专利名称：轨道线路数据库自动生成工具的实现方法
技术领域：
本发明涉及一种轨道交通技术，尤其是一种轨道线路数据库的生成方法，具体地说是一种轨道线路数据库自动生成工具的实现方法。
背景技术：
众所周知，城市轨道交通系统中，列车自动控制系统(ATC)是城市轨道交通车辆安全、高效运行的主要保证。ATC系统通常由4个系统组成ATP系统(列车自动防护)、ΑΤ0系统(列车自动驾驶)、ATS系统(列车自动监督)、CBI系统(计算机联锁系统)，其中ATP系统又分为车载ATP系统和轨旁ATP系统。其中，ATP系统为了控制移动闭塞下列车的准确运行， 需要使用整条线路所有元件的信息。线路数据库描述了一个铁路网络的基本要素并且为别的功能需求提供基础的数据服务。线路数据库引入了一些基本的协定，通过应用这些协定，可以描述铁路网络中的任何一点的确切位置，并由此确定两个不同点之间的距离。轨道数据库是一个按照线路区段和轨道分区来组织的数据表，其描述了路网结构及特殊区域和元件的特性。对线路数据的描述是基于相互连接的轨道分区的。一段轨道分区是指轨道中的某段线性对象，它由ATP系统调用，其定义了线路上任一元件的位置，具体由下面三要素构成起点、规定的方向和长度。一个道岔和三个轨道方向相连，对轨道区段的描述可被用于列车的双方向运行，两个相邻的轨道分区具有独立的方向，因此它们的方向可以是相反的。 轨道分区链接的方式通过定义与分区两端点相连的相邻分区来定义。分区的端点类型(链接类型)定义了该分区是直接与相邻分区链接还是与道岔或者交叉渡线连接。线路由一系列轨道分区组成，其所描述的是铁路网络的组成部分。ATP系统支持在路网上不同线路上的运行。用于ATP系统的线路数据库包含了多种线路元件，这些元件的的特殊属性及其数值对线路轨道进行了描述。ATP系统的线路数据库至少包含以下的元件 道岔、站台、轨道空闲检测区段、信号机、车档、应答器、线路速度曲线、坡度曲线和轨旁ATP 控制区域。对于每一条线路，线路数据库都有一个对应的数据表格进行描述。每个表格中都包含了位于此线路中所有线路数据库元件的目标特性。但是，在实际的工程项目中，由于线路数据库是工业控制计算机所使用的关系型数据格式，工程定测人员无法直接根据定测结果来填写上述表格。工程定测人员一般的工作方法是沿着线路标注每个轨道元件距离上行起点的距离，这些距离是以绝对公里标的形式表示的，最后的结果是存储在文本文件中一个个离散的元件的种类和距离。所以，为了更好的服务实际工程应用，在ATP系统使用线路数据库之前的数据准备期，发明了一种自动生成工具，将工程定测的文本文件，生成ATP系统所使用的关系型数据表格。
发明内容
本发明的目的是针对目前的轨道交通的物理数据不能直接输入ATP系统供调用的问题，发明一种轨道线路数据库自动生成工具的实现方法。
本发明的技术方案是
一种轨道线路数据库自动生成工具的实现方法，它包括数据准备期和运行期，其特征是在数据准备期，通过在服务器上先将数据进行解析，然后运行数据分析程序，根据已经规定好的线路数据库的关系型表格格式，将分析完的数据整理后存储在服务器的硬盘上； 在ATP系统的数据运行期，将服务器硬盘上的数据导入工业控制计算机的FLASH中，ATP系统开机将FLASH的数据读入内存的线路数据库，便可以开始正常工作。轨道线路数据库的自动生成工具使用了微软公司的C#编程语言，采用了面向对象的编程方法，具有高聚合、 松耦合的设计特点，为以后进一步的扩充功能或系统移植提供了空间。在数据准备期要首先创立统一的定测文件格式，以供工程定测人员填写，其中包括一条轨道交通线路从起始点开始遇到的每种轨道元件的类型和绝对公里标数据；道岔根据开口位置分为上下左右四种类型，距离记录的是岔心距离里程起点的距离；轨道空闲检测区段，根据样式的不同可以分为七种，将每个检测区段的起点都计入定测文件中；信号机分为红绿黄三色信号机、里程端点信号机两种，将距离里程起点的位置计入定测文件；应答器分为固定应答器和可变应答器两种，将距离里程起点位置计入定测文件；在开发阶段，将工程定测文件输入到服务器的辅存中，自动生成工具在生成期将辅存中的数据读入到内存中，在内存中使用c#编程语言自带的数组链表来存储所有的定测数据；使数组链表包括了每个轨道分区的起始点和结束点信息、道岔的种类和岔心的位置信息、轨道空闲检测区段的每个端点的位置信息、信号机的种类和位置信息、车档的位置、应答器的种类和位置信息、线路速度曲线的起始点位置信息、坡度曲线的起始点信息和轨旁ATP控制区域的起始点位置信息；线路数据库中的表格包括以下种类轨道分区基本信息表、轨道分区拓扑信息表、轨道分区和道岔的关联表、道岔和轨道分区的关联表、轨道分区和轨道空闲检测区段的关联表、轨道空闲检测区段和轨道分区的关联表、轨道分区和信号机的关联表、信号机和轨道分区的关联表、轨道分区和车档的关联表、车档和轨道分区的关联表、轨道分区和应答器的关联表、应答器和轨道分区的关联表、轨道分区和线路速度曲线的关联表、线路速度曲线和轨道分区的关联表、轨道分区和坡度曲线的关联表、坡度曲线和轨道分区的关联表，以上所有表格中，都包含有供ATP使用的特定数据字段，在数据定测文件中不能直接获得这些数据字段；轨道线路数据库自动生成工具在获得工程定测文件里的数据后，通过数据筛选依次取出每种元素相关的数据，然后根据特定逻辑填写轨道区段与元件的关联表和元件与轨道区段的关联表先根据定测线路信息生成轨道分区基本信息表和轨道区段拓扑信息表，之后直接生成信号机、应答器、速度曲线、坡度曲线和轨道分区的相互关联表，道岔根据开口方向的不同，可以分为四种，每种情况都使用一种逻辑来进行处理，并根据处理结果将数据字段填写在道岔和轨道分区的相互关联表上；轨道空闲检测区段根据不同的类型可以分为七类，每种情况都使用一种逻辑来进行处理，然后根据处理结果将数据字段填写在轨道空闲检测区段和轨道分区的相互关联表上。本发明的基本原理是读取已有的工程定测文件，将其根据元件的种类，如信号机、道岔和轨道空闲检测区段边界等等，放的数组链表容器中。在线路数据库中，轨道分区和道岔、站台、轨道空闲检测区段、信号机、车档、应答器、线路速度曲线、坡度曲线和轨旁ATP控制区域有互相一一对应的关系型表格。基于数组链表中的轨道元件的种类和绝对公里标的信息，可以通过特定的逻辑，生成线路数据库中的所有关系型表格。
本发明的有益效果
本发明以工程定测数据为基础，根据关系型数据库的特点，设计了轨道线路数据库的自动生成工具。它运行在高性能服务器中，通过读取和解析工程定测数据，通过业务逻辑， 生成轨道线路数据库。加快了 ATP系统的开发效率，减少了数据录入人员的工作量。并且， 本自动生成工具采用面向对象的编程语言和模块化的设计方法，使系统具有极强的可扩充性和可移植性。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步的说明。一种轨道线路数据库自动生成工具的实现方法，它包括准备期和运行期，在数据准备期，通过在服务器上先将数据进行解析，然后运行数据分析程序，根据已经规定好的线路数据库的关系型表格格式，将分析完的数据整理后存储在服务器的硬盘上。在ATP系统的运行期，将服务器硬盘上的数据导入工业控制计算机的FLASH中，ATP系统开机将FLASH 的数据读入内存的线路数据库，便可以开始正常工作。轨道线路数据库的自动生成工具使用了微软公司的0#编程语言，采用了面向对象的编程方法，具有高聚合、松耦合的设计特点，为以后进一步的扩充功能或系统移植提供了空间。具体步骤如下
首先，创立统一的定测文件格式，以供工程定测人员填写，其中包括一条轨道交通线路从起始点开始遇到的每种轨道元件的类型和绝对公里标数据。道岔根据开口位置分为上下左右四种类型，距离记录的是岔心距离里程起点的距离；轨道空闲检测区段，根据样式的不同可以分为七种，将每个检测区段的起点都计入定测文件中；信号机分为红绿黄三色信号机、里程端点信号机两种，将距离里程起点的位置计入定测文件；应答器分为固定应答器和可变应答器两种，将距离里程起点位置计入定测文件。然后在开发阶段，将工程定测文件输入到服务器的辅存中，自动生成工具在生成期将辅存中的数据读入到内存中，在内存中使用〔#编程语言自带的数组链表来存储所有的定测数据。此后，数组链表包括了每个轨道分区的起始点和结束点信息、道岔的种类和岔心的位置信息、轨道空闲检测区段的每个端点的位置信息、信号机的种类和位置信息、车档的位置、应答器的种类和位置信息、线路速度曲线的起始点位置信息、坡度曲线的起始点信息和轨旁ATP控制区域的起始点位置信息等。线路数据库中的表格包括以下种类轨道分区基本信息表、轨道分区拓扑信息表、 轨道分区和道岔的关联表、道岔和轨道分区的关联表、轨道分区和轨道空闲检测区段的关联表、轨道空闲检测区段和轨道分区的关联表、轨道分区和信号机的关联表、信号机和轨道分区的关联表、轨道分区和车档的关联表、车档和轨道分区的关联表、轨道分区和应答器的关联表、应答器和轨道分区的关联表、轨道分区和线路速度曲线的关联表、线路速度曲线和轨道分区的关联表、轨道分区和坡度曲线的关联表、坡度曲线和轨道分区的关联表。以上所有表格中，都包含有供ATP使用的特定数据字段，在数据定测文件中不能直接获得这些数据字段。轨道线路数据库自动生成工具在获得工程定测文件里的数据后，通过数据筛选依次取出每种元素相关的数据，然后根据特定逻辑填写轨道区段与元件的关联表和元件与轨道区段的关联表。首先根据定测线路信息生成轨道分区基本信息表和轨道区段拓扑信息表；之后信号机、应答器、速度曲线、坡度曲线和轨道分区的相互关联表不需要特殊的处理， 直接可以生成；道岔根据开口方向的不同，可以分为四种，每种情况都需要一种逻辑来进行处理，然后根据处理结果将数据字段填写在道岔和轨道分区的相互关联表上；轨道空闲检测区段根据不同的类型可以分为七类，每种情况都需要一种逻辑来进行处理，然后根据处理结果将数据字段填写在轨道空闲检测区段和轨道分区的相互关联表上。下面以南京地铁二号线为例作进一步的说明。南京地铁二号线共有27个站场，全线共有两台轨旁ATP，每台轨旁ATP负责全线一半的区域。首先根据每台ATP管辖区域的不同，将全线分为两个区域，然后工程定测人员分别测量这两个区域内所有轨道元素的位置和类型，输入成两个文本文件。同一种的元素在不同的文本文件中共享同一种元素编号方式。使用一个32位的整型值来表示一个轨道分区的号码，5位用来表示分区所在的线路号，如南京地铁2号线、苏州地铁1号线；4位用来表示轨旁ATP的号；4位用来表示分区的方向；19位用来表示分区号。最后这32位整型值可以统一标识线路上任一轨道分区。当分区号确定以后，首先确定每个轨道分区首尾两端的端点类型，通过连接道岔的类型，判断是交汇点还是分叉点；然后从轨道分区的起点，开始录入元素，信号机、应答器记录下种类和所在位置相对分区起点的偏移量，站台轨记录下端点所在位置相对分区起点的偏移量，轨道空闲检测区段记录下此区段的特定种类和端点所在位置相对分区起点的偏移量，坡度曲线记录下坡度的值和曲线端点相对分区起点的偏移量，速度曲线记录下限制速度的值和曲线端点相对分区起点的偏移量。线路全部数据录入完毕之后，将数据拷贝到运行线路数据库自动生成工具的服务器上，自动生成工具首先将硬盘中的数据，录入到〔#的数组链表中。每一种轨道元件都对应着一张链表，此链表提供增加、查找、遍历和删除等功能。查找链表中的数据可以直接生成轨道分区基础信息表和轨道分区拓扑表；信号机、应答器和轨道分区的相互关联表也可以通过链表数据直接生成；经过对站台轨、速度曲线和坡度曲线链表的遍历，可以组合两个端点数据生成站台轨、速度曲线和坡度曲线和轨道分区关联表；对于道岔和物理空闲检测区段，通过遍历它们所在的链表，经过对于不同种类道岔和物理空闲检测区段的逻辑处理， 就可以生成道岔、物理空闲检测区段和轨道分区的相互关联表。当上述所有关联关系表生成完毕之后，需要将数据装载到ATP系统的FLASH中。由于ATP系统是一个安全系统，需要运行在安全计算机之中。本次开发所使用的安全计算机是三取二的安全计算机，有三块板卡同时工作，所以生成的轨道线路数据库需要将数据分三次分别装载到三块板卡之中。然后运行测试程序，测试结果正确，说明生成的轨道线路数据库的结果是正确的，同时说明轨道线路数据库自动生成工具是符合设计要求的。本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
权利要求
1.一种轨道线路数据库自动生成工具的实现方法，它包括数据准备期和运行期，其特征是在数据准备期，通过在服务器上先将数据进行解析，然后运行数据分析程序，根据已经规定好的线路数据库的关系型表格格式，将分析完的数据整理后存储在服务器的硬盘上；在ATP系统的数据运行期，将服务器硬盘上的数据导入工业控制计算机的FLASH中，ATP 系统开机将FLASH的数据读入内存的线路数据库，便可以开始正常工作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是在数据准备期要首先创立统一的定测文件格式，以供工程定测人员填写，其中包括一条轨道交通线路从起始点开始遇到的每种轨道元件的类型和绝对公里标数据；道岔根据开口位置分为上下左右四种类型，距离记录的是岔心距离里程起点的距离；轨道空闲检测区段，根据样式的不同可以分为七种，将每个检测区段的起点都计入定测文件中；信号机分为红绿黄三色信号机、里程端点信号机两种，将距离里程起点的位置计入定测文件；应答器分为固定应答器和可变应答器两种，将距离里程起点位置计入定测文件；在开发阶段，将工程定测文件输入到服务器的辅存中，自动生成工具在生成期将辅存中的数据读入到内存中，在内存中使用〔#编程语言自带的数组链表来存储所有的定测数据；使数组链表包括了每个轨道分区的起始点和结束点信息、道岔的种类和岔心的位置信息、轨道空闲检测区段的每个端点的位置信息、信号机的种类和位置信息、 车档的位置、应答器的种类和位置信息、线路速度曲线的起始点位置信息、坡度曲线的起始点信息和轨旁ATP控制区域的起始点位置信息；线路数据库中的表格包括以下种类轨道分区基本信息表、轨道分区拓扑信息表、轨道分区和道岔的关联表、道岔和轨道分区的关联表、轨道分区和轨道空闲检测区段的关联表、轨道空闲检测区段和轨道分区的关联表、轨道分区和信号机的关联表、信号机和轨道分区的关联表、轨道分区和车档的关联表、车档和轨道分区的关联表、轨道分区和应答器的关联表、应答器和轨道分区的关联表、轨道分区和线路速度曲线的关联表、线路速度曲线和轨道分区的关联表、轨道分区和坡度曲线的关联表、 坡度曲线和轨道分区的关联表，以上所有表格中，都包含有供ATP使用的特定数据字段，在数据定测文件中不能直接获得这些数据字段；轨道线路数据库自动生成工具在获得工程定测文件里的数据后，通过数据筛选依次取出每种元素相关的数据，然后根据特定逻辑填写轨道区段与元件的关联表和元件与轨道区段的关联表先根据定测线路信息生成轨道分区基本信息表和轨道区段拓扑信息表，之后直接生成信号机、应答器、速度曲线、坡度曲线和轨道分区的相互关联表，道岔根据开口方向的不同，可以分为四种，每种情况都使用一种逻辑来进行处理，并根据处理结果将数据字段填写在道岔和轨道分区的相互关联表上；轨道空闲检测区段根据不同的类型可以分为七类，每种情况都使用一种逻辑来进行处理，然后根据处理结果将数据字段填写在轨道空闲检测区段和轨道分区的相互关联表上。
全文摘要
一种轨道线路数据库自动生成工具的实现方法，它包括数据准备期和运行期，其特征是在数据准备期，通过在服务器上先将数据进行解析，然后运行数据分析程序，根据已经规定好的线路数据库的关系型表格格式，将分析完的数据整理后存储在服务器的硬盘上；在ATP系统的数据运行期，将服务器硬盘上的数据导入工业控制计算机的FLASH中，ATP系统开机将FLASH的数据读入内存的线路数据库，便可以开始正常工作。本发明加快了ATP系统的开发效率，减少了数据录入人员的工作量。并且，本自动生成工具采用面向对象的编程语言和模块化的设计方法，使系统具有极强的可扩充性和可移植性。
文档编号G06F17/30GK102495896SQ20111041397
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月13日 优先权日2011年12月13日
发明者徐晓燕, 朱骞 申请人:南京恩瑞特实业有限公司