一种站场图数据结构及其组织方法

摘要

本发明公开了一种站场图数据结构及其组织方法，站场图数据结构，包括：线段数据，采用线段的坐标、类型、长度，以及逻辑关系进行描述；道岔数据，采用道岔的坐标、类型和逻辑关系进行描述；轨道区段数据：根据线段的编号和道岔的编号进行描述；车挡数据：采用车挡的坐标和类型进行描述；信号机数据：采用信号机的坐标、名称和类型进行描述；提示文字标签数据：采用提示文字标签的坐标、文字内容和文字颜色进行描述。本发明能够克服现有站场图数据结构及其组织方法中的站场图组织数据文件可扩展性不强、界面不友好，以及数据文件占用空间较大的技术问题。

说明书

技术领域

本发明涉及轨道交通工程领域，尤其是涉及一种轨道交通站场图数据结构及其组织方法。

背景技术

在列车控制领域，如仿真软件界面和STP（无线调车机车信号和监控系统）车载显示中，经常需要显示联锁系统的站场图。如附图1所示，现有技术中的方案采用二进制文件固定地址的方式描述站场图，并将站场图分为点、线段、道岔、车挡、信号机、轨道区段和提示文字标签，然后按固定的数据段进行存放。采用X和Y坐标描述点，使用端点描述线段，使用线段描述道岔，使用坐标点描述信号机，使用线段、道岔和线路表（径路表示）描述轨道区段。

如附图2所示，现有技术中的站场图数据结构，包括：点、线段、道岔、轨道区段、信号机和提示文字数据。其中，点数据通过X、Y坐标来进行描述。线段数据通过线段的点编号进行描述。道岔数据也通过道岔的点编号进行描述。轨道区段数据通过线段的编号和道岔的编号，以及线路表进行描述。提示文字标签数据通过提示文字标签的坐标和文字内容进行描述。信号机数据通过信号机的点编号进行描述。

现有技术采用二进制文件固定地址存放数据的方式描述站场数据的缺陷显而易见，即站场图的可扩展性差，同时在站场图进行检查和修改时比较困难。当使用端点描述线段，而斜线与水平夹角不为45度时，线段将会出现锯齿现象，十分地不美观。而站场图元素采用固定坐标的方式，无法根据现场需要缩放站场图。尤其是，当使用线段、道岔和线路表描述轨道区段时，如果采用二进制固定地址的方式存放站场图数据，由地面软件计算线路表，则随着道岔数量的增加，站场图数据的文件会非常庞大，并成倍地增长。因为线路表与本轨道电路所含道岔的关系是，线路表（径路表示）数量=2^道岔数。因此，当轨道电路所含道岔数量多时，站场图的数据文件就会变得非常大。如：站场图上某个轨道电路包含5条道岔时，则需要存储2⁵=32条线路，而当站场图中总共300条轨道电路时，则总共需要存储9600条线路。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种站场图数据结构及其组织方法，能够克服现有站场图数据结构及其组织方法的站场图组织数据文件可扩展性不强、界面不友好，以及数据文件占用空间较大的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明具体提供了一种站场图数据组织方法的技术实现方案，一种站场图数据结构，包括：

线段数据，采用线段的坐标、类型、长度，以及逻辑关系进行描述；

道岔数据，采用道岔的坐标、类型和逻辑关系进行描述；

轨道区段数据，根据所述线段的编号和所述道岔的编号进行描述；

车挡数据：采用车挡的坐标和类型进行；

信号机数据，采用信号机的坐标、名称和类型进行描述；

提示文字标签数据，采用提示文字标签的坐标和文字内容进行描述。

优选的，所述线段数据、道岔数据、车挡数据、信号机数据和提示文字标签数据均采用文本格式描述。

优选的，所述道岔的角度为45度，所述线段为斜线时的角度为45度。

优选的，包括线段、道岔、车挡、信号机、提示文字标签在内的所述站场图元素采用网格坐标进行描述。

优选的，地面软件将线段、道岔与其余站场图元素的逻辑关系保存在所述站场图的数据中，当显示软件显示所述轨道区段的状态时，由显示软件根据所述线段和道岔的逻辑关系计算轨道区段的径路表示。

本发明还另外具体提供了一种基于上述数据结构的站场图数据组织方法，包括地面软件设计过程和显示软件显示过程，所述地面软件设计过程以下步骤：

S100：将包括线段、道岔、车挡、信号机、提示文字标签在内的站场图元素制作成标准控件；在进行站场图设计时，将相应的控件拖放至相应的位置，并通过属性设置相应的参数；

S101：添加线段控件、道岔控件和车挡控件，组织线段数据、道岔数据和车挡数据；

S102：组织信号机数据，在线段控件或道岔控件的节点上添加信号机控件；

S103：组织轨道区段数据，将线段和道岔组合成轨道区段；

S104：组织提示文字标签数据，在站场图中添加包括股道名称、线路去向在内的提示文字标签控件。

优选的，所述线段数据、道岔数据、车挡数据、信号机数据和提示文字标签数据均采用文本格式描述。

优选的，所述道岔的角度为45度，所述线段为斜线时的角度为45度。

优选的，包括线段、道岔、车挡、信号机、提示文字标签在内的所述站场图元素采用网格坐标进行描述。

优选的，所述线段数据通过线段的坐标、类型、长度，以及逻辑关系进行描述。

优选的，所述道岔数据通过道岔的坐标、类型和逻辑关系进行描述。

优选的，所述轨道区段数据通过所述线段的编号和所述道岔的编号进行描述。

优选的，所述提示文字标签数据通过所述提示文字标签的坐标和文字内容进行描述。

优选的，所述信号机数据通过所述信号机的坐标和类型进行描述。

优选的，由地面软件将线段、道岔与其余站场图元素的逻辑关系保存在所述站场图的数据中，当显示软件显示所述轨道区段的状态时，由显示软件根据所述线段和道岔的逻辑关系计算轨道区段的径路表示。

优选的，所述轨道区段的径路表示的计算过程进一步包括以下步骤：

程序开始；

S200：判断是否有剩余线段；

S201：如果有剩余线段，则判断当前线段是否能为起点；

S202：如果当前线段能为起点，则计算所述轨道区段显示光带的终点，并执行步骤S203；

S2011：如果当前线段不能为起点，则本轨道区段的剩余线段数减1，并执行步骤S200；

S203：判断所述终点是否符合要求；

如果所述终点不符合要求，则继续执行步骤S200；

如果所述终点符合要求，则程序结束；

S204：如果无剩余线段，则判断是否有剩余道岔；

S205：如果有剩余道岔，则判断当前道岔是否能为起点；

S206：如果当前道岔能为起点，则计算所述轨道区段显示光带的终点；

S207：判断所述终点是否符合要求；

如果所述终点不符合要求，则继续执行步骤S204；

如果所述终点符合要求，则程序结束；

S2012：如果当前道岔不能为起点，则本轨道区段的剩余道岔数减1，并执行步骤S204；

如果无剩余道岔，则程序结束。

通过实施上述本发明提供的站场图数据结构及其组织方法，具有如下技术效果：

（1）本发明站场图数据结构及其组织方法采用文本文件格式描述线段数据、道岔数据、车挡数据、信号机数据和提示文字标签数据，站场图数据的可扩展性和可维护性更好，界面更加美观、占用文件存储空间更小；

（2）本发明站场图数据结构及其组织方法采用文本格式描述站场图数据，地面软件只需要计算线段和道岔与其它站场图元素之间的逻辑关系，则显示软件可直接根据线段和道岔的逻辑关系计算出轨道区段的光带，无需存储庞大的线路表信息。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术的站场图平面示意图；

图2是现有技术站场图的数据类型关系结构示意图；

图3是采用本发明数据结构及其组织方法生成的站场图平面示意图；

图4是本发明站场图的数据类型关系结构示意图；

图5是本发明站场图数据组织方法中线段、道岔和车挡数据组织过程示意图；

图6是本发明站场图数据组织方法中信号机数据组织过程示意图；

图7是本发明站场图数据组织方法中轨道区段数据组织过程示意图；

图8是本发明站场图数据组织方法中提示标签数据组织过程示意图；

图9是本发明站场图数据组织方法中轨道区段径路表示的计算过程的程序流程图；

图10是本发明站场图数据组织方法一种具体实施方式的程序流程图；

图11是本发明站场图数据组织方法中线段数据示意图图；

图12是本发明站场图数据组织方法中道岔数据示意图；

图13是本发明站场图数据组织方法中轨道区段数据示意图；

图14是本发明站场图数据组织方法中提示文字数据示意图；

图15是本发明站场图数据组织方法中信号机数据示意图；

图16是本发明站场图数据组织方法中车挡数据示意图；

图17是本发明站场图数据组织方法中道岔定位时轨道区段径路表示的示意图；

图18是本发明站场图数据组织方法中道岔反位时轨道区段径路表示的示意图；

图中：1-线段，2-道岔，3-车挡，4-轨道区段，5-信号机，6-提示文字标签。

具体实施方式

为了引用和清楚起见，将下文中使用的技术名词、简写或缩写记载如下：

STP：无线调车机车信号和监控系统的简称。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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。

如附图3至18所示，给出了本发明站场图数据结构及其组织方法的具体实施例，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如附图4所示，一种站场图数据结构的具体实施例，包括：

线段数据，采用线段1的坐标、类型、长度，以及逻辑关系进行描述；

道岔数据，采用道岔2的坐标、类型和逻辑关系进行描述；

轨道区段数据，根据线段1的编号和道岔2的编号进行描述；

车挡数据，采用车挡3的坐标和类型进行描述；

信号机数据，采用信号机5的坐标、信号机名称和类型进行描述；

提示文字标签数据，采用提示文字标签6的坐标和文字内容进行描述；

作为本发明一种较佳的具体实施例，提示文字标签数据还可以进一步增加文字颜色的描述。

其中，如附图11方框中所示为线段数据的属性：

横坐标：2，水平线段以左端点为坐标参考点；

纵坐标：2，水平线段以左端点为坐标参考点；

类型：1，线段角度为水平；

长度：3，占用3个网格宽度；

前驱控件：1号线段，1号线段与本线段的左端点相连；

后继控件：13号道岔，13号道岔与本线段的右端点相连。

如附图12方框中所示为道岔数据的属性：

横坐标：7，道岔中心为坐标参考点；

纵坐标：5，道岔中心为坐标参考点；

类型：4，道岔图形对应的类型编号；

基本点控件：20号道岔，20号道岔与本道岔的基本线段相连；

定位点控件：19号线段，19号线段与本道岔的定位控件相连；

反位点控件：21号线段，21号线段与本道岔的反位控件相连。

如附图13方框中所示为轨道区段数据的属性：

线段1编号：20，与20号道岔反位线段连接的线段；

线段2编号：25，与20号道岔定位线段相连的线段；

线段3编号：19，与18号道岔反位线段连接的线段；

线段4编号：21，与18号道岔定位线段连接的线段。

如附图14中所示为提示文字标签数据的属性：

横坐标：2，提示文字左下角为坐标参考点；

纵坐标：1，提示文字左下角为坐标参考点；

文字内容：苏家屯站；

文字颜色：绿色。

如附图15中所示为信号机数据的属性：

横坐标：2，该信号机立柱下端为坐标参考点；

纵坐标：2，该信号机立柱下端为坐标参考点；

名称：D15；

信号机样式：0，绘制于线段上方的矮柱信号机；

如附图16方框中所示为车挡数据的属性：

横坐标：6，该车挡与左方线段连接点为坐标参考点；

纵坐标：6，该车挡与左方线段连接点为坐标参考点；

类型：右车挡。

如附图3所示，作为本发明一种较佳的具体实施例，线段数据、道岔数据、车挡数据、信号机数据和提示文字标签数据进一步采用文本格式描述。本发明具体实施例采用文本格式描述站场图数据，可方便地增减站场图元素类型，或为站场图元素增减属性，使用文本格式描述站场图的可扩展性更好。当需要增加站场图元素时，只需要在站场图元素的类型表中增加相应的元素标签即可。而对于现有的站场图元素，则可在此站场图元素属性的任何位置新增属性。采用该具体实施例数据结构的站场图数据文件比以往站场图数据文件的可扩展性更好、界面更美观，且占用空间更小。

现有的显示屏大都采用垂直坐标的像素分布，所以当斜线与水平线之间的夹角不为45度时，会出现锯齿现象，当显示分辨率越低是，锯齿效果越为明显。因此，作为本发明一种较佳的具体实施例，道岔的角度进一步为45度，线段为斜线时的角度也进一步为45度，这样做可以在防止出现锯齿的同时，避免整个站场图上各道岔角度不统一的问题出现，使站场图界面更加美观。

作为本发明一种较佳的具体实施例，包括线段1、道岔2、车挡3、信号机5、提示文字标签6在内的站场图元素进一步采用网格坐标进行描述，使用网格坐标取代固定坐标描述站场图元素，可以通过修改每个网格对应的像素大小按比例缩放站场图。

作为本发明一种较佳的具体实施例，地面软件将线段1、道岔2与其余站场图元素的逻辑关系保存在站场图的数据中，当显示软件显示轨道区段4的状态时，由显示软件根据线段1和道岔2的逻辑关系即可计算出轨道区段4的径路表示（显示光带），如附图9所示。本发明具体实施例采用线段1和道岔2描述轨道区段4，轨道区段4的径路表示由使用站场图数据的显示软件计算，这样站场图数据文件可以大幅缩小。

如附图10所示，一种基于上述数据结构的站场图数据组织方法的具体实施例，包括地面软件设计过程和显示软件显示过程，地面软件设计过程以下步骤：

S100：将包括线段1、道岔2、车挡3、信号机5、提示文字标签6在内的站场图元素制作成标准控件；在进行站场图设计时，将相应的控件拖放至相应的位置，并通过属性设置相应的参数；

S101：添加线段控件、道岔控件和车挡控件，组织线段数据、道岔数据和车挡数据，如附图5所示；

S102：组织信号机数据，在线段控件或道岔控件的节点上添加信号机控件，如附图6所示；

S103：组织轨道区段数据，将线段1和道岔2组合成轨道区段4，如附图7所示；

S104：组织提示文字标签数据，在站场图中添加包括股道名称、线路去向在内的提示文字标签控件，如附图8所示。

作为本发明一种较佳的具体实施例，线段数据、道岔数据、车挡数据、信号机数据和提示文字标签数据进一步采用文本格式描述。

作为本发明一种较佳的具体实施例，道岔2的角度进一步为45度，线段1为斜线时的角度也进一步为45度。

作为本发明一种较佳的具体实施例，包括线段1、道岔2、车挡3、信号机5、提示文字标签6在内的站场图元素进一步采用网格坐标进行描述。

作为本发明一种典型的具体实施例，线段数据进一步通过线段1的坐标、类型、长度，以及逻辑关系进行描述。道岔数据进一步通过道岔2的坐标、类型和逻辑关系进行描述。轨道区段数据进一步通过线段1的编号和道岔2的编号进行描述。信号机数据进一步通过信号机5的坐标和类型进行描述。提示文字标签数据进一步通过提示文字标签6的坐标和文字内容进行描述。

作为本发明一种较佳的具体实施例，由地面软件将线段1、道岔2与其余站场图元素的逻辑关系保存在站场图的数据中，当显示软件显示轨道区段4的状态时，由显示软件根据线段1和道岔2的逻辑关系计算轨道区段4的径路表示。

作为本发明一种典型的具体实施例，如附图9所示，轨道区段径路表示的计算过程进一步包括以下步骤：

程序开始；

S200：判断是否有剩余线段；

S201：如果有剩余线段，则判断当前线段是否能为起点；

S202：如果当前线段能为起点，则计算轨道区段显示光带的终点，并执行步骤S203；

S2011：如果当前线段不能为起点，则本轨道区段的剩余线段数减1（自减），并继续执行步骤S200；

S203：判断终点是否符合要求；

如果终点不符合要求，则继续执行步骤S200；

如果终点符合要求，则程序结束；

S204：如果无剩余线段，则判断是否有剩余道岔；

S205：如果有剩余道岔，则判断当前道岔是否能为起点；

S206：如果当前道岔能为起点，则计算轨道区段显示光带的终点；

S207：判断终点是否符合要求；

如果终点不符合要求，则继续执行步骤S204；

如果终点符合要求，则程序结束；

S2012：如果当前道岔不能为起点，则本轨道区段的剩余道岔数减1（自减），并执行步骤S204；

如果无剩余道岔，则程序结束。

如附图17所示，为当15号道岔为定位时该轨道区段4的径路表示。如附图18所示，为当15号道岔为反位时该轨道区段4的径路表示。

本发明具体实施例在编制站场图数据时由地面软件将线段1、道岔2与周围其它站场图元素的逻辑关系保存在站场图数据中。当显示轨道区段4的状态时，只需根据线段1和道岔2的状态即可计算出光带的显示。在进行站场图数据组织时，由应用软件计算轨道区段的显示光带虽然在理论上会比直接调用本轨道区段的线路表慢，但经过实测，计算轨道区段显示光带的时间为站场图刷新时间带来的影响不到1%。因此，本发明具体实施例不再需要线路表数据，而只需线段和道岔即可以描述轨道区段，站场图数据文件大幅缩小。

虽然本发明具体实施例描述了通过在线段和道岔数据中保存周围其它站场图元素的逻辑关系计算轨道区段显示光带的技术方案。但是本发明具体实施例也可以采用直接根据线段和道岔图形的位置计算轨道区段显示光带的方法，但是这种方法对绘图的精确性要求非常高。

通过实施本发明具体实施例描述的站场图数据结构及其组织方法，能够达到以下技术效果：

（1）本发明具体实施例描述的站场图数据结构及其组织方法采用文本文件格式描述线段、道岔、车挡、信号机、提示文字标签数据，站场图数据的可扩展性和可维护性更好，界面更加美观、占用文件存储空间更小；

（2）本发明具体实施例描述的站场图数据结构及其组织方法采用文本格式描述站场图数据，地面软件只需要计算线段和道岔与其它站场图元素之间的逻辑关系，则显示软件可直接根据线段和道岔的逻辑关系计算出轨道区段的光带，而不是调用线路表信息，无需存储庞大的线路表信息；

（3）本发明具体实施例描述的站场图数据结构及其组织方法中的道岔角度进一步为45度，线段为斜线时的角度也进一步为45度，可以在防止出现锯齿的同时，避免整个站场图上各道岔角度不统一的问题出现，使站场图界面更加美观，使用网格坐标取代固定坐标，可以通过修改每个网格对应的像素大小按比例缩放站场图。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，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示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。