一种CBTC系统互联互通应答器报文自动生成的方法与流程

一种cbtc系统互联互通应答器报文自动生成的方法
技术领域
1.本发明主要涉及到轨道交通cbtc信号系统技术领域，特指一种cbtc系统互联互通应答器报文自动生成的方法。


背景技术：

2.目前城市轨道交通在国内得到了广泛应用，在各个信号厂商的cbtc系统中，普遍使用了应答器。应答器报文存储于应答器中或者leu中，可根据需求向车载设备传输报文，列车通过解析应答器报文，可获取列车位置以及点式移动授权，其流程原理如图1。
3.随着城市轨道交通的发展，行车速度越来越高，行车间隔越来越短，对列车定位精度要求也越来越高。根据cbtc系统互联互通工程设计规范的要求，用于列车定位的应答器，设置间隔不应大于300m，再加上站台精确停车、填充、轮径校正等应答器，在一条线路中的应答器数量庞大。以无锡地铁4号线为例，正线全长24.8km，共设车站18座，共设置了可变应答器63个，填充应答器10个，固定应答器338个，轮径校正应答器8个，共需编制1026条报文。
4.传统的应答器报文编制方法是制作报文生成工具，提供可视化界面，人工填入报文字段，再用工具将报文转换为十六进制存入文本文件。这种方式存在以下不足之处：
5.1)工具的作用仅为输入/转化功能，每次仅能生成一条报文；
6.2)报文字段的取值严重依赖于数据制作人员的判断；
7.3)报文中的ma长度、临时限速偏移需人工计算；
8.4)生成的报文名称需手动修改，需手动创建存储路径；
9.5)需手动对报文进行crc计算，并将crc值存入excel及文本文件中；
10.6)在现场定测阶段，要对可变应答器报文进行修改，需重复报文制作过程。
11.基于以上几点，可以看出，传统报文编制方法工作量巨大、效率极低、可靠性差。


技术实现要素：

12.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，本发明提供一种原理简单、智能化程度高、适用范围广、可靠性好的cbtc系统互联互通应答器报文自动生成的方法。
13.为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
14.一种cbtc系统互联互通应答器报文自动生成的方法，其包括：
15.步骤s1：创建应答器报文映射表、电子地图数据；
16.步骤s2：读取应答器报文映射表、电子地图数据，自动计算信息包、202包、203包、204包及205包；
17.步骤s3：将信息包、202包、203包、204包及205包组合生成一个完整数据包，得到最终应答器报文，并对报文进行crc计算；
18.步骤s4：生成报文并进行crc存储。
19.作为本发明方法的进一步改进：还包括移动授权长度计算的流程；所述移动授权
长度是属于204包中的内容，包含主应答器至ma终点距离、主应答器至进路保护区段起点的距离；将距离划分为三部分计算，分别是：(1)主应答器至前方计轴距离l1；(2)主进路区段长度l2；(3)保护区段长度l3；则主应答器至ma终点距离＝l1+l2+l3，主应答器至进路保护区段起点的距离＝l1+l2。
20.作为本发明方法的进一步改进：还包括seg区段排序，其流程包括：
21.步骤s101：依据应答器报文映射表,查找应答器对应的进路；
22.步骤s102：依据电子地图数据,查找进路包含的计轴区段、计轴区段包含的seg，构建进路中的seg区段列表list1；
23.步骤s103：构建6*2二维列表list2，列表中存放seg的左侧两个相邻seg，当没有相邻seg时列表中填65535；
24.步骤s104：取list1中的值，在list2中进行查找，当在list2中查询不到时，则该值为首区段，构建列表list3，将该值存入list3[0]；
[0025]
步骤s105：在list2中查找list3[0]的位置，根据该位置在list1中查找相同位置的seg区段，并存入list3[1]；
[0026]
步骤s106：重复执行以上步骤s105，直至排序完毕，得到目标列表list_sorted。
[0027]
作为本发明方法的进一步改进：还包括道岔数量及道岔状态计算，所述道岔数量及道岔状态是属于204包中的内容，依据电子地图数据中的道岔表进行计算：
[0028]
(1)当道岔汇合segid可以在排序后的seg区段列表中查找到时，判断道岔在进路中；
[0029]
(2)沿着进路方向搜索，通过对比道岔开向和进路方向，区分顺向道岔和对向道岔；
[0030]
(3)沿着进路方向搜索，通过经过汇合segid、定位segid、反位segid的先后顺序，区分道岔定位、反位。
[0031]
作为本发明方法的进一步改进：还包括临时限速计算流程；所述临时限速是属于205包中的内容，包含临时限速区段id、临时限速偏移和临时限速等级；所述临时限速区段id从排序后的seg区段列表中的获取；所述临时限速偏移根据获取的临时限速区段id，在电子地图数据中查找；临时限速等级可在应答器报文映射表中查找。
[0032]
作为本发明方法的进一步改进：所述报文crc计算，对组包之后的报文进行crc计算，采用查表法计算crc值。
[0033]
作为本发明方法的进一步改进：所述步骤s4包括：
[0034]
步骤s401：根据应答器报文映射表中应答器报文类型、应答器名称、所属联锁区，创建报文存储路径；
[0035]
步骤s402：根据应答器报文映射表中报文名称，自动创建名称为“报文名称.txt”的文本文件，并将报文写入，保存于存储路径中；
[0036]
步骤s403：根据应答器报文映射表中报文名称，自动创建名称为“报文名称.crc”的文本文件，并将crc值写入，保存于存储路径中；
[0037]
步骤s404：自动创建应答器报文对照表，并将应答器、名称、报文名称、crc值等信息写入表格，保存于存储路径中。
[0038]
作为本发明方法的进一步改进：还包括步骤s5：报文自动修改流程，其包括：
[0039]
步骤s501：报文差异对比；采用crc值代替报文进行差异对比；读取应答器报文对照表中的crc值以及文本文件中的crc值，并与计算所得的crc值进行两两对比，返回差异对比结果；
[0040]
步骤s502：报文自动修改；报文自动修改针对定测阶段应答器位置、区段长度变化的情况，影响到报文中的ma长度、临时限速偏移。
[0041]
作为本发明方法的进一步改进：所述步骤s502的流程包括：
[0042]
步骤s5021：自动根据应答器报文映射表中的信息，推导出报文存储路径；
[0043]
步骤s5022：在路径下读取原有应答器报文；
[0044]
步骤s5023：计算并替换原有报文204包中的移动授权长度、205包中的临时限速偏移，得到最终应答器报文；
[0045]
步骤s5024：执行crc计算和差异对比步骤，当对比一致时，结束本条报文修改流程，当对比不一致时，替换原有报文及crc，将修改记录写入应答器报文对照表对应位置。
[0046]
作为本发明方法的进一步改进：所述步骤s5022中，对读取的数值进行约束，只提取数字“0-9”和字母“a-f”。
[0047]
与现有技术相比，本发明的优点就在于：
[0048]
1、本发明的cbtc系统互联互通应答器报文自动生成的方法，原理简单、智能化程度高、适用范围广，其根据互联互通应答器报文规范以及车载电子地图规范，能够实现应答器报文自动生成、自动修改、自动crc计算以及自动存储功能，提高报文编制效率，且能够保证报文可靠性。
[0049]
2、本发明的cbtc系统互联互通应答器报文自动生成的方法，能够完成报文自动生成、自动修改、自动crc计算，在具体应用过程中，其生成1026条报文耗时5.2s，修改432条报文耗时81s，极大提高了报文制作和报文修改的效率。
附图说明
[0050]
图1是现有技术中应答器报文传输原理示意图。
[0051]
图2是本发明在具体应用实例中报文自动生成流程的示意图。
[0052]
图3是本发明在具体应用实例中报文自动修改流程的示意图。
[0053]
图4是本发明在具体应用实例中报文自动生成及组包的流程示意图。
[0054]
图5是本发明在具体应用实例中移动授权长度计算原理的示意图。
[0055]
图6是本发明在具体应用实例中seg区段图例的示意图。
[0056]
图7是本发明在具体应用实例中道岔数量及道岔状态计算原理示意图。
具体实施方式
[0057]
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
[0058]
在本技术的描述中，需要先行说明的是：
[0059]
cbtc：communication based train control，基于通信的列车控制系统：基于大容量、连续的车地信息双向通信及列车定位与控制技术，实现列车的速度控制。
[0060]
leu：lineside electronic unit，地面电子单元。
[0061]
ma：movement authority，移动授权。
[0062]
crc：cyclic redundancy check，循环冗余校验。
[0063]
ac：axle counter，计轴。
[0064]
ci：computer interlocking，计算机联锁。
[0065]
如图2所示，本发明的cbtc系统互联互通应答器报文自动生成的方法，其流程包括：
[0066]
步骤s1：创建应答器报文映射表、电子地图数据；
[0067]
所述应答器报文映射表是用于提供待生成的报文信息。所述应答器报文映射表中列出全部应答器名称、应答器类型、应答器id、报文类型、报文名称、应答器关联进路id、进路关联保护区段id、临时限速等级、应答器所属联锁区。
[0068]
所述电子地图数据是用于提供生成信息包/202包/203包/204包/205包所需的信息。所述电子地图数据中列出线路号、seg、计轴区段、道岔、应答器、保护区段、进路等信息。
[0069]
步骤s2：读取应答器报文映射表、电子地图数据，自动计算信息包、202包、203包、204包及205包；
[0070]
依据所述应答器报文映射表中的信息，在所述电子地图数据中查找生成报文字段所需的信息，自动生成信息包/202包(地图版本信息包)/203包(公共信息包)/204包(厂商自定义包)/205(城市自定义信息包)，格式为二进制，将其组合为新包，并通过位数补足、进制转换，得到最终报文，参见图4；
[0071]
步骤s3：将信息包、202包、203包、204包及205包组合生成一个完整数据包，得到最终应答器报文，并对报文进行crc计算；
[0072]
步骤s4：生成报文并进行crc存储。
[0073]
在具体应用实例中，在上述流程中，本发明还包括移动授权长度计算的流程；所述移动授权长度是属于204包中的内容，包含主应答器至ma终点距离、主应答器至进路保护区段起点的距离。
[0074]
在具体应用实例中，如图5所示，本发明将距离划分为三部分计算，分别是：
[0075]
(1)主应答器至前方计轴距离l1；
[0076]
(2)主进路区段长度l2；
[0077]
(3)保护区段长度l3(若有保护区段)。
[0078]
则主应答器至ma终点距离＝l1+l2+l3，主应答器至进路保护区段起点的距离＝l1+l2。
[0079]
在具体应用实例中，在上述流程中，本发明还包括seg区段排序；因为所述电子地图数据中的区段可能是无序的，在计算道岔、移动授权和临时限速之前需要对其排序。本发明提出一种排序方法，以图6为例，对进路s1-s2(保护区段ac5-ac6)包含的的seg区段进行排序:
[0080]
步骤s101：依据应答器报文映射表,查找应答器对应的进路，如下表1中的步骤1；
[0081]
步骤s102：依据电子地图数据,查找进路包含的计轴区段、计轴区段包含的seg，构建进路中的seg区段列表list1，如表1中的步骤2-4；
[0082]
步骤s103：构建6*2二维列表list2，列表中存放seg的左侧两个相邻seg，当没有相邻seg时列表中填65535，如表1中的步骤5；
[0083]
步骤s104：取list1中的值，在list2中进行查找，当在list2中查询不到时，则该值
为首区段，构建列表list3，将该值存入list3[0]，如表1中的步骤6；
[0084]
步骤s105：在list2中查找list3[0]的位置，根据该位置在list1中查找相同位置的seg区段，并存入list3[1]，如表1中的步骤7；
[0085]
步骤s106：重复执行以上步骤s105，直至排序完毕，得到目标列表list_sorted。
[0086]
(1)表1seg区段排序
[0087][0088][0089]
在具体应用实例中，在上述流程中，本发明还包括道岔数量及道岔状态计算；
[0090]
道岔数量及道岔状态是属于204包中的内容，依据电子地图数据中的道岔表进行计算：
[0091]
(1)当道岔汇合segid可以在排序后的seg区段列表中查找到时，判断道岔在进路中；
[0092]
(2)沿着进路方向搜索，通过对比道岔开向和进路方向，区分顺向道岔和对向道岔；
[0093]
(3)沿着进路方向搜索，通过经过汇合segid、定位segid、反位segid的先后顺序，区分道岔定位、反位。
[0094]
在具体应用实例中，在上述流程中，本发明还包括临时限速计算；临时限速是属于205包中的内容，临时限速计算包含临时限速区段id、临时限速偏移和临时限速等级。临时限速区段id从排序后的seg区段列表中的获取；临时限速偏移根据获取的临时限速区段id，在电子地图数据中查找；临时限速等级可在应答器报文映射表中查找。
[0095]
在具体应用实例中，在上述流程中，本发明的报文crc计算，是对组包之后的报文进行crc计算。本发明采用查表法计算crc值，特征多项式遵循欧标应答器规定。
[0096]
在具体应用实例中，在报文生成及crc值存储过程中，本发明可自动生成文件名称并存储至指定位置，过程如下：
[0097]
步骤s401：根据应答器报文映射表中应答器报文类型、应答器名称、所属联锁区，创建报文存储路径，路径可根据需求定制。本发明依据现场报文存储位置，提出一种存储位置分类方法，如表2所示：
[0098]
表2应答器报文存储位置
[0099][0100]
步骤s402：根据应答器报文映射表中报文名称，自动创建名称为“报文名称.txt”的文本文件，并将报文写入，保存于存储路径中；
[0101]
步骤s403：根据应答器报文映射表中报文名称，自动创建名称为“报文名称.crc”的文本文件，并将crc值写入，保存于存储路径中；
[0102]
步骤s404：自动创建应答器报文对照表，并将应答器、名称、报文名称、crc值等信息写入表格，保存于存储路径中。
[0103]
在具体应用实例中，参见图3，在上述流程中，本发明还包括步骤s5：报文自动修改流程，其包括：
[0104]
步骤s501：报文差异对比；
[0105]
由于报文长度大，不利于直接比较，报文的crc值唯一，因此本发明采用crc值代替报文进行差异对比。读取应答器报文对照表中的crc值以及文本文件中的crc值，并与计算所得的crc值进行两两对比，返回差异对比结果。
[0106]
步骤s502：报文自动修改。
[0107]
报文自动修改针对定测阶段应答器位置、区段长度变化的情况，影响到报文中的ma长度、临时限速偏移，过程包括：
[0108]
步骤s5021：自动根据应答器报文映射表中的信息，推导出报文存储路径；
[0109]
步骤s5022：在路径下读取原有应答器报文。为防止读取的报文中包含“\n”等转义
字符，对读取的数值进行约束，只提取数字“0-9”和字母“a-f”；
[0110]
步骤s5023：计算并替换原有报文204包中的移动授权长度、205包中的临时限速偏移，得到最终应答器报文；
[0111]
步骤s5024：执行crc计算和差异对比步骤，当对比一致时，结束本条报文修改流程，当对比不一致时，替换原有报文及crc，将修改记录写入应答器报文对照表对应位置。
[0112]
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种cbtc系统互联互通应答器报文自动生成的方法，其特征在于：包括：步骤s1：创建应答器报文映射表、电子地图数据；步骤s2：读取应答器报文映射表、电子地图数据，自动计算信息包、202包、203包、204包及205包；步骤s3：将信息包、202包、203包、204包及205包组合生成一个完整数据包，得到最终应答器报文，并对报文进行crc计算；步骤s4：生成报文并进行crc存储。2.根据权利要求1所述的cbtc系统互联互通应答器报文自动生成的方法，其特征在于：还包括移动授权长度计算的流程；所述移动授权长度是属于204包中的内容，包含主应答器至ma终点距离、主应答器至进路保护区段起点的距离；将距离划分为三部分计算，分别是：(1)主应答器至前方计轴距离l1；(2)主进路区段长度l2；(3)保护区段长度l3；则主应答器至ma终点距离＝l1+l2+l3，主应答器至进路保护区段起点的距离＝l1+l2。3.根据权利要求1所述的cbtc系统互联互通应答器报文自动生成的方法，其特征在于：还包括seg区段排序，其流程包括：步骤s101：依据应答器报文映射表,查找应答器对应的进路；步骤s102：依据电子地图数据,查找进路包含的计轴区段、计轴区段包含的seg，构建进路中的seg区段列表list1；步骤s103：构建6*2二维列表list2，列表中存放seg的左侧两个相邻seg，当没有相邻seg时列表中填65535；步骤s104：取list1中的值，在list2中进行查找，当在list2中查询不到时，则该值为首区段，构建列表list3，将该值存入list3[0]；步骤s105：在list2中查找list3[0]的位置，根据该位置在list1中查找相同位置的seg区段，并存入list3[1]；步骤s106：重复执行以上步骤s105，直至排序完毕，得到目标列表list_sorted。4.根据权利要求1所述的cbtc系统互联互通应答器报文自动生成的方法，其特征在于：还包括道岔数量及道岔状态计算，所述道岔数量及道岔状态是属于204包中的内容，依据电子地图数据中的道岔表进行计算：(1)当道岔汇合segid可以在排序后的seg区段列表中查找到时，判断道岔在进路中；(2)沿着进路方向搜索，通过对比道岔开向和进路方向，区分顺向道岔和对向道岔；(3)沿着进路方向搜索，通过经过汇合segid、定位segid、反位segid的先后顺序，区分道岔定位、反位。5.根据权利要求1所述的cbtc系统互联互通应答器报文自动生成的方法，其特征在于：还包括临时限速计算流程；所述临时限速是属于205包中的内容，包含临时限速区段id、临时限速偏移和临时限速等级；所述临时限速区段id从排序后的seg区段列表中的获取；所述临时限速偏移根据获取的临时限速区段id，在电子地图数据中查找；临时限速等级可在应答器报文映射表中查找。6.根据权利要求1所述的cbtc系统互联互通应答器报文自动生成的方法，其特征在于：所述报文crc计算，对组包之后的报文进行crc计算，采用查表法计算crc值。7.根据权利要求1-6中任意一项所述的cbtc系统互联互通应答器报文自动生成的方
法，其特征在于：所述步骤s4包括：步骤s401：根据应答器报文映射表中应答器报文类型、应答器名称、所属联锁区，创建报文存储路径；步骤s402：根据应答器报文映射表中报文名称，自动创建名称为“报文名称.txt”的文本文件，并将报文写入，保存于存储路径中；步骤s403：根据应答器报文映射表中报文名称，自动创建名称为“报文名称.crc”的文本文件，并将crc值写入，保存于存储路径中；步骤s404：自动创建应答器报文对照表，并将应答器、名称、报文名称、crc值等信息写入表格，保存于存储路径中。8.根据权利要求1-6中任意一项所述的cbtc系统互联互通应答器报文自动生成的方法，其特征在于：还包括步骤s5：报文自动修改流程，其包括：步骤s501：报文差异对比；采用crc值代替报文进行差异对比；读取应答器报文对照表中的crc值以及文本文件中的crc值，并与计算所得的crc值进行两两对比，返回差异对比结果；步骤s502：报文自动修改；报文自动修改针对定测阶段应答器位置、区段长度变化的情况，影响到报文中的ma长度、临时限速偏移。9.根据权利要求8所述的cbtc系统互联互通应答器报文自动生成的方法，其特征在于：所述步骤s502的流程包括：步骤s5021：自动根据应答器报文映射表中的信息，推导出报文存储路径；步骤s5022：在路径下读取原有应答器报文；步骤s5023：计算并替换原有报文204包中的移动授权长度、205包中的临时限速偏移，得到最终应答器报文；步骤s5024：执行crc计算和差异对比步骤，当对比一致时，结束本条报文修改流程，当对比不一致时，替换原有报文及crc，将修改记录写入应答器报文对照表对应位置。10.根据权利要求9所述的cbtc系统互联互通应答器报文自动生成的方法，其特征在于：所述步骤s5022中，对读取的数值进行约束，只提取数字“0-9”和字母“a-f”。

技术总结
本发明公开了一种CBTC系统互联互通应答器报文自动生成的方法，其包括：步骤S1：创建应答器报文映射表、电子地图数据；步骤S2：读取应答器报文映射表、电子地图数据，自动计算信息包、202包、203包、204包及205包；步骤S3：将信息包、202包、203包、204包及205包组合生成一个完整数据包，得到最终应答器报文，并对报文进行CRC计算；步骤S4：生成报文并进行CRC存储。本发明具有原理简单、智能化程度高、适用范围广、可靠性好等优点。靠性好等优点。靠性好等优点。


技术研发人员：王平旭 熊雯梦 陈丰 肖玲利 朱璐闻
受保护的技术使用者：湖南中车时代通信信号有限公司
技术研发日：2022.11.24
技术公布日：2023/3/16