一种毫米波车地转储站点规划方法技术

本发明专利技术公开了一种毫米波车地转储站点规划方法，包括

【技术实现步骤摘要】
一种毫米波车地转储站点规划方法、电子设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及检测列车数据转储领域，具体是一种毫米波车地转储站点规划方法
、
电子设备及存储介质
。

技术介绍

[0002]检测列车用于综合检测运行线路
、
接触网
、
信号等，是进行铁路基础设施综合检测的重要技术装备，为运行线路的运营安全评估和指导各铁路局的养护维修提供技术支撑
。
检测列车运行中会产生大容量检测数据，包括轮轨几何状态数据
、
线路表面视景数据
、
线路基础数据
、
轮轨运行接触轨迹数据等，这些检测数据需要转储到地面以对铁路线路服役情况进行查看与分析
。
传统的转储方案是：运行时检测数据储存于车载机械硬盘上，等待检测列车停靠时再进行人工拷取
。
为了提升检测数据转储的便捷性和实时性，现有部分转储方案是：在检测列车上设置毫米波通信终端，并在车站设置相应的毫米波通信基站，从而在铁路线路上形成若干个转储站点；检测数据产生后暂存于车载机械硬盘上，每当检测列车进入转储站点时就通过车站毫米波通信基站将检测数据转储到地面
。
[0003]毫米波通信速率非常快，可高达
1Gbps/s
，结合设备成本考虑，一般只选取铁路线路上的部分车站作为转储站点，通过各转储站点进行车地通信，即可将检测列车产生的检测数据转储完成
。
现有技术中通常是根据检测数据总量确定所需转储站点数量，再结合铁路线路的车站总数来平均分配转储站点
。
例如确定需要4个转储站点才能把检测数据传完，车站总数为
20
个，就分别选取第5个
、
第
10
个
、
第
15
个
、
第
20
个车站作为转储站点
。
[0004]检测列车在运行时通过车站是不停靠的，检测列车在每个车站的通过时间基本一致，正常情况下毫米波通信速率也不会有太大波动
。
也就是说，检测列车在各转储站点能够完成的检测数据转储量是基本一致的
。
而由于车站间的线路里程差异可能较大，导致产生的检测数据量差异也较大
。
现有技术采用简单的平均分配方法来选择转储站点，可能出现在某个转储站点将检测列车此前产生的未传检测数据转储完后还有较多冗余时间，影响该转储站点利用率，或者在某个转储站点仅能将检测列车此前产生的未传检测数据的小部分转储完，影响转储的实时性
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于解决现有技术的上述问题，提供了一种毫米波车地转储站点规划方法
、
装置及存储介质，将区段检测数据量与单站转储能力差异度的均值和方差作为目标函数纳入转储站点规划考虑范围，有利于综合优化检测数据转储实时性与转储站点利用率
。
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种毫米波车地转储站点规划方法，所述方法包括，
S1
，确定检测列车的总检测数据量；
S2
，获取车地通信速率和单站通过时间，确定单站转储能力
S
，结合总检测数据量确定所需转储站点数量
m
；
S3
，生成若干个转储站点规划方案，单个转储站点规划方案由
m
个车站编号排序构成；
S4
，对于单个转储站点规划方案，基于其中
m
个车站编号将铁路线路划分为
m+1
个区段并确定区段检测数据量，进而确定单个区段检测数据量与所述单站转储能力
S
的差异度；
S5
，将转储站点规划方案对应的
m+1
个差异度的均值作为一个目标函数，
m+1
个差异度的方差作为另一个目标函数，对转储站点规划方案进行多目标优化，得到优选转储站点规划方案
。
[0007]优选地，所述
S2
中设定冗余转储能力，基于冗余转储能力
、
单站转储能力
、
总检测数据量确定所需转储站点数量
。
[0008]优选地，所述
S3
中基于所需转储站点数量
m
生成若干个转储站点规划方案包括：
S31
，基于所需转储站点数量
m
将所有车站编号顺序分为
m
个编号组，任意两个编号组的车站编号数量差不大于1；
S32
，选取一个车站编号数量最小的编号组作为参照组，从参照组中提取一个车站编号并从其余编号组中提取相同次序的车站编号，将提取出的
m
个车站编号排序构成单个转储站点规划方案；
S33
，基于所述单个转储站点规划方案生成若干个其它转储站点规划方案
。
[0009]优选地，所述
S33
中基于所述单个转储站点规划方案生成另一个转储站点规划方案包括：
S331
，将所述单个转储站点规划方案作为基准方案；
S332
，从基准方案中任选一个车站编号，判断在基准方案中是否存在其它车站编号与所选车站编号的值相差1，若是，转至
S333
；若否，判断所选车站编号加1或减1后是否超出车站编号范围，若是，转至
S333
，若否，将所选车站编号加1或减1后更新基准方案；
S333
，判断基准方案更新次数是否达到设定更新次数，若是，将基准方案作为另一个转储站点规划方案，若否，转至
S332。
[0010]优选地，所述
S5
中基于遗传算法对转储站点规划方案进行多目标优化
。
[0011]优选地，所述基于遗传算法对转储站点规划方案进行多目标优化包括：
S51
，将
S3
中生成的若干个转储站点规划方案作为初始种群；
S52
，计算初始种群中各转储站点规划方案的两个目标函数值，基于目标函数值计算初始种群中转储站点规划方案的非支配度，并基于非支配度将初始种群中所有转储站点规划方案排序；
S53
，选取初始种群中排序在前的若干个转储站点规划方案形成父代种群，对父代种群中的转储站点规划方案进行交叉变异，生成若干个新的转储站点规划方案，形成子代种群，将初始种群和子代种群结合得到新生种群；
S54
，计算新生种群中各转储站点规划方案的两个目标函数值，基于目标函数值计算新生种群中转储站点规划方案的非支配度，并基于非支配度将新生种群中所有转储站点规划方案排序；
S55
，选取新生种群中排序在前的若干个转储站点规划方案来迭代初始种群，然后清空父代种群
、
子代种群
、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种毫米波车地转储站点规划方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1
，确定检测列车的总检测数据量；
S2
，获取车地通信速率和单站通过时间，确定单站转储能力
S
，结合总检测数据量确定所需转储站点数量
m
；
S3
，生成若干个转储站点规划方案，单个转储站点规划方案由
m
个车站编号排序构成；
S4
，对于单个转储站点规划方案，基于其中
m
个车站编号将铁路线路划分为
m+1
个区段并确定区段检测数据量，进而确定单个区段检测数据量与所述单站转储能力
S
的差异度；
S5
，将转储站点规划方案对应的
m+1
个差异度的均值作为一个目标函数，
m+1
个差异度的方差作为另一个目标函数，对转储站点规划方案进行多目标优化，得到优选转储站点规划方案
。2.
根据权利要求1所述的一种毫米波车地转储站点规划方法，其特征在于，所述
S2
中设定冗余转储能力，基于冗余转储能力
、
单站转储能力
、
总检测数据量确定所需转储站点数量
。3.
根据权利要求1所述的一种毫米波车地转储站点规划方法，其特征在于，所述
S3
中生成若干个转储站点规划方案包括：
S31
，基于所需转储站点数量
m
将所有车站编号顺序分为
m
个编号组，任意两个编号组的车站编号数量差不大于1；
S32
，选取一个车站编号数量最小的编号组作为参照组，从参照组中提取一个车站编号并从其余编号组中提取相同次序的车站编号，将提取出的
m
个车站编号排序构成单个转储站点规划方案；
S33
，基于所述单个转储站点规划方案生成若干个其它转储站点规划方案
。4.
根据权利要求3所述的一种毫米波车地转储站点规划方法，其特征在于，所述
S33
中基于所述单个转储站点规划方案生成另一个转储站点规划方案包括：
S331
，将所述单个转储站点规划方案作为基准方案；
S332
，从基准方案中任选一个车站编号，判断在基准方案中是否存在其它车站编号与所选车站编号的值相差1，若是，转至
S333
；若否，判断所选车站编号加1或减1后是否超出车站编号范围，若是，转至
S333
，若否，将所选车站编号加1或减1后更新基准方案；
S333
，判断基准方案更新次数是否达到设定更新次数，若是，将基准方案作为另一个转储站点规划方案，若否，转至
S332。5.
根据权利要求2‑4任一项所述的一种毫米波车地转储站点规划方法，其特征在于，所述
S5
中基于遗传算法对转储站点规划方案进行多目标优化
。6.
根据权利要求5所述的一种毫米波车地转储站点规划方法，其特征在于，所述基于遗传算法对转储站点规划方案进行多目标优化包括：
S51
，将
S3
中生成的若...

【专利技术属性】
技术研发人员：戚建淮，张莉，宋晶，罗俊炘，成飏，汪暘，
申请(专利权)人：成都市以太节点科技有限公司，
类型：发明
国别省市：