一种基于点式链接的城轨信号系统电子地图描述方法与流程

本发明涉及一种城轨信号系统电子地图描述方法，尤其是一种依靠点式链接来描述数据并提高数据搜索效率的线路描述方法，具体地说是一种基于点式链接进行城轨信号系统线路数据描述的电子地图描述方法。

背景技术：

目前，在城轨信号系统中，特别是地面区域控制中心，需要对复杂的线路及站场数据进行描述，进而生成移动授权，控制列车安全高效的运行。由于线路设备繁多，场景各异，如何有效的描述线路数据，能方便的通过工具生成配置数据，使数据配置人员从繁杂的数据配置中解放出来，并使线路拓扑简洁高效，提升搜索效率，成为城轨信号系统中亟待解决的问题。

既有城轨信号系统数据配置中，采用线路区段对线路进行拓扑描述，每个区段数据结构均设置前一链接区段、后一链接区段两个链接属性，将区段和链接关系进行绑定，搜索其他区段时需要依赖于区段搜索所链接的区段，然后再转换为所要搜索的区段类型。一旦区段划分方式发生变化，则会导致区段数据结构发生较大的变化，造成较大的软件修改及数据配置工作量。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种基于点式链接的城轨信号系统电子地图描述方法。该方法相对于既有的电子地图描述方法，将区段之间的链接关系集中通过一个独立的抽象数据结构进行描述，而不再通过区段数据结构本身进行描述。若所链接的区段或区段划分方式发生变化，只需对该抽象数据结构(即本申请所描述的LINK数据结构)进行修改变更，从而将区段本身的属性和链接关系相分离，降低数据耦合度，简化数据配置的工作量。

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是：提供一种基于点式链接的城轨信号系统电子地图描述方法，该方法包括以下步骤：

第一步、设定线路相关区段：

1-1.计轴区段Gx：

以若干计轴点为边界围起来一个轨道区域，通过计轴设备统计出入此区域的列车轮对数量，以完成列车完整性检查，该相邻计轴点之间的区域为计轴区段；

1-2.逻辑区段xG：

根据工程设计或者行车间隔要求划分逻辑区段，对于无道岔物理区段，逻辑区段的划分长度小于等于物理区段，即逻辑区段为一个完整的物理区段或者一个物理区段包含多个逻辑区段；对于道岔物理区段，逻辑区段为任意计轴点之间的可行驶路径，即任意两个计轴点之间均划分一个逻辑区段；

1-3.轨道区段QDx：

若为无岔区域则轨道区段划分与计轴区段同边界，若为道岔区域则轨道区段划分为可分割的最小单元，即任意计轴点到道岔岔心之间的区域；

1-4.SEGMENT区段xT：

根据工程应用自行定义SEGMENT区段，SEGMENT区段是线路区段最小的划分单元，对于无岔区域，SEGMENT区段与逻辑区段同边界；对于道岔区域，SEGMENT区段与轨道区段同边界；

第二步、构建LINK的N腿链接模型的数据结构：

基于以上四种区段及道岔类型，将任何区段端点均定义为LINK点，按照线路图依次进行编号，记为LKx，按照式(1)构建LINK的N腿链接模型的数据结构，LINK的N腿链接模型的数据结构简称为LINK数据结构：

基于LINK的N腿链接模型的数据结构中道岔标识用于动态查找LINK点所链接区段的通路关系，根据线路搜索方向及计算机联锁设备提供的道岔开向状态确定，逻辑区段标识、轨道区段标识及SEGMENT区段标识列表维度为N维，维数N为可支持的最大链接腿数，计轴区段标识固定为二维；

第三步、用LINK的N腿链接模型的数据结构分别描述LINK点链接0～N-1所对应的逻辑区段标识、轨道区段标识和SEGMENT区段标识，若相应位置不存在链接区段则置为无效值，LINK数据结构为包含各种区段链接关系的一个抽象数据集合，LINK点仅描述区段之间的链接关系，包含其相邻区段的链接信息，通过点式链接完成对城轨信号系统电子地图的描述。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中引入LINK结构可将区段链接关系与区段自身结构脱离，任何区段的划分，均可通过LINK结构去调整，无需改变区段数据结构。并可以描述一点链接多点的情况。各区段包括计轴区段、轨道区段、逻辑区段及SEGMENT区段类型增加LINK索引，内部包含区段关系可以去除。依据区段类型的不同可以获取不同的区段标识，以适配不同的场景。

本发明提出的基于LINK结构进行电子地图描述的方法，不同于以往电子地图描述中在区段数据结构中设置链接关系的方法，使得数据结构定义更加简化，线路搜索效率得以提升，取得了良好的效果。

附图说明

图1是本发明涉及的城轨线路及信号设备布置图。

图2是基于LINK数据结构对线路拓扑进行自左向右或自右向左搜索示意图，其中图2(a)为自左向右搜索的示意图，图2(b)为自右向左搜索示意图。

图3是本发明中两腿LINK数据结构的结构示意图；

图4是本发明中两种三腿LINK数据结构的结构示意图；

图5是本发明中四腿LINK数据结构的结构示意图。

具体实施方式

ZC：地面区域控制中心(Zone Controller)

CI：计算机联锁(Computer Interlocking)

计轴点：计轴设备部署的位置，计轴设备通过轮对统计进行占用检查。

本发明基于点式链接的城轨信号系统电子地图描述方法(简称方法)，该方法包括以下步骤：

第一步、设定线路相关区段：

为便于对本发明进行描述，引入以下线路区段相关概念和定义：

1-1.计轴区段Gx：

计轴区段作为物理区段的一种形式，是以若干计轴点(至少2个)为边界围起来的一个轨道区域，可通过计轴设备统计出入此区域的列车轮对数量，以完成列车完整性检查；

1-2.逻辑区段xG：

逻辑区段是对计轴区段的进一步划分，一般根据工程设计或者行车间隔要求进行划分，对于无道岔物理区段，逻辑区段的划分长度小于等于物理区段，即逻辑区段可以是一个完整的物理区段，也可以一个物理区段包含多个逻辑区段；对于道岔物理区段，逻辑区段为任意计轴点之间的可行驶路径，即任意两个计轴点之间均划分一个逻辑区段；

1-3.轨道区段QDx：

轨道区段是为便于逻辑运算处理而定义的一种区段类型，其划分方式为：若为无岔区域则轨道区段划分与计轴区段同边界，若为道岔区域则轨道区段划分为可分割的最小单元(即任意计轴点到道岔岔心之间的区域)；

1-4.SEGMENT区段xT：

SEGMENT区段是线路区段最小的划分单元，可根据工程应用自行定义，对于无岔区域，SEGMENT区段与逻辑区段同边界；对于道岔区域，SEGMENT区段与轨道区段同边界；

第二步、构建LINK的N腿链接模型的数据结构：

基于以上四种区段及道岔类型，将任何区段端点均定义为LINK点，按照线路图依次进行编号，记为LKx，按照式(1)构建LINK的N腿链接模型的数据结构，LINK的N腿链接模型的数据结构简称为LINK数据结构：

基于LINK的N腿链接模型的数据结构中道岔标识用于动态查找LINK点所链接区段的通路关系，根据线路搜索方向及计算机联锁设备提供的道岔开向状态确定，如0-1通路/0-2通路或2-0通路/1-0通路方式(以单开道岔为例，多开道岔则配置多个通路)，逻辑区段标识、轨道区段标识及SEGMENT区段标识列表维度为N维，维数N为可支持的最大链接腿数，计轴区段标识固定为二维；

第三步、用LINK的N腿链接模型的数据结构分别描述LINK点链接0～N-1所对应的逻辑区段标识、轨道区段标识和SEGMENT区段标识，若相应位置不存在链接区段则置为无效值，LINK数据结构为包含各种区段链接关系的一个抽象数据集合，LINK点仅描述区段之间的链接关系，包含其相邻区段的链接信息，通过点式链接完成对城轨信号系统电子地图的描述。

本发明中一个LINK点包含相邻两个计轴区段(每个LINK点两侧均只包含一个计轴区域，没有分支的区分)标识信息，所属道岔最多为1个，若无所属道岔则填充无效值。N腿链接模型仅针对LINK数据结构中的SEGMENT区段、轨道区段和逻辑区段而言，维数N为可支持的最大链接腿数，若无对应区段，则置为无效值。

本发明中区段标识、道岔标识及LINK标识定义如下(标识信息在实际数据配置中将对应于数字编号，如5T对应SEGMENT区段5)：

本发明引入了一种新的抽象数据结构：LINK数据结构，LINK数据结构是包含各种区段链接关系的一个抽象数据集合。LINK点仅描述区段之间的链接关系，任何区段端点均定义为LINK点，包含其相邻区段的链接信息。针对非道岔区段，图3描述了最基本的两腿LINK数据结构，其中左侧方向定义为链接0，右侧方向定义为链接1。

对应于最常见的单开道岔，图4定义了三腿LINK数据结构，针对三腿LINK数据结构，道岔岔前方向定义为链接0，岔后顺向定义为链接1，岔后侧向定义为链接2。对于每种区段，LINK点描述链接0～2所对应的区段标识，三腿LINK数据结构的区段标识列表维度最大为3维，若不存在链接区段则置为无效值。

针对三开道岔及更复杂的情形，建立四腿或N腿LINK数据结构(参见图5)，四腿或N腿LINK数据结构则仅需要在三腿LINK数据结构基础上增加区段标识列表的维度即可。即四腿或N腿LINK数据结构中区段标识列表维度最大为4维或N维，分别描述链接0～3或N-1所对应的区段类型，若不存在链接区段则置为无效值。

本发明中LINK数据结构可以根据不同的区段类型进行扩展，支持不同的工程应用需求，在LINK数据结构中各种类型区段的设置满足实际工程要求。针对线路图中多开道岔的场景，可灵活定义LINK结构链接区段的维数。

实施例1(LINK数据结构编制举例)

本实施例以图1所示的线路图为例，按照本申请的实现方法对线路拓扑进行抽象并定义，根据各种上述提到的区段标识和道岔标识生成相应的LINK数据结构：

图1中线路图描述最大维数为3，即N＝3，根据本发明描述的LINK数据结构，图1中标出的LK4、LK5、LK6及LK24点所处包含的LINK数据结构信息如下：

实施例2

本实施例根据基于点式链接的城轨信号系统电子地图描述方法，应用于三腿LINK数据结构中，对基于LINK数据结构的数据进行搜索，以图2所标示的SEGMENT区段为例，通过LINK标识及线路搜索方向进行线路的搜索，具体基于LINK点式链接的线路搜索算法如下(以下描述LKx均为LINK标识，与图2相对应)：

自左向右搜索线路，从SEGMENT区段1T开始进行搜索，区段1T为非道岔属性，通过LK2能得到链接的下一SEGMENT区段2T的标识；继续向右搜索，SEGMENT区段2T具有道岔属性，该道岔区段的LK3为岔心，则通过该位于岔心的LINK节点LK3即可以得到LK3处各腿所对应的SEGMENT区段标识。并通过该LINK节点LK3获得关联的道岔标识，则可以通过道岔标识获取道岔当前所处的状态(道岔定位或者道岔反位)，进而通过道岔状态即可判定当前是0-1通路还是0-2通路，假设道岔当前状态为定位，则当前是0-1通路，从而搜索到下一SEGMENT区段3T；继续搜索，该道岔区段的右LINK节点LK4为非岔心，则通过右LINK节点LK4即可得到链接的下一SEGMENT区段5T。以此类推，完成自左向右的搜索，搜索到的区段依次为{1T、2T、3T、5T}。

自右向左搜索线路，从SEGMENT区段6T开始搜索，6T为非道岔属性，通过左LINK节点LK5可得到链接的下一SEGMENT区段4T标识；继续向左搜索，SEGMENT区段4T具有道岔属性，该道岔区段的左LINK节点LK3为岔心，则通过该位于岔心的LINK节点LK3即可以得到LK3各腿所对应的SEGMENT区段标识。并通过该LINK节点LK3获得关联的道岔标识，则可通过道岔标识获取道岔当前所处的状态(道岔定位或者道岔反位)，进而通过道岔状态即可判定当前是1-0通路还是2-0通路，假设道岔当前状态为反位，则当前是2-0通路，从而搜索到下一SEGMENT区段2T；继续搜索，该道岔区段的左LINK节点LK2为非岔心，则通过左LINK节点LK2即可得到链接的下一SEGMENT区段1T。以此类推，完成自右向左的搜索，搜索到的区段依次为{6T、4T、2T、1T}。

对于4腿及以上模型，搜索逻辑类同。此处不再赘述。

本发明未述及之处适用于现有技术。