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1、(10)申请公布号 CN 103678878 A (43)申请公布日 2014.03.26 CN 103678878 A (21)申请号 201310570926.X (22)申请日 2013.11.13 G06F 19/00(2011.01) G06K 7/00(2006.01) (71)申请人 南车青岛四方机车车辆股份有限公 司 地址 266111 山东省青岛市城阳区棘洪滩镇 锦宏东路 88 号 (72)发明人 徐顺 陈璋 韩扶林 雷达 于延尊 (74)专利代理机构 山东清泰律师事务所 37222 代理人 宁燕 (54) 发明名称 动车组试运行数据自动分析方法 (57) 摘要 一种动车组试。
2、运行数据自动分析方法， 该方 法旨在完成动车组试运行数据快速分析计算， 其 特征在于通过对动车组试运行记录的数据按数据 量的大小进行批量读取， 再对数据按动车组中央 装置编码方式进行解码， 同时将解码后数据进行 同步分析， 有效分辨出所有记录的项目试验数据， 去掉干扰试验的操作记录， 并建立试验项目列表 及具体试验缓冲区， 将各个试验项目所需的数据 写入具体试验缓冲区， 记录数据完全解码完毕后， 再对试验项目列表及具体试验缓冲区进行二次分 析计算， 计算出动车组试运行试验各个项目试验 的要求计算的结果。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 4 页 (19)中华人民。
3、共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103678878 A CN 103678878 A 1/1 页 2 1. 一种动车组试运行数据自动分析方法， 用于对动车组试运行数据快速分析计算， 该 数据分析方法包括以下步骤 ： 1） 对动车组试运行记录文件的头部信息进行解析， 取得试运行列车号、 试验时间和记 录大小等基本信息， 并根据头部文件信息及输入参数建立三个数据结构 ： 编码数据结构、 列 车参数工程量数据结构表、 试验项目列表 ； 2） 对原始数据进行一次数据分析， 将原始数据进行自动解码、 自动判断试验项目、 自动 统。
4、计试验数据， 并去掉列车试验失效数据、 电务试验项目及非试验条件下的由司机操作牵 引、 制动等带来的干扰数据， 经过一次循序的读取、 解析、 分析， 将试验项目信息及完整试验 数据分别写入各自缓冲区 ； 3） 一次数据分析完毕后， 再对各缓冲池内数据进行二次分析和计算， 根据输入参数的 理论值分析计算出试验项目中所有项目项点节点的实测值， 最后计算出动车组试运行试验 各个项目试验的要求计算的结果。 权 利 要 求 书 CN 103678878 A 2 1/5 页 3 动车组试运行数据自动分析方法 技术领域 0001 本发明涉及一种动车组数据自动分析方法， 特别涉及一种动车组试运行的数据自 动分。
5、析方法， 属于轨道车辆性能试验技术领域。 0002 背景技术 0003 动车组新造或检修后在正式运行前要进行线路试运行试验， 随着上线动车组数 量的增加， 动车组线路试运行越来越多， 原有试运行数据分析软件操作过于繁杂， 需要经 过多步操作完成， 首先要选取数据读取， 人工多次转化为控制信息类 .CSV 文件、 制动信息 类 .CSV 文件、 牵引信息类 .CSV 文件， 再通过 excel 宏程序将多个 .CSV 文件数据进行收集， 再对收集的数据进行绘制， 再参看图形并通过手动选择时间点分析计算试验项目要求的参 数。这些操作存在过多的人工交互步骤， 消耗时间太长， 不能有效的去掉无效的试验。
6、数据， 并因交互太多容易造成出现试验数据的分析错误。 0004 采用简便、 自动化、 高效率的数据分析方法是动车组线路试运行技术的客观现实 要求。 0005 发明内容 0006 本发明主要目的在于实现上述目标， 提供了一种可以实现自动分析线路试运行数 据的方法 , 首先根据试验大纲中试验项目要求计算分析的项点及参数为目标， 结合前期软 件的人工操作步骤中关键节点操作要求判断依据， 通过本发明的方法实现自动解码、 自动 判断试验项目、 自动统计试验数据、 自动分析计算试验项目所要计算的结果， 最终实现线路 试运行数据的自动分析。本发明数据自动分析方法的主体， 主要分为三步实现。 0007 1、 。
7、第一步， 对动车组试运行记录文件的头部信息进行解析， 取得试运行列车号、 试 验时间和记录大小等基本信息， 并根据头部文件信息及输入参数建立三个数据结构 ： 编码 数据结构、 列车参数工程量数据结构表、 试验项目列表。具体如下 ： 对原始路试数据头部进行解码解析， 根据中央装置对 IC 卡记录装置的传输协议， 并参 考IC卡的文件记录格式， 可对原始数据头部进行解析。 IC卡的记录装置记录数据文件固定 大小， 其中有一部分是无效数据， 通过对动车组试运行记录文件的头部 256 字节的头部信 息进行解析， 取得试运行列车编号、 试验时间和记录大小等基本信息， 根据试运行试验有效 存储量数据量的大。
8、小进行批量读取， 略去无效信息， 并记录试验的车辆编号、 试验日期等记 录信息， 根据头文件提取的信息及列车输入的参数建立三个数据结构 ： 编码数据结构、 列车 参数工程量数据结构表、 试验项目列表。编码数据结构表是根据原始数据记录定义的数据 结构， 根据源数据存储格式并对编码数据结构表数组化， 以便于高效提取数据 ； 列车参数工 程量数据结构表， 定义了列车参数工程量转化信息及列车级、 车辆级、 设备级三级参数索引 信息， 用于快速定位、 计算列车各类参数的工程量 ； 试验项目列表定义了列车试运行各类试 说 明 书 CN 103678878 A 3 2/5 页 4 验项目名称、 试验参数记录。
9、 （界面录入参数信息） 、 试验起始状态条件、 试验终止状态条件、 具体试验缓冲区记录的顺序号、 名称、 数据大小、 地址等信息， 用于分析试验数据过程中， 判 断数据符合试验那类试验项目的依据， 并记录具体试验缓冲区的顺序号、 名称、 数据大小、 地址等信息， 为二次分析提供数据源信息。 0008 2、 第二步， 对原始数据进行一次数据分析， 将原始数据进行自动解码、 自动判断试 验项目、 自动统计试验数据， 并去掉列车试验失效数据、 电务试验项目及非试验条件下的由 司机操作牵引、 制动等带来的干扰数据， 经过一次循序的读取、 解析、 分析， 将试验项目信息 及完整试验数据分别写入各自缓冲区。
10、。具体如下 ： 对原始数据的试验数据区进行一次数据分析， 一次数据分析主要对源数据进行解码并 转化工程量， 根据列车操控信息及试验运行参数区分不同的试验项目， 并获取完整的试验 数据， 去掉列车试验失效数、 电务试验项目 （非车辆试验） 及非试验条件下的由司机操作牵 引、 制动等带来的干扰数据， 经过一次循序的读取、 解析、 分析， 将试验项目信息及完整试验 数据分别写入各自缓冲区。其步骤如下 ： 1） 通过编码数据结构循环获取源数据基本单元 , 并通过列车参数工程量数据结构表与列车试验项目列表获取数据的主要试验参数 , 根据 获取的控制信息及状态信息对比列车试验项目列表中的试验项目判断条件，。
11、 判断所读取的 数据是否满足列车试验项目， 如果满足 , 进一步判断数据满足试验项目试验参数要求 , 它 的目的是找出试验过程中准确地初始试验点及位置,如果判断满足要求,将试验参数位置 及时间等信息写入列车试验项目标 , 并增加具体试验缓冲区 , 并将列车记录标识置为真 , 列车记录完成标识为假， 列车记录标识为真表示基本数据可以录入缓冲区， 列车记录完成 标识为真表示数据录入缓冲区完毕。 2） 在列车数据满足试验项目条件且列车试验记录标识 为真的条件下， 进一步解析试验项目相关的数据并写入目的缓冲区 ； 3） 根据列车试验项目 表中的结束条件判断基本数据单元是否处于试验结束状态， 如果满足试。
12、验结束条件， 将列 车试验参数结束的相关信息写入列车试验项目表， 并将试验记录完成表示置为假 ； 4） 当基 本数据单元不满足列车试验项目条件时， 将列车记录标识置为假， 并判断试验结束标识是 否为假并且试验记录数据数量是否大于零， 如果条件成立， 删除列车试验记录列表中记录 的全部信息， 并清除该试验项目缓冲区， 这部分主要剔除失效的试验数据及非试验条件下 的干扰数据。通过上述 4 个步骤， 可一次性有效的将原始数据中提取出任何一次成功的列 车试验数据， 并可根据列车试验项目列表自动区分启动试验、 牵引试验、 制动试验， 并按列 车试验项目列表中的不同试验类型参数定义， 提取相关试验参数数据。
13、存储， 其具体试验缓 冲区也根据试验参数的不同分为启动试验、 牵引试验、 制动试验三个缓冲区。 0009 3、 第三步， 一次数据分析完毕后， 再对各缓冲池内数据进行二次分析和计算， 根据 输入参数的理论值分析计算出试验项目中所有项目项点节点的实测值， 最后计算出动车组 试运行试验各个项目试验的要求计算的结果。具体如下 ： 记录数据完全解码完毕后， 再对一次分析过程中的各缓冲池内数据进行二次分析， 首 先建立试验结果列表， 其目的用于保存试验项点节点、 参数等具体信息 , 计算结果列表主 要保存的数据有试验中间环节的试验项点的关键节点、 参数信息和最终计算结果， 根据试 验项目的不同， 列表数。
14、据结构共分启动试验、 牵引试验、 制动试验三种试验结果列表 ； 第二 步根据试验项点的特征进行判断是否是有效的试验项点， 在对各缓冲池的数据进行逐一读 取分析时， 进一步验证试验数据符合试验项目条件， 进一步确保数据的准确性 ； 第三步也 说 明 书 CN 103678878 A 4 3/5 页 5 是最关键一步， 根据试验项点输入参数分析计算实测数据的项点节点， 实现分析计算的自 动化需要对试验项点的输入参数进行匹配计算， 其输入参数设定值是早期通过窗口区域设 定， 为理论要求值， 在实测数据中， 试验的采集的数据为 500ms， 可能在实测试验参数中无法 找到理论要求值， 需要进行匹配计算。
15、， 计算出最接近理论值的实测值， 并且要遵循人工操作 关键节点的要求， 计算的关键节点的时间、 距离、 速度等参数数据写入结算果列表中 ； 最后 一步， 在试验项目和试验项点均完成遍历后， 通过试验结果列表中关键节点的各类参数计 算各个试验项目、 项点所要求的计算参数， 并给出结果。 试验的结果以试验项目、 试验项点、 试验项点结果的列表形式显示。 附图说明 0010 图 1 为总流程图， 显示本分析方法的总体基本步骤。 0011 图 2 为一次数据分析流程图， 显示一次数据分析的步骤及控制判断条件。 0012 图 3 为二次次数据分析流程图， 显示二次数据分析的步骤及控制判断条件。 0013。
16、 图 4 为本分析方法数据流程图， 显示本分析方法建立的数据结构及数据。 0014 具体实施方式 0015 请参考图 1， 步骤 A01, 首先选取需要分析的源数据文件， 并输入试验相应的参数 ； 步骤 A02, 数据自动分析的第一步， 对原始路试数据头部信息进行解码解析， 获取试验信 息， 取得试运行试验时间和记录大小的基本信息， 根据试运行试验有效存储量数据量的大 小进行批量读取， 略去无效信息， 并记录试验的车辆编号、 试验日期等记录信息， 根据头文 件获取的车型等信息， 建立编码数据结构、 列车参数工程量数据结构表、 试验项目列表等基 本数据结构 ； 步骤 A03, 当文件头部分析完成。
17、后， 对原始数据的试验数据区进行一次数据分 析， 一次数据分析主要是通过对试验项目条件的判断， 确认有效的试验数据， 去除失效的数 据和非试验列车操纵数据， 一次性将具体试验项目试验数据写入缓冲区， 将列车试验名称、 试验数据起止信息等写入列车项目试验列表中。步骤 A04, 对数据进行二次分析 , 建立试 验结果列表， 用于接受二次分析的试验项点关键节点数据和最终结果， 首先从试验项目列 表提取试验项目名称， 试验缓冲区地址、 数据量， 该试验项目计算参数等信息， 根据这些信 息判断并计算具体试验缓冲区的数据， 在根据输入参数分析计算出其项点的实测值， 并将 关键试验项点时间、 距离、 速度等。
18、参数输入到试验结果列表中， 数据完整分析后， 最后根据 试验结果列表中的关键项点节点计算出试验的最终结果。 0016 请参考图 2， 步骤 S01 获取原始数据记录， 根据编码数据结构、 列车参数工程量数 据结构表的索引信息进行数据解析， 首先仅对车辆控制信息及列车状态的信息进行解析 ; 步骤 S02 根据获取的控制信息及状态信息对比列车试验项目列表中的试验项目判断条件， 判断所读取的数据是否满足列车试验项目条件并且列车记录标识为假， 如果不满足进入步 骤 S05， 如果满足进入步骤 S03 ； 步骤 S03 判断提取的试验数据是否满足输入的列车试验参 数， 此步骤是为了精确提取列车开始试验时。
19、的各类试验参数， 如果满足进入步骤 S04, 如果 不满足进入 S05 ； 步骤 S04 目的是定义试验项目的初始信息， 从数据中提取列车试验信息 写入列车试验项目表中， 并增加该试验项目的缓冲， 并将列车记录标识置为真， 将列车记录 说 明 书 CN 103678878 A 5 4/5 页 6 完成标识置为假 ； 步骤 S05 目的判断数据是否具备写入具体试验缓冲区的条件， 通过判断 试验数据是否满足项目试验条件并且列车试验就为真来实现， 如果条件成立进入步骤 S06, 如果不满足则进入步骤 S10 ； 步骤 S06 解析该试验项目所需的所有数据， 并将其写入该试验 项目的具体缓冲区 ； 步。
20、骤 S07 是判断该试验项目是否满足结束条件， 通过列车试验项目列 表数据中的列车试验结束条件来判断试验数据是否已结束， 如果满足条件进入步骤 S08， 如 果不满足进入步骤 S09, 步骤 S8 将试验结束信息写入列车试验项目列表中， 完成该试验项 目具体缓冲区的保存工作， 并置试验记录完成标识为真， 此步骤完成后进入步骤 S09 ； 步骤 S09 根据试验数据记录数量判断试验数据是否分析完成， 如果完成跳出循环体进行总流程 第三步数据的二次分析， 如果未完成数据分析， 则进入步骤 S01。 0017 步骤 S10 在数据不满足列车试验项目条件时的下一步操作， 主要将列车记录标识 置为假， 。
21、步骤 S10、 S11、 S12 目的为了消除失败的试验数据及司机非试验状态下的操作记录 数据 ； 步骤 S11 判断如果试验结束标识为假并且试验缓冲区记录大于零， 如果条件成立进 入步骤 S12, 如果条件不成立进入步骤 S09 ； 步骤 S12 删除试验项目列表中相关的数据， 清 空已确立的试验项目缓冲区。 0018 请参考图 3， 步骤 P01 ： 生成结果列表数据结构 , 用于保存试验项点节点、 参数等 具体信息 , 计算结果列表主要保存试验中间环节的试验项点的关键节点、 参数信息和最终 计算结果， 根据试验项目的不同， 选择建立启动试验、 牵引试验、 制动试验三种试验计算结 果列表的。
22、一种 ； 步骤 P02， 获取记录数据， 并分析试验记录数据是否有效， 如果数据有效， 进 入步骤 P03， 如果数据无效则进入步骤 P12, 目的从试验项目列表的头部信息进一步验证 数据的准确性， 排除试验失败的试验数据 ； 步骤 P03 设定试验项点节点命名为 Max、 Min 等 参数的值， 其值通过窗口设定栏设定值设定， 并可根据试验大纲要求范围内随意更改， 其中 Max、 Min 参数是为了快速计算关键节点和精确定位关键节点建立的中间变量 ； 步骤 P04 验 证记录数据满足试验项目要求， 如果满足要求进入步骤 P05, 若果不满足进入步骤 P10 ； 步 骤 P05, 判断试验项点。
23、节点参数与 Max 参数之差的绝对值大于 Min 参数， 如果条件满足进入 步骤 P06, 条件不满足进入步骤 P10， 目的逐一数据记录验证试验的有效性 ； 步骤 P06 判断 试验节点参数是否大于 Max 参数， 如果大于或等于进行步骤 P07, 如果小于进行步骤 P08 ； 步骤 P07， 获取当前记录节点， 并记录时间、 距离、 速度等试验参数信息 ； 步骤 P08 获取当前 节点前一条节点， 并记录时间、 距离、 速度等试验参数信息 ； 步骤 P09， 计算试验项点参数的 Min, 并将赋值给 Min 参数 ； 步骤 P05 P09, 主要用于计算与设定参数相近的关键节点， 试验的采。
24、集的数据为 500ms， 其需计算参数设定值是理论值， 可能在实测试验参数中无法找 到， 需要找到最接近计算参数的实测值， 并能保证实测值大于参数设定值要求 ； 步骤 P10， 判断对具体数据缓冲区是否分析完毕， 如果完成进入步骤 P11, 如果未完成， 则返回步骤 P04 ； 步骤 P11， 将经过步骤 P05 P09 判断获得的试验项目关键点数据存入试验结果列表 中 ； 步骤 P12 判断试验项点是否遍历完成， 如果完成， 进入步骤 P13, 如果未完成返回步骤 P02， 此处试验项点是试验项目中需要计算的项点 ； 步骤 P13 判断试验项目是否遍历完成， 如果完成进入步骤 P14, 如果。
25、未完成则返回步骤 P01 ； 步骤 P14, 在所有试验项目、 试验项点 都分析完成后， 计算试验的结果， 并把试验的结果以试验项目、 试验项点的列表形式显示。 0019 请参考图4， 数据流1通过编码数据结构获取原始数据记录,并根据列车参数工程 量数据结构表换算成工程量， 并根据试验项目列表中的试验项目条件及流程控制条件， 将 说 明 书 CN 103678878 A 6 5/5 页 7 属于试验项目的试验工程量数据写入试验项目列表和具体试验缓冲区中， 编码数据结构主 要定义数据的基本类型， 列车参数工程量数据结构表定义源数据二进制数据与动车组实际 工程量的转换关系， 列车参数工程量以列车级。
26、、 车辆级、 部件级等三级数列化， 并与编码数 据结构存在一对一的对应关系， 依靠编码数据结构与列车参数工程量数据结构表， 可实现 快速读取并解析源数据， 并可以做到指定解析， 过滤到无需解析的数据 ； 数据流 2 试验项目 列表与具体试验缓冲区之间存在定位、 判断等辅助数据流。试验项目列表记录了具体试验 缓冲区的地址、 数据大小、 位置、 初始试验数据信息、 结束试验信息等数据。 具体试验缓冲区 则需从试验项目列表中获取试验项目判断条件， 试验项目参数表等信息量 ； 数据流 3 根据 试验项目列表中存储的试验项目信息， 从具体试验缓冲区获取一次分析后的数据， 再次进 行判断满足试验项目条件后， 根据试验项目列表中具体需要计算的试验参数， 对一次分析 后的数据进行计算分析， 得到的结果存储到试验结果列表中。 说 明 书 CN 103678878 A 7 1/4 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 103678878 A 8 2/4 页 9 图 2 说 明 书 附 图 CN 103678878 A 9 3/4 页 10 图 3 说 明 书 附 图 CN 103678878 A 10 4/4 页 11 图 4 说 明 书 附 图 CN 103678878 A 11 。