面向轨道交通数据分析的动态数据探索界面生成方法及系统与流程

本发明涉及轨道交通数据分析与可视化，尤其是涉及一种面向轨道交通数据分析的动态数据探索界面生成方法及系统。

背景技术：

1、在轨道交通运维、工业设备监测、日志分析以及其他时序数据分析场景中，用户通常需要针对不同数据源执行数据文件选择、变量检索、条件筛选、趋势查看、单时刻快照查看以及关联事件定位等操作，不同数据源的数据结构、可执行操作、查询参数、展示方式和权限范围存在明显差异。

2、现有数据探索系统通常采用前端页面与数据接口一一对应的开发方式。当接入新的数据源，或者数据源增加查询参数、视图类型和联动规则时，需要同步修改前端控件、请求逻辑、缓存逻辑和视图联动逻辑，这种方式导致客户端与具体数据源之间耦合度较高，接入及维护成本较大。

3、为了降低耦合，已有方案提出由服务端向客户端下发界面描述、表单描述或组件配置，客户端根据描述动态生成用户界面。例如，美国专利申请us20210271459a1涉及服务端驱动的用户界面呈现框架；国际申请wo2024249205a1涉及服务端驱动应用界面的构建；中国专利申请cn122173190a涉及基于声明式配置的动态表单生成。

4、此外，多视图联动本身也属于已有研究方向，例如 snap-togethervisualization、interactive dynamics for visual analysis 和 vega-lite 已分别讨论多个可视化视图的协调、选择及声明式交互，因此，仅仅提出服务端返回界面描述或者图表和表格联动，难以解决动态数据探索中的数据一致性和请求控制问题。

5、一种常见处理方式是：服务端返回控件和视图描述；客户端在控件值变化后，根据控件上的自动刷新标记决定是否重新请求服务端，对于需要频繁变化的帧号或时间游标，客户端可以设置为本地更新；对于文件和变量选择，客户端设置为服务端刷新。

6、另一种常见处理方式是：客户端对服务端响应进行缓存，缓存键可以由全部请求参数组成，也可以由开发人员选定的部分参数组成，当后续请求的缓存键相同时，客户端直接复用缓存数据。

7、对于图表、表格和快照视图之间的联动，一般由客户端业务代码监听帧号或时间戳变化，再分别调用各视图的更新接口。

8、上述处理方式至少存在以下问题：

9、(1)控件的刷新标记只表示期望的交互行为，并不能证明该控件对应的参数不会改变底层数据集，例如，服务端可能错误地将文件选择控件标记为本地更新，客户端若机械执行该标记，就会继续显示旧文件数据。

10、(2)如果将全部请求参数作为缓存键，帧号、游标和局部展示状态等高频参数会产生大量缓存条目；如果只选择少量参数作为缓存键，又可能遗漏数据版本、协议版本或权限范围，造成错误的数据复用。

11、(3)一般的视图联动缺少统一的绑定完整性校验，当位置数组与数据数组长度不一致、目标位置越界或某个必需视图更新失败时，可能出现图表已经移动而表格仍停留在旧位置的部分更新状态。

12、(4)动态界面描述、缓存复用和多视图联动通常分别实现，缺乏同一判定闭环。客户端难以确定某次控件变化究竟应执行本地更新、延迟提交、缓存复用还是服务端重新取数。

13、(5)服务端返回的新状态如果只完成部分解析就直接覆盖当前状态，响应结构错误时容易产生新旧状态混用。

14、(6)现有方案更多强调开发效率，未同时解决减少网络请求和防止陈旧数据误用这两个相互制约的技术问题。

15、因此，在轨道交通多源异构数据分析中，如何兼顾高频位置操作的实时响应与关键数据变化时的数据一致性和缓存安全，是需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种面向轨道交通数据分析的动态数据探索界面生成方法及系统。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、根据本发明的第一方面，提供了一种面向轨道交通数据分析的动态数据探索界面生成方法，包括：

4、接收服务端下发的完整状态响应，所述完整状态响应包括控件定义集合、关键参数集合和版本校验信息，所述控件定义集合中的控件具有刷新策略，所述刷新策略与关键参数集合由完整状态响应中的不同字段分别承载，所述关键参数集合包括决定轨道交通底层数据集身份的线路、车组、设备、日志类型和版本配置；

5、根据所述完整状态响应生成数据探索界面；

6、响应于用户对所述数据探索界面的交互操作，确定被操作控件和变化参数集合，根据所述被操作控件的刷新策略、变化参数集合与关键参数集合的关系以及版本校验信息，执行联合刷新判定，选择本地更新路径、缓存复用路径或服务端刷新路径；

7、其中，当所述被操作控件的刷新策略为本地更新策略，但所述变化参数集合与关键参数集合存在交集，或者版本校验信息表明轨道交通数据完整性条件不满足时，覆盖所述本地更新策略，转入缓存复用路径或服务端刷新路径。

8、作为优选的技术方案，所述刷新策略包括本地更新策略、服务端刷新策略和延迟提交策略；当所述被操作控件的刷新策略为延迟提交策略时，客户端保存候选参数值和变化参数集合，在检测到提交条件时，将本次提交条件触发之前保存的全部待提交变化与本次控件事件产生的当前变化合并，得到完整变化参数集合，再执行所述联合刷新判定；所述提交条件包括提交按钮触发、回车确认、输入框失焦、防抖时间届满或操作切换事件。

9、作为优选的技术方案，所所述轨道交通数据完整性条件包括车载设备与地面设备的时间基准一致性、列车控制周期帧号连续性和轨道里程连续性。

10、作为优选的技术方案，所述时间基准一致性包括车载设备与地面设备的时钟偏差未超过预设阈值；所述列车控制周期帧号连续性包括帧号未回绕，或者帧号发生回绕时按照列车控制周期对帧号进行连续性补偿；所述轨道里程连续性包括里程跳变未超过预设阈值。

11、作为优选的技术方案，所述联合刷新判定中，允许本地更新还需同时满足：视图绑定结构完整、已加载数据覆盖所述变化参数集合中的位置参数所指示的目标位置、协议版本与当前客户端支持的协议版本一致、数据版本与底层数据当前版本一致以及权限范围摘要与当前请求上下文一致；任一条件不满足时，覆盖所述本地更新策略，转入缓存复用路径或服务端刷新路径。

12、作为优选的技术方案，所述方法还包括：对所述关键参数集合进行投影和规范化编码，并结合数据源标识、操作标识、协议版本、数据版本和权限范围摘要生成数据身份指纹；根据所述数据身份指纹查找缓存条目，并在有效期、协议版本、数据版本、权限范围摘要和完整性摘要均一致时复用缓存数据，否则请求服务端刷新。

13、作为优选的技术方案，所述权限范围摘要根据轨道交通组织架构中的线路中心、车站、车辆段、调度台、维修班组、角色、数据访问范围和脱敏级别中的至少一种生成。

14、作为优选的技术方案，所述完整状态响应还包括视图绑定定义，所述视图绑定定义中为每个关联视图设置必需标识；客户端根据所述视图绑定定义，为多个关联视图分别生成候选更新结果，并在全部必需标识为是的视图均成功生成候选更新结果后，一次提交全部候选更新结果；任一必需标识为是的视图失败时，取消候选更新结果并转入服务端刷新路径。

15、作为优选的技术方案，所述视图绑定定义包括位置参数、位置轴、绑定模式、匹配规则和越界策略；所述位置参数包括帧号、时间戳、里程标、区段标识、车站标识、车次号和事件编号中的至少一种；所述绑定模式包括序列绑定、按行绑定和快照绑定；所述匹配规则包括精确匹配、最近邻匹配、前向匹配、后向匹配、区间匹配和插值匹配；所述越界策略包括将目标位置钳制到已加载范围的边界，或者请求服务端刷新以获取覆盖目标位置的数据。

16、作为优选的技术方案，所述多个关联视图包括趋势图、单时刻变量表、事件时间线、轨道拓扑图、车次追踪图和维修工单视图。

17、作为优选的技术方案，在接收到所述完整状态响应后执行校验，具体包括：校验响应顶层字段、视图数据结构、控件标识唯一性、关键参数名合法性、协议版本、数据版本、权限范围和绑定数组长度；校验失败时保留上一有效状态，校验成功时构建候选状态并原子提交。

18、根据本发明的第二方面，提供了一种面向轨道交通数据分析的动态数据探索界面生成系统，所述系统包括：

19、状态响应构建模块，用于生成完整状态响应，所述完整状态响应包括控件定义集合、关键参数集合和版本校验信息，所述控件定义集合中的控件具有刷新策略，所述刷新策略与所述关键参数集合由不同字段分别承载，所述关键参数集合包括决定轨道交通底层数据集身份的线路、车组、设备、日志类型和版本配置；

20、状态管理与校验模块，用于接收并校验所述完整状态响应；

21、控件及视图渲染模块，根据所述完整状态响应生成数据探索界面；

22、联合刷新判定模块，根据被操作控件的刷新策略、变化参数集合与所述关键参数集合的关系以及所述版本校验信息，执行联合刷新判定，并在被操作控件的刷新策略为本地更新策略但变化参数集合与关键参数集合存在交集，或者版本校验信息表明轨道交通数据完整性条件不满足时，覆盖本地更新策略，转入缓存复用或服务端刷新；

23、所述轨道交通数据完整性条件包括以下至少一种：车载设备与地面设备的时间基准一致性、列车控制周期帧号连续性、轨道里程连续性。

24、作为优选的技术方案，所述系统还包括：

25、缓存访问模块，用于在所述联合刷新判定模块转入缓存复用时，对所述关键参数集合进行投影和规范化编码，生成数据身份指纹，并访问缓存条目；

26、绑定及原子更新模块，用于在所述联合刷新判定模块转入本地更新时，根据所述完整状态响应中的视图绑定定义，为多个关联视图生成候选更新结果，并在全部必需视图均成功生成候选更新结果后一次提交。

27、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

28、1、本发明通过将控件刷新策略与关键参数集合由完整状态响应中的不同字段分别承载，并在控件值变化时执行联合刷新判定，使得帧号、时间游标等高频位置操作在变化参数不属于关键参数集合且轨道交通数据完整性条件满足时可走本地更新路径，保证实时响应；而当变化参数属于关键参数集合或轨道交通数据完整性条件不满足时，自动覆盖本地更新策略，转入缓存复用或服务端刷新，从而在轨道交通多源异构数据分析中兼顾高频位置操作的实时响应与关键数据变化时的数据一致性和缓存安全。

29、2、本发明通过对关键参数集合进行投影和规范化编码，并结合数据源标识、操作标识、协议版本、数据版本和权限范围摘要生成数据身份指纹，能够减少由帧号和游标造成的缓存碎片，避免变量集合顺序差异产生重复缓存，并防止跨线路、跨车组、跨版本和跨权限的缓存复用。

30、3、本发明通过为多个关联视图分别生成候选更新结果，并在全部必需视图均成功生成候选更新结果后一次提交，避免出现趋势图已经移动而单时刻变量表仍停留在旧位置的部分更新状态，使调度人员或维护人员在同一状态版本下查看列车运行状态、信号设备状态和事件记录。

31、4、本发明通过延迟提交策略保存全部待提交变化，在提交条件发生时合并历史待提交变化并重新计算完整变化参数集合，能够降低连续输入检索词、连续选择变量或拖动范围控件时产生的请求数量，并防止只检查最后一个控件而遗漏先前关键参数变化。

32、5、本发明通过权限范围摘要根据轨道交通组织架构中的线路中心、车站、车辆段、调度台、维修班组、角色、数据访问范围和脱敏级别生成，确保不同线路、不同维修班组、不同脱敏级别的会话不会错误复用同一份缓存，满足轨道交通数据安全管理的需要。

33、6、本发明通过将车载设备与地面设备的时间基准一致性、列车控制周期帧号连续性和轨道里程连续性作为轨道交通数据完整性条件，并在其不满足时覆盖本地更新策略，能够避免因车地时钟不同步、帧号回绕、里程跳变导致趋势图游标、表格选中行、快照和详情视图之间出现错位，提高动态界面的容错性和状态一致性。

34、7、本发明通过异常降级处理，在绑定缺失、位置数组与数据数组长度不一致、目标位置越界、协议不兼容、数据版本变化或权限范围变化时，分别执行保留上一有效状态、将目标位置钳制到边界、使缓存条目失效或请求服务端刷新，使客户端在不了解具体数据源业务逻辑的情况下也能采用统一规则安全处理异常。