中央控制系统数据采集存储方法及中央控制系统与流程

1.本发明涉及数据存储技术领域，尤其涉及一种超导磁悬浮列车中央控制系统数据高速采集存储方法及超导磁悬浮列车中央控制系统。


背景技术：

2.对于时速达到1000km/h的超高速超导磁悬浮列车中央控制系统，数据采集平台至关重要，通过数据对列车进行在线诊断和数据分析，各分系统运行时产生大量的数据信息，由于控制周期短，所以数据采集频率高，需要高速可靠存储技术存储运行时产生的数据。然而，现有技术中多采用高速采集板卡进行数据存储，一般先通过采集板卡缓存存储数据，再转存到数据局，这种高速采集板卡价格昂贵，导致数据存储成本过高，且这种存储模式需要存储的数据量大导致数据存储效率低。


技术实现要素：

3.本发明提供了一种超导磁悬浮列车中央控制系统数据高速采集存储方法及超导磁悬浮列车中央控制系统，能够解决现有技术中高速数据存储成本过高且存储效率低的技术问题。
4.根据本发明的一方面，提供了一种超导磁悬浮列车中央控制系统数据高速采集存储方法，该超导磁悬浮列车中央控制系统数据高速采集存储方法包括：超导磁悬浮列车的分设备通过以太网卡向超导磁悬浮列车的中央控制系统发送原始数据包以完成数据高速采集；中央控制系统将采集到的各个原始数据包存入数据包队列缓冲池以对各个原始数据包中的数据分别进行时序排列；中央控制系统对经过时序排列的各个数据包分别进行压缩编码并存入数据存储缓冲池；中央控制系统对数据存储缓冲池中的各个数据包进行存储以完成数据的高速存储。
5.进一步地，中央控制系统对经过时序排列的数据包进行压缩编码具体包括：记录当前数据包中的第一个数据的时戳和当前数据包中的数据采样周期；按照时序依次判断当前数据包中的各个数据的重复次数，若任一数据的重复次数大于设定阈值，则对该数据进行压缩编码记录；若任一数据重复次数小于或等于设定阈值，则直接重复记录该数据，直至对当前数据包中的全部数据完成压缩编码。
6.进一步地，若任一数据重复次数大于设定阈值，则对该数据进行压缩编码记录具体包括：将该数据按照“xnx”格式进行压缩编码记录，其中x表示该数据，n表示该数据的重复次数。
7.进一步地，设定阈值为4次。
8.进一步地，在对各个原始数据包中的数据分别进行时序排列之后，超导磁悬浮列车中央控制系统数据高速采集存储方法方法还包括：中央控制系统对经过时序排列的各个数据包中的数据分别进行清洗以提高数据完整性。
9.进一步地，中央控制系统对经过时序排列的各个数据包中的数据分别进行清洗具
体包括：中央控制系统利用数据滤波方法分别去除各个数据包中的无效数据，并通过曲线插补方法分别补齐数据以完成各个数据包的数据清洗以提高数据完整性。
10.进一步地，超导磁悬浮列车的分设备采用tcp/ip协议通过以太网卡向超导磁悬浮列车的中央控制系统发送原始数据包。
11.进一步地，中央控制系统对数据存储缓冲池中的各个数据包采用多线程技术进行批量存储处理。
12.进一步地，中央控制系统与分设备之间采用交换机进行数据交互。
13.根据本发明的另一方面，提供了一种超导磁悬浮列车中央控制系统，该超导磁悬浮列车中央控制系统采用如上所述的超导磁悬浮列车中央控制系统数据高速采集存储方法进行数据高速采集和存储。
14.应用本发明的技术方案，提供了一种超导磁悬浮列车中央控制系统数据高速采集存储方法及超导磁悬浮列车中央控制系统，该超导磁悬浮列车中央控制系统数据采集存储方法通过以太网卡进行数据高速采集，以及对数据依次进行时序排列和压缩编码进行数据高速存储，该数据采集存储方法能够实现数据微秒级的高速采集和存储。与现有技术相比，本发明的技术方案能够解决现有技术中高速数据存储成本过高且存储效率低的技术问题。
附图说明
15.所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1示出了根据本发明的具体实施例提供的中央控制系统数据高速采集存储方法示意图；
17.图2示出了根据本发明的具体实施例提供的中央控制系统装置连接示意图。
具体实施方式
18.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
20.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方
法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
21.如图1至图2所示，根据本发明的具体实施例提供了一种超导磁悬浮列车中央控制系统数据高速采集存储方法，该超导磁悬浮列车中央控制系统数据高速采集存储方法包括：超导磁悬浮列车的分设备通过以太网卡向超导磁悬浮列车的中央控制系统发送原始数据包以完成数据高速采集；中央控制系统将采集到的各个原始数据包存入数据包队列缓冲池以对各个原始数据包中的数据分别进行时序排列；中央控制系统对经过时序排列的各个数据包分别进行压缩编码并存入数据存储缓冲池；中央控制系统对数据存储缓冲池中的各个数据包进行存储以完成数据的高速存储。
22.应用此种配置方式，提供了一种超导磁悬浮列车中央控制系统数据高速采集存储方法，该超导磁悬浮列车中央控制系统数据采集存储方法通过以太网卡进行数据高速采集，以及对数据依次进行时序排列和压缩编码进行数据高速存储，该数据采集存储方法能够实现数据微秒级的高速采集和存储。与现有技术相比，本发明的技术方案能够解决现有技术中高速数据存储成本过高且存储效率低的技术问题。
23.进一步地，在本发明中，为了实现超导磁悬浮列车中央控制系统数据高速采集存储，首先超导磁悬浮列车的分设备通过以太网卡向超导磁悬浮列车的中央控制系统发送原始数据包以完成数据高速采集。
24.作为本发明的一个具体实施例，超导磁悬浮列车的分设备可采用tcp/ip协议通过以太网卡向超导磁悬浮列车的中央控制系统发送原始数据包。分设备可主动发起连接到中央控制系统，通过tcp/ip方式实现数据的可靠通信。此外，中央控制系统与分设备之间可采用交换机进行数据交互，分设备可通过socket接口向中央控制系统发送原始数据包。中央控制系统和分设备中的以太网卡均可采用普通以太网卡，例如tp-link tg3269，能够进一步降低数据采集和传输的成本。如图2所示，中央控制系统可与四个分设备连接。
25.此外，在本发明中，在中央控制系统通过以太网卡完成数据高速采集之后，中央控制系统将采集到的各个原始数据包存入数据包队列缓冲池以对各个原始数据包中的数据分别进行时序排列。通过该步骤可有效防止以太网卡缓存数据缓存溢出，通过队列缓冲池方式可对数据进行时序排列。
26.进一步地，在本发明中，在对各个原始数据包中的数据分别完成时序排列之后，中央控制系统对经过时序排列的各个数据包中的数据分别进行清洗以提高数据完整性。中央控制系统从数据包队列缓冲池中逐包取出数据，对数据分别进行清洗，能够提高数据完整性，进而提高数据可靠性。
27.作为本发明的一个具体实施例，中央控制系统对经过时序排列的各个数据包中的数据分别进行清洗具体包括：中央控制系统利用数据滤波方法分别去除各个数据包中的无效数据，并通过曲线插补方法分别补齐数据以完成各个数据包的数据清洗以提高数据完整性。
28.此外，在本发明中，中央控制系统对经过时序排列的各个数据包分别进行压缩编
码并存入数据存储缓冲池。通过双缓存设计能够提高数据可靠性。当数据不进行压缩时，其存储数据量大，使得数据无法及时存储到数据库中，存储时间长将导致缓存占满数据丢失。而通过压缩编码能够缩减数据量，进而提高数据存储效率。
29.作为本发明的一个具体实施例，中央控制系统对经过时序排列的数据包进行压缩编码具体包括：记录当前数据包中的第一个数据的时戳和当前数据包中的数据采样周期；按照时序依次判断当前数据包中的各个数据的重复次数，若任一数据的重复次数大于设定阈值，则对该数据进行压缩编码记录；若任一数据重复次数小于或等于设定阈值，则直接重复记录该数据，直至对当前数据包中的全部数据完成压缩编码。在该实施例中，若任一数据重复次数大于设定阈值，则对该数据进行压缩编码记录具体包括：将该数据按照“xnx”格式进行压缩编码记录，其中x表示该数据，n表示该数据的重复次数。在本发明中，设定阈值可根据需要进行设置，例如为4次。
30.作为本发明的一个具体实施例，压缩编码之前的数据包中每个数据都包含有对应的时戳，在连续快速采集中，可举例压缩编码之前的数据包为：时戳 数据a 时戳 数据b 时戳 数据c 时戳 数据c 时戳 数据c 时戳 数据c 时戳 数据c 时戳 数据d。通过采用本发明的压缩编码方法可转换为相应的存储数据包：时戳 采样周期 数据a 数据b 数据c 重复数据数数据c 数据d。由此可见，本发明的压缩编码方法利用数据压缩及数据时戳设计，缩减了数据量，提高了数据存储效率。
31.进一步地，在本发明中，在完成数据压缩编码存入数据存储缓冲池之后，中央控制系统对数据存储缓冲池中的各个数据包进行存储以完成数据的高速存储。作为本发明的一个具体实施例，中央控制系统对数据存储缓冲池中的各个数据包采用多线程技术进行批量存储处理。
32.根据本发明的另一方面，提供了一种超导磁悬浮列车中央控制系统，该超导磁悬浮列车中央控制系统采用如上所述的超导磁悬浮列车中央控制系统数据高速采集存储方法进行数据高速采集和存储。
33.应用此种配置方式，由于本发明的超导磁悬浮列车中央控制系统数据高速采集存储方法能够降低高速数据存储成本且提高数据高速存储效率。因此，将本发明的超导磁悬浮列车中央控制系统数据高速采集存储方法运用到超导磁悬浮列车中央控制系统中，能够极大地提高超导磁悬浮列车中央控制系统的工作性能。
34.为了对本发明有进一步地了解，下面结合图1和图2对本发明的超导磁悬浮列车中央控制系统数据高速采集存储方法进行详细说明。
35.如图1和图2所示，根据本发明的具体实施例提供了一种超导磁悬浮列车中央控制系统数据高速采集存储方法，该方法具体包括以下步骤。
36.步骤一，超导磁悬浮列车的分设备通过以太网卡向超导磁悬浮列车的中央控制系统发送原始数据包以完成数据高速采集。
37.步骤二，中央控制系统将采集到的各个原始数据包存入数据包队列缓冲池以对各个原始数据包中的数据分别进行时序排列。
38.步骤三，中央控制系统对经过时序排列的各个数据包中的数据利用数据滤波方法去除无效数据，并通过曲线插补方法分别补齐数据以完成各个数据包的数据清洗以提高数据完整性。
39.步骤四，中央控制系统对经过清洗的各个数据包分别进行压缩编码并存入数据存储缓冲池。
40.步骤五，中央控制系统对数据存储缓冲池中的各个数据包进行存储以完成数据的高速存储。
41.综上所述，本发明提供了一种超导磁悬浮列车中央控制系统数据高速采集存储方法及超导磁悬浮列车中央控制系统，该超导磁悬浮列车中央控制系统数据采集存储方法通过以太网卡进行数据高速采集，以及对数据依次进行时序排列和压缩编码进行数据高速存储，该数据采集存储方法能够实现数据微秒级的高速采集和存储。与现有技术相比，本发明的技术方案能够解决现有技术中高速数据存储成本过高且存储效率低的技术问题。
42.在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
43.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
44.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
45.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。