专利名称：接触网检测数据的波形绘制方法
接触网检测数据的波形绘制方法技术领域
本发明是关于轨道交通的检测技术，特别是关于接触网检测数据的波形绘制方法。
背景技术：
接触网是轨道交通的重要组成部分，主要为机车提供动力。为保证列车的高速安全运行，需用通过接触网检测系统对铁路接触网进行周期性检测。在接触网检测系统中，要实时绘制接触网检测各参数波形，并将波形显示在监视器上，如图1所示。现有方法在检测列车检测过程中，波形绘制程序收到接触网检测数据的数据包后，将数据包拆分为η个采样数据单元，然后即刻进行此η个采样数据单元的数据波形的绘制，此η个采样数据单元可以一次全部绘制到监视器上，也可以采用等时间间隔一个一个采样数据单元绘制到监视器上。如采用一次绘制η个采样数据单元的方法，绘制时间很短，绘制后波形暂时停止移动， 待收到下一个数据包后再进行η个采样数据单元的绘制，导致监视器屏幕上的波形时而刷新，时而静止，用户对监视器进行监视时，极易造成视觉疲劳。如采用等时间间隔一个一个采样数据单元进行绘制的方法，因检测列车的检测速度是变化的，且是不可预知的，所以根据检测列车检测速度的不同，波形绘制程序收到的检测数据包的速度也不同，这样就会导致等时时间间隔的绘制速度与接收数据包的速度无法同步，不能将列车检测速度的变化反映在波形绘制速度的变化上，同时，长时间的运行也会导致波形绘制速度变化或数据包的丢失。
因此，需要改进接触网检测数据波形的平滑绘制移动问题，使得绘制在监视器上的检测数据波形能够平滑移动，并根据列车的检测速度变化自动对波形的绘制移动速度进行动态调整，保证在任何情况下检测数据波形均能实时显示，并实现平滑移动的效果，避免使用者长时间对数据波形进行监视时的视觉疲劳。发明内容
本发明实施例提供了一种接触网检测数据的波形绘制方法，以使检测数据波形能够平滑移动，并根据列车的检测速度变化自动对波形的绘制移动速度进行动态调整。
为达到上述目的，本发明实施例提供一种接触网检测数据的波形绘制方法，基于一用于确定读取采样数据单元的次数的计数值进行波形绘制，该方法包括
接收接触网检测数据包，记录本次收到数据包的时刻，根据收到数据包的时刻、所述数据包中包含采样数据单元的个数计算出进行波形绘制的周期间隔；
将数据包拆分成采样数据单元，将所述采样数据单元紧挨缓冲存储器中已有数据的尾部依次存入缓冲存储器中，记录所述采样数据单元在缓冲存储器中的起始位置；
设置一计数值，用于确定读取采样数据单元的次数，该计数值初始为零；
所述计数值小于所述数据包中包含的采样数据单元的个数，则以所述周期间隔访问缓冲存储器，按照预定读取位置读取采样数据单元，根据所述采样数据单元和缓冲存储器中已有数据绘制波形；
将所述预定读取位置向后移动一个采样数据单元位置并将所述计数值加1 ；
重复执行上述访问缓冲存储器、读取采样数据单元、绘制波形、调整预定读取位置和计数值的步骤，直至计数值等于所述数据包中包含的采样数据单元的个数，或者接收到新的接触网检测数据包。
本发明通过确定周期间隔，预定读取位置移动和计数值配合，使得绘制在监视器上的检测数据波形能够平滑移动，保持波形的连续性。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为接触网检测数据的波形绘制的示意图2为本发明实施例的接触网检测数据的波形绘制方法的流程图3为本发明实施例的接触网检测数据的波形绘制方法的绘制示意图4为本发明实施例的接收和拆分数据包的流程图5为本发明实施例的波形绘制的流程示意图6为本发明实施例的延迟周期调整的流程示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图2和图3，图2是本发明接触网检测数据的波形绘制方法的流程图，图3 是本发明接触网检测数据的波形绘制方法的绘制示意图，如图所示，本发明实施例的接触网检测数据的波形绘制方法包括以下步骤
步骤110 接收接触网检测数据包，记录本次收到数据包的时刻，根据收到数据包的时刻、所述数据包中包含采样数据单元的个数计算出进行波形绘制的周期间隔；
步骤120 将数据包拆分成采样数据单元，将所述采样数据单元紧挨缓冲存储器中已有数据的尾部依次存入缓冲存储器中，记录所述采样数据单元在缓冲存储器中的起始位置；
步骤130 设置一计数值，用于确定读取采样数据单元的次数，该计数值初始为零；
步骤140 判断所述计数值是否等于所述数据包中包含的采样数据单元的个数， 或者是否有接收到新的接触网检测数据包；如果判断结果为是，则返回步骤110 ；
步骤150 如果所述计数值小于所述数据包中包含的采样数据单元的个数，则以所述周期间隔访问缓冲存储器，按照预定读取位置读取采样数据单元，根据所述采样数据单元和缓冲存储器中已有数据绘制波形；
步骤160 将所述预定读取位置向后移动一个采样数据单元位置并将所述计数值加1 ；返回步骤140。
本实施例通过根据收到数据包的时刻、采样数据单元个数确定周期间隔T，使得每次波形重新绘制的时间间隔相同，且这次的η个采样数据单元绘制完成后，下次的η个采样数据单元基本能够刚刚好到达。按照周期间隔T读取缓冲存储器一次，每次都进行整个屏幕的波形绘制(包括N个采样数据单元)，下个周期间隔T读取的采样数据单元数据相对于上一次绘制数据就多了一个最新的采样数据单元，去掉了一个最旧的采样数据单元，这样在屏幕上再画出整个屏幕的波形的时候，就看到波形平移了一个点，在最左边隐藏了一个最老的点，最右边增加了一个最新的点的显示。从而使得绘制在监视器上的检测数据波形能够平滑移动，保持波形的连续性。
在本发明的优选实施例中，接收接触网检测数据包后，向控制管理单元发送接触网检测数据到达消息。控制管理单元接收到下一接触网检测数据包到达消息时，若计数值小于阈值(设置采样数据单元的个数η为阈值)，将延迟周期OT增加AT1并将计数值设置为0;若计数值等于阀值η，将延迟周期OT减少Δ T2并将计数值设置为0。这样，本发明可以根据列车的检测速度变化自动对波形的绘制移动速度进行动态调整，保证在任何情况下检测数据波形均能实时显示。
下面结合图4、图5和图6对本实施例进行详细说明。
根据图4所示，详细说明本发明实施例的数据包接收和拆分的操作。收到来自网络的数据包后，记录收到数据包的时刻，同时发送数据包到达消息，利用本次收到数据包的时刻与上次收到数据包的时刻差AT、数据包中包含的采样数据单元个数η、波形绘制周期DT、以及延迟周期0Τ，计算出进行采样数据单元波形绘制的周期间隔Τ，计算公式为 ATT =——DT-OT，其中波形绘制周期DT为5. 0毫秒，延迟周期OT由控制管理单元调控设 η定。时刻差AT通过以下高精度计时方法获得，具体为记录开始时刻及结束时刻的计算机 CPU时钟周期计数值，然后将结束时刻与开始时刻CPU时钟周期计数值的差值除以CPU频率，从而得到精确的开始时刻到结束时刻的时间计时。网络数据包由接触网检测数据采集系统通过车载网络发送，发送的网络协议为UDP或TCP。
将数据包拆分成η个采样数据单元，然后将这些采样数据单元紧挨缓冲存储器中已有采样数据单元的尾部依次放入缓冲存储器中，记录新放入缓冲存储器中的这些采样数据单元在缓冲存储器中的起始位置P。缓冲存储器采用循环数组实现，缓冲存储器大小保证能够存储不少于Ν+η+1个采样数据单元数据。
根据图5所示，详细说明本发明实施例的波形绘制的操作。设置一个计数值count 用于确定读取采样数据单元的次数，初始值可以为零。以周期T访问缓冲存储器，缓冲存储器的位置P处若存在采样数据单元，并且计数值COimt小于阀值(设置采样数据单元的个数η为阈值)，将此采样数据单元连同前面的N-I个采样数据单元以波形的形式绘制在监视器上，同时将位置P向后移动一个采样数据单元位置，将计数值count加1。N个采样数据单元数据，在进行波形绘制的过程中，在监视器的最右侧像素上绘制最新的采样数据单元数据坐标点，并自右向左依次绘制每个采样数据单元数据坐标点，最后将各采样数据单元数据坐标点连接起来，即形成接触网检测数据波形。其中，N不小于显示器的水平分辨率即可，如显示器分辨率为1280X10M，那么N例如可以取1300。并且，本次波形的更新时间与上次的波形更新时间差为T+DT，其中DT为计算机将波形数据绘制到屏幕上所需要的时间， 这个时间由计算机的显卡决定，对于某一个计算机来说是一个固定值。
根据图6所示，详细说明本发明实施例的延迟周期调整的操作。控制管理单元收到下一数据包到达消息时，若计数值count小于阈值(采样数据单元的个数)n，增加延迟周期0T，控制管理单元将其增加AT1,同时将计数值count设置为0 ；若计数值count等于阀值n，缩小延迟周期0T，将其减去Δ T2,同时将计数值count设置为0。延迟周期OT初始值为0，八1\和Δ T2可以取固定值，如0. 1毫秒，八1\和Δ T2也可以取计算值，此值由一个数据包中包含的采样数据单元个数η、计数值count、周期间隔T、波形绘制周期DT、以及延迟周期OT计算得到。计算公式为
权利要求
1.一种接触网检测数据的波形绘制方法，基于一用于确定读取采样数据单元的次数的计数值进行波形绘制，其特征在于，该方法包括接收接触网检测数据包，记录本次收到数据包的时刻，根据收到数据包的时刻、所述数据包中包含采样数据单元的个数计算出进行波形绘制的周期间隔；将数据包拆分成采样数据单元，将所述采样数据单元紧挨缓冲存储器中已有数据的尾部依次存入缓冲存储器中，记录所述采样数据单元在缓冲存储器中的起始位置； 设置一计数值，用于确定读取采样数据单元的次数，该计数值初始为零； 判断所述计数值是否等于所述数据包中包含的采样数据单元的个数，或者是否接收到新的接触网检测数据包；如果是则返回接收接触网检测数据包的步骤；如果所述计数值小于所述数据包中包含的采样数据单元的个数，则以所述周期间隔访问缓冲存储器，按照预定读取位置读取采样数据单元，根据所述采样数据单元和缓冲存储器中已有数据绘制波形；将所述预定读取位置向后移动一个采样数据单元位置并将所述计数值加1 ；再返回判断计数值是否等于所述数据包中包含的采样数据单元的个数，或者是否接收到新的接触网检测数据包的步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述周期间隔的计算公式为其中，T为周期间隔，AT为本次收到数据包的时刻与上次收到数据包的时刻差，η为数据包中包含的采样数据单元个数，DT为波形绘制周期。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述采样数据单元的个数为η，所述已有数据的采样数据单元个数为Ν-1，其中N不小于绘制监视器的水平分辨率。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述缓冲存储器采用循环数组实现，且所述缓冲存储器容量保证能够存储不少于 Ν+η+1个采样数据单元数据。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于接收接触网检测数据包后，向控制管理单元发送接触网检测数据到达消息。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述周期间隔的计算公式为 ATT =--DT-OT ；η其中，τ为周期间隔，AT为本次收到数据包的时刻与上次收到数据包的时刻差，η为数据包中包含的采样数据单元个数，DT为波形绘制周期，OT为延迟周期。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于控制管理单元接收到下一接触网检测数据包到达消息时；若所述计数值小于所述采样数据单元的个数η，将延迟周期OT增加Δ T1并将所述计数值设置为O ；若所述计数值等于采样数据单元的个数η，将延迟周期OT减少△ T2并将所述计数值设置为O。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于波形绘制周期DT为5. 0毫秒； 延迟周期OT的初始值为0毫秒； 八1\和Δ T2的计算公式为AT1 = (η‘C°Unt) x{T + DT + OT),(计数值小于 η 时) ηAl2 - -χ(τ + DT + ΟΤ),(计数值等于 η 时)。 η
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于 波形绘制周期DT为5. 0毫秒；延迟周期OT的初始值为0毫秒； AT1和Δ T2为0. 1毫秒。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于 接触网检测数据通过车载网络发送，所述车载网络的网络协议为UDP或TCP。
全文摘要
本发明提供一种接触网检测数据的波形绘制方法，包括接收接触网检测数据包，记录本次收到数据包的时刻，计算出进行波形绘制的周期间隔；将数据包拆分成采样数据单元，紧挨缓冲存储器中已有数据的尾部依次存入缓冲存储器中，记录所述采样数据单元在缓冲存储器中的起始位置；设置一计数值用于确定读取采样数据单元的次数，如果所述计数值小于所述采样数据单元的个数，则以所述周期间隔访问缓冲存储器，按照预定读取位置读取采样数据单元，绘制波形；将所述预定读取位置向后移动一个采样数据单元位置并将所述计数值加1。本发明通过确定周期间隔，预定读取位置移动和计数值配合，使得绘制的检测数据波形能够平滑移动，保持波形的连续性。
文档编号G01R13/00GK102495251SQ20111036950
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月18日 优先权日2011年11月18日
发明者孙忠国, 张文轩 申请人:中国铁道科学研究院基础设施检测研究所, 北京铁科英迈技术有限公司