一种用于信号系统的改进型旋转门数据采集方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种信号系统的数据采集方法，尤其是涉及一种用于信号系统的改进 型旋转门数据采集方法。
【背景技术】
[0002] 在轨道交通系统中，信号系统是一个集行车指挥和列车运行控制为一体的非常重 要的机电系统，其核心是列车自动控制系统，实现地面控制与车上控制结合，现地控制与中 央控制相结合，构成一个以安全设备为基础，集行车指挥，运行调整以及列车驾驶自动化等 功能为一体的自动控制系统。目前必须要利用大量存储设备来保存系统稳定运行的现场监 控数据，如果完整保存的话，由于信息冗余度高，占用过多的存储设备资源，使得数据的采 集和传输效率低下，为了加快数据采集速度会采用数据压缩的方法，主要可分为两大类，有 损压缩和无损压缩，无损压缩利用数据的统计冗余进行压缩，可完全恢复数据而不引起任 何失真，但压缩率不高，在监控系统中，为了能得到精确的历史数据值，绝大多数需要有损 压缩，有损压缩允许在数据采集过程中损失一定的信息，但损失的信息对理解历史数据的 信息影响不大，这样能获取较高的压缩比，节省了大量的存储空间。
[0003] 旋转门数据压缩算法是一种线性趋势化的压缩算法，重点考虑的是线性趋势的斜 率变化情况，该算法逻辑简单，执行效率高，在监控系统实时数据采集中得到了广泛的引 用。旋转门算法的主要思想是利用当前的数据值和前一个已存储的数据值构成压缩的限制 范围来判定当前数据是否应当舍弃，如果当前数据值在压缩限定范围内，则数据点舍弃，如 果在范围外，则保存。这种算法虽然具有较高的压缩比，但是参数的选取是固定的或者依靠 经验和实验，这样会直接影响算法的性能。
【发明内容】
[0004] 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用于信号系统 的改进型旋转门数据采集方法，在保证有效信息量数据的前提下，最大提高信息采集压缩 比，从而提高了数据采集的效率。
[0005] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006] -种用于信号系统的改进型旋转门数据采集方法，该方法用于采集信号系统中快 速变化的开关量和模拟量，其特征在于，所述的数据采集方法包括以下步骤：
[0007] (1)设定传感器采样频率并进行数据采集；
[0008] (2)将第一个采集数据直接保存作为上一个保存数据，第二个采集数据作为当前 数据；
[0009] (3)计算当前数据和上一个保存数据之间的斜率阀值；
[0010] (4)读入下一个采集数据，计算下一个采集数据与上一个保存数据的斜率，若在斜 率阀值范围内，则执行步骤（5)，否则执行步骤（6);
[0011] (5)舍弃当前数据，判断下一个采集数据是否为最后一个采集点，若是则直接保存 并结束数据采集，否则将其更新为新的当前数据，并返回步骤（3);
[0012] (6)保存当前数据，判断下一个采集数据是否为最后一个采集点，若是则直接保存 并结束数据采集，否则将保存的当前数据其更新为上一个保存数据，将下一个采集数据更 新为当前数据，并返回步骤（3)。
[0013] 所述的步骤（3)具体包括以下子步骤：
[0014] (301)设上一个保存数据为D (xsaTCd，ysaTCd)，当前数据为D (x_，y_)，门限阀值为 d ;
[0015] (302)计算 D (xnOT，ynJ 和 D (xsaved，ysaved)组成的上下斜率 kup和 k dOTn:
[0018] 所述的步骤（4)中计算下一个采集数据与上一个保存数据的斜率具体为：设下一 个采集数据为D (X_t，y_t)，计算下一个采集数据与上一个保存数据的斜率为：
[0020] 所述的门限阀值d根据采集后的数据反馈进行调节。
[0021] 所述的门限阀值d根据采集后的数据反馈进行调节，具体包括以下步骤：
[0022] (401)获取原始数列为（D1, D2, D3. .. DJ，并对经采集后的数据进行重新解压后还 原得到的新数列为{D/，D2'，D3' . . . Dn' };
[0023] (402)计算标准方差δ :
[0025] (403)根据数据采集的误差限定范围以_和μ _对门限阀值d进行调整：
[0026] 当S /.^?时，则开始设定的门限阀值d不变，采集有效；
[0027] 当/?? > § >0时，新的门限阀值d，= d+ δ，此次采集结果无效，按新的门限阀值 采集至满足误差范围；
[0028] 时，新的门限阀值d' = d-δ，此次采集结果无效，按新的门限阀 值采集至满足误差范围。
[0029] 与现有技术相比，本发明具有如下优点：
[0030] (1)信号系统中的设备待机时模拟量变化平稳，只有当有动作时变化剧烈，大部分 时间待机，采用改进型旋转门数据采集方法能尽可能的对冗余数据进行压缩，提高了数据 采集速度，减少了存储设备。
[0031] (2)信号系统中模拟量在动作时，数据变化剧烈，采用改进型旋转门数据采集方法 能提高动作变化数据的采集精度，提高了采集质量。
[0032] (3)通过采集后的数据反馈，调整旋转门的门限阀值参数，能实现根据要求的误差 范围控制采集精度，最大限度地提高算法性能。
【附图说明】
[0033] 图1为本发明一种用于信号系统的改进型旋转门数据采集方法流程图。
【具体实施方式】
[0034] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0035] 实施例
[0036] 本发明一种用于信号系统的改进型旋转门数据采集方法，该数据采集方法运用在 有轨电车弱电集成中，它是一种以行车指挥为核心的综合监控系统，实现了列车自动运行 监控系统ATS、电力监控系统PSCADA、乘客信息显示系统PIS、车辆段广播系统PA、闭路电视 系统CCTV、路口有限控制等弱电系统的集成。将行车调度、电调、环调、公路交通等多系统 调度有机结合在一起，从而更好的为行车服务。该系统建立一个统一的软硬件平台和人机 界面，通过对各个系统的集成，形成了以行车指挥为核心的一体化调度，面向车务及维护统 一的信息管控平台，面向乘客公众信息交互服务管理功能。其中ATS中主要采集的信息是 轨旁和车载ATP提供的轨道占用状态、进路状态、列车运行状态以及信号设备故障等控制 和监督列车运行的基础信息（轨道区段、道岔、信号机运行信息）；PSCADA中主要采集的信 息是整流变温、动力变温、钢轨电位等数据；PIS系统中主要采集的信息是实时列车运营信 息、音视频信息等数据；CCTV系统中主要采集的信息是音频和视频信号。
[0037] 图1为本发明数据采集方法流程图，以下对图中的各步骤进行详细描述：
[0038] 步骤1中，根据系统需要设定传感器的采样频率；
[0039] 步骤2中，根据专用或者标准工业通信协议采集模拟量和开关量信息；
[0040] 步骤3中，运用旋转门算法，对每一个开关量和模拟量信息进行压缩处理，首先保 存起点数据，设为D