高速綜合檢測列車二維全息可視化系統與方法技術方案

本發明專利技術公開了屬于列車信息展示領域的高速綜合檢測列車二維全息可視化系統與方法。本發明專利技術提供一種高速綜合檢測列車的全息信息展示系統及方法，在地理信息技術、視頻技術、圖片和二維技術的基礎上，采用多維數據融合和聯動展示等方法，為多種不同類型的實時數據展示提供了手段。本發明專利技術的有益效果為：為綜合檢測列車提供了一種全息信息展示的方法和系統，通過地理空間數據將軌道幾何、輪軌力、牽引供電、通信信號等四個專業的檢測數據集成到一個全息展示平臺，為檢測數據的實時在線分析、關聯報警、故障診斷提供了基礎，解決了各專業檢測系統之間孤立不能共享數據的問題。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于列車信息展示領域，特別涉及高速綜合檢測列車ニ維全息可視化系統與方法。
技術介紹
作為中國鐵路現代化的重要組成部分，動態智能化綜合檢測列車是中國高速鉄路工程的關鍵配套技術，為實現中國高速鉄路 自動化、智能化目標，提高車輛運行安全性，動態智能化綜合檢測列車被用于檢測動車組運行環境，實時檢測線路軌道幾何、輪軌作用力、牽引供電、通信信號、周邊環境中影響列車運行安全的技術指標和相關信息。為輔助檢測列車的實時檢測工作，顯示檢測列車的實時位置及檢測結果，及時掌握動車運行環境狀況，需開發ー個高速列車ニ維全息信息展示系統平臺。目前在檢測列車上運行的展示系統主要是以文字、圖表、視頻相結合的方式進行檢測數據的展示。在國內的數據集成綜合展示發展的初期，展示是以圖表為主的，即通過表格、曲線圖和餅圖等方式對數據進行展示。近年來隨著技術的發展，集成數據綜合展示也開始采用了越來越多的多媒體、視頻、虛擬現實等技術，并重視數據展示的形象化。在綜合數據展示的應用中，基于ニ維地理信息系統、視頻監控等方式已經相對比較成熟，但在檢測列車的應用上，還沒有相關的系統。高速綜合檢測列車ニ維全息可視化系統是在基于GIS的ニ維可視化檢測數據集成展現技術的基礎上，建立車載和地面展示系統，實現對京滬高速鉄路視頻圖像、報警信息、檢測關鍵數據、檢測列車運行實況和相關地理信息的實時可視化綜合展現。
技術實現思路
本專利技術的主要目的在于提供ー種高速綜合檢測列車的全息信息展示系統及方法，在地理信息技術、視頻技術、圖片和ニ維技術的基礎上，采用多維數據融合和聯動展示等方法，為多種不同類型的實時數據展示提供了手段，用戶可以從ー個界面中獲取完整性、直觀性和全面性的狀態信息。高速綜合檢測列車ニ維全息可視化系統，其特征在于，它的結構如下基礎地理數據模塊分別連接ニ維引擎服務模塊、地圖服務層模塊和地圖分析服務層模塊，ニ維引擎服務模塊、地圖服務層模塊和地圖分析服務層模塊實現兩兩互聯，以上三者均分別連接ニ維引擎接ロ層和服務接ロ層，ニ維引擎接ロ層連接服務接ロ層，ニ維引擎接ロ層和服務接ロ層均分別連接ニ維地圖相關模塊、場景展示管理模塊和報警管理模塊，ニ維地圖相關模塊、場景展示管理模塊、監控數據管理模塊和報警管理模塊實現兩兩互聯，客戶端分別連接ニ維地圖相關模塊、場景展示管理模塊、監控數據管理模塊和報警管理模塊。所述地圖服務層模塊包括柵格地圖服務模塊、矢量地圖服務模塊和影像地圖服務模塊。所述地圖分析服務層模塊包括空間分析服務模塊和地理編碼模塊。所述ニ維引擎服務模塊包括地圖渲染服務模塊和格網數據加載服務模塊。所述ニ維地圖相關模塊包括ニ維數據發布模塊、ニ維渲染模塊和ニ維空間分析模塊。所述場景展示管理模塊包括實時場景展示子模塊和歷史場景展示子模塊。所述報警管理模塊包括實時報警管理模塊和歷史報警管理模塊。高速綜合檢測列車ニ維全息可視化方法，其特征在于，它包括以下步驟I)基礎地理數據模塊從地面展示數據庫獲取ニ維基礎地理數據；ニ維基礎地理數據分為三類數據矢量數據、表格數據和柵格數據；2)地圖服務層模塊提供地圖標準服務，地圖服務層模塊首先讀取提供基礎地理數據模塊的ニ維基礎地理數據，具體說明如下柵格地圖服務模塊提供預先渲染生成的柵格地圖瓦片，瓦片按照縮放級別、行和列組織存儲，并建金字塔地圖索引；矢量地圖服務模塊讀取ニ維基礎地理數據，實現矢量地圖數據服務；地圖分析服務層模塊主要用來支撐地圖的查詢分析功能；具體說明如下空間分析服務模塊實現距離量測功能和面積測量； 地理編碼模塊用于提供地理編碼和逆地理編碼標準服務，地理編碼即地址匹配，傳入格式規范的地址，返回所在坐標，從而根據地址描述，匹配到具體坐標位置；ニ維引擎服務模塊提供ニ維視圖的渲染和地圖數據管理優化功能；具體說明如下地圖渲染服務模塊把矢量數據渲染成柵格圖片，供不同類型的客戶端地圖引擎使用；格網數據加載服務模塊按照金字塔的網格分幅方式，進行格網數據加載，并進行渲染，提高數據讀取和渲染的效率；3 )服務接ロ層提供數據與用戶相關操作的通信接ロ ；服務接ロ層提供本地捜索接ロ、地理編碼接口和逆地理編碼接ロ ；ニ維引擎接ロ層提供縮放和定位功能；具體說明如下ニ維地圖接ロ層包括地圖放大和縮小接ロ、地圖平移接ロ、地圖測距接口和TIP信息窗ロ展示接ロ；ニ維地圖接ロ層還提供如下功能繪制點、多折線、多邊形、矩形和圓形，每種對象都能夠使用標注和提示信息；能夠自定義圖形樣式；取得地圖狀態參數；自定義圖形樣式包括線條粗細、顔色、填充顏色、透明度和文本樣式； 地圖狀態參數包括地圖中心點、當前放大級別、偏移后的點坐標、地圖像素邊界及地圖經緯度邊界、通過身份標識獲得覆蓋物；4) ニ維地圖相關模塊包括展示鐵路線附近相關地圖信息，并能進行地圖的基本操作；具體說明如下ニ維數據發布模塊管理ニ維的各種矢量數據，包括基礎地圖數據和鐵路專業數據，按照金字塔的網格分幅方式，對矢量數據進行加載，提高數據讀取和渲染的效率；基礎地圖數據的數據比例尺為1:25萬；鐵路專業數據包括鉄路空間數據、列車運行狀態、弓網狀態、輪軌狀態和報警數據；ニ維渲染模塊根據矢量地圖服務模塊提供的矢量數據渲染ニ維柵格地圖，并提供基礎地圖操作；基礎地圖操作指地圖的縮小、放大、移動和查詢；ニ維空間分析模塊實現距離量算和面積量算的功能；場景展示管理模塊管理ニ維場景展示的列車狀態數據，由ニ維引擎展示相應場景；具體說明如下實時場景展示子模塊根據實時列車運行關鍵數據獲得列車位置及運行速度，在地圖渲染服務模塊中驅動列車；實時列車運行關鍵數據包括時間、里程和速度；驅動列車的含義如下通過獲取到的實時列車里程數據來驅動地圖上的列車點 移動到該里程處，以確保地圖上列車位置與實際的列車位置一致；歷史場景展示子模塊根據查詢條件到地面展示數據庫中查找相應的歷史列車運行關鍵數據，并傳遞到地圖渲染服務模塊中；歷史列車運行關鍵數據包括時間、里程、速度和報警數據；監控數據管理模塊根據歷史和實時業務數據,解析實時列車監控數據信息,并發布到ニ維視圖窗口中展示；歷史和實時業務數據包括歷史報警數據和實時檢測數據，歷史報警數據和實時檢測數據均包括時間、里程、速度、專業、指標和檢測值；實時列車監控數據信息包括時間、里程、速度和報警數據；報警管理模塊提供報警截圖和I分鐘視頻；具體說明如下實時報警管理模塊解析實時列車報警數據信息，并發布到ニ維視圖窗口中展示；列車報警數據信息包括時間、里程、速度、專業、指標和檢測值；歷史報警管理模塊，根據歷史報警數據查詢條件，到展示數據庫中查詢到相應的歷史報警數據，并傳遞給ニ維視圖窗ロ展示；所述客戶端包括地面展示終端在地面站上以ニ維視圖的方式提供列車實時信息展示和列車歷史信息展示功能；車載展示終端在列車上以ニ維視圖的方式提供列車實時信息展示和列車歷史信息展示功能。本專利技術的有益效果為為綜合檢測列車提供了一種全息信息展示的方法和系統，通過地理空間數據將軌道幾何、輪軌力、牽引供電、通信信號等四個專業的檢測數據集成到一個全息展示平臺，為檢測數據的實時在線分析、關聯報警、故障診斷提供了基礎，解決了各專業檢測系統之間孤立不能共享數據的問題。附圖說明圖I為本專利技術高速綜合檢測列車ニ維檢測信息展示系統的數據傳輸流程圖；圖2為本專利技術京滬高鐵高速綜合檢測列車ニ維展示本文檔來自技高網...

【技術保護點】
高速綜合檢測列車二維全息可視化系統，其特征在于，它的結構如下：基礎地理數據模塊分別連接二維引擎服務模塊、地圖服務層模塊和地圖分析服務層模塊，二維引擎服務模塊、地圖服務層模塊和地圖分析服務層模塊實現兩兩互聯，以上三者均分別連接二維引擎接口層和服務接口層，二維引擎接口層連接服務接口層，二維引擎接口層和服務接口層均分別連接二維地圖相關模塊、場景展示管理模塊和報警管理模塊，二維地圖相關模塊、場景展示管理模塊、監控數據管理模塊和報警管理模塊實現兩兩互聯，客戶端分別連接二維地圖相關模塊、場景展示管理模塊、監控數據管理模塊和報警管理模塊。

【技術特征摘要】
1.高速綜合檢測列車ニ維全息可視化系統，其特征在于，它的結構如下基礎地理數據模塊分別連接ニ維引擎服務模塊、地圖服務層模塊和地圖分析服務層模塊，ニ維引擎服務模塊、地圖服務層模塊和地圖分析服務層模塊實現兩兩互聯，以上三者均分別連接ニ維引擎接ロ層和服務接ロ層，ニ維引擎接ロ層連接服務接ロ層，ニ維引擎接ロ層和服務接ロ層均分別連接ニ維地圖相關模塊、場景展示管理模塊和報警管理模塊，ニ維地圖相關模塊、場景展示管理模塊、監控數據管理模塊和報警管理模塊實現兩兩互聯，客戶端分別連接ニ維地圖相關模塊、場景展示管理模塊、監控數據管理模塊和報警管理模塊。2.根據權利要求I所述的高速綜合檢測列車ニ維全息可視化系統，其特征在于，所述地圖服務層模塊包括柵格地圖服務模塊、矢量地圖服務模塊和影像地圖服務模塊。3.根據權利要求I所述的高速綜合檢測列車ニ維全息可視化系統，其特征在于，所述地圖分析服務層模塊包括空間分析服務模塊和地理編碼模塊。4.根據權利要求I所述的高速綜合檢測列車ニ維全息可視化系統，其特征在于，所述ニ維引擎服務模塊包括地圖渲染服務模塊和格網數據加載服務模塊。5.根據權利要求I所示的高速綜合檢測列車ニ維全息可視化系統，其特征在于，所述ニ維地圖相關模塊包括ニ維數據發布模塊、ニ維渲染模塊和ニ維空間分析模塊。6.根據權利要求I所示的高速綜合檢測列車ニ維全息可視化系統，其特征在于，所述場景展示管理模塊包括實時場景展示子模塊和歷史場景展示子模塊。7.根據權利要求I所示的高速綜合檢測列車ニ維全息可視化系統，其特征在于，所述報警管理模塊包括實時報警管理模塊和歷史報警管理模塊。8.高速綜合檢測列車ニ維全息可視化方法，它包括以下步驟 1)基礎地理數據模塊從地面展示數據庫獲取ニ維基礎地理數據； ニ維基礎地理數據分為三類數據矢量數據、表格數據和柵格數據； 2)地圖服務層模塊提供地圖標準服務，地圖服務層模塊首先讀取提供基礎地理數據模塊的ニ維基礎地理數據，具體說明如下 柵格地圖服務模塊提供預先渲染生成的柵格地圖瓦片，瓦片按照縮放級別、行和列組織存儲，并建金字塔地圖索引； 矢量地圖服務模塊讀取ニ維基礎地理數據，實現矢量地圖數據服務； 地圖分析服務層模塊主要用來支撐地圖的查詢分析功能；具體說明如下 空間分析服務模塊實現距離量測功能和面積測量； 地理編碼模塊用于提供地理編碼和逆地理編碼標準服務，地理編碼即地址匹配，傳入格式規范的地址，返回所在坐標，從而根據地址描述，匹配到具體坐標位置； ニ維引擎服務模塊提供ニ維視圖的渲染和地圖數據管理優化功能；具體說明如下 地圖渲染服務模塊把矢量數據渲染成柵格圖片，供不同類型的客戶端地圖引擎使用； 格網數據加載服務模塊按照金字塔的網格分幅方式，進行格網數據加載，并進行渲染，提高數據讀取和渲染的效率； 3)服務接ロ層提供數據與用...

【專利技術屬性】
技術研發人員：賈利民，秦勇，周慧娟，范會川，衛緯，陳波，
申請(專利權)人：北京交通大學，
類型：發明
國別省市：