CN117857665A - 一种城轨cbtc信号系统报文的解码分析方法 - Google Patents

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余江鹏
陈杰
康福荣
周斌
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    • HELECTRICITY
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Abstract

本发明提供了一种城轨CBTC信号系统报文的解码分析方法,所述解码分析方法具体为:获取每种城轨CBTC信号系统的通信协议类型,编制每种城轨CBTC信号系统的通信协议类型对应的配置文件;确定进行报文分析的城轨CBTC信号系统,并调取对应的报文数据;根据城轨CBTC信号系统的通信协议类型调取对应的配置文件,并根据配置文件制定解析规则,根据制定的解析规则对获取的报文数据进行报文解析,提取报文字段;设定筛选条件,对提取的报文字段进行筛选,确定目标报文字段,对目标报文字段进行对比分析,并将对比分析结果进行可视化展示。本发明能够适配定制化报文解析的解析规则,支持多种城轨CBTC信号系统的报文解析。

Description

一种城轨CBTC信号系统报文的解码分析方法
技术领域
本发明涉及CBTC信号系统技术领域,尤其是指一种城轨CBTC信号系统报文的解码分析方法。
背景技术
CBTC信号系统是一个安全的、具有高可靠性和高稳定性的基于无线的列车自动控制系统,现广泛应用于初始轨道交通运输中,其通过无线通信技术来实现列车之间的信息交换和控制指令传递,能够有效减少人为操作的错误和事故的发生,从而提高列车运行的安全性和效率。而CBTC信号系统在实际运营过程中可能会出现各种故障,如信号干扰、通信故障和系统故障等,这些故障很可能会导致列车无法正常运行,而在发现故障问题后,则需要通过对CBTC信号系统进行调试来进行问题处置。因此,为了保障CBTC信号系统的正常运行,需要在CBTC信号系统在运行过程中出现故障问题及时进行故障分析,并进行调试以快速解决故障问题。
现在大多通过对CBTC信号系统的报文字段含义进行解析以实现对CBTC信号系统的故障分析和调试处置,但现有的针对CBTC信号系统的报文解析方法中,往往需要根据CBTC信号系统厂商提供的通信协议规范和文档,进行人工解析或定制开发工具,以解析报文字段的含义。人工解析的方式对于进行解析处理的人员的能力要求较高,且难以避免同时面临多个厂商的信号系统报文的情景,人工解析的效率低下。而定制开发工具的方式,由于不同厂家定义的通信协议之间存在差异,定制的开发工具往往只能适配一种通信协议的CBTC信号系统的报文解析,兼容性较差,需要针对不同协议定制对应的开发解析工具。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的缺点,提供一种城轨CBTC信号系统报文的解码分析方法,能够根据各种城轨CBTC信号系统的通信协议编制对应的配置文件,在需要进行报文解析时,能够自动根据城轨CBTC信号系统的通信协议调取对应的配置文件,从而制定相应的解析规则以进行报文解析,能够解决现有的针对城轨CBTC信号系统的报文解析方法中人工解析效率低且错误率高,以及定制开发工具兼容性较差的问题,兼容了多种城轨CBTC信号系统的报文解析的配置文件,能够适配定制化报文解析的解析规则,实现自动化报文解析,提高了报文解析的效率,使得故障排查和调试过程能够得到加快,保障常规CBTC信号系统的运行安全。
本发明的目的是通过下述技术方案予以实现:
一种城轨CBTC信号系统报文的解码分析方法,包括,
获取每种城轨CBTC信号系统的通信协议类型,编制每种城轨CBTC信号系统的通信协议类型对应的配置文件;
确定进行报文分析的城轨CBTC信号系统,并调取对应的报文数据;
根据城轨CBTC信号系统的通信协议类型调取对应的配置文件,并根据配置文件制定解析规则,根据制定的解析规则对获取的报文数据进行报文解析,提取报文字段;
设定筛选条件,对提取的报文字段进行筛选,确定目标报文字段,对目标报文字段进行对比分析,并将对比分析结果进行可视化展示。
进一步的,所述编制每种城轨CBTC信号系统的通信协议类型对应的配置文件,包括,根据城轨CBTC信号系统类型确定报文因素,并获取报文因素间的关联关系,根据报文因素间的关联关系确定报文因素的层级关系,根据对应的通信协议类型确定报文结构,根据报文因素的层级关系对报文结构进行划分,获取若干个报文子单元,并设定每个报文子单元之间的层级关系,匹配每个报文子单元对应的报文因素,根据对应的报文因素设定每个报文子单元对应报文字段的字段名称、字段长度和数据类型,并根据对应的字段名称设定每个报文子单元的名称。
进一步的,所述编制每种城轨CBTC信号系统的通信协议类型对应的配置文件,包括,根据每个报文子单元之间的层级关系设定配置文件的储存路径,储存路径包括若干个储存节点,每个储存节点对应一个报文子单元,将每个报文子单元对应设置的报文字段的字段名称、字段长度和数据类型储存至对应的储存节点中,并设置储存路径的目录名称和每个储存节点的节点名称。
进一步的,所述设置储存路径的目录名称和每个储存节点的节点名称,包括,根据城轨CBTC信号系统的投入使用年份、优化次数、配置文件编制时间以及类型设置储存路径的目录名称,并按照每个报文子单元的名称设置每个储存节点的节点名称。
进一步的,所述根据配置文件制定解析规则,包括,根据配置文件内每个报文子单元之间的层级关系确定对报文进行字段提取的提取次序,并根据每个报文子单元对应报文字段的字段长度来确定每次字段提取的字段长度,再根据每个报文子单元的数据类型确定对相应提取的每个报文字段的数据转换规则。
进一步的,所述设定筛选条件,对提取的报文字段进行筛选,确定目标报文字段,包括,获取当前城轨CBTC信号系统的报文分析需求,并根据报文分析需求设定报文分析任务,确定报文分析任务中每个分析步骤的关键报文因素,根据关键报文因素设定筛选条件,根据设定的筛选条件确定筛选方式,根据确定筛选方式从提取的报文字段中筛选出目标报文字段。
进一步的,所述筛选方式包括条件单选框、条件复选框和模糊查询。
进一步的,所述根据设定的筛选条件确定筛选方式,包括,将每个关键报文因素与所有字段名称进行匹配,若每个关键报文因素均能与其中的一个字段相匹配,则确定关键报文因素的数量,根据关键报文因素的数量选择条件单选框或条件复选框作为筛选方式;其他情况下,选择模糊查询作为筛选方式。
进一步的,所述对目标报文字段进行对比分析,获取城轨CBTC信号系统的报文分析结果,包括,计算目标报文字段的平均值、最大值和最小值,并计算目标报文字段间的关联关系,将存在关联关系的目标报文字段进行组合,将目标报文字段的平均值、最大值和最小值的计算结果以及目标报文字段组合通过曲线或图表方式进行可视化展示。
进一步的,所述确定进行报文分析的城轨CBTC信号系统,并调取对应的报文数据,包括,每个城轨CBTC信号系统的报文统一储存在对应目录文件中,确定进行报文分析的城轨CBTC信号系统,制定城轨CBTC信号系统的目录文件,调取对应的报文数据。
本发明的有益效果是:
兼容了针对多种城轨CBTC信号系统的报文解析的配置文件,能够适配定制化报文解析的解析规则,支持多种城轨CBTC信号系统的报文解析。在需要进行报文解析时,能够自动根据城轨CBTC信号系统的通信协议调取对应的配置文件,从而制定相应的解析规则以进行报文解析,实现自动化报文解析,提高了报文解析的效率,使得故障排查和调试过程能够得到加快,保障常规CBTC信号系统的运行安全。
且在编制配置文件后,能够工具城轨CBTC信号系统的具体情况来设置其配置文件的储存路径,在后续需要对配置文件进行更新时,能够快速定位更新部分,提高更新效率。
附图说明
图1是本发明的一种流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步描述。
实施例:
一种城轨CBTC信号系统报文的解码分析方法,如图1所示,包括,
获取每种城轨CBTC信号系统的通信协议类型,编制每种城轨CBTC信号系统的通信协议类型对应的配置文件;
确定进行报文分析的城轨CBTC信号系统,并调取对应的报文数据;
根据城轨CBTC信号系统的通信协议类型调取对应的配置文件,并根据配置文件制定解析规则,根据制定的解析规则对获取的报文数据进行报文解析,提取报文字段;
设定筛选条件,对提取的报文字段进行筛选,确定目标报文字段,对目标报文字段进行对比分析,并将对比分析结果进行可视化展示。
所述编制每种城轨CBTC信号系统的通信协议类型对应的配置文件,包括,根据每个报文子单元之间的层级关系设定配置文件的储存路径,储存路径包括若干个储存节点,每个储存节点对应一个报文子单元,将每个报文子单元对应设置的报文字段的字段名称、字段长度和数据类型储存至对应的储存节点中,并设置储存路径的目录名称和每个储存节点的节点名称。
所述设置储存路径的目录名称和每个储存节点的节点名称,包括,根据城轨CBTC信号系统的投入使用年份、优化次数、配置文件编制时间以及类型设置储存路径的目录名称,并按照每个报文子单元的名称设置每个储存节点的节点名称。
每个城轨CBTC信号系统对应控制的设备类型以及传输的数据类型均不相同,且即便不同的城轨CBTC信号系统控制相同设备类型的设备,其所制定和传输的控制指令也会因其通信协议的不同而呈现不同的报文内容。因此,但是在确定了通信协议后,报文的报文结构是固定的,只是报文内容的格式和内容会变化,因此,可根据城轨CBTC信号系统类型来确定具体的报文因素,此处的报文因素为城轨CBTC信号系统所传递报文中所包含的数据种类,如城轨CBTC信号系统与各列车之间的控制指令信息、控制指令的接收反馈信息等。
在获取城轨CBTC信号系统的报文因素后,由于城轨CBTC信号系统的工作是围绕列车控制所展开的,各报文因素间为列车控制过程中各环节所产生的数据,因此,报文因素因其所参与的列车控制环节的不同,存在着层级关系,如控制指令信息和控制指令的接收反馈信息,在城轨CBTC信号系统的运行过程中肯定是先制定并传输控制指令信息,再根据控制指令的接收反馈情况生成控制指令的接收反馈信息,即控制指令信息与控制指令的接收反馈信息存在关联关系。由于控制指令信息的生成顺序先于控制指令的接收反馈信息,且控制指令的接收反馈信息需要依据控制指令信息生成,因此,控制指令信息和控制指令的接收反馈信息存在层级关系,且控制指令信息的层级高于控制指令的接收反馈信息。
通过此类分析方式,确定报文因素间的层级关系,而关联关系的计算可通过灰色关联度算法等关联关系分析算法来实现。
由于在确定通信协议后,其报文的报文结构也是固定的,因此,可根据报文因素的层级关系来对其报文结构进行划分,从而确定报文中每部分所对应的报文因素,再根据报文因素所对应的数据种类,确定报文中各部分中所对应的字段名称、字段长度和数据类型。
且将报文中划分出的每个部分均指代为对应的一个报文子单元,设置了报文子单元后,后续能够通过报文子单元来快速定位需要进行更新优化的配置文件内容。
所述编制每种城轨CBTC信号系统的通信协议类型对应的配置文件,包括,根据每个报文子单元之间的层级关系设定配置文件的储存路径,储存路径包括若干个储存节点,每个储存节点对应一个报文子单元,根据城轨CBTC信号系统的投入使用年份、优化次数、配置文件编制时间以及类型设置储存路径的目录名称,并按照每个报文子单元的名称设置每个储存节点的节点名称。
在根据城轨CBTC信号系统的投入使用年份、优化次数、配置文件编制时间以及类型设置储存路径的目录名称后,在城轨CBTC信号系统需要引入新的报文格式和字段,以进行更新和改进时,能够快速跟进更新需求。且每个城轨CBTC信号系统的更新进度和使用情况不同,为了能够适应更多CBTC信号系统的更新需求,结合城轨CBTC信号系统的投入使用年份、优化次数、配置文件编制时间以及类型来概括城轨CBTC信号系统的使用情况,从而保障能够通过目录名称来准确定位更新的城轨CBTC信号系统。而每个储存节点的节点名称均按照对应报文子单元的名称进行设置,通过节点名称即可快速定位更新对象。
每个城轨CBTC信号系统的报文数据都会统一储存在对应的目录文件中,在选择进行报文分析的城轨CBTC信号系统时,用户可通过输入报文数据,或直接指定城轨CBTC信号系统的目录文件来确定进行报文分析的城轨CBTC信号系统的报文数据。
所述根据配置文件制定解析规则,包括,根据配置文件内每个报文子单元之间的层级关系确定对报文进行字段提取的提取次序,并根据每个报文子单元对应报文字段的字段长度来确定每次字段提取的字段长度,再根据每个报文子单元的数据类型确定对相应提取的每个报文字段的数据转换规则。
所述设定筛选条件,对提取的报文字段进行筛选,确定目标报文字段,包括,获取当前城轨CBTC信号系统的报文分析需求,并根据报文分析需求设定报文分析任务,确定报文分析任务中每个分析步骤的关键报文因素,根据关键报文因素设定筛选条件,根据设定的筛选条件确定筛选方式,根据确定筛选方式从提取的报文字段中筛选出目标报文字段。
所述筛选方式包括条件单选框、条件复选框和模糊查询。
为了提高故障分析效率和问题调试解决效率,设置每个分析步骤中的关键报文因素作为筛选条件,过滤掉不相关的报文,以优化报文分析效率。
所述根据设定的筛选条件确定筛选方式,包括,将每个关键报文因素与所有字段名称进行匹配,若每个关键报文因素均能与其中的一个字段相匹配,则确定关键报文因素的数量,根据关键报文因素的数量选择条件单选框或条件复选框作为筛选方式;其他情况下,选择模糊查询作为筛选方式。
报文解析的报文分析需求可分为故障分析和问题调试解决,在报文分析需求为故障分析时,其报文分析任务则为筛选出报文中与故障相关的特定字段或是与正常取值范围存在差异的字段,以进行故障定位,关键报文因素即可设置为故障相关字段以及以正常取值范围存在差异的字段。
而在报文分析需求为问题调试解决时,其报文分析任务则为筛选出与问题调试相关的特定字段,并将其与正常的取值范围仅比较,再通过对比正常情况下的报文数据、故障时的报文数据以及当前问题调试时的报文数据,寻找与问题相关的异常或变化,以准确评价问题调试效果。此时,关键报文因素即可设置为与问题调试相关的特定字段。
在设定筛选条件时,可根据所设置的关键报文因素数量以及关键报文所知字段名称来设定,如关键报文因素仅设置一个,且可确定关键报文因素的具体报文名称时,可直接采用条件单选框来进行目标报文字段筛选。若关键报文因素设置有多个,若可确定关键报文因素的具体报文名称,则可选择条件复选框进行查询。但若无法确定关键报文因素的具体报文名称,如关键报文因素设置为问题调试相关的特定字段时,则可设置问题调试内容作为关键字,通过模糊查询方法来进行目标报文字段筛选。
所述对目标报文字段进行对比分析,获取城轨CBTC信号系统的报文分析结果,包括,计算目标报文字段的平均值、最大值和最小值,并计算目标报文字段间的关联关系,将存在关联关系的目标报文字段进行组合,将目标报文字段的平均值、最大值和最小值的计算结果以及目标报文字段组合通过曲线或图表方式进行可视化展示。
通过对目标报文字段的平均值、最大值和最小值的计算以及目标报文字段的组合,并将其通过曲线或图表方式进行可视化展示后,能够方便用户对报文数据进行对比分析和验证,从而快速确定报文变化是否符合预期,实现问题调试解决的效果评估。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案,并非对本发明作任何形式上的限制,在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1.一种城轨CBTC信号系统报文的解码分析方法,其特征在于,包括,获取每种城轨CBTC信号系统的通信协议类型,编制每种城轨CBTC信号系统的通信协议类型对应的配置文件;
确定进行报文分析的城轨CBTC信号系统,并调取对应的报文数据;
根据城轨CBTC信号系统的通信协议类型调取对应的配置文件,并根据配置文件制定解析规则,根据制定的解析规则对获取的报文数据进行报文解析,提取报文字段;
设定筛选条件,对提取的报文字段进行筛选,确定目标报文字段,对目标报文字段进行对比分析,并将对比分析结果进行可视化展示。
2.根据权利要求1所述的一种城轨CBTC信号系统报文的解码分析方法,其特征在于,所述编制每种城轨CBTC信号系统的通信协议类型对应的配置文件,包括,根据城轨CBTC信号系统类型确定报文因素,并获取报文因素间的关联关系,根据报文因素间的关联关系确定报文因素的层级关系,根据对应的通信协议类型确定报文结构,根据报文因素的层级关系对报文结构进行划分,获取若干个报文子单元,并设定每个报文子单元之间的层级关系,匹配每个报文子单元对应的报文因素,根据对应的报文因素设定每个报文子单元对应报文字段的字段名称、字段长度和数据类型,并根据对应的字段名称设定每个报文子单元的名称。
3.根据权利要求2所述的一种城轨CBTC信号系统报文的解码分析方法,其特征在于,所述编制每种城轨CBTC信号系统的通信协议类型对应的配置文件,包括,根据每个报文子单元之间的层级关系设定配置文件的储存路径,储存路径包括若干个储存节点,每个储存节点对应一个报文子单元,将每个报文子单元对应设置的报文字段的字段名称、字段长度和数据类型储存至对应的储存节点中,并设置储存路径的目录名称和每个储存节点的节点名称。
4.根据权利要求2所述的一种城轨CBTC信号系统报文的解码分析方法,其特征在于,所述设置储存路径的目录名称和每个储存节点的节点名称,包括,根据城轨CBTC信号系统的投入使用年份、优化次数、配置文件编制时间以及类型设置储存路径的目录名称,并按照每个报文子单元的名称设置每个储存节点的节点名称。
5.根据权利要求2所述的一种城轨CBTC信号系统报文的解码分析方法,其特征在于,所述根据配置文件制定解析规则,包括,根据配置文件内每个报文子单元之间的层级关系确定对报文进行字段提取的提取次序,并根据每个报文子单元对应报文字段的字段长度来确定每次字段提取的字段长度,再根据每个报文子单元的数据类型确定对相应提取的每个报文字段的数据转换规则。
6.根据权利要求1所述的一种城轨CBTC信号系统报文的解码分析方法,其特征在于,所述设定筛选条件,对提取的报文字段进行筛选,确定目标报文字段,包括,获取当前城轨CBTC信号系统的报文分析需求,并根据报文分析需求设定报文分析任务,确定报文分析任务中每个分析步骤的关键报文因素,根据关键报文因素设定筛选条件,根据设定的筛选条件确定筛选方式,根据确定筛选方式从提取的报文字段中筛选出目标报文字段。
7.根据权利要求6所述的一种城轨CBTC信号系统报文的解码分析方法,其特征在于,所述筛选方式包括条件单选框、条件复选框和模糊查询。
8.根据权利要求6所述的一种城轨CBTC信号系统报文的解码分析方法,其特征在于,所述根据设定的筛选条件确定筛选方式,包括,将每个关键报文因素与所有字段名称进行匹配,若每个关键报文因素均能与其中的一个字段相匹配,则确定关键报文因素的数量,根据关键报文因素的数量选择条件单选框或条件复选框作为筛选方式;其他情况下,选择模糊查询作为筛选方式。
9.根据权利要求6所述的一种城轨CBTC信号系统报文的解码分析方法,其特征在于,所述对目标报文字段进行对比分析,获取城轨CBTC信号系统的报文分析结果,包括,计算目标报文字段的平均值、最大值和最小值,并计算目标报文字段间的关联关系,将存在关联关系的目标报文字段进行组合,将目标报文字段的平均值、最大值和最小值的计算结果以及目标报文字段组合通过曲线或图表方式进行可视化展示。
10.根据权利要求1所述的一种城轨CBTC信号系统报文的解码分析方法,其特征在于,所述确定进行报文分析的城轨CBTC信号系统,并调取对应的报文数据,包括,每个城轨CBTC信号系统的报文数据统一储存在对应目录文件中,确定进行报文分析的城轨CBTC信号系统,指定城轨CBTC信号系统的目录文件,调取对应的报文数据。
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