一种计算列车运行任务中起始与到达站台之间距离的方法

技术领域

本发明涉及列车信号控制系统，尤其是涉及一种计算列车运行任务中起始与到达站台之间距离的方法。

背景技术

基于通信的列车控制系统(Communication Based Train Control System,CBTC)有多种驾驶模式：限制人工驾驶模式(RM模式)、ATP防护下的人工驾驶模式(CM模式)、ATO模式(AM模式)、蠕动模式(CAM模式)、全自动驾驶模式(FAM模式)等。在AM模式和FAM模式下，列车监控系统(Train Control and Monitoring System,TCMS)的报站数据有效性需要同时验证以下数据项的有效性：自动广播触发信号、终点站ID、下一站ID、当前站ID、跳停序列、目标距离、起始距离和下一站车门打开侧。其中目标距离表示列车从当前位置到下一站ID对应站台停车点的距离。车载CC子系统中的自动驾驶系统(Automatic Train Operation,ATO)，会接收到来自ATS系统的运动任务，如何根据响应的运行任务(Applied trainMovement,ATM)中的出发站台ID，出发方向和到达站台ID信息，实时快速的计算出出发站台和到达站台对应的SSP之间的距离，成为需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种实时高效的计算列车运行任务中起始与到达站台之间距离的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

根据本发明的第一方面，提供了一种计算列车运行任务中起始与到达站台之间距离的方法，该方法包括以下步骤：

步骤S1，根据运营停车区SSA(Service Stop Area)所属轨道区段Block中服务停车点SSP(Service Stop Point)的方向，以及电子地图中Block的链接关系，把相同方向SSP对应的SSA串联起来，构成一个SSA_Route列表；

步骤S2，若出发站台或者到达站台，与安全上下客区(Vital Passenger ExchangeZone,VPEZ)没有交集，则返回一个供信号系统识别的无效值；

步骤S3，如果在某一条SSA_Route中找得到出发站台和到达站台，则根据该路径计算距离；

步骤S4，如果在所有的SSA_Route中都不能同时找到出发站台和到达站台，则返回一个信号供系统识别的无效值。

作为优选的技术方案，所述的步骤S1中的SSA_Route列表通过车载离线数据准备工具根据电子地图数据计算生成。

作为优选的技术方案，所述电子地图数据包括轨道区段Block的链路关系以及在每个Block上所含有的运营停车区、服务停车点和安全上下客区信息。

作为优选的技术方案，所述的步骤S1中，相同方向SSP对应的SSA为与SSA有关联的SSP，并且SSP的方向与路径搜索方向一致。

作为优选的技术方案，所述的路径搜索具体为：

从轨道末端开始，按照轨道区段Block的链接关系，往下游方向进行搜索，要分上行方向和下行方向分别搜索；

搜索过程中遇到道岔，要分道岔定位、反位分别进行搜索；搜索过程中遇到极点，要换向继续搜索；当搜索到轨道末端或是已经搜索过的Block，则停止搜索。

作为优选的技术方案，所述的步骤S1的SSA_Route列表中，仅保留距离最短的路径，并将非最短SSA_Route中的SSA进行拆分，使得SSA_Route列表中存放的路径都是起始SSA到终点SSA之间距离最短的路径。

作为优选的技术方案，所述非最短SSA_Route中的SSA进行拆分具体为：

将非最短SSA_Route中的SSA与最短SSA_Route中的SSA从起点SSA_Begin开始依次比较，如果遇到一个SSA不同的第一中间节点SSA_Diff1，则将SSA到SSA_Diff1之间的路径保存到SSA_Route列表中；

并继续从SSA_Diff1开始继续往后搜索，直到遇到一个第二中间节点SSA_Diff2在最短SSA_Route中也存在，则将SSA_Diff1到SSA_Diff2之间的路径保存到SSA_Route列表中，接着继续从SSA_Diff2开始继续往后搜索，如此重复前面的操作，直到搜索到终点SSA。

作为优选的技术方案，所述的步骤S2中，出发站台或者到达站台与安全上下客区没有交集具体为：

出发站台SSA或者到达站台SSA所属的轨道区段Block中不存在与SSA相关联的安全上下客区VPEZ。

作为优选的技术方案，所述的步骤S3具体为：

将SSA_Route中出发站台SSA与到达站台SSA之间的路径，按照SSA的链接关系，将两两相邻SSA之间的距离累加起来，即得到出发站台SSA与到达站台SSA之间的距离。

作为优选的技术方案，所述的步骤S3中，通过车载离线工具根据电子地图中Block的链路关系，将有路径搜索方向相关SSP的SSA两两配对，生成Adjacent_SSA列表，并且记录两个相邻SSA之间的距离。路径搜索算法同SSA_Route的搜索算法。

作为优选的技术方案，所述的Adjacent_SSA列表中，对于出发SSA与到达SSA之间有多种路径，仅需保存距离最短的路径。

根据本发明的第二方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的方法。

根据本发明的第三方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现所述的方法。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)本发明提供了一种计算TCMS系统目标距离的有效方案，即通过ATO系统计算运行任务中出发站台和到达站台之间的距离，具有实时高效等优点。

2)本发明采用了车载离线数据准备工具计算SSA_Route和Adjacent_SSA，节省了ATO在线软件的计算量，降低了运算复杂度，使得CBTC在线实时系统运算过程更加快捷。

3)本发明生成的SSA_Route列表存储了起始SSA到终点SSA的最短路径，并将非最短路径进行拆分，使得SSA_Route列表包含了电子地图中所有场景的最短路径，且具有唯一性。使得在线系统在遍历SSA_Route的过程中，能快速找出有效解。

附图说明

图1为本发明方法的具体流程图；

图2为本发明生成SSA_Route列表示例线路图；

图3为本发明生成Adjacent_SSA列表示例线路图。

具体实施方式

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、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

如图1所示，在本发明的一个实施例中，提供一种计算运行任务中起始与到达站台之间距离的方法，主要包括以下步骤：

步骤S1:根据SSA所属Block中的SSP方向，以及Block的链接关系，把相同方向SSP对应的SSA串联起来，构成一个SSA_Route表；

步骤S2:如果出发站台，或者到达站台，与VPEZ没有交集，则返回无效值-1；

步骤S3:如果在某一条SSA_Route中找得到出发站台和到达站台，则根据该路径计算距离；

步骤S4:如果在所有的SSA_Route中都不能同时找到出发站台和到达站台，则返回无效值-1。

所述的步骤S1生成SSA_Route列表，主要包括以下步骤：

步骤A：从轨道末端往上行方向按照Block的链接关系开始搜索，如果某个SSA有关联的VPEZ且有上行对应的SSP，其上游到轨道末端的所有分支中的SSA有关联的VPEZ均无对应的上行SSP，则把该SSA作为SSA_Route的起点；

步骤B：如果搜索过程中遇到SSA有VPEZ与其相关联，且有上行SSP与其对应，则把该SSA存放在SSA_Route列表中；

步骤C：如果搜索过程中遇到上行极点，则继续往下行方向搜索，SSA_Route列表中存放的SSA要有下行对应的SSP；

步骤D：如果下游所有分支中相邻的SSA有关联的VPEZ无对应的上行SSP(如果遇到极点则考虑反方向SSP)，则停止搜索；或者下游SSA为已经搜索过的SSA且存在搜索方向的SSP，则表示该SSA_Route为环线，停止搜索；

步骤E：将生成的SSA_Route按照其存放的第一个SSA_Id的值从小到大的顺序存放在列表中；如果第一个SSA_Id相同则依次比较后续SSA_Id的值，按从小到大存放。

对于有相同起始点和终点SSA的不同SSA_Route，需要按照如下方法处理：

分别计算出每个SSA_Route的distance总和；如果SSA_Route的distance都不相同，则把distance总和最小的一组，及最短的SSA_Route存放到SSA_Route列表中；如果存在两条以上SSA_Route的distance相同，则把SSA_Id个数最少的作为最短SSA_Route；

对于非最短SSA_Route，需要将非最短SSA_Route中的SSA与最短SSA_Roue中的SSA依次进行比较。假设起点SSA为SSA_Begin，

步骤(1)：如果遇到某一个SSA不同，假设非最短SSA_Route中的SSA为SSA_Diff1，则将SSA_Begin到SSA_Diff1的路径生成一个SSA_Route存放发哦SSA_Route列表中；

步骤(2)：从SSA_Diff1开始向后搜索非最短SSA_Route中的剩余SSA，如果遇到某一个SSA在最短SSA_Route中也存在，假设该SSA为SSA_Diff2，且SSA_Diff2与SSA_Diff1不同，则将SSA_Diff1到SSA_Diff2的路径生成一个SSA_Route存放到SSA_Route列表中；

步骤(3)：SSA_Diff2开始继续向后依次进行比较，如果遇到某一个SSA不同，假设非最短SSA_Route中的SSA为SSA_Diff3，则将SSA_Diff2到SSA_Diff3的路径生成一个SSA_Route存放到SSA_Route列表中；

步骤(4)：再从SSA_Diff3开始按照步骤2、步骤3的方法继续比较剩余的SSA，将满足条件的路径生成SSA_Route存放到SSA_Route列表中。

以图2为例，假设所属轨道区段Block中的SSP方向为Up的SSA有A1、B1、C1、D1、E1、F1、G1、I1、J1、K1、L1、D2、M1，所属Block中的SSP方向为Down的SSA有A2、B2、C2、D2、E2、F2、G2、B1，则有以下几种SSA_Route:

SSA_Route1:[A1,B1,C1,D1,E1,I1,J1,K1]

SSA_Route2:[A1,B1,C1,D1,E1,I1,L1]

SSA_Route3:[A1,B1,C1,D1,F1,G1]

SSA_Route4:[A1,B1,C1,D2]

SSA_Route5:[E2,D2,C2,B2,A2]

SSA_Route6:[E2,D2,C2,B1]

SSA_Route7:[G2,F2,D2,C2,B2,A2]

SSA_Route8:[G2,F2,D2,C2,B1]

所属的步骤S3:如果在某一条SSA_Route中找得到出发站台和到达站台，则根据该路径计算距离。考虑到跳停站台等操作，运行任务中出发站台到达到站台之间的距离，等于SSA_Route中相邻SSA之间的距离之和。通过计算相邻SSA之间的距离，生成Adjacent_SSA列表的步骤如下：

Step1:从轨道末端往上行方向开始搜索，假设某个满足条件(有关联的VPEZ且有上行对应的SSP)的SSA为SSA_Begin，其上行方向下游某分支上满足条件的最近一个SSA为SSA_Next，则(SSA_Begin,SSA_Next)生成一对Adjacent_SSA，如果SSA_Begin的上游没有出现极点，则SSA_Begin的方向是Up，如果SSA_Begin和SSA_Next之间不存在极点，则SSA_Next的方向是Up。如果遇到极点则相应的方向反转。该Adjacent_SSA的距离等于SSA_Begin和SSA_Next对应的上行方向的SSP之间的距离。并将该Adjacent_SSA添加到Adjacent_SSA列表中。

Step2:将SSA_Next作为新的SSA_Begin，按照SSA_Next的方向继续进行搜索，按照Step1的方式，寻找SSA_Next，生成对应的Adjacent_SSA，并添加到Adjacent_SSA列表中。

Step3:在搜索下游某个分支过程中，如果遇到轨道末端或者某个SSA其下游SSA为搜索起始SSA，则停止该分支的搜索。

Step4:将Adjacent_SSA列表中的Adjacent_SSA按照SSA_Begin的SSA_Id的值从小到大的顺序排列，如果SSA_Bgin的SSA_Id相同，则再按照SSA_Next的SSA_Id的值从小到大的顺序排列。如果有多组Adjacent_SSA的SSA_Begin和SSA_Next的SSA_Id相同，则只保留Distance最小的一组Adjacent_SSA，删除多余重复的Adjacent_SSA。

以图3为例，假设SSA:A、B、C均满足所属Block中存在相关联的VPEZ和Up方向的SSP，Pole为A、B之间的极点，则生成的Adjacent_SSA如下：

Adjacent_SSA1：SSA_Begin.SSA_Id:A

SSA_Begin.Direction:Up

SSA_Next.SSA_Id:B

SSA_Next.Direction:Down

Distance:a

Adjacent_SSA2：SSA_Begin.SSA_Id:B

SSA_Begin.Direction:Down

SSA_Next.SSA_Id:C

SSA_Next.Direction:Down

Distance:b

通过上述具体实施过程，本发明提供了一种计算TCMS系统中目标距离的有效方案，通过车载离线数据准备工具的计算，使得CBTC在线实时系统运算过程更加快捷。以及生成SSA_Route的搜索算法，生成了电子地图中包含所有场景的起始SSA到终点SSA的最短路径，且该路径具有唯一性，使得在线系统在遍历所有SSA_Route的过程中能够避免重复计算，降低运算复杂度。

以上是关于方法实施例的介绍，以下通过电子设备及存储介质实施例，对本发明所述方案进行进一步说明。

本发明电子设备包括中央处理单元(CPU)，其可以根据存储在只读存储器(ROM)中的计算机程序指令或者从存储单元加载到随机访问存储器(RAM)中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM中，还可以存储设备操作所需的各种程序和数据。CPU、ROM以及RAM通过总线彼此相连。输入/输出(I/O)接口也连接至总线。

设备中的多个部件连接至I/O接口，包括：输入单元，例如键盘、鼠标等；输出单元，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元，例如磁盘、光盘等；以及通信单元，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元允许设备通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理单元执行上文所描述的各个方法和处理，例如方法S1～S4。例如，在一些实施例中，方法S1～S4可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM和/或通信单元而被载入和/或安装到设备上。当计算机程序加载到RAM并由CPU执行时，可以执行上文描述的方法S1～S4的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，CPU可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行方法S1～S4。

本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、片上系统(SOC)、复杂可编程逻辑设备(CPLD)等等。

用于实施本发明的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。