一种铁路设备图形化显示方法及系统与流程

1.本发明涉及一种铁路设备图形化显示方法及系统，属于网页开发技术领域。


背景技术：

2.随着互联网的不断发展，国民生活更加便捷，更加智能。其中最具有代表性的b/s结构，更加适合铁路应用系统的发展。b/s结构，即“浏览器/服务器”的模式，具有更高的效率、更适于个性化开发、更加稳定的结构、更强的适应范围，更低的硬件要求。
3.b/s架构的全称为browser/server，即浏览器/服务器结构。browser指的是web浏览器，极少数事务逻辑在前端实现，但主要事务逻辑在服务器端实现。b/s架构的系统无须特别安装，只有web浏览器即可。
4.然而，现有的铁路系统的站场图软件采用的是c/s架构。原有的c/s结构的应用程序已经不能满足与铁路的智能化、科技化发展，紧迫的需要互联网技术应用。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题在于提供一种铁路站场图形化处理方法。
6.本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种铁路站场图形化处理系统。
7.为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案：
8.一种铁路设备图形化显示方法，其特征在于包括以下步骤：
9.创建设备，并自动关联到对应的类型与图形，然后保存到服务器；
10.将已完成配置的设备数据上传到服务器，并配置告警显示方式；
11.根据用户指示进行数据显示对各个属性配置相应的图形；
12.图形的显示及导出；
13.其中，所述属性具有权重值和标准值，所述权重值指根据所述属性对所述设备的安全或运行的重要程度来决定的；所述标准值是所述设备正常运行时所述属性的取值范围。
14.其中较优地，通过统计历史经验数据，计算所述属性的实时值偏离标准值而且影响正常运行的概率，得到权重值。
15.其中较优地，配置告警显示方式包括以下步骤：
16.获取各属性的实时值；
17.将所述实时值与对应的标准值进行比较，判断是否达到预警值；
18.对于达到预警值的属性，获取该属性的权重值，并判断该属性对应的权重值是否达到预设值；如果达到预设值则以第一显示方式显示或禁止工作；如果没达到预设值则以第二显示方式显示，其中，所述第二显示方式比所述第一显示方式的警示效果低；
19.判断第一显示方式或第二显示方式是否被解除；如果没有被解除则等待解除时间到达或人工干预；如果已被解除则返回以获取各属性的实时值。
20.其中较优地，对所述第二显示方式的解除不用人工干预，对所述第一显示方式的
解除需要人工干预。
21.其中较优地，对各个属性配置相应的图形，是将图形类型分配给各属性不同的数据格式。
22.其中较优地，图形的显示及导出时，获取到所选择图形的配置内容时，先判断图形类型，再根据所述图形类型进行属性配置，最后进行渲染。
23.其中较优地，根据用户指示进行数据显示包括以下步骤：
24.(1)选择实时值时，弹出实时值的模块页面，其按照预先设置好的设备类型，按照对应设备的配置数据，显示对应的值；
25.(2)选择实时统计时，弹出实时统计的模块页面，其将各个设备最新的一段时间的实时值的统计分析信息，按照文字的方式显示出来；
26.(3)选择实时曲线时，弹出实时曲线的模块页面，其将各个设备最近的一段时间的实时数据进行图形化处理，按照图形的方式显示出来；
27.(4)选择实时告警时，弹出实时告警的模块页面，其以表格的形式显示出经过数据分析出的异常告警；
28.(5)选择数据分析时，弹出数据分析的模块页面，其展示出该设备的数据分析结果，以及所述设备的当前状态。
29.其中较优地，上传设备数据后，生成的新设备的数据分析参数，继承自与该新设备对应的设备类型的数据分析参数。
30.一种铁路设备图形化显示系统，包括用户使用的终端，服务器、数据库以及站台上的监测设备，用于执行如权利要求1-8中任一项所述的铁路设备图形化显示方法。
31.因此，本发明的铁路设备图形化显示方法及系统具有如下技术效果：适于铁1)路应用场景，采用b/s架构提高操作效率；2)根据铁路设备管理要求设计，安全性高，运行可靠。
附图说明
32.图1为本发明实施例中的站场图的示意图；
33.图2为本发明实施例中的站场图包含的图形示例；
34.图3为本发明实施例中的铁路站场图图形化显示方法流程图；
35.图4为图3中告警显示流程图。
具体实施方式
36.下面结合附图和具体实施例对本发明的技术内容进行详细具体的说明。
37.本发明的铁路站场图图形化显示系统，包括用户使用的终端，服务器、数据库以及站台上的监测设备。用户能够直接在终端上查看站场图(如图1所示)，以及站场图中每个图形(如图2所示)对象对应的设备的信息。
38.如图3所示，本发明的铁路站场图图形化显示方法包括下述步骤：
39.步骤一：创建设备图形和类型，并保存到服务器。
40.在铁路设备图形化显示系统创建设备图形，并保存到服务器。设备图形包含但不限于折线图、柱状图、饼图、环形图、曲线图、散点图、雷达图、关系图等，用来划分设备的多
类基础图形。系统中，所有的显示图形，都按照这些定义的设备图形来作为最基础的数据配置，包含多种图形属性、以及图形信息。
41.在铁路设备图形化显示系统创建设备类型。设备类型用来划分不同种类的信号机设备，按照设备的种类来定义图形的展示标准。特定种类的设备提供一套基础的图形显示规则，这些按照种类区分的基础图形规则，继承自其上层的设备图形。每一种信号机，都有一个图标icon属性，显示标志可以通过上传或者自行绘制，用来作为该种设备的显示标志，在铁路设备图形化显示系统中显示。如图2所示，每个设备均有设备名称、类型和对应的图形，用于区分设备。
42.步骤二：创建设备，并自动关联到对应的类型与图形，然后保存到服务器。
43.用户在铁路设备图形化显示系统后台根据实际需要创建不同设备。设备会按照上传或绘制的设备类型图标(如图1所示示例)显示到页面上，再由设备图标右键弹出进入设备信息展示。设备信息按照图形与文字的结合方式展示，文字按照设备的一些信息属性名称和值来展示，图形按照折线图、柱状图、饼图、环形图、曲线图、散点图、雷达图、关系图等等进行分类。铁路设备图形化显示系统对不同种类的设备，或不同的属性，给设备或者属性配置不同的图形。
44.铁路设备图形化显示系统根据设备类型获取对应的设备类型图标，读取到设备类型图标(如图1所示示例)后会显示到页面上。该图标可以上传到系统中，作为设备类型图标；也可以通过系统提供的绘制面板，进行自主绘制。而且，铁路设备图形化显示系统提供配置功能，可将图标拖动到预设展示位置上，进行放大、缩小、正反翻转、角度旋转、部分样式改变等操作。
45.每一个设备的设备类型创建之后，都会对应的生成关于该设备类型的多个数据分析参数。
46.最后将已经调整好的各个设备及对应的图标配置信息和数据分析参数，保存到后台服务器中，以实现以后每次打开页面，均可以按照已配置的信息进行显示
47.配置完图标之后，可将对应设备信息展示到图标上，包括名称、告警信息等。如果该设备出现告警信息，则图标会进行闪烁提示，当告警消失后，图标则会停止闪烁。
48.步骤三：将已完成配置的设备数据上传到服务器，并配置告警显示方式。
49.在步骤二中，对各个设备均已完成配置，形成了设备数据。设备数据包括但不限于：设备名称、设备类型图标及设备信息。设备数据被上传到服务器，并按照所创建的设备类型进行区分。
50.铁路设备图形化显示系统会依照这些数据分析参数对设备数据进行分析，并显示分析结果。每一个设备信息包括多个属性，每个属性都会有其对应的权重值、标准值、平均值，可对这三个变量进行更改。
51.权重值的取值，是根据这个属性对该设备的安全或运行的重要程度来决定的。每个设备有多个属性来描述，每个属性均有一个权重值。并且，对一个设备而言，该设备的设备信息中涉及的所有属性的权重值之和为100％。各个属性的权重值按重要性来分配不同的数值：对设备正常运行影响越大，对应的属性的权利值就越大；对设备安全的影响越大，对应的属性的权重值就越大。其中，在本发明的铁路设备图形化显示系统中，默认的是：权重值为(1/属性值个数*100％)，代表低影响；权利值为0，代表高影响。权重值的取值在0～1
之间。通过统计历史经验数据，计算属性的实时值偏离标准值(或者标准值范围)而且影响正常运行的概率，得到权重值。通过统计历史经验数据，当属性的值影响到设备的健康状态(损坏或工作不正常等)的情况的概率，得到权重值，然后对一个设备类型的所有属性的权重值进行归一化处理，使该设备类型的所有属性的权重值之和为100％。越容易影响到设备的属性，权重值越高。权重值也可以通过个人设置。
52.各属性的标准值默认为0或以0为中值的范围值。标准值是设备正常运行时特定属性的取值范围。标准值是根据历史的经验数据，计算得到的一个范围的上限值和下限值，处在范围内的为正常数据，超出范围的为异常数据。
53.属性的平均值是该属性的实时值在统计时间内的平均值。平均值是真实的数据接入后，才会产生的值，是在一个统计周期内对实时值进行平均得到的平均值。因此，平均值是根据统计时间不同而不断变化的值。在本发明的铁路设备图形化显示系统中，属性的平均值默认为0。例如本发明的一个具体实施例中，特定机车的电流的权重值为1，标准值上限为2.1，下限为1.5，平均值为1.6。
54.如图4所示，获取各属性的实时值。当属性的实时值变化超过预警值上限或下限，则铁路设备图形化显示系统会通过不同显示方式来预警；当属性的实时值变化超过预设报警值上限或下限，则会报警。预警值是用于提示用户，特定属性的实时值即将超过标准值；报警值是用于提示用户，特定属性的实时值已经超过标准值。
55.预警或报警的紧急程度通过颜色和/或声音来表示。根据属性的权重值大小决定。权重值大的属性，紧急程度更高，即该属性的实时值例如与标准值偏差5％就预警；该属性的实时值与标准值偏差10％就报警。权重值小的属性，紧急程度更低，即该属性的实时值例如与标准值偏差10％才预警；该属性的实时值与标准值偏差15％才报警。
56.而且，权重值大的属性，其预警或报警的显示方式为弹出框甚至是禁止工作，并且该弹出框需要人工处理才消除(或者定时消除)。权重值小的属性，其预警或报警的显示方式为闪烁，只是预警的闪烁时间短于报警的显示时间。
57.更进一步，权重值大的属性，其预警或报警的显示方式是颜色和声音同时显示(第一显示方式)；权重值小的属性，其预警或报警的显示方式是颜色或声音之一(第二显示方式)。作为替代方案，仅对权重值大的属性的报警的显示方式是颜色和声音同时显示，预警只是颜色或声音之一；对权重值小的属性，其报警的显示方式是颜色或声音之一；预警则可以为不实时显示，只作数据记录。可见，第二显示方式的警示效果低于第一显示方式；对第二显示方式的解除可以不用人工干预，但是第一显示方式的解除需要人工干预，以保证该显示内容已被看见并处理。
58.上传设备数据后，生成的新设备的数据分析参数，会继承自与该新设备对应的设备类型的数据分析参数。并且，该新设备通过数据继承得到的是各个属性的标准值。如果生成的是特殊设备，服务器中没有对应的数据分析参数，则需要人工设置属性值。当生成的新设备自身的数据分析参数发生修改后，修改设备类型的参数，不会影响已经生成设备的参数。
59.铁路设备图形化显示系统根据数据分析参数，对各个设备或设备类型进行分析，通过分析公式(比如电流预警：实时值《＝标准值上限-0.05a并且持续时间》10000ms，电流报警：实时值》标准值上限+0.05a并且持续时间》1000ms)，计算出设备上传的数据，是否处
于异常状态，如果处于异常状态，则会产生设备的告警，即前述的预警或报警。
60.由于设备处于不断变化中，可以实时对权重值、标准值进行修改，以达到系统对异常状态分析结果更加准确的判断。对权重值、标准值进行修改，是根据现场实际情况以及对设备的了解，人工进行修改。如果不修改，则由服务器根据历史经验数据统计计算并进行修改。权重值的修改通常由人工设置；标准值通常根据历史数据的变化，按天自动生成。当前标准值与最新生成的标准值差异较大的时候，服务器会发出提示并显示给用户，人工确定是否要替换最新的标准值。
61.步骤四：根据用户指示进行数据显示。
62.当调整好页面后，通过右键图标选择对应的功能，有实时值，实时统计，实时曲线、实时告警、数据分析等功能，当选择对应功能后，则会弹出对应功能模块。具体功能模块如下：
63.(1)选择实时值时，弹出实时值的模块页面。页面会按照预先设置好的设备类型，按照对应设备的配置数据，显示对应的值。信号机包含温度、湿度、灯位、x轴、y轴、z轴、点灯类型、继电器开关、输出电流、照度等。
64.(2)选择实时统计时，弹出实时统计的模块页面。该页面会将各个设备最新的一段时间的实时值的统计分析信息，按照文字的方式显示出来。不同类型的设备会按照不同的标准统计，每一个设备还可以具体设置当前设备的统计标准，如果不进行配置，则使用默认的标准统计。
65.(3)选择实时曲线时，弹出实时曲线的模块页面。该页面会将各个设备最近的一段时间的实时数据进行图形化处理，按照图形的方式显示出来。同一时间段内设备的各个属性曲线同屏显示。不同时间段内设备的运行情况通过不同显示颜色反映出来。同一时间段内所有异常数据同屏幕显示，并可分别查看具体数据。
66.(4)选择实时告警时，弹出实时告警的模块页面。页面会以表格的形式显示出经过数据分析出的异常告警，系统可以取消告警。
67.(5)选择数据分析时，弹出数据分析的模块页面。页面会展示出该设备的数据分析结果，设备的当前状态。通过这个界面可以对数据分析参数进行修改，修改后会按照修改的参数，再次进行数据分析。
68.步骤五：对各属性配置相应的图形。
69.将图形类型charttype，分配给各属性不同的数据格式(options)。options包含的属性有：图形名称title、图形工具tool、图形栅格grid、图形颜色color、图形文字样式style、图形、图形示例legend等。如果存在x轴和y轴，还会有图形x轴xaxis、图形y轴yaxis。
70.根据options下包含的属性，对图形进行设置。比如设置图形的名称，options.title＝’图形名称’，图形上显示的名称就会已title的值来进行显示。所有属性都会提供一个默认的配置内容，如果不修改，则会以默认的内容进行显示。
71.当需要使用柱状图、折线图、曲线图等图形的时候，需要配置xaxis、yaxis等属性，设置图形的x轴和y轴。
72.步骤六：图形的显示及导出。
73.图形的options属性设备完成后，可以按照设置的图形类型charttype进行图形显示，可根据所选时间区间对图形数据的显示进行查询。
74.获取到所选择图形的options配置内容时，会首先判断charttype为何种图形，再根据图形进行属性配置，再进行渲染。
75.每一种图形都会预先配置一套基础的options属性，每一种图形，都会有一套默认标准的显示方式。如果没有特殊属性需要配置，则可以不进行options配置，则按照默认标准显示。为方便配置属性，也可以在每一种图形的配置上进行修改，则会修改这一种的图形的配置。在每一种图形的配置下，每一类设备也都有一套基础配置，可以对每一类设备的图形的配置上的进行修改，则会修改这一类的图形的配置。系统会按照图形种类-图形设备分类-具体某一个设备的配置获得最终配置，优先级为1、具体设备，2、某一类设备，3、某一种图形的顺序。
76.铁路设备图形化显示系统获取到各设备的配置后，会先获取到基本属性。基本属性包含图形名称(title)、图形网格(grid)、颜色(color)、风格(style)等。对这些属性进行绘制，title的位置属性position，上方距离top，左方距离left，右方距离right，下方距离bottom，当top与bottom同时存在，则会优先按照top属性进行显示，当left与right同时存在，则会优先按照left属性显示。其他属性中的位置属性position也是按照该规律进行判断的。
77.title中的color、style等属性，如果未预先配置，则会按照全局配置的color、style进行配置。color属性是枚举格式，为图形整体的调色盘，各个图形的每一项数据的颜色都按照顺序从调色盘中获取，style属性的值有宽度width、高度height、颜色color、文字大小fontsize等内容，控制了图形的文字、图形等样式。
78.铁路设备图形化显示系统获取到options的配置后，会根据整体的数据属性，开始通过canvas进行画图。首先创建图形画板context，然后在context上开始展开绘画，每种图形的绘画方式都不同，通过canvas提供的绘制函数进行移动，划线，填充颜色等。
79.铁路设备图形化显示系统将每种图形的绘画方式都进行统一处理，提前定义好。提供数据后，图形就会根据预先设定好的绘画方式进行绘画。
80.实时值、实时统计弹出界面提供pdf导出功能。pdf导出由web端提供，由页面获取到显示的内容，通过canvas进行获取dom，然后绘制到canvas上，生成图片，通过获取图片进行base64编码转换，最终再进行pdf文件导出。
81.实时曲线弹出界面提供生成图形的png格式图片导出，以及一系列图形操作等便捷功能。
82.本发明的铁路设备图形化显示方法，利用svg技术将铁路信号机设备进行分类绘制，也可以自行上传设备图形，比如：进站信号机、出站信号机、通过信号机、遮断信号机、预告信号机、调车信号机等；通过svg技术，让这些信号机，灵活的显示在浏览器界面中任何位置，与实际车站位置相似，以便使用者不用到车站外就能看到车站信号机的变化情况。因此，本发明的铁路设备图形化显示方法及系统具有如下技术效果：适于铁1)路应用场景，采用b/s架构提高操作效率；2)根据铁路设备管理要求设计，安全性高，运行可靠；3)图形可自由设置、选取，自由搭配，灵活性更高；4)数据与图形相关联，更加形象、突出。
83.上面对本发明进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质内容的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。