一种数字化站场管理系统及方法与流程

本发明属于铁路数字化站场应用领域，具体是涉及一种数字化站场管理系统及方法。

背景技术：

随着我国铁路事业的蓬勃发展、自动化程度的日益提高，铁路站场数字化的意义显得也越来越重要。由于早期受技术、管理、系统之间兼容性等因素制约，目前铁路站场的数字化图形管理仅限于站场设备大致位置、信号状态标识形式进行显示，没有对站场各种元素之间进行有机的结合与管理，进一步影响了现有铁路车地一体化推动实现。

数字化站场管理系统是将站场内的股道、信号机、道岔等一系列实际物理对象抽象建模成计算机能够认识并处理的数字对象，通过对站场内的股道、信号机、道岔等物理对象进行元素标识、连接关系定义、实际物理对象元素位置校对、站场图动态管理等处理，实现站场信息的动态数字化管理。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种数字化站场管理系统及方法，通过站场图信息编辑或导入转化、站场设备位置信息打点及导入、站场图交互及管理实现铁路站场信息的动态数字化管理，从而为其它系统提供准确的数字化站场信息。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种数字化站场管理系统，包括站场图制作子系统、站场图打点子系统、站场图管理子系统、差分定位子系统；所述站场图制作子系统、站场图打点子系统、站场图管理子系统、差分定位子系统通过网络进行数据通信；

所述站场图制作子系统，由一个或多个站场图制作工具客户端；所述站场图制作工具客户端用于生成、编辑“站场图文件”或导入tdcs站场图”和打点结果文件后，经解析、处理后自动生成数字化站场图文件；

所述站场图打点子系统，包括打点工具管理端、打点工具工作端；所述打点工具管理端用于分配打点任务、合并“打点工具工作端”输出的交班回执，输出打点结果文件，并下发排班任务；所述打点工具工作端用于接收站场图打点工具管理端分配的打点任务，执行现场站场元素位置打点并输出打点交班回执；

所述站场图管理子系统，包括站场图管理服务器，用于管理所有“站场图文件”，同时为打点任务的执行提供文件中转服务；

所述差分定位子系统，包括差分服务器、差分基站；所述差分服务器用于打点任务执行过程中，为打点硬件定位设备间接提供差分数据；所述差分基站用于获取高精度位置信息，并对打点工具工作端传输高精度位置信息进行修正；优选地，所述差分基站为bds差分基站。

一种数字化站场管理方法，包括如下步骤：

①、由人工通过站场图制作工具客户端编辑站场图文件或导入“tdcs站场图文件”，经站场图制作工具客户端处理后，生成含数字化站场内元素、数字化站场内元素关系的站场图文件1；

②、由打点工具管理端分配打点任务，经站场图管理服务器下发至打点工具工作端；由打点工具工作端执行对现场站场设备元素位置信息打点采集，经差分服务器修正后通过打点工具工作端将高精度打点结果文件传输至站场图管理服务器；

③、由站场图制作工具客户端将生成站场图文件1和打点结果文件合并处理后生成最终数字化站场图文件，然后上传站场图管理服务器进行管理。

步骤1中，所述站场图制作工具客户端，包括登录模块、显示模块、编辑模块、数据导入导出模块、工具模块；

所述登录模块，用于用户登录信息输入、验证；

所述显示模块，用于显示用户人机操作界面、菜单、按钮信息；

所述编辑模块，用于站场图文件生成、设置站场图正反向、编辑元素关系、设置虚拟元素、设置脱轨器、编辑跨站关系、生成区段长度、生成补点数据；

所述数据导入导出模块，用于导入经纬度数据、导出kml文件及db文件；

所述工具模块，用于数据正确性检查、经纬度定位，区段定位等。

步骤1中，所述站场图制作工具客户端编辑模块，对站场图文件生成，首先编辑站场图文件或导入tdcs站场图文件，站场图制作工具客户端编辑模块识别可视化的站场图文件并解析文件中的局码、站码、站场名字和编号、元素名称、元素类型、元素位置关系内容，生成站场图文件1；所述元素位置关系，根据元素坐标点识别元素左右关系；

所述编辑模块设置站场图正反向，由站场图制作工具客户端导入tdcs站场图后，从数据库中加载站场图文件元素坐标，然后根据信号机行别和所在区段的上下方判断站场图文件元素是否反向，用户确认后进行保存；如果站场图反向，由人工对选中站场图或控件进行调向；

所述编辑模块编辑元素关系，由站场图制作工具客户端加载站场图文件元素坐标后，根据元素的坐标点相邻位置由软件自动判断左右关系，元素左右位置关系确定后进行数据保存；如果人工检查发现元素左右元素关系不正确，可以对错误元素关系进行人工修正并保存；

所述编辑模块编辑跨站关系，由站场图制作工具客户端从数据库中加载站场图文件元素数据，人工确定当前站是否需要设置跨站关系；若选择需要设置跨站关系，则选择设置的区段、设置关联外站的区段id、设置关联外站的信号机，然后保存数据；

所述编辑模块区段长度生成，由站场图制作工具客户端从数据库中加载站场图文件元素数据，获取每个区段的补点数据，站场图制作工具客户端软件根据区段补点数据自动计算区段的长度；所述区段补点数据为元素关键点的经纬度信息；

所述编辑模块补点数据生成，由站场图制作工具客户端从数据库中加载站场图文件元素数据，根据元素的左右关系把每个区段分解成对应的补点数据记录，然后结合打点工具工作端导入的元素经纬度数据生成最终的补点数据。

步骤1中，所述站场图制作工具客户端软件工具模块数据正确性检查，通过软件按照设定的规则对导入或编辑数据进行自动检查，检查结果在站场图信息框上进行显示并在站场图上进行标记；所述数据检查，包括基础关系检查、元素左右关系检查、区段长度检查、元素经纬度检查、补点数据检查、虚拟元素检查；

所述工具模块经纬度定位，主要是定位经纬度在站场图的位置，给出最近区段和误差值；所述经纬度定位实现方法为：通过输入元素的经纬度，根据打点工具工作端距最近的区段垂足距离是否小于设定值判断定位是否成功，若打点工具工作端距最近的区段垂足距离小于设定值则定位成功并在站场图制作工具客户端软件上进行显示；若打点工具工作端距最近的区段垂足距离不小于设定值则定位失败并在站场图制作工具客户端软件上进行显示；

所述工具模块区段定位，主要是将一个经纬度点定位到某区段上，确认该经纬度的具体位置。

步骤2中，所述站场图打点子系统打点任务分配管理及过程执行：(1)输入一个“站场图”文件，经过“打点工具管理端”加工处理后，按照设定的算法分配打点任务，生成一个“打点任务排班文件”；(2)“打点工具工作端”从“站场图管理服务器”上获取一个“站场图文件”和一个对应的“打点任务排班文件”，按照“打点任务排班文件”完成自己的打点任务，生成一个“打点任务交班文件”；(3)“打点工具工作端”收集所有完成的“打点任务交班文件”，校检合并后输出一个“打点结果文件”。

步骤2中，所述打点工具工作端，对现场站场设备元素位置信息打点采集，首先打点工具工作端从站场图管理服务器获取打点任务中站场元素信息；打点工具工作端现场采集站场元素的经纬度数据，然后将经纬度数据通过无线发送到差分服务器中；经过差分服务器修正经纬度数据后再发回到打点工具工作端，打点工具工作端再将修订后经纬度数据发送到差分基站，通过不断修正站场元素经纬度数据获取站场设备元素高精度数据，最后由打点工具工作端将站场元素高精度数据通过无线上传到站场图管理服务器进行保存。

步骤3中，所述站场图管理服务器，用于站场图制作工具客户端、打点工具管理端和打点工具工作端的数据交互、用户权限验证及图形化展示；所述数据交互工作，包括数据上传和下载，站场图文件交互，排班文件交互，回执文件交互；

所述站场图文件交互，由站场图制作工具客户端上传站场图文件到站场图管理服务器，站场图打点工具工作端从站场图管理服务器下载站场图文件信息；

所述排班文件交互，由打点工具管理端根据工作安排上传排班文件和人员列表保存排班文件，打点工具工作端登录后从站场图管理服务器获取自己的任务计划和相关文件；

所述回执文件交互，打点工具工作端在打点完成后上传回执文件至站场图管理服务器，站场图制作工具客户端从站场图管理服务器下载回执文件；

所述用户权限验证，通过打点工具工作端发送用户名和密码进行权限认证；

所述图形化展示，用于显示全路站场信息、打点信息和制图状态信息。

采用上述技术方案的本发明，它具有以下优点：

(1)本发明采用差分定位技术、网络通讯技术、数据检测自动化分析技术、信息管理技术等，能够实现对自主编辑站场图文件或导入tdcs站场图文件进行转化、打点数据进行数据转化、数据自动检测分析、数据合并及全路站场制作数据信息的上传、下载、发布等管理。

(2)本发明能够对自主编辑站场图文件或导入tdcs站场图文件进行转化处理，生成站场元素信息、元素连接关系信息；同时能够对站场虚拟元素进行设置等操作。

(3)本发明能够对站场物理设备关键位置信息进行打点、记录，同时结合站场图制作工具客户端软件进行信息导入、上传、管理等操作。

(4)本发明能够对站场元素信息、元素连接关系信息、元素关键经纬度信息进行自动数据计算合并操作。

附图说明

图1为本发明的系统结构图。

图2为本发明的设备结构图。

图3为本发明的站场图生成数据流程图。

具体实施方式

下面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描述，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。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种数字化站场管理系统，包括站场图制作子系统101、站场图打点子系统102、站场图管理子系统103、差分定位子系统104；所述站场图制作子系统101、站场图打点子系统102、站场图管理子系统103、差分定位子系统104通过网络进行数据通信；

所述站场图制作子系统101，由一个或多个站场图制作工具客户端；所述站场图制作工具客户端用于生成、编辑“站场图文件”或导入tdcs站场图”和打点结果文件后，经解析、处理后自动生成数字化站场图文件；

所述站场图打点子系统102，包括打点工具管理端、打点工具工作端；所述打点工具管理端用于分配打点任务、合并“打点工具工作端”输出的交班回执，输出打点结果文件，并下发排班任务；所述打点工具工作端，包括多个打点工具工作端，用于接收站场图打点工具管理端分配的打点任务，执行现场站场元素位置打点并输出打点交班回执；

所述站场图管理子系统103，包括站场图管理服务器，用于管理所有“站场图文件”，同时为打点任务的执行提供文件中转服务；

所述差分定位子系统104，包括差分服务器、差分基站；优选地，所述差分基站为bds差分基站；所述差分服务器用于打点任务执行过程中，为打点硬件定位设备间接提供差分数据；所述bds差分基站用于获取高精度位置信息，并对打点工具工作端传输高精度位置信息进行修正。

如图3所示，一种数字化站场管理方法，包括如下步骤：

①、由人工通过站场图制作工具客户端软件编辑站场图文件或导入“tdcs站场图文件”，经站场图制作工具客户端软件处理后，生成含数字化站场内元素、数字化站场内元素关系的站场图文件1；

②、由打点工具管理端分配打点任务，经站场图管理服务器下发至打点工具工作端；由打点工具工作端执行对现场站场设备元素位置信息打点采集，经差分服务器、bds基站修正后通过打点工具工作端将高精度打点结果文件传输至站场图管理服务器；

③、由站场图制作工具客户端软件将生成站场图文件1和打点结果文件合并处理后生成最终数字化站场图文件，然后上传站场图管理服务器进行管理。

步骤1中，如图2所示，所述站场图制作工具客户端软件，包括登录模块、显示模块、编辑模块、数据导入导出模块、工具模块；

所述登录模块，用于用户登录信息输入、验证；

所述显示模块，用于显示用户人机操作界面、菜单、按钮信息；

所述编辑模块，用于站场图文件生成、设置站场图正反向、编辑元素关系、设置虚拟元素、设置脱轨器、编辑跨站关系、生成区段长度、生成补点数据；

所述数据导入导出模块，用于导入经纬度数据、导出kml文件和db文件；

所述工具模块，用于数据正确性检查、经纬度定位，区段定位等。

步骤1中，所述站场图制作工具客户端软件编辑模块，对站场图文件生成，首先编辑站场图文件或导入tdcs站场图文件，站场图制作工具客户端软件编辑模块识别可视化的站场图文件并解析文件中的局码、站码、站场名字和编号、元素名称、元素类型、元素位置关系内容，生成站场图文件1；所述元素位置关系，根据元素坐标点识别元素左右关系；

所述编辑模块设置站场图正反向，由站场图制作工具客户端软件导入tdcs站场图后，从数据库中加载站场图文件元素坐标，然后根据信号机行别和所在区段的上下方判断站场图文件元素是否反向，用户确认后进行保存；如果站场图反向，由人工对选中站场图或控件进行调向；

所述编辑模块编辑元素关系，由站场图制作工具客户端软件加载站场图文件元素坐标后，根据元素的坐标点相邻位置由软件自动判断左右关系，元素左右位置关系确定后进行数据保存；如果人工检查发现元素左右元素关系不正确，可以对错误元素关系进行人工修正并保存；

所述编辑模块编辑跨站关系，由站场图制作工具客户端软件从数据库中加载站场图文件元素数据，人工确定当前站是否需要设置跨站关系；若选择需要设置跨站关系，则选择设置的区段、设置关联外站的区段id、设置关联外站的信号机，然后保存数据；

所述编辑模块区段长度生成，由站场图制作工具客户端软件从数据库中加载站场图文件元素数据，获取每个区段的补点数据，站场图制作工具客户端软件根据区段补点数据自动计算区段的长度；所述区段补点数据为元素关键点的经纬度信息；

所述编辑模块补点数据生成，由站场图制作工具客户端软件从数据库中加载站场图文件元素数据，根据元素的左右关系把每个区段分解成对应的补点数据记录，然后结合打点工具工作端导入的元素经纬度数据生成最终的补点数据。

步骤1中，所述站场图制作工具客户端软件工具模块数据正确性检查，通过软件按照设定的规则对导入或编辑数据进行自动检查，检查结果在站场图信息框上进行显示并在站场图上进行标记；所述数据检查，包括基础关系检查、元素左右关系检查、区段长度检查、元素经纬度检查、补点数据检查、虚拟元素检查；所述站场图制作工具客户端软件模块数据正确性检查，通过软件按照设定的规则对导入或编辑数据进行自动检查来替代人工检查，从而降低人的失误保障数据的可靠性；

所述工具模块经纬度定位，主要是定位经纬度在站场图的位置，给出最近区段和误差值；所述经纬度定位实现方法为：通过输入元素的经纬度，根据打点工具工作端距最近的区段垂足距离是否小于设定值判断定位是否成功，若打点工具工作端距最近的区段垂足距离小于设定值则定位成功并在站场图制作工具客户端软件上进行显示；若打点工具工作端距最近的区段垂足距离不小于设定值则定位失败并在站场图制作工具客户端软件上进行显示；

所述工具模块区段定位，主要是将一个经纬度点定位到某区段上，确认该经纬度的具体位置。

步骤2中，所述站场图打点子系统102打点任务分配管理及过程执行：(1)输入一个“站场图”文件，经过“打点工具管理端”加工处理后，按照设定的算法分配打点任务，生成一个“打点任务排班文件”；(2)“打点工具工作端”从“站场图管理服务器”上获取一个“站场图文件”和一个对应的“打点任务排班文件”，按照“打点任务排班文件”完成自己的打点任务，生成一个“打点任务交班文件”；(3)“打点工具工作端”收集所有完成的“打点任务交班文件”，校检合并后输出一个“打点结果文件”。

步骤2中，所述打点工具工作端，对现场站场设备元素位置信息打点采集，首先打点工具工作端从站场图管理服务器获取打点任务中站场元素信息；打点工具工作端现场采集站场元素的经纬度数据，然后将经纬度数据通过无线发送到差分服务器中；经过差分服务器修正经纬度数据后再发回到打点工具工作端，打点工具工作端再将修订后经纬度数据发送到bds差分基站，通过不断修正站场元素经纬度数据获取站场设备元素高精度数据，最后由打点工具工作端将站场元素高精度数据通过无线上传到站场图管理服务器进行保存。

步骤3中，所述站场图管理服务器，用于站场图制作工具客户端、打点工具管理端和打点工具工作端的数据交互、用户权限验证及图形化展示；所述数据交互工作，包括数据上传和下载，站场图文件交互，排班文件交互，回执文件交互；

所述站场图文件交互，由站场图制作工具客户端上传站场图文件到站场图管理服务器，站场图打点工具工作端从站场图管理服务器下载站场图文件信息；

所述排班文件交互，由打点工具管理端根据工作安排上传排班文件和人员列表保存排班文件，打点工具工作端登录后从站场图管理服务器获取自己的任务计划和相关文件；

所述回执文件交互，打点工具工作端在打点完成后上传回执文件至站场图管理服务器，站场图制作工具客户端从站场图管理服务器下载回执文件；

所述用户权限验证，通过打点工具工作端发送用户名和密码进行权限认证；

所述图形化展示，用于显示全路站场信息、打点信息和制图状态信息。

本发明采用差分定位技术、网络通讯技术、数据检测自动化分析技术、信息管理技术等，能够实现对导入tdcs站场图文件、打点数据进行数据转化、数据自动检测分析、数据合并及全路站场制作数据信息的上传、下载、发布等管理。

本发明能够对自主编辑站场图文件或对导入tdcs站场图文件进行转化处理，生成站场元素信息、元素连接关系信息；同时能够对站场虚拟元素进行设置等操作。

本发明能够对站场物理设备关键位置信息进行打点、记录，同时结合站场图制作工具客户端软件进行信息导入、上传、管理等操作。

本发明能够对站场元素信息、元素连接关系信息、元素关键经纬度信息进行自动数据计算合并操作。

需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来讲是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。