一种基于铁路WebGIS的应用接口实现方法及应用系统

摘要

本发明公开了一种基于铁路WebGIS的应用接口实现方法及应用系统。本发明在铁路WebGIS的基础上，结合地理信息数据库和铁路业务数据库，实现铁路上的相关应用。其主要包括：铁路公里标相关操作，以分块存储查找的方式实现铁路线上的精确定位，及在铁路线上按条件查询打点等；铁路区域告警，对铁路中的事故区域进行高亮告警显示，可警示工作人员，及快速查询事故周边的物资情况；铁路沿线设备的定位显示，实现设备的快速访问以及在设备位置处的定位显示及查看；铁路线上测距，精确计算出铁路线上任两点间的行车距离，用于铁路线上对路径的完整规划等。本发明在保证系统功能完善的同时，提高了数据访问效率及铁路沿线的设备定位的准确性。

说明书

技术领域

本发明涉及智能交通领域，特别涉及一种基于铁路WebGIS的应用系统。

背景技术

地理信息系统(Geographic Information System，简称GIS)是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。近些年来，随着GIS技术的迅速发展，许多行业越来越多的运用GIS进行开发。GIS凭借其强大的地图制作、空间数据管理、空间分析、空间信息整合、发布与共享的能力在铁路上也被多次使用，并主要应用于铁路空间数据基础设施上，包括数据采集、传输、建库、查询、检索和报表等数据管理功能。

随着互联网技术的迅速普及为GIS的发展提供了新的方向和动力。互联网技术与GIS技术的结合衍生出了全新的WebGIS系统，实现了方便快捷地网上地理信息的处理，使得用户可以通过任何可连接至Internet的终端设备进行地理空间信息分析查询以及智能辅助决策，大大提高了各应用领域的业务处理能力。

但是在现有的基于WebGIS的铁路应用中，对铁路沿线的设备定位的准确性和大量设备等的数据访问效率有待进一步提高。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，公开了一种基于铁路WebGIS的应用系统，以便于提高数据访问效率及铁路沿线的设备定位的准确性。

本发明的一种基于铁路WebGIS的应用接口实现方法，包括下列步骤：

设置第一、第二两个数据库，其中第一数据库用于保存铁路线的空间位置信息，包括公里标信息、对应公里标信息的每个公里标的投影坐标信息(用于地图，对应大地坐标系的投影坐标)，基于第一数据库中的所有公里标的投影坐标，得多投影坐标的最大最大X轴值M、最大Y轴值N，将M*N的坐标区域均分为多个L*L的方块，将每个方块的最大X轴值m、最大Y轴值n分别与L的取商结果作为查询码，并按块存入存储器中；第二数据库用于保存铁路沿线的设备信息，包括设备所在公里标、设备属性(如设备名称、设备归属，设备类型等等)；

构建应用接口，包括公里标操作接口(用于实现对地图的公里标打点、公里标定位等)、设备操作接口(用于实现设备打点、设备定位等)；

基于构建的应用接口，获取用户操作信息及操作页面，根据用户操作信息作出响应：

若用户操作信息为公里标打点，则执行步骤A1～A3：

A1：基于操作页面的地图层级确定当前打点间隔；

A2：根据用户操作信息中的铁路线标识和当前打点间隔，从第一数据库中查找对应的公里标信息和投影坐标信息；

A3：根据得到的投影坐标信息，在操作页面的地图上寻找对应的位置点；根据得到的公里标信息，在各位置点标注和显示对应的公里标；

若用户操作信息为公里标定位(获取距页面点击位置最近的公里标)，则执行步骤B1～B4：

B1：获取用户操作信息中的点击位置的投影坐标；

B2：对点击位置的投影坐标的X轴和Y轴值分别对L取商，得到点击位置的查询码；

B3：基于查询码匹配对应的块标识符，取当前块标识符对应的方块及其邻接方块作为第一查询范围；

B4：基于第一查询范围，在操作页面的地图上查询距点击位置的投影坐标最近的公里标将点击位置定位到该公里标处并显示；

若用户操作信息为设备打点，则执行步骤C1～C4：

C1：获取用户操作信息中的查询半径和点击位置的投影坐标，得到第二查询范围：以点击位置的投影坐标为圆心，查询半径所确定的圆，并获取第二查询范围的投影坐标信息；

C2：根据第二查询范围的投影坐标信息，在第一数据库中查询最大公里标、最小公里标，其中最大公里标为查询范围内投影坐标最大的公里标，最小公里标为查询范围内投影坐标最小的公里标；

C3：基于最大公里标、最小公里标所确定的公里标范围，在第二数据库中查询所述公里标范围内的所有设备信息；

C4：基于设备所在公里标，在第一数据库中查询各设备的投影坐标，得到设备投影坐标；根据设备投影坐标，在操作页面的对应位置对所有设备投影坐标进行标识显示并提供设备属性查看功能；

若用户操作信息为设备定位，则执行步骤D1～D3：

D1：获取用户操作信息中的设备关键字；

D2：从第二数据库中查询与设备关键字匹配的设备信息，并基于第一数据库得到对应的投影坐标；

D3：根据步骤D2得到的投影坐标，在操作页面的对应位置进行标识显示。

本发明中，用户通过对应的应用接口实现对当前操作页面的地图的应用操作，在获取距当前页面点击位置最近的公里标时，通过将查询数据预存入存储器的方式能显著降低磁盘访问时间，分块存储的方式可以对每次需要查询的位置进行快速的大致目标位置范围确定，节省了大范围内盲目查找的时间。同时，在获取距当前页面点击位置最近的公里标时，查找范围不局限于匹配方块(与查询码匹配的块标识符所对应的方块)，还包括匹配方块的邻接方块，既保证了查找效率，又确保了查找精确性。

进一步的，本发明还可实现对用户输入的任意两点(位于铁路线)的测距。首先在第一数据库中设置铁路线相交的交点信息；且构建的应用接口还包括测距操作接口；

若用户操作信息为铁路线上的两点测距，则执行步骤F1～F3：

F1：从用户操作信息中的获取待测距两点的公里标和铁路线标识

F2：判断待测距两点是否在同一铁路线上，若是，则基于公里标得到测距结果并在操作页面显示；否则执行步骤F3；

F3：基于第一数据库获取待测距两点所在铁路线的交点信息，从所有交点信息中查找最短可达路径作为测距结果并操作页面显示。

进一步的，本发明还可以实现在地图上对事故发生区域的告警显示，即构建的应用接口还包括告警操作接口；

若用户操作信息中包括事故发生区域的起始公里标和结束公里标，则基于第一数据库在从起始公里标到结束公里标所确定的公里标范围内查询所有公里标信息，然后根据查询的公里表信息的投影坐标信息在操作页面进行标识并告警显示。

同时，本发明还公开了一种基于铁路WebGIS的应用系统，包括应用接口、GUI(图形用户界面)信息获取模块、显示模块、处理模块、存储器、铁路业务数据库和地理信息数据库，其中应用接口包括公里标操作接口、设备操作接口；

地理信息数据库用于保存铁路线的空间位置信息，包括公里标信息、对应公里标信息的每个公里标的投影坐标信息；铁路业务数据库用于保存铁路沿线的设备信息，包括设备所在公里标、设备属性；

将第一数据库中的所有公里标信息分块存入存储器中：基于公里标的投影坐标的经纬度，将取值范围分割为L*L的方块，L为预设值；对每个公里标的投影坐标的经度和纬度，分别对L取模，将经度和纬度的模值相同的公里标存入存储器的同一存储单元，并按模值大小依次存储；

GUI信息获取模块通过应用接口获取用户操作信息及操作页面并发送给处理模块，同时将操作页面发送给显示模块；

当处理模块收到公里标打点的用户操作信息时，则基于操作页面的地图层级确定当前打点间隔；再根据用户操作信息中的铁路线标识和当前打点间隔，从地理信息数据库中查找对应的公里标信息和投影坐标信息并发送给显示模块；显示模块根据得到的投影坐标信息，在操作页面的地图上寻找对应的位置点；根据得到的公里标信息，在各位置点标注和显示对应的公里标；

当处理模块收到公里标定位的用户操作信息时，则首先获取用户操作信息中的点击位置的投影坐标，再对点击位置的投影坐标的X轴和Y轴值分别对L取商，得到点击位置的查询码；然后，基于查询码匹配对应的块标识符，取当前块标识符对应的方块及其邻接方块作为第一查询范围；处理模块基于第一查询范围和地理信息数据库，在操作页面的地图上查询距点击位置的投影坐标最近的公里标，并将查询得到的公里标发送给显示模块；显示模块在操作页面的点击位置处显示查询得到的公里标；

当处理模块收到设备打点的用户操作信息时，则获取用户操作信息中的查询半径和点击位置的投影坐标，得到第二查询范围：以点击位置的投影坐标为圆心，查询半径所确定的圆，并获取第二查询范围的投影坐标信息；然后根据第二查询范围的投影坐标信息，在地理信息数据库中查询最大公里标、最小公里标，其中最大公里标为查询范围内投影坐标最大的公里标，最小公里标为查询范围内投影坐标最小的公里标；处理模块再基于最大公里标、最小公里标所确定的公里标范围，在铁路业务数据库中查询所述公里标范围内的所有设备信息；并基于设备所在公里标，在地理信息数据库中查询各设备的投影坐标，得到设备投影坐标并发送给显示模块；显示模块根据设备投影坐标，在操作页面的对应位置对所有设备投影坐标进行标识显示并提供设备属性查看功能；

当处理模块收到设备定位的用户操作信息时，获取用户操作信息中的设备关键字；并从铁路业务数据库中查询与设备关键字匹配的设备信息，再从地理信息数据库中查询对应的投影坐标，处理模块将设备的投影坐标、设备关键字发送给显示模块，显示模块基于对应投影坐标在操作页面的对应位置进行标识显示。

进一步的，所述铁路信息数据库好用于保存铁路线相交的交点信息，所述应用接口还包测距操作接口；当处理模块收到两点测距的用户操作信息时，则从用户操作信息中的获取待测距两点的公里标和铁路线标识并判断待测距两点是否在同一铁路线上，若是，则基于公里标得到测距结果并在操作页面显示；否则基于地理信息数据库获取待测距两点所在铁路线的交点信息，从所有交点信息中查找最短可达路径作为测距结果并发送给显示模块；显示模块基于测距结果在操作页面进行显示。

进一步的，所述应用接口还包括告警操作接口；当处理模块收到告警操作是用户操作信息时，从操作信息中获取事故发生区域的起始公里标和结束公里标，并基于地理信息数据库在从起始公里标到结束公里标所确定的公里标范围内查询所有公里标信息并发送给显示模块；显示模块基于查询的公里表信息的投影坐标信息在操作页面进行标识并告警显示。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

基于本发明的接口实现方法的应用接口，可直接应用于铁路业务系统之中，在保证系统功能完善的同时也保证了良好的效率，即在提高数据访问效率及铁路沿线的设备定位的准确性。

附图说明

图1是本发明的应用系统的结构示意图。

图2是本发明的分块存储及查找示意图。

图3是本发明的铁路线交点示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合实施方式和附图，对本发明作进一步地详细描述。

参见图1，本发明的的应用系统包括应用接口、GUI信息获取模块、显示模块、处理模块、存储器、铁路业务数据库和地理信息数据库，其中应用接口包括公里标操作接口、设备操作接口、测距操作接口和告警操作接口。

其中，地理信息数据库用于保存铁路线的空间位置信息，包括公里标信息(如对各铁路线按1m的间隔距离进行打点，得到各公里标)、对应公里标信息的每个公里标的投影坐标信息，即地理信息数据库的查询关键字为铁路线标识；铁路业务数据库用于保存铁路沿线的设备信息，包括设备所在公里标、设备属性，通过公里标在地理信息数据库中获取对应的投影坐标；基于第一数据库中的所有公里标的投影坐标，得多投影坐标的最大最大X轴值M、最大Y轴值N，将M*N的坐标区域均分为多个L*L的方块，将每个方块的最大X轴值m、最大Y轴值n分别与L的取商结果作为查询码，参见图2，建设L的取值为2000米，则将M*N的坐标区域均分为多个2000*2000的方块，每个方块的标识符/块坐标为(m2000，n2000)。并将不同的方块存入存储器的不同存储单元。

GUI信息获取模块通过应用接口获取用户操作信息及操作页面并发送给处理模块，同时将操作页面发送给显示模块；

在铁路GIS应用中最常使用的应用就是公里标打点。所诉公里标打点指在地图(Web操作页面)上对各铁路线按照一定间隔进行公里标的标注。用户调用公里标操作接口，输入待打点的铁路线；GUI信息获取模块将获取的用户操作信息(类别：公里标打点；铁路线标识)和操作页面，并将用户操作信息发送给处理模块，操作页面发送给显示模块；

当处理模块收到公里标打点的用户操作信息时，则基于操作页面的地图层级确定当前打点间隔，因为地图分为不同的层级，考虑到地图上的视觉清晰度，需要在不同的层级时按不同的间隔距离对铁路线进行公里标的打点标记，即基于地图层级确定当前铁路线的公里标显示的缩放程度。然后，处理模块铁路线标识和当前打点间隔，从地理信息数据库中查找对应的公里标信息和投影坐标信息并发送给显示模块；显示模块根据得到的投影坐标信息，在操作页面的地图上寻找对应的位置点；根据得到的公里标信息，在各位置点标注和显示对应的公里标。例如每间隔100米显示一个对应的公里标。

用户调用用户调用公里标操作接口，在操作页面的地图上点击任意位置，GUI信息获取模块将获取的用户操作信息(类别：公里标定位；点击位置)和操作页面，并将用户操作信息发送给处理模块，操作页面发送给显示模块；当处理模块收到公里标定位的用户操作信息时，从用户操作信息中提取点击位置的阴影坐标；再将点击位置的投影坐标的X轴和Y轴值分别对L取商，得到点击位置的查询码；然后，基于查询码匹配对应的块标识符，得到匹配方块，取匹配方块及其邻接方块作为第一查询范围，如图3所示，图中阴影方块为匹配方块，本实施例中，可以选择匹配方块及其上、下、左、右四个方向的邻接方块作为公里标定位的查询范围；然后，处理模块再在该查询范围内，查找与点击位置的阴影坐标最近的公里标，并将查询得到的公里标发送给显示模块；显示模块在操作页面的点击位置处显示查询得到的公里标。

用户调用设备操作接口，输入查询半径及在操作页面的点击位置。GUI信息获取模块将获取的用户操作信息(类别：设备打点；点击位置)和操作页面，并将用户操作信息发送给处理模块，操作页面发送给显示模块。当处理模块收到设备打点的用户操作信息时，首先，查询半径和点击位置的投影坐标，得到第二查询范围(点击位置的投影坐标为圆心，查询半径所确定的圆)，并获取第二查询范围的投影坐标信息，并将第二查询范围的投影坐标信息发送给显示模块，通过显示模块在操作页面的地图上绘出对应第二查询范围的缓冲圆，例如利用Arcgis提供的图形工具接口，在地图上画出缓冲圆。接着，处理模块在地理信息数据库中查询最大公里标、最小公里标，其中最大公里标为查询范围内投影坐标最大的公里标，最小公里标为查询范围内投影坐标最小的公里标；处理模块再基于最大公里标、最小公里标所确定的公里标范围，在铁路业务数据库中查询所述公里标范围内的所有设备信息；并基于设备所在公里标，在地理信息数据库中查询各设备的投影坐标，得到设备投影坐标并发送给显示模块；显示模块根据设备投影坐标，在操作页面的对应位置对所有设备投影坐标进行标识显示并提供设备属性查看功能，如以隐藏表格的形式存储设备属性，当用户有对应的操作，如点击查看时，显示对应设备的属性。

用户调用设备操作接口，输入待定位的设备关键字。GUI信息获取模块将获取的用户操作信息(类别：设备定位，设备关键字)和操作页面，并将用户操作信息发送给处理模块，操作页面发送给显示模块。当处理模块收到设备定位的用户操作信息时，获取设备关键字，并从铁路业务数据库中查询与设备关键字匹配的设备信息，再从地理信息数据库中查询对应的投影坐标，处理模块将设备的投影坐标、设备关键字发送给显示模块，显示模块基于对应投影坐标在操作页面的对应位置进行标识显示。

当列车在行车途中突发紧急事故时，需要告知工作人员，因此本发明的应用系统还提供告警操作接口。用户调用告警操作接口，输入事故发生区域的起始公里标和结束公里标、以及公里标所在的铁路线。GUI信息获取模块将获取的用户操作信息(类别：事故区域告警；起始公里标和结束公里标、以及公里标所在的铁路线)和操作页面，并将用户操作信息发送给处理模块，操作页面发送给显示模块。当处理模块收到告警操作是用户操作信息时，提取起始公里标、结束公里标、铁路线，然后，在地理信息数据库中查询当前铁路线从起始公里标到结束公里标所确定的公里标范围内的所有公里标信息并发送给显示模块；显示模块基于查询的公里表信息的投影坐标信息在操作页面进行标识并告警显示，如高亮显示。

当管理人员获知告警显示区域后，可调用设备操作接口，通过输入待定位的设备关键字迅速查询离该区域最近处的可用设备。

用户调用测距操作接口，输入铁路线上任意两点的坐标值。GUI信息获取模块将获取的用户操作信息(类别：测距，待测距两点)和操作页面，并将用户操作信息发送给处理模块，操作页面发送给显示模块。当处理模块收到两点测距的用户操作信息时，提取待测距两点的公里标和铁路线标识并判断待测距两点是否在同一铁路线上，若是，则基于公里标得到测距结果并在操作页面显示；否则基于地理信息数据库获取待测距两点所在铁路线的交点信息，从所有交点信息中查找最短可达路径作为测距结果并发送给显示模块，即两条铁路线可能不直接相交，而是通过第三条铁路线间接相交；也可能有多个交点。此时，需记录所有交点的阴影坐标，结合列车的行进方向计算按每条可达路径到达目的地所需要的路程距离，比较最后结果，将结果最小值作为这两点在铁路线上的距离，为列车行车以及紧急事故处理时的路线选择提供路劲规划依据。参加图3，用户输入的待测距两点为图中的点A、B，分别对应铁路线L1、L4，铁路线L1与L4不直接相交，因此首先在地理信息数据库中查找与铁路线L1、L4存在交点的线路及交点信息，即图中所示的P1、P2、P3、P4，然后基于结合列车的行进方向查找最短可达路径作为测距结果，即A→P1→P2→P3→B。最后，显示模块在操作页面显示测距结果。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，本说明书中所公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换；所公开的所有特征、或所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以任何方式组合。