一种城市轨道交通电子地图共享方法及系统与流程

本发明涉及数据处理领域，具体涉及一种城市轨道交通电子地图共享方法及系统。

背景技术：

目前，国内城市轨道交通线路使用各个系统集成商的电子地图系统，各条线路电子地图数据之间存在格式、协议不同问题，列车的车载设备上存储的电子地图数据不能在线实时更新。

进一步地，由于城市轨道交通各条线路之间的地图格式、协议不同，难以实现各线路之间车辆跨线行驶，从而不能实现区域内城市轨道交通互联互通。

另外，电子地图数据分散存储在各车辆和地面设备上，不便于统一维护。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明提出了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种城市轨道交通电子地图共享方法及系统。

为此目的，第一方面，本发明提出一种城市轨道交通电子地图共享方法，包括：

列车的VOBC启动后，向网络化存储服务器发送获取待运行线路的电子地图版本信息的第一获取请求；

所述VOBC接收所述网络化存储服务器根据所述第一获取请求发送的待运行线路的电子地图数据的第一版本信息；

所述VOBC向车载存储单元发送获取待运行线路的电子地图版本信息的第二获取请求，所述VOBC和所述车载存储单元属于同一列车；

所述VOBC接收所述车载存储单元根据所述第二获取请求发送的待运行线路的电子地图数据的第二版本信息；

所述VOBC检测所述第一版本信息和所述第二版本信息是否一致；

若一致，则所述VOBC从所述车载存储单元下载待运行线路的电子地图数据，并在下载完成后加载该线路的电子地图数据。

可选地，所述方法还包括：

若所述VOBC检测到所述第一版本信息和第二版本信息不一致，则向车载存储单元发送电子地图数据更新请求，所述电子地图数据更新请求中包括：版本信息不一致的待运行线路标识；

所述车载存储单元根据所述线路标识，向所述网络化存储服务器发送电子地图数据下载请求，所述电子地图数据下载请求包括：待下载电子地图数据的线路标识。

可选地，所述方法还包括：

所述车载存储单元在待运行线路标识的电子地图数据下载完成时，向所述VOBC发送待运行线路标识的电子地图数据下载完成的信息；

所述VOBC根据该信息向所述车载存储单元发送下载所述待运行线路标识的电子地图数据的下载请求；

所述VOBC接收所述车载存储单元发送的待运行线路标识的电子地图数据，以及在下载完成后加载该电子地图数据。

可选地，所述VOBC向车载存储单元发送获取待运行线路的电子地图版本信息的第二获取请求的步骤之后，所述方法还包括：

所述VOBC开始计时，确定预设时间段内是否接收到所述待运行线路的电子地图数据的第二版本信息；

若预设时间段内没有接收到，则向车载设备提示错误信息，结束电子地图加载过程。

可选地，所述VOBC从所述车载存储单元下载待运行线路的电子地图数据的步骤之后，所述方法还包括：

所述VOBC向网络化存储服务器发送获取除待运行线路之外的其它线路的电子地图版本信息的第三获取请求；

所述VOBC接收所述网络化存储服务器根据所述第三获取请求发送的其它线路的电子地图数据的第一版本信息；

所述VOBC向车载存储单元发送获取其它线路的电子地图版本信息的第四获取请求；

所述VOBC接收所述车载存储单元根据所述第四获取请求发送的其它线路的电子地图数据的第二版本信息；

所述VOBC检测其它线路的第一版本信息和所述第二版本信息是否一致；

若一致，则所述VOBC从所述车载存储单元下载其它线路的电子地图数据，并在下载完成后加载该线路的电子地图数据。

可选地，所述方法还包括：

若所述VOBC检测到其它线路的第一版本信息和第二版本信息中部分线路或全部线路对应的版本不一致，则向所述车载存储单元发送电子地图数据更新请求，所述电子地图数据更新请求中包括：版本信息不一致的线路标识；

所述车载存储单元根据所述版本信息不一致的线路标识，向所述网络化存储服务器发送电子地图数据下载请求，所述电子地图数据下载请求包括：待下载电子地图数据的线路标识。

可选地，所述方法还包括：

所述车载存储单元接收所述网络化存储服务器根据待下载电子地图数据的线路标识发送的与该些线路标识对应的电子地图数据；

若所述车载存储单元在下载过程中，存在一个或多个线路标识对应的电子地图数据发生错误，则向所述VOBC发送错误信息；

或者，

若所述车载存储单元在下载过程中，存在一个或多个线路标识对应的电子地图数据未在预设时间段内下载完成，则向所述VOBC发送错误信息。

可选地，所述方法还包括：

若列车在运行期间需要更换运行线路，且VOBC程序所在的内存内未有待更换线路的电子地图数据，则VOBC向所述车载存储单元发送电子地图数据下载请求，该电子地图下载请求包括：待更换运行的线路标识；

所述VOBC接收所述车载存储单元发送的所述待更换运行的线路标识对应的电子地图数据；加载该待更换运行的线路标识对应的电子地图数据，以使列车在等待切换线路时使用。

可选地，所述方法还包括：

所述网络化存储服务器接收所述电子地图数据下载请求之后，查看该网络化存储服务器中正在连接的多个车载存储单元是否达到最大允许值；

若达到，则将该下载请求设置为等待状态；

若未达到，则为该下载请求创建下载任务，并依据下载任务向所述车载存储单元发送待下载电子地图数据的线路标识对应的电子地图数据，并计时开始；

查看预设时间段内是否下载完成，若未完成，则结束下载任务，并向控制中心发送超时信息。

第二方面，本发明提供一种城市轨道交通电子地图共享系统，包括：

网络化存储服务器、位于列车上的车载存储单元和车载控制器；

其中，所述网络化存储服务器分别与车载存储单元、车载控制器通信连接，且车载存储单元在未运营时段与所述存储服务器交互；

所述车载控制器、车载存储单元、网络化存储服务器之间交互实现上述任一所述的方法。

由上述技术方案可知，本发明提出的一种城市轨道交通电子地图共享方法及系统，通过VOBC与车载存储单元、网络化存储服务器交互，实现车载存储单元中待运行线路的电子地图数据的更新，进而VOBC能够从车载存储单元中自动下载所需运行线路的电子地图数据，由此，存储服务器可以方便维护城市区域内各条轨道线路的电子地图数据，保证车载设备可以实时自动下载和更新本地车载存储单元存储的各条线路的电子地图数据，实现了电子地图数据的共享和在线实时更新功能。

附图说明

图1为本发明实施例中城市轨道交通电子地图系统架构的示意图；

图2为本发明实施例中车载设备的架构示意图；

图3为本发明一实施例提供的城市轨道交通电子地图共享方法的流程示意图；

图4为本发明一实施例提供的车载控制器上电后加载电子地图数据的流程示意图；

图5为本发明一实施例提供的车载控制器运行中更换电子地图数据的流程示意图；

图6为本发明一实施例提供的车载数据车载存储单元的工作流程示意图；

图7为本发明一实施例提供的网络化数据存储服务器的工作流程示意图；

图8为本发明一实施例提供的城市轨道交通电子地图共享系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

本发明中，城市轨道交通电子地图系统包括网络化数据存储服务器(即网络化存储服务器)和车载设备两大部分，网络化存储服务器与车载设备之间通过车地通信网络进行连接，如图1所示。

本实施例中的网络化数据存储服务器用于提供各条轨道线路的电子地图数据共享和下载服务，以下简称网络化存储服务器。

各制造商设备上的各条线路的电子地图数据可以通过网络或者存储介质上传至网络化存储服务器，用于更新网络化存储服务器本地的数据。

本发明实施例中的网络化存储服务器冗余存储着区域内所有互联互通线路的电子地图数据及相关信息。网络化存储服务器可以响应车载设备的申请，发送电子地图数据。其中电子地图数据包括电子地图的版本信息。网络化存储服务器可以同时向多个车载设备发送数据。如果有需要，网络化存储服务器也可以向其它联网的设备发送电子地图数据。

另外，城市轨道交通电子地图系统中，涉及列车的车载设备包括车载控制器(VOBC)和车载数据存储单元，车载控制器与车载数据存储单元通过车地通信网络连接在一起，车载控制器以下简称控制器，车载数据存储单元简称车载存储单元，如图2所示：

车地通信网络指现有轨道交通系统列车车载设备与地面设备之间的通信网络系统。

车载存储单元存储着互联互通区域内各条线路的电子地图数据。

车载控制器在本系统中，除完成车载控制器现有功能外，增加了如下接口和功能：车载控制器从网络化存储服务器获取最新的电子地图版本信息，用于检查车载存储单元中的电子地图版本是否为最新的，如果发现车载存储单元存储的线路电子地图不是最新版本的电子地图数据，则要求车载存储单元从网络化存储服务器下载需要更新线路的电子地图数据，优先下载车载控制器当前需要使用线路的电子地图数据，待下载完该线路数据后，车载控制器从车载存储单元中加载当前所需线路的电子地图数据，同时车载存储单元继续下载其它需要更新线路的电子地图数据；如果当前需要使用线路的电子地图数据已是最新的，则车载控制器直接从车载存储单元中加载该电子地图数据。

本发明实施例在现有轨道交通信号系统上，通过增加地面网络化数据服务器和车载数据车载存储单元，对车载控制器稍作修改，即可实现车载设备电子地图下载和更新功能，对现有信号系统改动小，易于实现。

图3示出了本发明一实施例提供的城市轨道交通电子地图共享方法的流程示意图，如图3所示，本实施例的方法包括如下步骤。

301、列车的VOBC启动后，向网络化存储服务器发送获取待运行线路的电子地图版本信息的第一获取请求。

302、VOBC接收所述网络化存储服务器根据所述第一获取请求发送的待运行线路的电子地图数据的第一版本信息。

303、VOBC向车载存储单元发送获取待运行线路的电子地图版本信息的第二获取请求。

本实施例中的VOBC和车载存储单元属于同一列车。

304、VOBC接收所述车载存储单元根据所述第二获取请求发送的待运行线路的电子地图数据的第二版本信息。

另外，在实际应用中，VOBC在执行步骤303之后开始计时，确定预设时间段内是否接收到所述待运行线路的电子地图数据的第二版本信息；若预设时间段内接收到，执行步骤304的步骤；若预设时间段内没有接收到，则向车载设备提示错误信息，结束电子地图加载过程。

305、VOBC检测所述第一版本信息和所述第二版本信息是否一致，若一致，执行步骤306，否则，执行步骤307。

306、若步骤305中待运行线路的版本信息相同即一致，则所述VOBC从所述车载存储单元下载待运行线路的电子地图数据，并在下载完成后加载该线路的电子地图数据。

307、若步骤305中VOBC检测到所述第一版本信息和第二版本信息不一致，则向车载存储单元发送电子地图数据更新请求，所述电子地图数据更新请求中包括：版本信息不一致的待运行线路标识。

308、车载存储单元根据所述线路标识，向所述网络化存储服务器发送电子地图数据下载请求，所述电子地图数据下载请求包括：待下载电子地图数据的线路标识。

上述的网络化存储服务器接收步骤308中发送的所述电子地图数据下载请求之后，查看该存储服务器中正在连接的多个车载存储单元是否达到最大允许值；若达到，则将该下载请求设置为等待状态；若未达到，则为该下载请求创建下载任务，并依据下载任务向所述车载存储单元发送待下载电子地图数据的线路标识对应的电子地图数据，并计时开始；以及网络化存储服务器查看预设时间段内是否下载完成，若未完成，则结束下载任务，并向控制中心发送超时信息。

需要说明的是，本实施例中的车载存储单元在未运营时段与所述网络化存储服务器交互。

另外，在步骤308之后，上述的车载存储单元接收所述存储服务器根据待下载电子地图数据的线路标识发送的与该线路标识对应的电子地图数据。

特别地，车载存储单元在网络化存储服务器中待运行线路标识的电子地图数据下载完成时，向VOBC发送待运行线路标识的电子地图数据下载完成的信息；进而VOBC根据该信息向车载存储单元发送下载待运行线路标识的电子地图数据的下载请求，以及接收车载存储单元发送的待运行线路标识的电子地图数据，并在下载完成后加载该电子地图数据。

需要说明的是，若车载存储单元在下载过程中，存在待运行线路标识对应的电子地图数据发生错误，则向所述VOBC发送错误信息；

或者，若车载存储单元在下载过程中，存在待运行线路标识对应的电子地图数据未在预设时间段内下载完成，则向所述VOBC发送错误信息。可理解的是，步骤308中的车载存储单元向网络化存储服务器发送电子地图数据下载请求之后，开始计时，进而存在一个或多个线路标识对应的电子地图数据未在预设时间段内下载完成，向所述VOBC发送错误信息。

本实施例的方法可以方便维护城市区域内各条轨道线路的电子地图数据，且车载设备可以实时自动下载和更新本地存储的各条线路的电子地图数据，方便维护。特别地，车载设备可以在跨线运行时，切换所需线路的电子地图数据，为区域内轨道交通互联互通提供重要条件。

进一步地，在实际应用中，上述图3所示的方法包括下述的图中未示出的步骤309至步骤317：

309、VOBC向网络化存储服务器发送获取除待运行线路之外的其它线路的电子地图版本信息的第三获取请求；

310、VOBC接收所述网络化存储服务器根据所述第三获取请求发送的其它线路的电子地图数据的第一版本信息；

311、VOBC向车载存储单元发送获取其它线路的电子地图版本信息的第四获取请求。

312、VOBC接收所述车载存储单元根据所述第四获取请求发送的其它线路的电子地图数据的第二版本信息；

313、VOBC检测其它线路的第一版本信息和所述第二版本信息是否一致；若一致执行步骤314，否则，执行步骤315.

314、若步骤313中的版本信息一致，则所述VOBC从所述车载存储单元下载其它线路的电子地图数据，并在下载完成后加载该线路的电子地图数据。

315、若步骤313的第一版本信息和第二版本信息中部分线路或全部线路对应的版本不一致，则向所述车载存储单元发送电子地图数据更新请求，所述电子地图数据更新请求中包括：版本信息不一致的线路标识；

316、车载存储单元根据所述版本信息不一致的线路标识，向所述网络化存储服务器发送电子地图数据下载请求，所述电子地图数据下载请求包括：待下载电子地图数据的线路标识。

317、车载存储单元接收所述网络化存储服务器根据待下载电子地图数据的线路标识发送的与该些线路标识对应的电子地图数据；

需要说明的是，所述网络化存储服务器接收所述电子地图数据下载请求之后，查看该网络化存储服务器中正在连接的多个车载存储单元是否达到最大允许值；若达到，则将该下载请求设置为等待状态；

若未达到，则为该下载请求创建下载任务，并依据下载任务向所述车载存储单元发送待下载电子地图数据的线路标识对应的电子地图数据，并计时开始；查看预设时间段内是否下载完成，若未完成，则结束下载任务，并向控制中心发送超时信息。

相应地，车载存储单元在下载过程中，存在一个或多个线路标识对应的电子地图数据发生错误，则向所述VOBC发送错误信息；

或者，若所述车载存储单元在下载过程中，存在一个或多个线路标识对应的电子地图数据未在预设时间段内下载完成，则向所述VOBC发送错误信息。

在另一种可选的实现方案中，上述图3所示的方法还可包括下述的图中未示出的步骤318和步骤319：

318、若列车在运行期间需要更换运行线路，且VOBC程序所在的内存内未有待更换线路的电子地图数据，则VOBC向所述车载存储单元发送电子地图数据下载请求，该电子地图下载请求包括：待更换运行的线路标识；

319、VOBC接收所述车载存储单元发送的所述待更换运行的线路标识对应的电子地图数据；加载该待更换运行的线路标识对应的电子地图数据，以使列车在等待切换线路时使用。

例如，当前列车在运行过程中确定需要跨线运行时，查看待运行线路的配置文件是否已经下载完成；

在所述配置文件未下载时，在当前列车VOBC的每一个运行周期内，根据运行VOBC程序所占用的系统资源，从列车的车载存储单元中分布下载所述配置文件；以及在所述配置文件下载完成之后，在所述VOBC的每个运行周期内分布初始化所述配置文件，以完成配置文件的加载；

其中，所述VOBC运行所占用的内存区域和下载所述配置文件所占用的内存区域相互独立。

结合图4所示，图4示出了本发明实施例中车载控制器上电加载电子地图数据的流程示意图，本实施例的流程举例说明如下。

第一步、车载控制器启动后，通过车地通信网络，向网络化存储服务器请求所有线路的电子地图版本信息；

第二步、然后向车载存储单元请求存储的所有线路的电子地图版本信息；

第三步，如果等待所需网络化存储服务器或车载存储单元的电子地图版本信息超时则提示错误信息，结束电子地图加载过程。

第四步、如果在预设时间段内分别获取了网络化存储服务器和车载存储单元的电子地图版本信息后，进行对比；

第五步、如果控制器所需的线路电子地图版本信息在车载存储单元与存储服务器不一致，则请求车载存储单元更新所需线路的电子地图数据；

第六步、等待更新完毕后，向车载存储单元请求所需线路的电子地图数据；

第七步、如果控制器所需的线路电子地图版本信息在车载存储单元与存储服务器一致，则控制器直接向车载存储单元请求所需线路的电子地图数据。

第八步、控制器从车载存储单元下载并加载所需线路电子地图数据后，查找出车载存储单元电子地图版本信息缺少和不一致的其它线路，控制器向车载存储单元发送请求更新这些线路的电子地图数据，完成控制器上电加载电子地图数据的过程。

结合图5所示，图5示出了本发明实施例中车载控制器运行中更换电子地图数据的流程示意图，本实施例的流程举例说明如下

列车在运行期间需要更换线路前，车载控制器向车载数据车载存储单元请求所需线路的电子地图，待下载完成后进行电子地图数据加载，加载完成后等待切换线时更换该线路数据。

举例来说，跨线运行时加载可包括下述步骤：

A01、当前列车在运行过程中确定需要跨线运行时，查看待运行线路的配置文件是否已经下载完成。

A02、在所述配置文件未下载时，在当前列车VOBC的每一个运行周期内，根据运行VOBC程序所占用的系统资源，从列车的车载存储单元中分布下载所述配置文件。

该步骤中的系统资源指的是车载设备中操作系统的系统资源，该操作系统中运行有VOBC程序，且需要在内存中加载待切换运行的线路的配置文件。

进一步地，当前车载设备中的VOBC程序具有固定的运行周期，例如200ms一周期等，为此，本实施例中的加载需要在多个运行周期中完成，因为称为分布下载配置文件。

A03、在所述配置文件下载完成之后，在所述VOBC的每个运行周期内分布初始化所述配置文件，以完成配置文件的加载。

本实施例中，由于完全初始化配置文件的时长大于VOBC程序的运行周期，故，本实施例中，在多个运行周期的每一个运行周期内分布实现配置文件的初始化，进而上述描述为在所述VOBC的每个运行周期内分布初始化所述配置文件。

本实施例中，所述VOBC运行所占用的内存区域和下载所述配置文件所占用的内存区域相互独立。

另外，需要说明的是，本实施例中的加载方法可理解为热加载方法，即在内存中运行有VOBC程序的情况下，再进一步加载其它线路的配置文件，且相互不干扰。

结合图6所示，图6示出了本发明实施例中车载数据车载存储单元的工作流程示意图，本实施例的流程举例说明如下。

车载数据车载存储单元启动后，等待控制器发送的更新和发送请求。如果车载存储单元收到控制器发送的某线路数据更新请求，则向存储服务器请求下载该线路的电子地图数据，如果在要求的时间内未下载完成就向控制器发送错误信息，停止下载，继续等待控制器的请求。如果车载存储单元收到控制器的某线路数据发送请求，则将车载存储单元本地存储的该线路电子地图数据发送给控制器，待发送完成后，继续等待控制器的请求。

结合图7所示，图7示出了本发明实施例中网络化数据存储服务器的工作流程示意图，本实施例的流程举例说明如下

网络化数据存储服务器启动后，为保证列车运营安全，只允许在车辆未运营时段对本地存储的电子地图数据及相关信息进行维护和更新，维护和更新期间不提供向其它设备发送数据任务。可以通过存储介质或网络传送存储服务器所需更新的数据。

网络化数据存储服务器启动进入正常工作状态后，等待车载设备的电子地图数据或版本信息发送请求。若收到车载设备发送请求，则判断存储服务器正在连接车载设备下载的数量是否达到最大允许值，如果达到最大允许值，则继续等待车载设备的发送请求；如果没有达到最大允许值，则为该请求的车载设备创建一个下载任务。下载任务创建后，开始将车载设备所请求的电子地图数据或版本信息打包，然后发送给该车载设备，同时对下载的任务进行计时，如果在规定的时间内未发送完毕，则发送超时信息给控制中心，并将超时相关信息记录日志，结束本下载任务，当车载设备所求的数据下载完成后，结束本下载任务。

本实施例的方法可以实现对区域内不同线路的车载设备或其它设备提供电子地图数据的下载服务，能够实现车载设备存储的电子地图数据更新功能。车载设备可以实时自动下载和更新本地存储的各条线路的电子地图数据，方便维护。

本实施例中在现有城市轨道交通信号系统上，通过增加地面网络化数据服务器和车载数据车载存储单元，对车载控制器稍作修改，即可实现车载设备电子地图下载和更新功能，对现有信号系统改动小，易于实现。

此外，车载数据车载存储单元可以存储多条线路的电子地图数据，可实现列车跨线行驶时地图切换功能，且车载设备可以在跨线运行时，能够切换所需线路的电子地图数据，为实现区域内轨道交通互联互通功能奠定基础。

另外，本发明还提供一种城市轨道交通电子地图共享系统，该系统包括：网络化存储服务器、位于列车上的车载存储单元和车载控制器，如图8所示，网络化存储服务器分别与车载存储单元、车载控制器通信连接，且车载存储单元在未运营时段与网络化存储服务器交互。

本实施例的车载控制器、车载存储单元、网络化存储服务器之间的交互实现如上述任意方法实施例的记载，该处不再详述。

本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。

本领域技术人员可以理解，实施例中的各步骤可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。