车指挥系统，其特征在于，所述车站模块包括：
车站客流感知识别分析装置，用于采集乘客流量信息。
4.根据权利要求1所述的一种轨道交通行车指挥系统，其特征在于，还包括：
中心服务器，分别与所述设备机房模块、所述车站模块、所述车辆模块和所述调度指挥模块连接，用于存储所述行车指挥数据、所述乘客流量信息和所述车辆事件信息。
5.根据权利要求1所述的一种轨道交通行车指挥系统，其特征在于，所述车辆模块包括：
列车控制和管理系统，用于提供列车控制和管理系统数据；
车载广播系统，用于提供广播系统数据；
车载乘客信息系统，用于提供乘客信息系统数据；
列车自动控制系统，用于提供列车自动控制系统数据；
车辆网关服务器，分别与所述列车控制和管理系统、所述广播系统、所述乘客信息系统和所述列车自动控制系统连接用于采集车辆事件信息。
6.根据权利要求1所述的一种轨道交通行车指挥系统，其特征在于，所述调度指挥模块，包括：
调度指挥服务器，分别与所述设备机房模块、所述车站模块和所述车辆模块连接；
乘客调度工作站，与所述调度指挥服务器连接，用于存储调度指挥数据。
7.根据权利要求1所述的一种轨道交通行车指挥系统，其特征在于，所述操作界面模块，包括：
列车进路控制子模块，用于显示列车进路；
运营图时刻表编制子模块，用于显示列车的运营图；
行车智慧展示子模块，用于显示列车的客流运力匹配值；
行车模拟子模块，用于显示行车模拟数据。
8.一种二三维数据呈现方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：对城市轨道交通系统建立三维模型；
步骤2：将各个线路的信息以CSV格式导入到SoonBuilder平台中，生成CSV二维信息；
步骤3：利用所述SoonBuilder平台将所述CSV二维信息与所述三维模型中相应横纵坐标进行映射得到二三维融合模型，具体的包括：
1.对三维模型的数据集矩阵X0＝{x1,x2,…,xn}进行去中心化
Figure FDA0003756438840000031
Figure FDA0003756438840000032
其中xi为三维列向量，得到三维数据集矩阵X；
2.计算三维模型的数据协方差矩阵
Figure FDA0003756438840000033
X为三维数据集矩阵，XT是矩阵X的置换矩阵；
3.对协方差矩阵Cov(x)做特征值分解求出
Figure FDA0003756438840000034
的特征值与特征向量；
4.取最大的2个特征值对应的特征向量w1，w2，组成特征向量矩阵P，其中特征向量w1，w2是作为单位三维行向量组成特征向量矩阵P的；
5.求出新的二维模型的数据集矩阵Y,Y＝PX，即实现将三维模型数据转换为二维模型数据；
6.将得到的转换的二维模型数据与CSV二维信息进行映射得到二三维融合模型。
9.一种电子设备，包括总线、收发器含显示单元/输出单元和输入单元、存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述收发器、所述存储器和所述处理器通过所述总线相连，其特征在于，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求8所述的一种二三维数据呈现方法中的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求8所述的一种二三维数据呈现方法中的步骤。
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