一種城市軌道交通電子地圖數據生成系統及方法與流程
2023-07-23 18:33:41 3
本發明涉及數據處理領域，具體涉及一種城市軌道交通電子地圖數據生成系統及方法。
背景技術：
傳統的城市軌道交通電子地圖數據是根據工程圖紙和實際測量值，輸入計算機，手工繪製成電子表格，按照協議和格式要求，轉換為目標電子地圖數據，再在仿真系統上運行檢查錯誤，如果有錯誤，需要修改電子表格，重新生成電子地圖數據和檢查錯誤。
然而，上述操作方式生成電子地圖數據的缺陷如下：
(1)電子地圖數據生成過程中需要大量的人工參與，自動化程度低；
(2)數據採用電子表格的形式繪製，可視性差，容易出錯，不易檢查；
(3)電子地圖繪製和檢查以人工方式為主，依賴人員素質，不僅效率低，而且易出錯。
技術實現要素：
鑑於上述問題，本發明提出了克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的一種城市軌道交通電子地圖數據生成系統及方法。
為此目的，第一方面，本發明提出一種城市軌道交通電子地圖數據生成系統，包括：
為用戶提供可視化的電子地圖編輯界面的多個圖形編輯工作站、與圖形編輯工作站通信連接的電子地圖伺服器群；
所述電子地圖伺服器群包括：一個中心伺服器、多個輔助伺服器和一個存儲伺服器；
每一輔助伺服器連接所述中心伺服器，所述存儲伺服器連接所述中心伺服器；
所述中心伺服器與所述圖形編輯工作站交互，以及所述中心伺服器為每一輔助伺服器協調分配系統資源，以使所述輔助伺服器驗證圖形編輯工作站完成的數據文件；
所述存儲伺服器用於存儲驗證後的電子地圖的數據文件，及存儲電子地圖圖形部件庫。
可選地，中心伺服器包括：
與所述圖形編輯工作站交互的數據文件上傳和下載管理模塊；
為編輯、驗證電子地圖的數據處理分配系統資源的任務管理模塊；
存儲各種數據文件的數據存儲管理模塊；
驗證用戶信息、網絡安全管理、後臺維護管理的用戶安全管理模塊和維護管理模塊；
所述下載管理模塊、數據存儲管理模塊、用戶安全管理模塊和維護管理模塊分別連接任務管理模塊；
和/或，
所述圖形編輯工作站包括：
用於為用戶提供可視化、圖形化的電子地圖編輯界面的可視化圖形編輯界面模塊；
用於為可視化圖形編輯界面模塊提供圖形部件的圖形部件庫模塊；
用於自定義部件的部件定義模塊，該部件定義模塊與可視化圖形編輯界面模塊連接；
具有圖形編輯、檢測功能的圖形編輯規則檢測模塊，該圖形編輯規則檢測模塊與可視化圖形編輯界面模塊連接；以及
用於實現電子地圖數據文件保存和讀取功能的文件保存和讀取模塊，該文件保存和讀取模塊與可視化圖形編輯界面模塊連接；
用於實現與中心伺服器交互的且實現電子地圖數據文件上傳、下載功能的文件上傳和下載模塊，該文件上傳和下載模塊與可視化圖形編輯界面模塊連接；
和/或，
所述輔助伺服器包括：
用於與中心伺服器交互的文件傳輸模塊；
與文件傳輸模塊連接的且用於分配驗證電子地圖的數據任務的任務管理模塊；
採用地圖編輯規則檢測電子地圖數據文件的地圖編輯規則檢查模塊；
用於對電子地圖數據文件進行數據格式轉換的數據格式轉換模塊；
用於對電子地圖數據文件進行仿真驗證的仿真驗證模塊；
所述任務管理模塊分別連接所述地圖編輯規則檢查模塊，數據格式轉換模塊、仿真驗證模塊。
可選地，每一輔助伺服器中的用於處理城市軌道交通電子地圖數據的程序對應的程式語言不同。
第二方面，本發明提供一種基於上述城市軌道交通電子地圖數據生成系統的使用方法，包括：
圖形編輯工作站根據用戶的操作指令，從中心伺服器下載編輯電子地圖所需的圖形部件；
所述圖形編輯工作站接收用戶根據下載的圖形部件、結合工程圖紙、實際測量值繪製的電子地圖，獲得繪圖格式的第一文件F；
所述圖形編輯工作站將所述第一文件F發送中心伺服器；
所述中心伺服器根據接收的第一文件F創建任務A，以及為該任務A分配系統資源，所述系統資源包括：至少兩個輔助伺服器；
所述至少兩個輔助伺服器分別接收所述中心伺服器發送的任務A；
每一輔助伺服器按照地圖編輯規則對所述第一文件F進行錯誤檢查。
可選地，所述方法還包括，在所述圖形編輯工作站將所述第一文件F發送中心伺服器之前：
所述圖形編輯工作站驗證所述第一文件F是否符合繪圖規則，若是，則執行將所述第一文件F發送中心伺服器的步驟；
否則，展示驗證結果，以使用戶編輯。
可選地，所述方法還包括：
若至少一個輔助伺服器在錯誤檢查過程中，發現錯誤，則向所述中心伺服器發送任務A錯誤信息；並停止進行錯誤檢查；
所述中心伺服器將錯誤信息發送所述圖形編輯工作站，圖形編輯工作站展示所述錯誤信息。
可選地，所述方法還包括：
若所有輔助伺服器在錯誤檢查過程中，未發現錯誤，則將所述第一文件F轉換為目標數據格式的第二文件FF；以及
採用仿真技術對所述第二文件FF進行仿真驗證，驗證後向所述中心伺服器發送驗證結果信息及第二文件FF。
可選地，所述方法還包括：若所有輔助伺服器的驗證結果信息為通過驗證，則所述中心伺服器查看所有輔助伺服器發送的第二文件是否完全一致；
若一致，則所述中心伺服器將所述第一文件F和第二文件FF發送存儲伺服器進行存儲。
可選地，所述方法還包括：若至少一個輔助伺服器的驗證結果信息為未通過驗證，則所述中心伺服器將驗證結果信息發送所述圖形編輯工作站，圖形編輯工作站展示驗證結果信息；
或者，若所有輔助伺服器發送的第二文件存在不一致，則所述中心伺服器將第二文件不一致的結果信息發送所述圖形編輯工作站，圖形編輯工作站展示第二文件不一致的結果信息。
可選地，所述第二文件FF為軌道交通列車車載設備能夠識別和讀取的電子地圖數據文件。
由上述技術方案可知，本發明提出的一種城市軌道交通電子地圖數據生成系統及方法，本實施例的系統通過圖形編輯工作站實現可視化的圖形輸入節點，通過多個輔助伺服器實現對生成的電子地圖數據文件的自動化糾錯，自動化仿真和驗證測試，由此，代替現有技術中的人工操作，提高處理效率和降低錯誤率。
附圖說明
圖1為本發明一實施例提供的一種城市軌道交通電子地圖數據生成系統的結構示意圖；
圖2為圖1中的圖形編輯工作站的結構示意圖；
圖3為圖1中的中心伺服器的結構示意圖；
圖4為圖1中的輔助伺服器的結構示意圖；
圖5為本發明一實施例提供的一種城市軌道交通電子地圖數據生成方法的流程示意圖；
圖6為本發明另一實施例提供的電子地圖數據生成方法的流程示意圖；
圖7為本發明一實施例提供的圖形編輯工作站處理流程、中心伺服器處理流程、輔助伺服器處理流程的示意圖。
具體實施方式
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。
如圖1所示，圖1示出了本發明一實施例提供的一種城市軌道交通電子地圖數據生成系統的結構示意圖，本實施例的系統包括：
為用戶提供可視化的電子地圖編輯界面的多個圖形編輯工作站、與圖形編輯工作站通信連接的電子地圖伺服器群；
所述電子地圖伺服器群包括：一個中心伺服器、多個輔助伺服器和一個存儲伺服器；
每一輔助伺服器連接所述中心伺服器，所述存儲伺服器連接所述中心伺服器；
所述中心伺服器與所述圖形編輯工作站交互，以及所述中心伺服器為每一輔助伺服器協調分配系統資源，以使所述輔助伺服器驗證圖形編輯工作站完成的數據文件；
所述存儲伺服器用於存儲驗證後的電子地圖的數據文件，及存儲電子地圖圖形部件庫。
上述圖1中的圖形編輯工作站與伺服器群通過網絡連接。在圖1中示出了兩個圖形編輯工作站(如圖形編輯工作站1、圖形編輯工作站2)。應說明的是，在實際應用中，本實施例的系統不限定圖形編輯工作站的數量。圖1中也示出了兩個輔助伺服器，如輔助伺服器1和輔助伺服器2.
結合圖2所示，圖形編輯工作站，主要為用戶提供了可視化、圖形化的電子地圖編輯界面，並加入一般圖形編輯規則，如各部件圖形大小和比例，圖形的顏色及可擺放位置等一般圖形編輯規則。
本實施例中，上述的圖形編輯工作站可包括：可視化圖形編輯界面模塊、圖形部件庫模塊、部件定義模塊、圖形編輯規則檢測模塊、文件保存和讀取模塊、文件上傳和下載模塊；
其中，可視化圖形編輯界面模塊分別連接圖形部件庫模塊、部件定義模塊、圖形編輯規則檢測模塊、文件保存和讀取模塊，以及文件上傳和下載模塊。
可視化圖形編輯界面模塊用於為用戶提供可視化、圖形化的電子地圖編輯界面，圖形部件庫模塊為可視化圖形編輯界面模塊提供圖形部件，部件定義模塊用於實現用戶在可視化圖形編輯界面模塊中自定義部件的；
圖形編輯規則檢測模塊用於通過圖形編輯規則對可視化圖形編輯界面模塊中編輯的電子地圖數據進行檢測功能；以及
用於實現電子地圖數據文件保存和讀取功能的文件保存和讀取模塊、用於實現與中心伺服器交互的且實現電子地圖數據文件上傳、下載功能的文件上傳和下載模塊。
也就是說，上述圖1所示的電子地圖數據生成系統提供了用戶常用的電子地圖圖形部件庫，用戶也可以通過圖形編輯工作站提供的部件定義模塊自定義部件，並將所述部件定義模塊定義的部件通過文件保存和讀取模塊、文件上傳和下載模塊存儲在伺服器群中，例如，用戶可以自定義一個軌旁檢測裝置的圖形及其屬性，並將該部件新命名，然後通過文件上傳和下載模塊上傳存儲在伺服器群中，便於後續使用或者其它用戶使用。圖形編輯工作站的文件上傳和下載模塊從電子地圖伺服器群獲取最新的部件，進行電子地圖的繪製工作。
結合圖3所示，本實施例的電子地圖伺服器群包括：一臺中心伺服器、多臺輔助伺服器及存儲伺服器，中心伺服器通過網絡與輔助伺服器、存儲伺服器連接。電子地圖伺服器群可以連接多臺圖形編輯工作站同時使用。
本實施例中的中心伺服器可包括：與所述圖形編輯工作站交互的文件上傳和下載管理模塊；為編輯、驗證電子地圖的數據處理分配系統資源的任務管理模塊；存儲各種數據文件的數據存儲管理模塊；驗證用戶信息、網絡安全管理、後臺維護管理的用戶安全管理模塊和維護管理模塊；上述的文件上傳和下載管理模塊、數據存儲管理模塊、用戶安全管理模塊和維護管理模塊分別連接任務管理模塊。
也就是說，中心伺服器的文件上傳和下載管理模塊提供若干圖形編輯工作站的數據上傳和下載服務功能，任務管理模塊為數據處理分配系統資源，並提供最終仿真驗證結果的比較功能，中心伺服器還包括數據存儲管理模塊、用戶安全管理模塊及維護管理模塊。所述數據存儲管理指管理數據存取的具體位置。所述安全管理及維護管理指一般伺服器所具備用戶帳戶管理、網絡安全管理及後臺維護管理功能。
進一步地，結合圖4所示，本實施例的輔助伺服器可包括文件傳輸模塊、任務管理模塊、地圖編輯規則檢查模塊、數據格式轉換模塊及仿真驗證模塊。任務管理模塊為數據處理分配資源，用於完成圖形規則檢查、數據格式轉換及仿真驗證功能。
本實施例中，所述輔助伺服器可包括：文件傳輸模塊、任務管理模塊、地圖編輯規則檢查模塊、數據格式轉換模塊、仿真驗證模塊；所述任務管理模塊分別連接文件傳輸模塊、所述地圖編輯規則檢查模塊，數據格式轉換模塊和仿真驗證模塊。
上述的文件傳輸模塊用於與中心伺服器交互，任務管理模塊用於分配驗證電子地圖的數據任務，地圖編輯規則檢查模塊採用地圖編輯規則檢測電子地圖數據文件，數據格式轉換模塊用於對電子地圖數據文件進行數據格式轉換，仿真驗證模塊用於對電子地圖數據文件進行仿真驗證。
特別說明的是，每一輔助伺服器中的用於處理城市軌道交通電子地圖數據的程序對應的程式語言不同。
另外，本實施例的存儲伺服器用於存儲轉換完成的電子地圖數據和電子地圖圖形部件庫。
本實施例的系統方便編輯和修改，容易檢查，不易出錯。
進一步地，本實施例中的系統可以實現可視化的圖形輸入界面，進而該系統根據輸入的圖形，可根據輸入的電子地圖編輯規則，自動檢查編輯中的錯誤。
實際應用中，該系統根據輸入的圖形，自動生成目標電子地圖數據，在數據生成中使用並行計算和比較，保證數據轉換的一致性。
上述系統整合仿真驗證功能，可對數據進行自動測試和驗證。
另外，如圖5所示，本實施例提供一種城市軌道交通電子地圖數據生成方法，該方法包括下述的步驟：
501、圖形編輯工作站根據用戶的操作指令，從中心伺服器下載編輯電子地圖所需的圖形部件。
例如，用戶通過圖形編輯工作站的可視化圖形編輯界面模塊輸入操作指令，以使的圖形編輯工作站的文件上傳和下載模塊與中心伺服器交互，進而下載編輯電子地圖所需的圖形部件。
502、圖形編輯工作站接收用戶根據下載的圖形部件、結合工程圖紙、實際測量值繪製的電子地圖，獲得繪圖格式的第一文件F。
即，該圖形編輯工作站的可視化圖形編輯界面模塊接收用戶根據下載的圖形部件、結合工程圖紙、實際測量值繪製的電子地圖，獲得繪圖格式的第一文件F。
503、圖形編輯工作站將所述第一文件F發送中心伺服器。
例如，可視化圖形編輯界面模塊獲得第一文件之後，在用戶觸發可視化圖形編輯界面模塊的保存發送指令之後，圖形編輯工作站的文件上傳和下載模塊將所述第一文件F發送中心伺服器。
在本實施例中，在步驟503之前，圖形編輯工作站驗證所述第一文件F是否符合繪圖規則，若是，則執行步驟503；
否則，展示驗證結果，以使用戶編輯。
應說明的是，本實施例的圖形編輯工作站的驗證規則(如圖形編輯規則檢測模塊採用的圖形編輯規則)與下述輔助伺服器中驗證規則(如地圖編輯規則檢查模塊採用的地圖編輯規則)是不同的規則。
504、中心伺服器根據接收的第一文件F創建任務A，以及為該任務A分配系統資源，所述系統資源包括：至少兩個輔助伺服器。
例如，中心伺服器的文件上傳和下載管理模塊接收圖形編輯工作站發送的第一文件F，並通過中心伺服器的任務管理模塊創建任務A，以及為該任務A分配系統資源。
505、至少兩個輔助伺服器分別接收所述中心伺服器發送的任務A。
在本實施例中，每一輔助伺服器的文件傳輸模塊接收中心伺服器發送的任務A。
506、每一輔助伺服器按照地圖編輯規則對所述第一文件F進行錯誤檢查。
在具體應用中，每一輔助伺服器的地圖編輯規則檢查模塊按照地圖編輯規則對所述第一文件F進行錯誤檢查。
進一步地，上述圖5所示的方法還可包括下述的步驟507和步驟508：
507、若至少一個輔助伺服器在錯誤檢查過程中，發現錯誤，則向所述中心伺服器發送任務A錯誤信息；並停止進行錯誤檢查。
即，每一輔助伺服器的地圖編輯規則檢查模塊檢測到第一文件F存在錯誤，則通過該輔助伺服器的文件傳輸模塊向中心伺服器發送任務A錯誤信息。
508、中心伺服器將錯誤信息發送所述圖形編輯工作站，圖形編輯工作站展示所述錯誤信息。
該中心伺服器的文件上傳和下載管理模塊將錯誤信息發送所述圖形編輯工作站，圖形編輯工作站的可視化圖形編輯界面模塊展示所述錯誤信息。
在另一可選的實現方案中，上述圖5所示的方法還包括下述的圖中未示出的步驟510和步驟511：
510、若所有輔助伺服器在錯誤檢查過程中，未發現錯誤，則將所述第一文件轉換為目標數據格式的第二文件FF。
即，該步驟的輔助伺服器的數據格式轉換模塊將所述第一文件轉換為目標數據格式的第二文件FF。
511、採用仿真技術對所述第二文件FF進行仿真驗證，驗證後向所述中心伺服器發送驗證結果信息及第二文件FF。
例如，輔助伺服器的仿真驗證模塊採用仿真技術對所述第二文件FF進行仿真驗證，驗證後通過文件傳輸模塊向所述中心伺服器發送驗證結果信息及第二文件FF。
當然，若所有輔助伺服器的驗證結果信息為通過驗證，則所述中心伺服器查看所有輔助伺服器發送的第二文件是否完全一致；
若一致，則所述中心伺服器將所述第一文件F和第二文件FF發送存儲伺服器進行存儲。
此外，若至少一個輔助伺服器的驗證結果信息為未通過驗證，則所述中心伺服器將驗證結果信息發送所述圖形編輯工作站，圖形編輯工作站展示驗證結果信息。
或者，若所有輔助伺服器發送的第二文件存在不一致，則所述中心伺服器將第二文件不一致的結果信息發送所述圖形編輯工作站，圖形編輯工作站展示第二文件不一致的結果信息。
應說明的是，上述的第二文件FF為軌道交通列車車載設備能夠識別和讀取的電子地圖數據文件。
上述方法中，圖形編輯規則檢查、目標數據格式轉換及仿真測試驗證自動在伺服器上完成，減少人工參與，自動化程度高，減少人為出錯。
此外，採用多臺輔助伺服器比較及計算，提高數據生成的正確性及效率。
特別地，多個用戶可以同時在電子地圖數據生成系統上編輯和處理數，採用分布式伺服器集中處理多個任務，提高設備利用率及處理效率。
為更好的理解上述方法的內容，結合圖6和圖7對上述系統的使用方法進行詳細說明。
第一步、在圖形編輯工作站上，從電子地圖伺服器群上下載常用的圖形部件。
第二步、用戶根據工程圖紙和實際測量值，利用圖形編輯工作站的問價上傳和下載模塊從存儲伺服器中下載的常用電子地圖圖形部件，按照軌道交通電子地圖一般圖形編輯規則，在可視化圖形編輯界面模塊繪製電子地圖。
第三步、完成圖形化的電子地圖繪製之後，圖形編輯工作站的文件保存和讀取模塊保存為第一文件F，文件上傳和下載模塊將第一文件F從圖形編輯工作站上發送到中心伺服器上。其中，第一文件F保存的是繪圖格式的數據文件，便於再次進行圖形編輯和修改。
第四步、中心伺服器的文件上傳和下載管理模塊接收到完整的第一文件F後，中心伺服器的任務管理模塊會創建一個新的任務A，並分配相應的系統資源，包括內存空間、處理時間、可調用的輔助伺服器、配置參數表等資源，這些資源用於處理第一文件F。中心伺服器至少會為任務A分配兩臺輔助伺服器，任務A將第一文件F分別發送給所分配的輔助伺服器做進一步處理，等待返回結果。
第五步、輔助伺服器的文件傳輸模塊收到第一文件F後，通過自身的任務管理模塊創建任務B。地圖編輯規則檢查模塊針對任務B首先會按照地圖編輯規則進行錯誤檢查，此處檢查的地圖編輯規則是體現的是軌道交通電子地圖的通用邏輯規則，區別於圖形編輯工作站的一般圖形編輯規則，例如道岔處要有轉轍機、信號燈及計軸設備等邏輯規則。如果地圖編輯規則檢查模塊檢查發現錯誤則結束任務B，文件傳輸模塊向中心伺服器任務A發送錯誤信息；如果沒有錯誤則由數據格式轉換模塊按照現有要求進行目標數據格式的轉換，生成目標電子地圖數據文件FF(即第二文件FF)。轉換完成後，仿真驗證模塊利用現有仿真技術和方法，進行數據文件FF仿真驗證。仿真驗證遇到錯誤或者完成後，結束任務B，並向中心伺服器任務A發送驗證結果信息及第二文件FF。其中，第二文件FF保存的是軌道交通列車車載設備可以讀取和識別的電子地圖數據文件。
為了進一步保證數據可靠及安全，所分配的輔助伺服器運行的與電子地圖數據相關的程序，使用不同程式語言開發。
第六步、中心伺服器的任務管理模塊收到分配的各臺輔助伺服器返回的任務A的結果後，如果是在檢查或者驗證中發現了錯誤，則將錯誤信息發送到圖形編輯工作站，提示用戶重新修改電子地圖，並結束任務A；如果沒有發現錯誤，則將各臺輔助伺服器返回的第二文件FF進行比較，如果文件不一致則將向圖形編輯工作站發送比較結果，待進一步處理，並結束任務A；如果比較的第二文件FF均一致，則將第一文件F和第二文件FF發送到存儲伺服器，供圖形編輯工作站用戶下載，並向圖形編輯工作站發送比較結果，最後結束任務A。
在圖7中左側示出的是圖形編輯站的工作流程圖，中間側示出的是中心伺服器的工作流程圖，右側示出的是輔助伺服器的工作流程圖。
本實施例中的系統可以實現可視化的圖形輸入界面，進而該系統根據輸入的圖形，可根據輸入的電子地圖編輯規則，自動檢查編輯中的錯誤，方便編輯和修改，容易檢查，不易出錯。
進一步地，該系統根據輸入的圖形，自動生成目標電子地圖數據，在數據生成中使用並行計算和比較，保證數據轉換的一致性。
上述系統整合仿真驗證功能，可對數據進行自動測試和驗證。
也就是說，圖形編輯規則檢查、目標數據格式轉換及仿真測試驗證自動在伺服器上完成，減少人工參與，自動化程度高，減少人為出錯。
本發明實施例中採用多機比較及計算，提高數據生成的正確性及效率。
特別地，多個用戶可以同時在電子地圖數據生成系統上編輯和處理數，採用分布式伺服器集中處理多個任務，提高設備利用率及處理效率。
本領域的技術人員能夠理解，儘管在此所述的一些實施例包括其它實施例中所包括的某些特徵而不是其它特徵，但是不同實施例的特徵的組合意味著處於本發明的範圍之內並且形成不同的實施例。
本領域技術人員可以理解，實施例中的各步驟可以以硬體實現，或者以在一個或者多個處理器上運行的軟體模塊實現，或者以它們的組合實現。本領域的技術人員應當理解，可以在實踐中使用微處理器或者數位訊號處理器(DSP)來實現根據本發明實施例的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本發明還可以實現為用於執行這裡所描述的方法的一部分或者全部的設備或者裝置程序(例如，電腦程式和電腦程式產品)。
雖然結合附圖描述了本發明的實施方式，但是本領域技術人員可以在不脫離本發明的精神和範圍的情況下做出各種修改和變型，這樣的修改和變型均落入由所附權利要求所限定的範圍之內。