车载ATC日志实时分析方法及装置与流程

车载atc日志实时分析方法及装置
技术领域
1.本发明涉及车载atc(automatic train control，列车自动控制)设备技术领域，尤其涉及一种车载atc日志实时分析方法、装置及存储介质。


背景技术：

2.车载atc设备是保证列车安全运行的核心设备，由atp(automatic train protection，列车自动防护)及ato(automatic train operation，列车自动运行)系统组成，车载atc设备的运行状态直接关系到行车安全与行车效率。车载atc的日志数据庞大，且具有高实时性，现有技术中通常是将车载atc日志记录在车载设备日志记录板，当发生故障时再现场进行日志拷贝以进行故障分析，该类方式实时性差，无法实时依据车载atc日志数据识别、定位出故障，还会对正常的列车运行造成影响。
3.在系统调试阶段及线路正式运营时，对列车运行状态进行监测及快速的故障定位，可以有效提高调试效率，降低人员及时间成本。在现场及实验室车载atc系统调试时，现有技术中采用车载日志进行故障定位通常是采用以下两种方式：一种是从车载atc日志记录插件中下载记录的日志文件，再使用专用日志解析工具解析到文本文档，基于特征值进行故障定位及分析。但是由于车载日志数据量庞大，该类方法需要针对整个文本文档进行特征值分析，因而解析日志的时间较长，使得故障定位及分析效率低且故障定位及查找困难，难以精准、快速的定位到故障；另一种方法是使用以太网将车载日志数据以字符串的方式输出至调试软件界面，该类方式也需要基于特征值进行故障定位及分析，而由于软件界面输出数据有限，在软件界面中只能显示单个或几个周期的日志数据，使得难以快速实现故障查找定位。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种实现方法简单、成本低、能够基于车载atc日志数据分析实现通用、实时的故障识别及定位，且故障识别与定位的效率与精度高以及实时性强的车载atc日志实时分析方法、装置及存储介质。
5.为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
6.一种车载atc日志实时分析方法，步骤包括：
7.实时获取待分析的车载atc日志数据，以及读取预先配置的配置文件，所述配置文件中初始化有多个字段存储数据结构，各个字段与车载atc日志数据的结构形成映射关系；
8.根据所述配置文件使用预先配置的通用解析算法对所述车载atc日志数据进行解析，所述通用解析算法配置为按照配置文件中各个字段的结构依次从所述车载atc日志数据中进行信息抽取，解析出各个字段对应的信息并分别存储至对应的存储数据结构中；
9.分别提取解析出的各个字段中的特征值，根据提取的特征值判断故障状态以及定位故障位置。
10.进一步的，所述实时获取待分析的车载atc日志数据时，通过预先加载在车载信号机柜中的车载运维维护插件接收车载atc日志数据获取指令，按照所述获取指令从对应的存储空间中读取所述配置文件以及车载atc日志数据，所述车载运维维护插件，对外通信时具有独立的ip地址。
11.进一步的，在车载数据服务器与所述车载运维维护插件之间配置两条信息链路，其中一条信息链路为命令通道以用于传输指令信息，另一条信息链路为文件通道以用于远程维护文件的传输。
12.进一步的，所述根据提取的特征值判断故障状态以及定位故障位置包括：将提取的特征值与各类故障码对应的特征值进行匹配，根据匹配结果判断是否存在故障，以及当判断到存在故障时输出对应的故障码以定位故障位置，所述故障码为预先为不同故障类型配置的编码。
13.进一步的，所述使用所述配置文件对所述车载atc日志数据进行解析后，还包括将解析结果中各字段分别显示在可视化界面中的对应位置处，以及所述根据提取的特征值判断故障状态后，还包括将故障状态以及故障位置定位结果显示在可视化界面中的对应位置处。
14.进一步的，当检测到可视化显示界面中速度曲线上存在操作请求时，则获取操作点的坐标位置，根据所述坐标位置获取所在周期的车载atc数据以进行实时分析。
15.进一步的，当需要对不同类型的车载atc日志数据进行实时分析时，还包括根据所需解析的车载atc日志数据的数据结构修改所述配置文件。
16.进一步的，所述读取预先配置的配置文件前，还包括为配置文件进行加密步骤。
17.一种车载atc日志实时分析装置，包括：
18.获取模块，用于实时获取待分析的车载atc日志数据，以及读取预先配置的配置文件，所述配置文件中初始化有多个字段存储数据结构，各个字段与车载atc日志数据的结构形成映射关系；
19.解析模块，用于根据所述配置文件使用预先配置的通用解析算法对所述车载atc日志数据进行解析，所述通用解析算法配置为按照配置文件中各个字段的结构依次从所述车载atc日志数据中进行信息抽取，解析出各个字段对应的信息并分别存储至对应的存储数据结构中；
20.故障识别定位模块，用于分别提取解析出的各个字段中的特征值，根据提取的特征值判断故障状态以及定位故障位置。
21.进一步的，还包括与所述解析模块、故障识别定位模块连接的可视化显示模块，用于将解析结果中各字段分别显示在可视化界面中的对应位置处，以及将故障状态以及故障位置定位结果显示在可视化界面中的对应位置处。
22.一种计算机装置，包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序以执行如上述方法。
23.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序执行时实现如上述方法。
24.与现有技术相比，本发明的优点在于：
25.1、本发明通过借鉴对象关系映射思想，将日志文件数据结构映射为可配置的结构
化对象，使用配置文件的方式来实现车载atc日志实时分析，由于将解析数据进行模块化处理，可及时发现配置和数据映射关系不一致的问题，从而快速、准确识别出故障以及定位出故障位置，且基于配置文件的方式，使得还可以具有通用性，可以通用于实现不同类型车载atc日志数据的分析，减少软件迭代次数，从而更方便进行调试，有效提高故障定位与排查的效率，同时降低时间及人力成本。
26.2、本发明在基于可配置文件实现日志解析的基础上，以可视化的界面显示列车的运行状态及所有的日志数据，使得可以直观获取列车的运行状态、日志数据以及故障状态等，能够将所有的车载atc日志数据、车辆运行状态、事件等关键车辆运行数据实时、高效进行显示。
附图说明
27.图1是本实施例车载atc日志实时分析方法的实现流程示意图。
28.图2是在具体应用实施例中用于实现车载atc日志实时分析时与车载atc设备连接原理示意图。
29.图3是在具体应用实施例中智能运维系统中车载atc日志实时分析设备与车载atc设备连接原理示意图。
30.图4是在具体应用实施例中实现车载atc日志实时分析的详细实现流程示意图。
具体实施方式
31.以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
32.车载atc软件开发通常都是遵循城市轨道交通c btc信号系统行业技术规范、城市轨道交通基于通信的列车运行控制系统(c btc)互联互通系统规范等标准，因此车载atc日志具有相对固定日志格式，并按照可配置的周期输出。基于此，本发明通过借鉴对象关系映射思想，将日志文件数据结构映射为可配置的结构化对象，在配置文件中初始化有多个字段存储数据结构，各个字段与车载atc日志数据的结构形成映射关系，使用配置文件的方式来实现车载atc日志实时分析，由于将解析数据进行模块化处理，可及时发现配置和数据映射关系不一致的问题，从而快速、准确识别出故障以及定位出故障位置，且基于配置文件的方式，使得还可以具有通用性，可以通用于实现不同类型车载atc日志数据的分析，减少软件迭代次数，从而更方便进行调试，有效提高故障定位与排查的效率，同时降低时间及人力成本。
33.如图1所示，本实施例车载atc日志实时分析方法的步骤包括：
34.s01.实时获取待分析的车载atc日志数据，以及读取预先配置的配置文件，配置文件中初始化有多个字段存储数据结构，各个字段与车载atc日志数据的结构形成映射关系；
35.s02.根据配置文件使用预先配置的通用解析算法对所述车载atc日志数据进行解析，所述通用解析算法配置为按照配置文件中各个字段的结构依次从车载atc日志数据中进行信息抽取，解析出各个字段对应的信息并分别存储至对应的存储数据结构中；
36.s03.分别提取解析出的各个字段中的特征值，根据提取的特征值判断故障状态以及定位故障位置。
37.车载atc设备将日志数据通过数据包的方式进行传输其中数据包主要包括软件版本、列车速度信息、位置信息等信息。为了保证数据传输的安全性、可靠性和实时性，进一步在数据包中还添加有版本号、时间戳、设备类型、数据长度、数据分包数、数据长度以及crc校验值等信息，具体信息类型可以根据实际需求配置。
38.本实施例中，通过以太网线连接车载atc交换机，使得在调试等过程中，可实现日志数据的实时接收并解析车载日志，即支持车载atc日志数据在线实时分析功能，使得在现场调试时，不需要从车载日志记录板中下载车载atc日志再进行故障定位排查，可以有效提高调试的效率。
39.本实施例中，实时获取待分析的车载atc日志数据时，通过预先加载在车载信号机柜中的车载运维维护插件接收车载atc日志数据获取指令，按照获取指令从对应的存储空间中读取配置文件以及车载atc日志数据。即在线实时接收并分析车载日志中车载日志远程获取通过车载信号机柜中一车载运维维护插件来实现，该插件作为维护终端接收维护主机命令，响应相关的操作，然后通过设备内部通信协议将相关配置、程序、数据、指令等下发到对应的插件内部，以实现远程日志获取功能，如图2所示。
40.在具体应用实施例中，如图3所示，将能够实现本实施例上述分析方法功能的软件部署于车载数据服务器，将车载atc日志数据通过无线传输至地面，以进行车载日志的记录与实时分析。除支持车载atc日志数据在线分析以外，也能够支持车载atc日志离线分析，还可以批量加载及解析车载日志文件，再进行显示或者记录分析。
41.进一步的，车载数据服务器与车载运维维护插件之间通过维护网进行连接，在车载数据服务器与车载运维维护插件之间具体配置有两条信息链路，其中一条信息链路为命令通道以用于传输指令信息，例如命令通道用于传输换装、重启、获取日志等指令信息。另一条信息链路为文件通道以用于远程维护文件的传输，远程维护主机与业务单元之间的各类文件的传输，文件通道具体可采用带用户验证的ftp协议实现。上述文件通道与命令通道相互独立，提供带重传机制的交互式的访问，实现异构网络中的远程系统文件交互。
42.由于命令通道中传输的命令会涉及到信号系统设备运行状态的改变，因此进一步采用rssp-i铁路信号安全通信协议，以保证传输的真实性、完整性、有序性和实效性，并在内部增加了基于aes的加密算法，防止数据信息的破解和外部恶意入侵。
43.在具体应用实施例中，如图3所示，车载信号机柜的车载运维维护插件对外通信时具有独立的ip地址，每个车载记录单元对外通信的ip地址必须具备唯一性，以便地面系统对不同列车进行识别，车载运维维护插件与车载无线传输单元进行物理连接，通过车地无线传输通道连接至地面维护网的通信链路。
44.本实施例使用配置文件对车载atc日志数据进行解析后，还包括将解析结果中各字段分别显示在可视化界面中的对应位置处，以及根据提取的特征值判断故障状态后，还包括将故障状态以及故障位置定位结果显示在可视化界面中的对应位置处。即基于可配置文件实现日志解析的基础上，以可视化的界面显示列车的运行状态及所有的日志数据，使得可以直观获取列车的运行状态、日志数据以及故障状态等，由于车载atc日志数据是基于可配置文件实现解析，解析效率高、实时强，因而相比于传统的车载日志数据显示方法需要将车载日志以约定好的协议、使用字符串的方式保存于文本文档或者输出至软件界面，能够将所有的车载atc日志数据、车辆运行状态、事件等关键车辆运行数据实时、高效的显示
出来。
45.在具体应用实施例中，可以根据日志字段进行中文转化，并将列车运行速度曲线、应答器信息、报警信息、事件信息等在可视化界面中显示，在可化界面中对应设置日志数据显示窗口、列车速度曲线显示窗口、事件信息及报警分析显示窗口，其中速度曲线显示窗口可对车载atc设备多个速度曲线及应答器数据进行实时显示，事件信息及报警分析显示窗口可显示所有车载atc设备事件信息、故障智能分析结果及报警信息。上述日志显示窗口通过配置文件可分栏生成。通过上述方法，可对所有的车载atc关键信息进行显示，从而方便进行列车运行状态监视及故障定位与排查，且数据显示更为直观。根据不同的用户需求，还可以通过修改配置文件以实现将同类的日志数据同栏显示。
46.在具体应用实施例中，日志数据显示窗口可以通过配置文件配置，可以配置将同类型数据在同一窗口中进行呈现，也可以将不需要显示的数据通过配置文件进行隐藏，使得操作上更为灵活。进一步还可以在可视化界面增加进度条、步进、步退等操作按钮，以实现进度显示、步进、步退功能。
47.利用上述解析数据以及可视化结果，实现图形化界面的基础上还可以进一步配置支持日志数据回放功能，以方便故障排查。例如在线实时接收日志模式下，可以通过拖动游标，对日志数据进行回放；在离线模式下，也可以通过输入特定时刻定位到故障发生时刻，实现对故障场景进行回放，以便于进行故障的复现及定位。
48.本实施例中，当检测到可视化显示界面中速度曲线上存在操作请求时，则获取操作点的坐标位置，根据坐标位置获取所在周期的车载atc数据以进行实时分析，使得可以支持对车载atc日志任意部分数据进行在线实时分析。例如可通过移动鼠标到可视化界面的速度曲线上，通过获取鼠标处坐标轴坐标信息，索引显示出该坐标轴所在周期的车载atc日志数据，可以方便在实时解析中进行故障查询。
49.本实施例中，当需要对不同类型的车载atc日志数据进行实时分析时，还包括根据所需解析的车载atc日志数据的数据结构修改配置文件。由于配置文件是可配置的，通过修改配置文件中的各字段即可适用于不同类型的车载atc日志数据分析，使得可以实现通用的日志解析，只需修改配置文件即可实现设备在不同场景下(如不同轨道交通地铁线路)的应用。比如通过设置配置文件使得可应用于某轨道交通地铁线路下的，通过对配置文件进行修改，即可适用于其他轨道交通地铁线路下，具体修改方式可以依据具体所需分析的车载atc日志数据的数据结构确定。
50.进一步的，本实施例在读取预先配置的配置文件前，还包括为配置文件进行加密步骤，以进一步提高安全性，防止因为配置文件导致的泄密。所有对日志解析的数据字段可以根据配置文件进行配置，除此之外对于配置文件还可以存储一些软件所需要的参数，以使得可以利用配置文件区分用户类型、显示数据数量等，进一步提高使用便利性。
51.本实施例中，根据提取的特征值判断故障状态以及定位故障位置包括：将提取的特征值与各类故障码对应的特征值进行匹配，根据匹配结果判断是否存在故障，以及当判断到存在故障时输出对应的故障码以定位故障位置，故障码为预先为不同故障类型配置的编码。例如通过移动鼠标到可视化界面速度曲线，获取鼠标处坐标轴，索引显示该坐标轴所在周期的车载atc日志数据，方便在实时解析中故障查询。本实施例基于场景结合车载atc事件故障代码的方式，对一些常用故障进行智能分析，可将故障直接进行定位并在界面中
进行报警，进一步提高故障定位及解决的效率。
52.在具体应用实施例中，故障识别与定位时先基于设备的硬件特性、工作参数、逻辑原理等建立故障诊断机制，系统针对故障与报警内容，判断采集数据，对存在内在联系的信息进行分析，智能比对关键数据的一致性，智能分析逻辑的正确性，确定系统或设备故障可能存在的原因，给出故障提示与运维建议；进一步可以根据统计分析的单位范围、时间范围、地点范围、设备范围、故障严重等级、故障分类等条件，完成数据的数量、占比、分布、趋势等特征的统计分析，以图形或图表方式展示统计分析结果。
53.如图4所示，在具体应用实施例中基于配置文件实现车载atc日志数据实时分析的详细步骤为：
54.步骤一，初始化配置文件字段存储数据结构，读取加密配置文件，对配置文件进行解密及进行合法性检查，如果数据合法就读取配置文件数据，如果不合法则在界面进行报警。
55.步骤二，将接收到的车载atc日志数据基于配置文件进行实时解析，解析时首先通过车载atc日志表头判断是atp日志还是ato日志，然后通过匹配配置文件逐个字段解析，解析后的数据存储于特定的数据结构。
56.步骤三，对解析后数据字段进行智能分析，通过对解析数据中的特征值进行检查，并结合故障代码的方式实现故障识别，对解析后的数据输出到本地进行存储。
57.步骤四，将解析后的数据进行中文化，并添加到界面显示模块，显示模块根据配置文件将数据输出至界面。
58.本实施例车载atc日志实时分析装置包括：
59.获取模块，用于实时获取待分析的车载atc日志数据，以及读取预先配置的配置文件，所述配置文件中初始化有多个字段存储数据结构，各个字段与车载atc日志数据的结构形成映射关系；
60.解析模块，用于根据配置文件使用预先配置的通用解析算法对车载atc日志数据进行解析，通用解析算法配置为按照配置文件中各个字段的结构依次从车载atc日志数据中进行信息抽取，解析出各个字段对应的信息并分别存储至对应的存储数据结构中；
61.故障识别定位模块，用于分别提取解析出的各个字段中的特征值，根据提取的特征值判断故障状态以及定位故障位置。
62.本实施例中，还包括与解析模块、故障识别定位模块连接的可视化显示模块，用于将解析结果中各字段分别显示在可视化界面中的对应位置处，以及将故障状态以及故障位置定位结果显示在可视化界面中的对应位置处。
63.上述车载atc日志实时分析装置具体可设置在车载服务器中，通过地面服务网、车载无线通信与车载atc机柜中日志记录插件连接，以实时获取车载atc日志数据进行分析，如图3所示。可以理解的是，上述车载atc日志实时分析装置可部署于单机、服务器及手持计算机设备等各类设备中，组网简单、占用资源较少，可对调试和排查问题提供极大帮助。
64.本实施车载atc日志实时分析装置与上述车载atc日志实时分析方法为一一对应，在此不再一一赘述。
65.本实施例还提供计算机装置，包括处理器以及存储器，存储器用于存储计算机程序，处理器用于执行计算机程序以执行如上述方法。
66.本实施例还提供存储有计算机程序的计算机可读存储介质，计算机程序执行时实现如上述方法。
67.上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。