一种站场图回放文件进路的解析方法

技术领域

本发明涉及轨道交通技术网络数据解析技术领域，确切地说涉及一种站场图回放文件进路的解析方法。

背景技术

铁路站场上，机车的运行状态通常被机车运行监控系统记录为调车运行记录。为了了解机车在站场上的历史运行情况，需要对调车运行记录进行回放。

目前广泛应用于铁路运输指挥中的CTC调度集中系统提供了站场图回放文件的回放功能，用于管理人员或者操作人员对调度的行为场景进行回看，以查找和确认特定时间段内的操作行为、设备情况以及调度问题等信息，但是这种方案需要回看人员从大量的信号显示状态中去发现问题，而实际中长时间回看大量车站的回放是难以实现的，目前只有在出现问题以后针对特定的车站和特定时间段进行回看。

为提高站场图回放文件的利用率，以及车站运营管理人员的管理效率和回放场景识别的精确率，需要一种可以自动解析回放文件进而发现问题的方法，而其中最重要的就是识别站场图中的进路以及实际排列的各个进路的具体状态。目前针对回放文件的进路解析均依赖于CTC系统中的进路表信息，通过匹配进路中预先配置的一组设备的信息来识别和分析进路，这种方式目前存在一些问题，导致对进路的解析准确率不高，主要问题如下：

1、 CTC软件中进路表的更新，需要及时同步，否则无法识别新增加的进路；

2、不能区分基本进路和长进路，因为一条长进路由多个基本进路组成，暂时无法识别调度人员操作的时候是想办理一条基本进路还是办理一条长进路；

3、对于部分CTC软件版本老旧的车站，系统中没有进路表信息，进路表信息只存在于联锁系统中。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足、克服现有技术的缺点，提供一种基于站场图的设备拓扑关系进行进路的识别进行分析和管理，不再依赖于进路表、也无需区分长进路还是基本进路、并且能够动态维护和管理进路的状态、提高进路解析的准确率和有效性的站场图回放文件进路的解析方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种站场图回放文件进路的解析方法，其特征在于：

站场图获取配置步骤，获取站场图中主要设备的表示信息及设备间连接关系，以及记录站场图中所有设备状态表示变化的站场回放文件；

优选地，所述主要设备包括信号机、区段、股道和道岔。

拓扑关系建立步骤，根据所述站场图获取配置步骤中的设备间连接关系、以及进路的上行和下行方向属性，建立设备间的有向拓扑连接图；

回放文件解析步骤，解析所述站场图获取配置步骤中的站场回放文件，获取最小时间单位内的所有设备状态表示变化信息，并对应更新拓扑图中各个设备节点的信息，得到所有设备在当前时刻的变化信息和状态表示、以及通过道岔设备的开口方向及当前状态，最后对应更新拓扑图的连接关系；

优选地，所述回放文件解析步骤中，最小时间单位为设定的先验阈值，如一般计时的经典值1s。

进路遍历步骤，根据所述回放文件解析步骤更新了连接关系的拓扑图，以每一个开放信号的信号机作为第一个设备、按照信号机的上行和下行方向依次搜索相连接的且处于锁闭状态的设备，直到所述回放文件解析步骤更新了连接关系的拓扑图中所有的有状态变化的设备遍历完成，得到当前时刻所有以信号机为第一个设备的所有进路列表，定义开放信号如调车允许或列车允许信号；遍历所有进路列表，因一条进路可能包含多个同向信号机，遍历的过程中存在子进路被完全包含在另一条进路中的情况，过滤掉重复和/或被包含的进路，只保留最大长度的进路，也即保留长进路，剔除被包含的子进路；

进路状态分析和管理步骤，根据所述回放文件解析步骤中所有设备在当前时刻的变化信息和状态表示、以及通过道岔设备的开口方向及当前状态更新所述进路遍历步骤中得到每条进路的状态。一条进路的状态由其所组成的设备的状态来决定，进路状态主要分为锁闭状态、占用状态、出清状态和异常状态。定义“进路锁闭”状态：所有设备均处于锁闭状态，一般的进路初始状态均为锁闭状态，站场图显示为一条白光带；“进路占用”状态：当有设备被占用时，站场图上显示为红光带，一般的进路的占用是一个过程，进路所含设备按同一方向被占用，设备的状态由锁闭变为占用的过程，根据过程阶段分为部分占用和全部占用；“进路出清”状态：设备被占用后会自动出清，此时设备由占用状态变为空闲状态，一般的进路出清是一个过程，同一方向的设备依次由被占用状态变为空闲状态的过程，根据过程阶段分为部分出清和全部出清；特别的，进路占用和进路出清这两个过程会有时间上的交叉；“异常”状态：不属于上述任何状态的异常情况均属于此状态。具体的根据回放文件中当前时刻相比上一时刻有状态变化的设备更新进路列表中每条进路的设备组成及其状态，根据上述定义的进路状态分析每条进路的当前生命周期状态，得到经过所述进路遍历步骤处理后保留下来的每条进路的状态。

重复循环上述步骤，即可动态更新当前站场回放文件中的所有进路以及进路的状态，对进路进行动态分析和管理。

进一步的，所述进路遍历步骤中，过滤掉重复和被包含的进路，具体的，路列表中包含n条进路，遍历进路列表，将进路R

若进路R

进路间存在的全包含关系是指进路R

若进路R

若进路R

更具体的，所述进路管理和状态分析步骤中，一条进路的状态（锁闭、占用、出清、异常）由进路中各个设备元素的表示状态决定（设备的表示状态分为锁闭、占用、空闲和道岔定反位等），将站场图中每条进路的显示状态分为占用状态OS

其中，占用状态OS

出清状态CS

进路的状态S

进一步的，所述进路管理和状态分析步骤中更新每条进路的状态，具体的，路列表中包含n条进路，遍历进路列表，提取进路R

首先，进行显示状态更新：获取R

具体的，所述显示状态更新：

若进路占用状态OS

当进路占用状态OS

当进路占用状态OS

然后，进行出清状态更新：获取R

具体的，所述出清状态更新：

当进路出清状态CS

当进路出清状态CS

当进路出清状态CS

若一个进路中，最后一个非信号机设备为股道/区段，则视为该进路为接车进路，以该进路最后一个非信号机设备的空闲状态为判断该进路出清的依据。

最后，进行当前时刻状态更新：通过进路R

具体的，所述当前时刻状态更新：

当进路占用状态OS

当进路占用状态OS

当进路占用状态OS

当进路占用状态OS

当进路占用状态OS

其它所有情况下，则当前时刻进路的状态S

与现有技术相比，上述技术方案包括以下创新点及有益效果（优点）：

1、取消了对进路表的依赖，不再要求实时同步车站的进路表，降低了软件的复杂度，对于部分调度集中软件版本老旧的车站（这部分车站的调度集中软件中没有保存进路表）也适用。

2、现有技术方案只能在进路排列完成后，通过进路的匹配进行识别，而上述技术方案则可以在进路，特别是长进路，排列过程中识别；并且能够动态管理进路的整个生命周期的状态，提高了回放文件解析过程中对进路解析的准确率。

3、上述方案极大提高进路管理的灵活性，同时方便其它管理功能的延伸，比如针对进路的冲突，侵路以及进路折返场景的识别等功能，均可以实现动态管理。

附图说明

本发明的前述和下文具体描述在结合以下附图阅读时变得更清楚，其中：

图1为本发明解析方法一种基本方案的流程示意图；

图2为本发明解析方法具体实施例中进路占用状态示意图；

图3为本发明解析方法具体实施例中进路出清状态示意图；

图4为本发明解析方法具体实施例中进路当前时刻更新状态示意图。

具体实施方式

下面通过几个具体的实施例来进一步说明实现本发明目的技术方案，需要说明的是，本发明要求保护的技术方案包括但不限于以下实施例。

作为本发明一种具体的实施方案，本实施例公开了一种站场图回放文件进路的解析方法，包括站场图获取配置步骤、拓扑关系建立步骤、拓扑关系建立步骤、回放文件解析步骤、进路遍历步骤和进路状态分析和管理步骤。

其中，所述站场图获取配置步骤，获取站场图中主要设备的表示信息及设备间连接关系，以及记录站场图中所有设备状态表示变化的站场回放文件；优选地，所述主要设备包括信号机、区段、股道和道岔。

所述拓扑关系建立步骤，根据所述站场图获取配置步骤中的设备间连接关系、以及进路的上行和下行方向属性，建立设备间的有向拓扑连接图。具体的，选取一个时刻（18时35分35秒），针对站场图回放数据遍历所有的设备状态，根据站场设备关联关系建立当前时刻所有设备的拓扑图。其中信号机的状态统一定义为信号开放、信号关闭两种状态，其中信号机有上下行的方向属性；股道、区段状态包括空闲、锁闭、占用、出清三种状态，道岔的状态包括定位空闲、定位锁闭、定位占用、定位出清以及反位空闲、反位锁闭、反位占用和反位出清。

所述回放文件解析步骤，解析所述站场图获取配置步骤中的站场回放文件，获取最小时间单位内的所有设备状态表示变化信息，并对应更新拓扑图中各个设备节点的信息，得到所有设备在当前时刻的变化信息和状态表示、以及通过道岔设备的开口方向及当前状态，最后对应更新拓扑图的连接关系，优选地，所述回放文件解析步骤中，最小时间单位为设定的先验阈值，如一般计时的经典值1s。具体的，选取处于“信号开放（调车允许或列车允许信号）”状态的信号机作为第一个设备，然后按照信号机的上下行方向依次搜索相连接的且处于锁闭状态的设备，形成一条路径，此时路径上所有的设备处于锁闭状态，定义这样的路径为一条进路，在站场图上显示为一条连续白光带，直到最后一个设备在同方向上无锁闭设备与其相连，因信号机有上下行属性，只需遍历其所属方向的拓扑图，依次搜索出相连并且处于锁闭状态的设备，直到一个设备再无相连且锁闭的设备为止，即可得到一条完整进路。

所述进路遍历步骤，根据所述回放文件解析步骤更新了连接关系的拓扑图，以每一个开放信号的信号机作为第一个设备、按照信号机的上行和下行方向依次搜索相连接的且处于锁闭状态的设备，直到所述回放文件解析步骤更新了连接关系的拓扑图中所有的有状态变化的设备遍历完成，得到当前时刻所有以信号机为第一个设备的所有进路列表，定义开放信号如调车允许或列车允许信号；遍历所有进路列表，因一条进路可能包含多个同向信号机，遍历的过程中存在子进路被完全包含在另一条进路中的情况，过滤掉重复和/或被包含的进路，只保留最大长度的进路，也即保留长进路，剔除被包含的子进路。

进一步的，继续遍历下一秒的站场图回放文件，当有设备状态变化时，需要更新进路列表，针对当前进路列表可能出现的情况有：

1）新增进路，有新信号机由信号关闭状态变为信号开发状态；

2）原有进路延长，进路列表中某一条进路最后的设备同向有新增的设备（股道、道岔、区段）由空闲状态变为锁闭状态；

3）原有进路中的设备状态变化，此时需要根据当前时刻该进路包含的所有设备的状态来判断和更新进路的状态，进行进路状态的分析和管理，后面详述；

4）其它不相关的设备，不做处理。

若为上述3）的情况，则所述进路遍历步骤中，过滤掉重复和被包含的进路，具体的，路列表中包含n条进路，遍历进路列表，将进路R

若进路R

进路间存在的全包含关系是指进路R

若进路R

若进路R

所述进路状态分析和管理步骤，根据所述回放文件解析步骤中所有设备在当前时刻的变化信息和状态表示、以及通过道岔设备的开口方向及当前状态更新所述进路遍历步骤中得到每条进路的状态。一条进路的状态由其所组成的设备的状态来决定，进路状态主要分为锁闭状态、占用状态、出清状态和异常状态。定义“进路锁闭”状态：所有设备均处于锁闭状态，一般的进路初始状态均为锁闭状态，站场图显示为一条白光带；“进路占用”状态：当有设备被占用时，站场图上显示为红光带，一般的进路的占用是一个过程，进路所含设备按同一方向被占用，设备的状态由锁闭变为占用的过程，根据过程阶段分为部分占用和全部占用；“进路出清”状态：设备被占用后会自动出清，此时设备由占用状态变为空闲状态，一般的进路出清是一个过程，同一方向的设备依次由被占用状态变为空闲状态的过程，根据过程阶段分为部分出清和全部出清；特别的，进路占用和进路出清这两个过程会有时间上的交叉；“异常”状态：不属于上述任何状态的异常情况均属于此状态。即，根据回放文件中当前时刻相比上一时刻有状态变化的设备更新进路列表中每条进路的设备组成及其状态，根据上述定义的进路状态分析每条进路的当前生命周期状态，得到经过所述进路遍历步骤处理后保留下来的每条进路的状态。

具体的，所述进路管理和状态分析步骤中，一条进路的状态（锁闭、占用、出清、异常）由进路中各个设备元素的表示状态决定（设备的表示状态分为锁闭、占用、空闲和道岔定反位等），将站场图中每条进路的显示状态分为占用状态OS

其中，占用状态OS

出清状态CS

进路的状态S

重复循环上述步骤，即可动态更新当前站场回放文件中的所有进路以及进路的状态，对进路进行动态分析和管理。

更进一步的，所述进路管理和状态分析步骤中更新每条进路的状态，具体的，路列表中包含n条进路，遍历进路列表，提取进路R

首先，进行显示状态更新：获取R

具体的，所述显示状态更新：

若进路占用状态OS

当进路占用状态OS

当进路占用状态OS

然后，进行出清状态更新：获取R

具体的，所述出清状态更新：

当进路出清状态CS

当进路出清状态CS

当进路出清状态CS

若一个进路中，最后一个非信号机设备为股道/区段，则视为该进路为接车进路，以该进路最后一个非信号机设备的空闲状态为判断该进路出清的依据。

最后，进行当前时刻状态更新：通过进路R

具体的，所述当前时刻状态更新：

当进路占用状态OS

当进路占用状态OS

当进路占用状态OS

当进路占用状态OS

当进路占用状态OS

其它所有情况下，则当前时刻进路的状态S

即，如图1，上述方法的总体流程如下：

步骤S1、获取站场图的配置文件，该文件包含站场图中主要设备的表示信息及设备间连接关系等；获取站场回放文件，一种记录站场图中所有设备状态表示变化的文件，主要设备包括信号机、区段、股道、道岔等。

步骤S2、由于进路存在方向属性，即上行方向进路和下行方向进路，根据设备间连接关系建立站场设备的有向拓扑连接图。

步骤S3、解析回放文件，获取最小时间单位（1秒）内的所有设备状态表示变化信息，更新拓扑图中各个设备节点的信息，得到所有设备在当前时刻的变化信息和状态表示，通过道岔设备的开口方向及当前状态，更新拓扑图的连接关系；

步骤S4、根据进路的形成必要条件：以开放信号（调车允许或列车允许信号）的信号机作为进路的第一个设备且进路包含的设备在进路排列完成时处于锁闭状态，搜索拓扑图并遍历出进路。因信号机有上下行属性，只需遍历其所属方向的拓扑图，依次搜索出相连并且处于锁闭状态的设备，直到一个设备再无相连且锁闭的设备为止，即可得到一条完整进路。

步骤S5、重复步骤S4直到所有的有状态变化的设备遍历完成，得到当前时刻所有信号机为首设备的进路列表。

步骤S6、遍历步骤5中的进路列表，通过拓扑图的进路对比，过滤掉重复和被包含的进路，只保留最大长度的进路，也即保留长进路，剔除被包含的基本进路。

所述的步骤S6具体为：

步骤S61、遍历进路列表（包含n条进路），将进路R

步骤S62、如果R

进路间存在的全包含关系是指进路R

步骤S63、如果R

步骤S64、如果R

步骤S65、重复步骤步骤S61到步骤S64，完成进路列表的剔除和更新操作。

步骤S7、依次更新步骤S6中得到的进路的状态，根据步骤S3得到的所有设备的终态信息（空闲、锁闭、占用、道岔定反位等），得到进路包含的设备的最终状态，分析这条进路的生命周期状态，进路状态主要分为锁闭状态、占用状态、出清状态和异常状态，得到该时刻所有进路的状态。

所述的步骤S7具体如下：

步骤S71、一条进路的状态（锁闭、占用、出清、异常）由进路中各个设备元素的表示状态决定（设备的表示状态分为锁闭、占用、空闲和道岔定反位等），将站场图中进路的显示状态分为占用及出清两种状态，这两种显示状态共同决定进路的状态，表示为S

进路的状态是指在站场图中进路显示的状态描述，“锁闭”是指进路中所有的设备均为锁闭状态，显示白光带；“占用”是指进路中部分设备为占用状态，显示红光带；“出清”是指进路中所有设备依次出清完成，显示空闲；“异常”是指进路中部分设备没有按照正常次序依次出清，或变为其它状态。

步骤S72、遍历进路列表（包含n条进路），提取进路R

步骤S73、获取R

当进路占用状态OS

当进路占用状态OS

当进路占用状态OS

步骤S74，获取R

当进路出清状态CS

当进路出清状态CS

当进路出清状态CS

对于一个进路中最后一个非信号机设备为股道/区段的情况，视为该进路为接车进路，该进路的出清不以最后一个非信号机设备的空闲作为判断依据。

步骤S75、通过进路R

OS

OS

OS

OS

OS

其它所有情况下，S

步骤S76、重复步骤S73到步骤S75，完成整个进路表的状态更新。

步骤S8、重复步骤S1到步骤S7，即可动态更新当前站场回放文件中的所有进路以及进路的状态，对进路进行动态分析和管理。