列车行车许可和地面信号一致性分析方法与流程

1.本发明涉及列车信号控制系统，尤其是涉及一种用于信号安全监督的列车行车许可和地面信号一致性分析方法。


背景技术：

2.随着高铁信号系统的不断完善和功能优化，安全性和可靠性越来越高，但是信号系统之间接口和数据交互因软件发布测试不充分、人工配置校验不到位、接口数据传递不闭环、技术规范应用偏差等因素成为信号设备整体应用一个相对薄弱区域，因此实现信号关键设备间安全监督已经十分必要和迫切。信号安全监督中一个核心功能就是实现rbc系统中列车行车许可(ma)数据与其他系统中地面信号状态数据的一致性监测及诊断，包括：列车所在闭塞分区的区段占用状态监督、ma途径的信号机状态监督、ma途径的区间和站内区段占用状态监督、ma途径的站内道岔状态监督等。
3.因此如何来提供一种应用于信号安全监督的列车行车许可和地面信号状态的一致性分析技术，从而实现信号安全监督的核心功能并提升其可信度和可用性，成为需要解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种列车行车许可和地面信号一致性分析方法，实现了信号安全监督的核心功能并提升了其可信度和可用性。
5.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.根据本发明的第一方面，提供了一种列车行车许可和地面信号一致性分析方法，该方法包括以下步骤：
7.步骤s1，实时获取列车行车许可数据和地面信号状态数据，经过预处理转换为内部标准格式数据；
8.步骤s2，加载数据分析字典信息，并建立数据关联模型，其中模型包括列车行车许可与地面信号设备的关联模型、地面信号设备与信号状态数据的关联模型；
9.步骤s3，按时间序列建立地面信号状态数据模型；
10.步骤s4，根据列车行车许可数据转换列车行车许可径路数据，并按时间序列建立列车行车许可径路数据模型；
11.步骤s5，从列车行车许可径路数据模型和地面信号状态数据模型获取冗余时间范围内的数据信息，进行一致性比较分析。
12.作为优选的技术方案，所述的步骤s1的预处理包括与rbc接口获取的列车行车许可数据预处理、与联锁系统接口获取的站内信号状态数据预处理、与列控中心接口获取的区间区段状态数据预处理。
13.作为优选的技术方案，所述的列车行车许可数据预处理具体为：
14.将不同协议的列车行车许可数据抽象为统一结构，包括：协议版本、rbc标识、列车标识、列车车次号、列车信息、ma途径的信号机索引或者闭塞分区索引；
15.屏蔽不同版本接口协议的数据差异，保证数据从接口到分析传输路径上的格式统一性。
16.作为优选的技术方案，所述的站内信号状态数据预处理具体为：
17.将每个站内信号设备状态数据按数据类型和路数抽象为一个单点数据，内容包括：数据类型、数据路数、数据值；
18.同一类型的所有单点数据组成一个数据单元，同一时刻一个车站的站内信号状态数据按不同类型分为多个数据单元。
19.作为优选的技术方案，所述区间区段状态数据预处理具体为：
20.将每个区间区段的状态数据按数据类型和路数抽象为一个单点数据，内容包括：数据类型、数据路数、数据值；
21.同一类型的所有单点数据组成一个数据单元，同一时刻一个车站的所有区间区段状态数据按不同类型分为多个数据单元。
22.作为优选的技术方案，所述的步骤s2中的建立数据关联模型具体包括：
23.建立列车行车许可与地面信号设备的关联模型，具体为：根据数据字典建立列车行车许可途径信号点的索引与实际信号机信息的映射关系，实际信号机信息包括：信号机名称标识、区间/站内分类标识、信号机方向、所在车站标识等；根据数据字典建立列车行车许可途径闭塞分区的索引与闭塞分区信息的映射关系，闭塞分区信息包括：闭塞分区名称标识、区间/站内分类标识、所在车站标识、对应实际物理区段名称标识等信息；
24.建立地面信号设备与信号状态数据的关联模型，具体为：根据数据字典按车站、数据来源、数据分类逐级建立信号状态数据索引与信号设备标识的映射关系。
25.作为优选的技术方案，所述的步骤s3中的建立地面信号状态数据模型，按时间范围、车站标识、数据类型、数据点标识建立多级索引，从而支持按时间范围、车站标识、数据类型、数据点标识快速从模型中查找数据。
26.作为优选的技术方案，所述的步骤s4中的根据列车行车许可数据转换列车行车许可径路数据具体为：
27.当列车行车许可径路信息由信号点描述时，根据列车行车许可的起始信号机和途径信号机索引信息获取列车行车许可途径的信号设备标识；
28.当列车行车许可径路信息由闭塞分区描述时，根据闭塞分区索引信息获取列车行车许可途径的信号设备标识，列车行车许可途径的信号设备标识包括：信号机、区间区段、站内区段、站内道岔的设备标识。
29.作为优选的技术方案，所述的步骤s4中的建立列车行车许可径路数据模型，按时间范围、列车标识、建立多级索引，从而支持按时间范围、列车标识快速从模型中获取数据。
30.作为优选的技术方案，所述的步骤s5中的一致性比较分析，其分析对象至少包含：列车所在闭塞分区途径的区段状态一致性比较、列车行车许可途径的信号机状态一致性比较、列车行车许可途径的区段占用状态一致性比较、列车行车许可途径的站内道岔状态一致性比较。
31.作为优选的技术方案，所述的步骤s5中的一致性比较分析，其分析过程从列车行
车许可径路数据模型和地面信号状态数据模型，获取冗余时间范围内的数据进行分析。
32.与现有技术相比，本发明通过数据预处理、数据建模和分治管理，逐级实现数据分析逻辑。降低了不同系统间数据分析的复杂度，提高了分析结果的准确度，有利于提升信号安全监督功能的可信度和可用性，保证行车安全。
附图说明
33.图1为本发明列车行车许可和地面信号一致性分析的具体流程图。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
35.本发明一种应用于信号安全监督的列车行车许可和地面信号状态的一致性分析方法，该方法通过数据预处理、数据建模和分治管理，逐级实现数据分析逻辑。降低不同系统间数据分析的复杂度，提高分析结果的准确度，有利于提升信号安全监督功能的可信度和可用性，保证行车安全。
36.如附图(1)所示，本发明的具体过程如下：
37.1.通过与其他信号系统接口，实时获取列车行车许可(ma)数据和地面信号状态数据，经过预处理转换为内部标准格式数据。
38.(1)ma数据转换后的标准格式包括：协议版本、rbc标识、列车标识、列车车次号、列车信息、ma途径信号机索引或闭塞分区索引信息。
39.(2)地面信号状态数据转换后的数据分级抽象为：信号状态单点数据，包含数据类型、数据路数、数据值；信号状态数据单元，包括同一类型的所有单点数据；同一时刻的一个车站的数据由多个不同类型的数据单元构成。
40.2.加载数据分析字典信息，建立数据关联模型，包括列车行车许可(ma)与地面信号设备的关联模型、地面信号设备与信号状态数据的关联模型。
41.(1)建立列车行车许可(ma)与地面信号设备的关联模型，利用该模型可通过ma数据中携带的信号点索引/闭塞分区索引快速查找实际信号机设备信息和闭塞分区详细信息。
42.(2)建立地面信号设备与信号状态数据的关联模型，利用该模型通过信号设备标识索引快速查找信号状态数据点的详细信息。
43.3.按时间序列建立地面信号状态数据模型，支持按时间范围、车站标识、数据类型、数据点标识快速从模型中查找数据。
44.具体实施时，地面信号状态数据模型按车站、类型、数据点、时间范围逐级组织数据，特别的，软件中按预定义的最大时间范围缓存地面信号状态数据，按时间序列形成数据队列，以先进先出的原则滚动替换缓存数据。
45.4.根据列车行车许可(ma)数据转换ma径路数据，并按时间序列建立ma径路数据模型，支持按时间范围、列车标识快速从模型中获取数据。
46.(1)根据列车行车许可(ma)数据转换ma径路数据，具体实施时：
47.当ma径路由信号机索引信息描述时，根据ma起始信号机和途径信号机信息和信号站场连接关系，逐级递归追溯，查找从起始信号机开始的ma径路所包含的信号设备；
48.当ma径路由闭塞分区索引信息描述时，根据每个闭塞分区的索引在数据关联模型中查找闭塞分区对应的实际物理区段信号设备。特别的，当闭塞分区为站内进路时，根据进路的起始信号机信息和信号站场连接关系，逐级递归追溯，查找该进路所包含的信号设备。
49.(2)建立列车行车许可(ma)径路数据模型，具体实施时按列车标识和时间范围组织数据，软件中按预定义的最大时间范围缓存ma径路数据，按时间序列形成数据队列，以先进先出的原则滚动替换缓存数据。
50.5.从列车行车许可(ma)径路数据模型和地面信号状态数据模型获取冗余时间范围内的数据信息，进行一致性比较分析。
51.(1)分析对象至少包含：列车所在闭塞分区途径的区段状态一致性比较、列车行车许可(ma)途径的信号机状态一致性比较、列车行车许可(ma)途径的区段占用状态一致性比较、列车行车许可(ma)途径的站内道岔状态一致性比较。
52.(2)对数据进行延后分析，以列车行车许可ma数据为基准，获取ma数据前后一段时间范围内的地面信号状态数据，当该时间范围内ma径路与地面信号状态数据全部都满足不一致条件时才认为是异常情况，同时当连续多个ma数据分析都异常时才产生列车行车许可与地面信号状态不一致的报警信息。充分消除由于不同系统数据时间差造成的误差，提高分析的准确度。
53.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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换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权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种列车行车许可和地面信号一致性分析方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤s1，实时获取列车行车许可数据和地面信号状态数据，经过预处理转换为内部标准格式数据；步骤s2，加载数据分析字典信息，并建立数据关联模型，其中模型包括列车行车许可与地面信号设备的关联模型、地面信号设备与信号状态数据的关联模型；步骤s3，按时间序列建立地面信号状态数据模型；步骤s4，根据列车行车许可数据转换列车行车许可径路数据，并按时间序列建立列车行车许可径路数据模型；步骤s5，从列车行车许可径路数据模型和地面信号状态数据模型获取冗余时间范围内的数据信息，进行一致性比较分析。2.根据权利要求1所述的一种列车行车许可和地面信号一致性分析方法，其特征在于，所述的步骤s1的预处理包括与rbc接口获取的列车行车许可数据预处理、与联锁系统接口获取的站内信号状态数据预处理、与列控中心接口获取的区间区段状态数据预处理。3.根据权利要求2所述的一种列车行车许可和地面信号一致性分析方法，其特征在于，所述的列车行车许可数据预处理具体为：将不同协议的列车行车许可数据抽象为统一结构，包括：协议版本、rbc标识、列车标识、列车车次号、列车信息、ma途径的信号机索引或者闭塞分区索引；屏蔽不同版本接口协议的数据差异，保证数据从接口到分析传输路径上的格式统一性。4.根据权利要求2所述的一种列车行车许可和地面信号一致性分析方法，其特征在于，所述的站内信号状态数据预处理具体为：将每个站内信号设备状态数据按数据类型和路数抽象为一个单点数据，内容包括：数据类型、数据路数、数据值；同一类型的所有单点数据组成一个数据单元，同一时刻一个车站的站内信号状态数据按不同类型分为多个数据单元。5.根据权利要求2所述的一种列车行车许可和地面信号一致性分析方法，其特征在于，所述区间区段状态数据预处理具体为：将每个区间区段的状态数据按数据类型和路数抽象为一个单点数据，内容包括：数据类型、数据路数、数据值；同一类型的所有单点数据组成一个数据单元，同一时刻一个车站的所有区间区段状态数据按不同类型分为多个数据单元。6.根据权利要求1所述的一种列车行车许可和地面信号一致性分析方法，其特征在于，所述的步骤s2中的建立数据关联模型具体包括：建立列车行车许可与地面信号设备的关联模型，具体为：根据数据字典建立列车行车许可途径信号点的索引与实际信号机信息的映射关系；根据数据字典建立列车行车许可途径闭塞分区的索引与闭塞分区信息的映射关系；建立地面信号设备与信号状态数据的关联模型，具体为：根据数据字典按车站、数据来源、数据分类逐级建立信号状态数据索引与信号设备标识的映射关系。7.根据权利要求1所述的一种列车行车许可和地面信号一致性分析方法，其特征在于，
所述的步骤s3中的建立地面信号状态数据模型，按时间范围、车站标识、数据类型、数据点标识建立多级索引，从而支持按时间范围、车站标识、数据类型、数据点标识快速从模型中查找数据。8.根据权利要求1所述的一种列车行车许可和地面信号一致性分析方法，其特征在于，所述的步骤s4中的根据列车行车许可数据转换列车行车许可径路数据具体为：当列车行车许可径路信息由信号点描述时，根据列车行车许可的起始信号机和途径信号机索引信息获取列车行车许可途径的信号设备标识；当列车行车许可径路信息由闭塞分区描述时，根据闭塞分区索引信息获取列车行车许可途径的信号设备标识，列车行车许可途径的信号设备标识包括：信号机、区间区段、站内区段、站内道岔的设备标识。9.根据权利要求1所述的一种列车行车许可和地面信号一致性分析方法，其特征在于，所述的步骤s4中的建立列车行车许可径路数据模型，按时间范围、列车标识、建立多级索引，从而支持按时间范围、列车标识快速从模型中获取数据。10.根据权利要求1所述的一种列车行车许可和地面信号一致性分析方法，其特征在于，所述的步骤s5中的一致性比较分析，其分析对象至少包含：列车所在闭塞分区途径的区段状态一致性比较、列车行车许可途径的信号机状态一致性比较、列车行车许可途径的区段占用状态一致性比较、列车行车许可途径的站内道岔状态一致性比较。11.根据权利要求1所述的一种列车行车许可和地面信号一致性分析方法，其特征在于，所述的步骤s5中的一致性比较分析，其分析过程从列车行车许可径路数据模型和地面信号状态数据模型，获取冗余时间范围内的数据进行分析。

技术总结
本发明涉及一种列车行车许可和地面信号一致性分析方法，该方法包括：S1，实时获取列车行车许可数据和地面信号状态数据，经过预处理转换为内部标准格式数据；S2，加载数据分析字典信息，并建立数据关联模型；S3，按时间序列建立地面信号状态数据模型；S4，根据列车行车许可数据转换列车行车许可径路数据，并按时间序列建立列车行车许可径路数据模型；S5，从列车行车许可径路数据模型和地面信号状态数据模型获取冗余时间范围内的数据信息，进行一致性比较分析。与现有技术相比，本发明具有有利于提升信号安全监督功能的可信度和可用性等优点。点。点。


技术研发人员：刘晓峰 涂鹏飞 杨向波 李少贤
受保护的技术使用者：卡斯柯信号有限公司
技术研发日：2022.12.21
技术公布日：2023/4/17