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基于机车综合无线通信设备运行数据模拟验证的方法

阅读:206发布:2020-05-12

专利汇可以提供基于机车综合无线通信设备运行数据模拟验证的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于 铁 路 机车 综合无线通信设备运行数据模拟验证的方法,首先通过人机终端设置参数,导入GIS数据,对导入的GIS数据进行的纠正,确定模拟线路并发送至卫星 定位 信号 发生器,然后卫星定位信号发生器运行的标准定位信息与各个铁路机车综合无线通信设备返回的定位信息进行对比,判断两者定位信息是否一致,如果不一致,人机终端给出错误提示并暂停模拟运行,提示用户进行人工识别和干预。本发明具有如下有益效果:具备GIS数据 可视化 编辑和修正功能及其 算法 ,避免因少数数据错误而需要重新踩点GPS数据;能够提高铁路机车综合无线通信设备运行数据的验证效率,确保验证结果的准确性。,下面是基于机车综合无线通信设备运行数据模拟验证的方法专利的具体信息内容。

1.一种基于机车综合无线通信设备运行数据模拟验证的方法,其特征在于,包括人机终端(1)、卫星定位信号发生器(2)和若干个铁路机车综合无线通信设备(3);人机终端分别与卫星定位信号发生器和各个铁路机车综合无线通信设备电连接;包括如下步骤:
(1-1)设置铁路机车的运行速度;
(1-2)通过人机终端导入GIS数据,确定模拟线路数据并在线路数据GIS地图中显示,发送数据切换指令给卫星定位信号发生器;
(1-3)卫星定位信号发生器按照转换的模拟数据模拟机车运行,根据设定的运行速度定时输出定位信息,将定位信息数据通过无线网络发送给人机终端,作为线路数据模拟的标准定位信息;同时将定位信息数据转换为铁路机车综合无线通信设备可接收的射频信号发送出去;
(1-4)各个铁路机车综合无线通信设备内置的卫星定位单元接收并处理卫星定位信号发生器发送的射频信号,并将各自的定位信息数据通过各个串口发送给人机终端;
(1-5)人机终端收到卫星定位信号发生器的定位信息后,在线路数据GIS地图中移动;
同时人机终端还会收到各个铁路机车综合无线通信设备的定位信息,对各个铁路机车综合无线通信设备的定位信息以不同颜色取反,显示在线路数据GIS地图中;
(1-6)人机终端将线路数据GIS地图中的标准定位信息分别与各个铁路机车综合无线通信设备的定位信息进行比较,判断铁路机车综合无线通信设备线路数据和工作状态是否与标准定位信息一致,如果不一致,人机终端给出错误提示并暂停模拟运行,提示用户进行人工识别和干预;或者根据配置要求,继续模拟运行,同时标记不一致的内容,以错误或警告的方式提供给用户确认或识别。
2.根据权利要求1所述的基于铁路机车综合无线通信设备运行数据模拟验证的方法,其特征在于,步骤(1-2)的具体步骤为:
(2-1)通过人机终端导入GIS数据,根据导入的数据计算各个数据点的总距离Sn,按照设定的铁路机车的运行速度计算每秒运行的距离Sv;
(2-2)查找Sv在数据点总距离Sn中的位置,根据该位置对应的最近的两个数据点的经纬度,获得Sv对应的经纬度数据,将经纬度数据作为模拟数据源;
(2-3)在人机终端上选择和切换要模拟的线路数据,并在人机终端的显示屏上显示所选择的线路数据GIS地图,并通过无线网络将模拟线路数据切换指令发送给卫星定位信号发生器。
3.根据权利要求1或2所述的基于铁路机车综合无线通信设备运行数据模拟验证的方法,其特征在于,还包括对导入的GIS数据进行的纠正,具体步骤为:
(3-1)设置两点之间绝对距离的最大值S max和最小值S min,度之间差值的最大值αmax;
(3-2)人机终端导入GIS数据后对数据进行序列化处理,对序列化户的GIS数据进行解析,得到地图数据;
(3-3)通过经纬度坐标a(x1,y1)、b(x2,y2)和c(x3,y3)计算空间矢量数据PD1(s1,α1)和PD2(s2,α2),其中, 表示a和b之间的绝对距离,
表示b和c之间的绝对距离, 表示
由a和b形成的直线的斜率转换成的角度, 表示由b和c形成的直线
的斜率转换成的角度;
(3-4)将计算得到的s1和s2与设置的两点之间绝对距离的最大值S max和最小值S min进行比较,
如果s1<S min或s1>S max,表明a点和b点的空间矢量数据存在错误,对GIS地图中错误的空间矢量数据对应的点进行标记,转入步骤(3-6);
如果s2<S min或s2>S max,表明b点和c点的空间矢量数据存在错误,对GIS地图中错误的空间矢量数据对应的点进行标记,转入步骤(3-6);
如果S min≤s1≤S max和S min≤s2≤S max,将α1和α2的差值与设置的角度之间差值的最大值αmax进行比较,
如果α1和α2的差值大于αmax,表明a点、b点和c点的空间矢量数据存在错误,对GIS地图中错误的空间矢量数据对应的点进行标记,转入步骤(3-5);
如果α1和α2的差值小于等于αmax,表示数据正确;
(3-5)人工对标记错误的相邻两个空间矢量数据PD1(s1,α1)和PD2(s2,α2)对应的a点、b点和c点的中间点b点进行拖动,拖动后,转入步骤(3-3),数据正确后自动清除标记;
(3-6)对标记错误的空间矢量数据PD1(s1,α1)或PD2(s2,α2)对应的数据点进行人工修改,修改完成后自动清除标记。
4.根据权利要求3所述的基于铁路机车综合无线通信设备运行数据模拟验证的方法,其特征在于,步骤(3-6)的具体步骤为:
(4-1)对标记错误的空间矢量数据PD1(s1,α1)或PD2(s2,α2),如果s1<S min,删除a点或b点,修改完成后自动清除标记;如果s2<S min,删除b点或c点,修改完成后自动清除标记;
(4-2)如果s1>S max,在a点和b点之间添加N1个采集点,将空间矢量数据PD1(s1,α1)对应的a点和b点之间拆分成N1+1段空间矢量数据,将各段空间矢量数据对应的两点的坐标存储到数据源的数据库中,修改完成后自动清除标记;如果s2>S max,在b点和c点之间添加N2个采集点,将空间矢量数据PD2(s2,α2)对应的b点和c点之间拆分成N2+1段空间矢量数据,将各段空间矢量数据对应的两点的坐标存储到数据源的数据库中,修改完成后自动清除标记。
5.根据权利要求1所述的基于铁路机车综合无线通信设备运行数据模拟验证的方法,其特征在于,铁路机车综合无线通信设备可接收的射频信号为GPS信号或BDS信号。
6.根据权利要求4所述的基于铁路机车综合无线通信设备运行数据模拟验证的方法,其特征在于, 其中“[]”为取整
符号。
7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的基于铁路机车综合无线通信设备运行数据模拟验证的方法,其特征在于,还包括如下步骤:
(7-1)人机终端将记录运行数据模拟验证过程,输出验证结果,帮助数据验证人员确认制作的CIR线路数据是否正确,最终形成验证报告,给数据制作人员提供修改的参考和依据。

说明书全文

基于机车综合无线通信设备运行数据模拟验证的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及铁路机车综合无线通信设备数据验证技术领域,尤其是涉及一种具备GIS数据可视化编辑和修正功能,能够提高铁路机车综合无线通信设备运行数据的验证效率,确保验证结果的准确性的基于铁路机车综合无线通信设备运行数据模拟验证的方法。

背景技术

[0002] 铁路机车综合无线通信设备运行线路数据是铁路机车综合无线通信设备运用过程中的重要数据,卫星单位单元是存储和处理线路数据的核心部件,该单元具有接受卫星定位信息的功能。随着新线路建设和既有线改造,CIR运行线路数据需要经常进行新增和修改,为保证铁路机车综合无线通信设备运行线路数据的准确和有效,在线路数据批量灌装到铁路机车综合无线通信设备之前需要进行充分的模拟试验和上车验证。
[0003] 目前铁路机车综合无线通信设备运行线路数据验证的方法,主要是通过软件硬件,以有线模拟的方式卫星定位信息输出到卫星定位单元,模拟定位单元模输出定位信息,达到数据验证的目的,不同的厂家采用不同的模拟方法,且不能相互兼容使用,目前铁路机车综合无线通信设备运行线路数据验证的方法存在以下几个问题:
[0004] 1)铁路机车综合无线通信设备的卫星定位单元是处于模拟状态、并非正常的工作状态,模拟的结果与正常运行的情况不能确保完全一致;
[0005] 2)经过模拟试验之后的数据再进行上车验证时仍然存在错误的可能,这样导致需要重复上车验证,消耗了大量的人、物力和时间成本,如果不能及时完成数据验证将影响线路按时开通;
[0006] 3)不同厂家的铁路机车综合无线通信设备不能同时模拟;
[0007] 4)通过串口模拟发送的定位数据没有可视化的线路图对应,无法确定定位数据的对错;
[0008] 5)不能自动比对铁路机车综合无线通信设备运行状态是否正常;
[0009] 6)GPS原始GIS数据信息采集数据通过表格形式进行检查,可视性差,效率低,容易出错,不易检查。

发明内容

[0010] 本发明为了克服现有技术中存在的GPS原始GIS数据信息采集数据通过表格形式进行检查,可视性差,效率低,容易出错,不易检查,经过模拟试验之后的数据再进行上车验证时仍然存在错误的可能,这样导致需要重复上车验证,消耗了大量的人力、物力和时间成本的不足,提供了一种具备GIS数据可视化编辑和修正功能,能够提高铁路机车综合无线通信设备运行数据的验证效率,确保验证结果的准确性的基于铁路机车综合无线通信设备运行数据模拟验证的方法。
[0011] 为了实现上述目的,本发明采用了以下技术方案:
[0012] 一种基于铁路机车综合无线通信设备运行数据模拟验证的方法,包括人机终端、卫星定位信号发生器和若干个铁路机车综合无线通信设备;人机终端分别与卫星定位信号发生器和各个铁路机车综合无线通信设备电连接;包括如下步骤:
[0013] (1-1)设置铁路机车的运行速度;
[0014] (1-2)通过人机终端导入GIS数据,确定模拟线路数据并在线路数据GIS地图中显示,发送数据切换指令给卫星定位信号发生器;
[0015] (1-3)卫星定位信号发生器按照转换的模拟数据模拟机车运行,根据设定的运行速度定时输出定位信息,将定位信息数据通过无线网络发送给人机终端,作为线路数据模拟的标准定位信息;同时将定位信息数据转换为铁路机车综合无线通信设备可接收的射频信号发送出去;
[0016] (1-4)各个铁路机车综合无线通信设备内置的卫星定位单元接收并处理卫星定位信号发生器发送的射频信号,并将各自的定位信息数据通过各个串口发送给人机终端;
[0017] (1-5)人机终端收到卫星定位信号发生器的定位信息后,在线路数据GIS地图中移动;同时人机终端还会收到各个铁路机车综合无线通信设备的定位信息,对各个铁路机车综合无线通信设备的定位信息以不同颜色取反,显示在线路数据GIS地图中;
[0018] (1-6)人机终端将线路数据GIS地图中的标准定位信息分别与各个铁路机车综合无线通信设备的定位信息进行比较,判断铁路机车综合无线通信设备线路数据和工作状态是否与标准定位信息一致,如果不一致,人机终端给出错误提示并暂停模拟运行,提示用户进行人工识别和干预;或者根据配置要求,继续模拟运行,同时标记不一致的内容,以错误或警告的方式提供给用户确认或识别。
[0019] 作为优选,步骤(1-2)的具体步骤为:
[0020] (2-1)通过人机终端导入GIS数据,根据导入的数据计算各个数据点的总距离Sn,按照设定的铁路机车的运行速度计算每秒运行的距离Sv;
[0021] (2-2)查找Sv在数据点总距离Sn中的位置,根据该位置对应的最近的两个数据点的经纬度,获得Sv对应的经纬度数据,将经纬度数据作为模拟数据源;
[0022] (2-3)在人机终端上选择和切换要模拟的线路数据,并在人机终端的显示屏上显示所选择的线路数据GIS地图,并通过无线网络将模拟线路数据切换指令发送给卫星定位信号发生器。
[0023] 作为优选,还包括对导入的GIS数据进行的纠正,具体步骤为:
[0024] (3-1)设置两点之间绝对距离的最大值S max和最小值S min,度之间差值的最大值αmax;
[0025] (3-2)人机终端导入GIS数据后对数据进行序列化处理,对序列化户的GIS数据进行解析,得到地图数据;
[0026] (3-3)通过经纬度坐标a(x1,y1)、b(x2,y2)和c(x3,y3)计算空间矢量数据PD1(s1,α1)和PD2(s2,α2),其中, 表示a和b之间的绝对距离,表示b和c之间的绝对距离, 表示
由a和b形成的直线的斜率转换成的角度, 表示由b和c形成的直线
的斜率转换成的角度;
[0027] (3-4)将计算得到的s1和s2与设置的两点之间绝对距离的最大值S max和最小值S min进行比较,
[0028] 如果s1<S min或s1>S max,表明a点和b点的空间矢量数据存在错误,对GIS地图中错误的空间矢量数据对应的点进行标记,转入步骤(3-6);
[0029] 如果s2<S min或s2>S max,表明b点和c点的空间矢量数据存在错误,对GIS地图中错误的空间矢量数据对应的点进行标记,转入步骤(3-6);
[0030] 如果S min≤s1≤S max和S min≤s2≤S max,将α1和α2的差值与设置的角度之间差值的最大值αmax进行比较,
[0031] 如果α1和α2的差值大于αmax,表明a点、b点和c点的空间矢量数据存在错误,对GIS地图中错误的空间矢量数据对应的点进行标记,转入步骤(3-5);
[0032] 如果α1和α2的差值小于等于αmax,表示数据正确;
[0033] (3-5)人工对标记错误的相邻两个空间矢量数据PD1(s1,α1)和PD2(s2,α2)对应的a点、b点和c点的中间点b点进行拖动,拖动后,转入步骤(3-3),数据正确后自动清除标记;
[0034] (3-6)对标记错误的空间矢量数据PD1(s1,α1)或PD2(s2,α2)对应的数据点进行人工修改,修改完成后自动清除标记。
[0035] 作为优选,步骤(3-6)的具体步骤为:
[0036] (4-1)对标记错误的空间矢量数据PD1(s1,α1)或PD2(s2,α2),如果s1<S min,删除a点或b点,修改完成后自动清除标记;如果s2<S min,删除b点或c点,修改完成后自动清除标记;
[0037] (4-2)如果s1>S max,在a点和b点之间添加N1个采集点,将空间矢量数据PD1(s1,α1)对应的a点和b点之间拆分成N1+1段空间矢量数据,将各段空间矢量数据对应的两点的坐标存储到数据源的数据库中,修改完成后自动清除标记;如果s2>S max,在b点和c点之间添加N2个采集点,将空间矢量数据PD2(s2,α2)对应的b点和c点之间拆分成N2+1段空间矢量数据,将各段空间矢量数据对应的两点的坐标存储到数据源的数据库中,修改完成后自动清除标记。
[0038] 作为优选,铁路机车综合无线通信设备可接收的射频信号为GPS信号或BDS信号。
[0039] 作为优选, 其中“[ ]”为取整符号。
[0040] 作为优选,还包括如下步骤:
[0041] (7-1)人机终端将记录运行数据模拟验证过程,输出验证结果,帮助数据验证人员确认制作的CIR线路数据是否正确,最终形成验证报告,给数据制作人员提供修改的参考和依据。
[0042] 因此,本发明具有如下有益效果:1、实现自动化数据验证功能;2、线路运行模拟数据可编辑修改,可以更真实的模拟现场实际运行效果;3、铁路机车综合无线通信设备可以运行在正常工作模式进行测试,避免了模拟的结果与正常运行的情况不完全一致的问题;4、可以实现多个厂家的铁路机车综合无线通信设备的同时模拟验证,效率大大提高;5、具备可视化GIS地图显示功能,模拟运行过程一目了然,便于观测测试过程中出现的异常;6、具备自动数据验证功能,自动将铁路机车综合无线通信设备运行的线路数据及工作状态与模拟的线路数据库进行对比验证;7、具备GIS数据可视化编辑和修正功能及其算法,避免因少数数据错误而需要重新踩点GPS数据;8、能够提高铁路机车综合无线通信设备运行数据的验证效率,确保验证结果的准确性,节省目前数据验证所需花费的人力、物力和时间成本。
附图说明
[0043] 图1是本发明的一种系统框图
[0044] 图2是本发明的一种流程图
[0045] 图3是本发明的用于空间矢量数据计算的一种经纬度坐标图。
[0046] 图中:人机终端1、卫星定位信号发生器2、铁路机车综合无线通信设备3。

具体实施方式

[0047] 下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步描述:
[0048] 如图1所示的实施例是一种基于铁路机车综合无线通信设备运行数据模拟验证的方法,包括人机终端1、卫星定位信号发生器2和6个铁路机车综合无线通信设备3;人机终端分别与卫星定位信号发生器和各个铁路机车综合无线通信设备电连接;如图2所示,包括如下步骤:
[0049] 步骤100,设置参数,导入GIS数据,确定模拟线路并发送至卫星定位信号发生器[0050] 步骤101,设置铁路机车的运行速度;
[0051] 步骤102,通过人机终端导入GIS数据,根据导入的数据计算各个数据点的总距离Sn,按照设定的铁路机车的运行速度计算每秒运行的距离Sv;
[0052] 步骤103,查找Sv在数据点总距离Sn中的位置,根据该位置对应的最近的两个数据点的经纬度,获得Sv对应的经纬度数据,将经纬度数据作为模拟数据源;
[0053] 步骤104,在人机终端上选择和切换要模拟的线路数据,并在人机终端的显示屏上显示所选择的线路数据GIS地图,并通过无线网络将模拟线路数据切换指令发送给卫星定位信号发生器;
[0054] 步骤200,卫星定位信号发生器运行的标准定位信息与各个铁路机车综合无线通信设备返回的定位信息进行对比,判断两者定位信息是否一致
[0055] 步骤201,卫星定位信号发生器收到人机终端的切换模拟线路的命令,开始按照转换的模拟数据模拟机车运行,根据设定的运行速度定时输出定位信息,一方面将定位信息数据通过无线网络发送给人机终端,作为线路数据模拟的标准定位信息;另一方面将定位信息数据转换为铁路机车综合无线通信设备可接收的GPS信号或BDS信号发送出去;
[0056] 步骤202,各个铁路机车综合无线通信设备内置的卫星定位单元接收并处理卫星定位信号发生器发送的GPS信号或BDS信号,各个铁路机车综合无线通信设备将自己的定位信息数据通过各个串口发送给人机终端;
[0057] 步骤203,人机终端收到卫星定位信号发生器的定位信息后,会在线路数据GIS地图中移动;同时人机终端还会收到各个铁路机车综合无线通信设备的定位信息,对各个铁路机车综合无线通信设备的定位信息以不同颜色取反,显示在线路数据GIS地图中;
[0058] 步骤204,人机终端将线路数据GIS地图中的标准定位信息分别与各个铁路机车综合无线通信设备的定位信息进行比较,判断铁路机车综合无线通信设备线路数据和工作状态是否与标准定位信息一致,如果不一致,人机终端给出错误提示并暂停模拟运行,提示用户进行人工识别和干预;或者根据配置要求,继续模拟运行,同时标记不一致的内容,以错误或警告的方式提供给用户确认或识别;
[0059] 步骤205,人机终端将记录运行数据模拟验证过程,输出验证结果,帮助数据验证人员确认制作的CIR线路数据是否正确,最终形成验证报告,给数据制作人员提供修改的参考和依据。
[0060] 步骤300,确定模拟线路之前,对导入的GIS数据进行的纠正
[0061] 步骤301,设置两点之间绝对距离的最大值S max和最小值S min,角度之间差值的最大值αmax;
[0062] 步骤302,人机终端导入GIS数据后对数据进行序列化处理,对序列化户的GIS数据进行解析,得到地图数据;
[0063] 步骤303,如图3所示,通过经纬度坐标a(x1,y1)、b(x2,y2)和c(x3,y3)计算空间矢量数据PD1(s1,α1)和PD2(s2,α2),其中, 表示a和b之间的绝对距离, 表示b和c之间的绝对距离,
表示由a和b形成的直线的斜率转换成的角度, 表示由b和c形成的
直线的斜率转换成的角度;
[0064] 步骤304,将计算得到的s1和s2与设置的两点之间绝对距离的最大值S max和最小值S min进行比较,
[0065] 如果s1<S min或s1>S max,表明a点和b点的空间矢量数据存在错误,对GIS地图中错误的空间矢量数据对应的点进行标记,转入步骤306;
[0066] 如果s2<S min或s2>S max,表明b点和c点的空间矢量数据存在错误,对GIS地图中错误的空间矢量数据对应的点进行标记,转入步骤306;
[0067] 如果S min≤s1≤S max和S min≤s2≤S max,将α1和α2的差值与设置的角度之间差值的最大值αmax进行比较,
[0068] 如果α1和α2的差值大于αmax,表明a点、b点和c点的空间矢量数据存在错误,对GIS地图中错误的空间矢量数据对应的点进行标记,转入步骤305;
[0069] 如果α1和α2的差值小于等于αmax,表示数据正确;
[0070] 步骤305,人工对标记错误的相邻两个空间矢量数据PD1(s1,α1)和PD2(s2,α2)对应的a点、b点和c点的中间点b点进行拖动,拖动后,转入步骤303,数据正确后自动清除标记;
[0071] 步骤306,对标记错误的空间矢量数据PD1(s1,α1)或PD2(s2,α2),如果s1<S min,删除a点或b点,修改完成后自动清除标记;如果s2<S min,删除b点或c点,修改完成后自动清除标记;
[0072] 步骤307,如果s1>S max,在a点和b点之间添加N1个采集点,将空间矢量数据PD1(s1,α1)对应的a点和b点之间拆分成N1+1段空间矢量数据,将各段空间矢量数据对应的两点的坐标存储到数据源的数据库中,修改完成后自动清除标记;如果s2>S max,在b点和c点之间添加N2个采集点,将空间矢量数据PD2(s2,α2)对应的b点和c点之间拆分成N2+1段空间矢量数据,将各段空间矢量数据对应的两点的坐标存储到数据源的数据库中,修改完成后自动清除标记,其中, 其中“[ ]”为取整符号。
[0073] 应理解,本实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
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