劉皓瑋，易志剛，張 源

（中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 通信信號(hào)研究所，北京 100081）

鐵路調(diào)度系統(tǒng)復(fù)雜事件處理方法的研究

劉皓瑋，易志剛，張 源

（中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 通信信號(hào)研究所，北京 100081）

鐵路調(diào)度指揮是一項(xiàng)綜合性、復(fù)雜性極高的工作，為了能夠在保證行車安全的前提下，快速有效地應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜情況，調(diào)度員需要掌握所有與行車相關(guān)的信息。本文運(yùn)用復(fù)雜事件處理方法理論，詳細(xì)分析影響列車安全、高速、高效運(yùn)行的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，研究鐵路調(diào)度指揮系統(tǒng)復(fù)雜事件的定義、捕獲事件、事件生命周期、事件處理流程等，提出鐵路調(diào)度系統(tǒng)復(fù)雜事件處理方法。應(yīng)用結(jié)果表明，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)鐵路調(diào)度系統(tǒng)中復(fù)雜事件的監(jiān)控、識(shí)別和處理，具有較好的有效性。

鐵路調(diào)度；復(fù)雜事件處理；體系架構(gòu)

高速鐵路具有運(yùn)營(yíng)密度高、列車速度高、安全要求高、客服質(zhì)量高等特點(diǎn)，鐵路調(diào)度指揮系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱：調(diào)度系統(tǒng)）是其重要保障。調(diào)度指揮需要掌握大量的相關(guān)信息，包括：計(jì)劃信息、信號(hào)系統(tǒng)狀態(tài)、牽引供電狀態(tài)、動(dòng)車組狀態(tài)、防災(zāi)報(bào)警、沿線基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)和維修狀態(tài)等。在這些信息中包含著某些特殊情況的信息，例如施工引起的限速，或某處風(fēng)速報(bào)警。對(duì)這些特殊情況，調(diào)度員應(yīng)在當(dāng)前整體運(yùn)營(yíng)環(huán)境下，及時(shí)有效地綜合分析相關(guān)信息，判斷是否會(huì)有危及行車安全、引起列車晚點(diǎn)等非正常情況發(fā)生，并立即采取有效的處置措施。完全以人工方式發(fā)現(xiàn)并處理這些非正常情況是非常困難的，應(yīng)當(dāng)由調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)一步對(duì)信息進(jìn)行綜合分析，從中發(fā)現(xiàn)危及行車安全、影響列車運(yùn)行等潛在風(fēng)險(xiǎn)，因此這對(duì)調(diào)度系統(tǒng)提出新的要求。

本文研究鐵路調(diào)度系統(tǒng)的復(fù)雜事件處理機(jī)制、以及調(diào)度系統(tǒng)復(fù)雜事件的定義、捕獲事件、復(fù)雜事件生成、事件生命周期、事件處理流程等。規(guī)劃系統(tǒng)應(yīng)做出什么樣的響應(yīng)，通過事件處理，實(shí)時(shí)處理事件流中的事件，識(shí)別特定的業(yè)務(wù)模式，及時(shí)做出決策。

1 復(fù)雜事件處理

復(fù)雜事件處理起源于20世紀(jì)90年代初對(duì)事件之間相互關(guān)系，以及具有一定約束的復(fù)雜事件序列等方面的研究工作[1]。復(fù)雜事件處理（CEP，Complex Event Processing）是一種從大量分散數(shù)據(jù)中提取特定價(jià)值信息的新方法[2～4]，已在網(wǎng)絡(luò)入侵探測(cè)等方面取得了成功的應(yīng)用[5]。復(fù)雜事件處理具有一套完整的機(jī)制，對(duì)于調(diào)度系統(tǒng)信息綜合分析的需要，通過復(fù)雜事件處理方法，將調(diào)度員關(guān)注的來自各個(gè)外部系統(tǒng)的大量信息，按照事件定義，把信息轉(zhuǎn)化為具有明確意義的事件，實(shí)時(shí)捕捉事件；分析事件間的關(guān)聯(lián)性，識(shí)別特定的模式，并對(duì)特定模式予以響應(yīng)，輔助調(diào)度員監(jiān)控相關(guān)狀態(tài)變化和可能出現(xiàn)的潛在問題。

1.1 簡(jiǎn)單事件與復(fù)雜事件

簡(jiǎn)單事件（或稱原子事件、基本事件）是瞬時(shí)發(fā)生的，且是系統(tǒng)中最小的、原子性的變化和動(dòng)作。原子性是指事件要么完全發(fā)生，要么根本不發(fā)生。復(fù)雜事件是將簡(jiǎn)單事件進(jìn)行關(guān)聯(lián)和整合，形成的新事件類型。復(fù)雜事件還可以與簡(jiǎn)單事件、其它復(fù)雜事件進(jìn)行關(guān)聯(lián)和整合。

1.2 事件處理方法

近十幾年來，對(duì)復(fù)雜事件處理技術(shù)進(jìn)行了大量研究，發(fā)展出了基于有限自動(dòng)機(jī)模型、Petri網(wǎng)模型、匹配樹模型和有向圖模型等復(fù)雜事件處理的基本模型。事件處理方法有Petri網(wǎng)方法、規(guī)則語言方法等。Petri網(wǎng)處理方法具有圖形化的表達(dá)方式，能夠直觀的表達(dá)業(yè)務(wù)邏輯，通過Petri網(wǎng)的聚合，能夠大量減少冗余規(guī)則，但在計(jì)算方法的實(shí)現(xiàn)和分布式計(jì)算方面還缺乏成熟的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。規(guī)則語言方法使用非過程的聲明型規(guī)則語言，事件處理規(guī)則描述具有清晰的業(yè)務(wù)含義，規(guī)則處理具有明確的處理算法，計(jì)算過程便于實(shí)現(xiàn)，更易于與既有系統(tǒng)集成[6]。

本文使用規(guī)則語言方法研究鐵路調(diào)度系統(tǒng)復(fù)雜事件處理方法。

2 鐵路調(diào)度系統(tǒng)事件定義與產(chǎn)生

鐵路調(diào)度系統(tǒng)的事件是系統(tǒng)或系統(tǒng)用戶感興趣的任何事情，可以是系統(tǒng)狀態(tài)的變化、用戶行為的記錄，或是一些風(fēng)雨雪的災(zāi)害報(bào)警、設(shè)備故障報(bào)警等信息，也可以是某些數(shù)值指標(biāo)超過了閾值，例如某方向列車客票提前3天預(yù)售超過90%，列車晚點(diǎn)超過5 min，還可以是調(diào)度指揮過程中一些特殊情況，例如某區(qū)段施工9:00至11:00限速120 km，等等。本節(jié)定義鐵路調(diào)度系統(tǒng)事件，以及從事件的產(chǎn)生一直到事件的使用和消耗策略的整個(gè)事件生命周期。

2.1 事件的定義

通過對(duì)鐵路調(diào)度系統(tǒng)事件定義，明確在調(diào)度指揮過程中的某些狀態(tài)變化，可能會(huì)對(duì)列車運(yùn)行、行車組織、旅客服務(wù)、運(yùn)營(yíng)安全等方面造成影響，由系統(tǒng)以事件的形式實(shí)時(shí)捕獲這些狀態(tài)變化，及時(shí)通知系統(tǒng)和調(diào)度員采取相應(yīng)措施。

定義1：事件E=(i,atrrs,param,caus,t0,t1)，表示某一事件類型，既可以是簡(jiǎn)單事件，也可以是復(fù)雜事件。

其中： i是事件類型的唯一標(biāo)識(shí)符，Ei表示事件類型標(biāo)識(shí)為i的事件類型，即E.i=Ei，A(Ei,Ej,i≠j) | Ei.i≠Ej.j；atrrs=(topic,name,origin,priority)，表示事件屬性的多元組；topic為主題域，把事件按計(jì)劃類、監(jiān)控類、命令類等分為不同的主題域；name為事件名稱，同一主題域內(nèi)事件類型不能重名，不同主題域中的事件類型可以重名；origin為事件來源，可以表示來自不同的子系統(tǒng)，或某一調(diào)度終端設(shè)備；priority為事件優(yōu)先級(jí)，可以定義為事件響應(yīng)的緊迫度，即“一般”，“優(yōu)先”，“緊急”；param為事件參數(shù)，對(duì)事件發(fā)生情況的數(shù)據(jù)補(bǔ)充，可以為空。

caus={e0,e1,…,em}，m≥0，表示引發(fā)該事件的原因事件集合，若m=0，即caus為空。

t0,t1表示事件起始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間。

通常，e表示事件類型E的實(shí)例，而ei表示Ei的實(shí)例，表示Ei的第j個(gè)實(shí)例，Ei·atrra表示事件Ei的某項(xiàng)屬性。

2.2 事件的時(shí)序關(guān)系

對(duì)于由一系列事件組成的事件流而言，事件的發(fā)生有先有后，事件間存在著時(shí)序關(guān)系。存在時(shí)序關(guān)系的事件流即為事件序列。

定義2：事件時(shí)間操作符T(e)

其中，Tb(e)為事件起始時(shí)間操作符，Te(e)為事件結(jié)束時(shí)間操作符。對(duì)于復(fù)雜事件，t0時(shí)刻即Tb(e)為事件的發(fā)生時(shí)間。

定義3：時(shí)間間隔操作符Distance(e1,e2)，表示兩個(gè)事件實(shí)例結(jié)束時(shí)間的間隔。

Distance(e1,e2)←→|Te(e1)-Te(e2)|。

定義4：時(shí)間區(qū)間操作符，記為Interval(e1,e2)，表示第1個(gè)事件實(shí)例的開始與第2個(gè)事件的結(jié)束時(shí)間之間的間隔；如果該操作符只有一個(gè)操作數(shù)，表示該事件實(shí)例的開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間的間隔。

定義5：順序操作符Seq(E1,E2)，表示事件E1結(jié)束后事件E2發(fā)生，使E1與E2串接在一起發(fā)生的復(fù)雜事件。

定義6：Within(E,T)為時(shí)限操作符，表示事件E必須發(fā)生在T時(shí)間范圍內(nèi)。事件E可以是簡(jiǎn)單事件，也可能為復(fù)雜事件。

2.3 事件生命周期管理

事件上下文環(huán)境約束（Context）規(guī)定了事件類型與其實(shí)例的關(guān)系，規(guī)定了對(duì)事件實(shí)例的使用策略。事件序列中的事件數(shù)量隨著時(shí)間將不斷增加，對(duì)事件檢測(cè)形成巨大壓力。同時(shí)，還必須有相應(yīng)的事件實(shí)例消耗策略，以及從序列中清除老化事件實(shí)例的策略，避免事件序列的無限增長(zhǎng)，并保證復(fù)雜事件監(jiān)測(cè)的效率。

（1）順序約束（SequenceContext），從事件序列中選擇每類事件的第1個(gè)實(shí)例，即參與復(fù)雜事件檢測(cè)。

（2）最近約束（NewestContext），從事件序列中選擇最近發(fā)生的事件實(shí)例，即參與復(fù)雜事件檢測(cè)。

（3）連續(xù)約束（SuccessionContext），事件序列中的每一個(gè)事件實(shí)例都參與復(fù)雜事件檢測(cè)。

（4）積累約束（AccumulationContext），事件序列中的所有事件實(shí)例都將被保留直到復(fù)雜事件被檢測(cè)到。

定義7：Instance(Ei,Context)，為事件實(shí)例運(yùn)算符，按事件上下文環(huán)境約束從事件隊(duì)列中計(jì)算某類事件的數(shù)量，并按事件上下文環(huán)境約束取得相應(yīng)的實(shí)例序列。

當(dāng)復(fù)雜事件被檢測(cè)到后，還需要按照相應(yīng)的事件實(shí)例消耗策略,對(duì)事件序列進(jìn)行管理。

定義8 ：Clear(Ei)，為事件實(shí)例老化運(yùn)算符，將相關(guān)事件類型的所有實(shí)例都從事件序列中清除；，將某些參與檢測(cè)的事件實(shí)例事件從序列中清除。事件序列中其余成員將繼續(xù)參與其它復(fù)雜事件檢測(cè)。

對(duì)事件序列的管理，還需要運(yùn)用老化策略，將過期的事件實(shí)例從事件序列中清除。按照上下文關(guān)系，對(duì)各類事件的生命周期進(jìn)行管理。

（1）事件實(shí)例生命周期：對(duì)于每個(gè)事件類型，規(guī)定其實(shí)例的生命周期，可以是幾分鐘或者數(shù)天，定時(shí)從事件序列中刪除過期的事件實(shí)例。

（2）事件序列容量函數(shù)：事件序列在有限時(shí)間內(nèi)為有限容量，因此必須規(guī)定每個(gè)事件類型其在事件序列中的實(shí)例數(shù)量，若某事件實(shí)例數(shù)超過額定數(shù)量，需按時(shí)間順序，刪除最早發(fā)生的事件實(shí)例，以保持事件序列為有限長(zhǎng)度。

3 鐵路調(diào)度系統(tǒng)復(fù)雜事件處理

鐵路調(diào)度指揮和運(yùn)營(yíng)過程中會(huì)動(dòng)態(tài)地產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)之間存在時(shí)序關(guān)系，且具有時(shí)空關(guān)聯(lián)性，其中，某些數(shù)據(jù)具有特殊含義和隱含的語義關(guān)系。通過一定的預(yù)處理，可以把這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為事件，而這些事件之間存在著各種關(guān)系，經(jīng)過一系列的處理可以將這些事件組織成完整的順序關(guān)系，即組成一個(gè)偏序集。

3.1 事件流接入過程

事件的產(chǎn)生是指鐵路調(diào)度系統(tǒng)內(nèi)的調(diào)度業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)信息、狀態(tài)變化等轉(zhuǎn)換為簡(jiǎn)單事件的過程，是根據(jù)調(diào)度業(yè)務(wù)事件定義將數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成事件流的過程。在產(chǎn)生事件的屬性中記錄了相關(guān)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)據(jù)。事件探測(cè)器通過對(duì)數(shù)據(jù)流中特殊意義數(shù)據(jù)的檢測(cè)，或?qū)?shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行抓取產(chǎn)生事件，是產(chǎn)生事件的事件源。鐵路調(diào)度系統(tǒng)事件流接入過程如圖1所示。

圖1 鐵路調(diào)度系統(tǒng)事件流接入過程

在現(xiàn)有條件下，為了支撐業(yè)務(wù)流程完整性，鐵路調(diào)度系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)流接口或數(shù)據(jù)庫(kù)接口與防災(zāi)安全系統(tǒng)、調(diào)度集中（CTC）系統(tǒng)、供電監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集（PSCADA）系統(tǒng)、旅客服務(wù)系統(tǒng)、鐵路客票系統(tǒng)、動(dòng)車管理系統(tǒng)、綜合維修系統(tǒng)等相關(guān)系統(tǒng)接口，鐵路調(diào)度系統(tǒng)與其它系統(tǒng)間形成數(shù)據(jù)流，通過對(duì)事件的捕獲，把數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為事件流，為后續(xù)的事件處理提供便利。

數(shù)據(jù)接口適配器（Data Adaptors）提供與外部系統(tǒng)數(shù)據(jù)鏈路和數(shù)據(jù)協(xié)議上的適配過程，把外部系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接入鐵路調(diào)度系統(tǒng)。

統(tǒng)一語義數(shù)據(jù)接入（Unified Semantics Data Access）是將外部系統(tǒng)接入的數(shù)據(jù)按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)字典進(jìn)行數(shù)據(jù)語義方面的統(tǒng)一，通過統(tǒng)一語義數(shù)據(jù)接入保證檢測(cè)事件語義的統(tǒng)一，才能有效地進(jìn)行復(fù)雜事件的檢測(cè)。

調(diào)度員在鐵路調(diào)度系統(tǒng)中進(jìn)行的相關(guān)業(yè)務(wù)操作也是事件，如調(diào)整計(jì)劃、發(fā)送調(diào)度命令等業(yè)務(wù)操作，都可以形成相應(yīng)的事件。

3.2 復(fù)雜事件處理過程

復(fù)雜事件處理包括簡(jiǎn)單事件檢測(cè)、復(fù)雜事件檢測(cè)、事件老化以及事件響應(yīng)過程。復(fù)雜事件處理過程通過對(duì)大量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的篩選，減少了業(yè)務(wù)事件的數(shù)量，提高了調(diào)度員對(duì)關(guān)鍵業(yè)務(wù)事件的處理和響應(yīng)能力。簡(jiǎn)單事件檢測(cè)過程是根據(jù)簡(jiǎn)單事件定義，把數(shù)據(jù)流變成事件流的過程。由事件探測(cè)器產(chǎn)生的簡(jiǎn)單事件構(gòu)成的事件序列，是復(fù)雜事件處理的開端。

由于事件源可以是從外部系統(tǒng)進(jìn)入的數(shù)據(jù)產(chǎn)生，也可以是從鐵路調(diào)度系統(tǒng)內(nèi)部的業(yè)務(wù)操作和業(yè)務(wù)狀態(tài)的變化產(chǎn)生，不同類型的事件由若干探測(cè)器產(chǎn)生，在放入事件隊(duì)列中會(huì)產(chǎn)生排隊(duì)現(xiàn)象，會(huì)出現(xiàn)后發(fā)生的事件先進(jìn)入隊(duì)列的現(xiàn)象，因此事件序列是以事件產(chǎn)生的時(shí)間作為序列的時(shí)序標(biāo)準(zhǔn)，不是以進(jìn)入事件序列的順序?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)。但是由同一探測(cè)器產(chǎn)生的事件則是排隊(duì)進(jìn)入事件序列中的。鐵路調(diào)度系統(tǒng)復(fù)雜事件處理流程如圖2所示。

3.3 復(fù)雜事件檢測(cè)

復(fù)雜事件檢測(cè)是根據(jù)復(fù)雜事件檢測(cè)規(guī)則，把簡(jiǎn)單事件變成復(fù)雜事件的過程。事件老化是根據(jù)事件消耗策略（事件老化規(guī)則），即事件上下文定義，對(duì)事件序列中的特定事件進(jìn)行消除。事件響應(yīng)過程是對(duì)檢測(cè)出的復(fù)雜事件進(jìn)行后續(xù)相關(guān)業(yè)務(wù)處理流程的調(diào)用，或通知（報(bào)警）等相關(guān)操作。

圖2 鐵路調(diào)度系統(tǒng)復(fù)雜事件處理過程

復(fù)雜事件檢測(cè)又是在事件序列中檢出滿足復(fù)雜事件檢測(cè)規(guī)則的事件組合的過程。隨著規(guī)則數(shù)量的增加和事件序列長(zhǎng)度的增加，如果直接對(duì)事件序列進(jìn)行檢測(cè)，由于各檢測(cè)規(guī)則所對(duì)應(yīng)的老化規(guī)則不同，無法對(duì)整個(gè)事件序列進(jìn)行老化處理，檢測(cè)效率將無法滿足應(yīng)用的需要。同時(shí)，當(dāng)復(fù)雜事件檢出后，相關(guān)事件應(yīng)按老化規(guī)則予以清除，如不能清除，那么就會(huì)出現(xiàn)該項(xiàng)規(guī)則成立條件始終具備的情況，該復(fù)雜事件會(huì)被重復(fù)檢出。對(duì)于上述問題，必須優(yōu)化數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)和復(fù)雜事件檢測(cè)過程，提高復(fù)雜事件的檢出效率。

定義事件實(shí)例存放的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，按照事件類型，將事件實(shí)例分類存放。例如，E1類型的事件實(shí)例放入隊(duì)列ES1,={e1,e2e3,…}，E2類型的事件實(shí)例放入隊(duì)列ES2,={e1,e2,e3,…}，等等。由于每個(gè)事件實(shí)例都有其時(shí)間屬性，因此按照事件類型分類存放并不會(huì)破壞事件間的時(shí)序關(guān)系。

持久化層是事件數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的集中統(tǒng)一存儲(chǔ)。內(nèi)存數(shù)據(jù)對(duì)象層是將數(shù)據(jù)庫(kù)中的事件數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)對(duì)象后在內(nèi)存中的映像。由后臺(tái)服務(wù)機(jī)制，使內(nèi)存數(shù)據(jù)對(duì)象層與持久化層中的事件數(shù)據(jù)保持同步，對(duì)事件數(shù)據(jù)的存取都是經(jīng)內(nèi)存數(shù)據(jù)對(duì)象層間接完成的，從而提高事件數(shù)據(jù)的存取效率。

復(fù)雜事件檢測(cè)過程如圖3所示。

4 應(yīng)用實(shí)例

以高速鐵路防災(zāi)報(bào)警信息處理中，風(fēng)報(bào)警的場(chǎng)景為例說明鐵路調(diào)度系統(tǒng)復(fù)雜事件處理的過程。防災(zāi)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)高速鐵路沿線風(fēng)、雨、雪、落物等信息，當(dāng)超過一定的閾值時(shí)，向調(diào)度中心發(fā)送報(bào)警信息，調(diào)度中心收到報(bào)警信息后做出相應(yīng)的處理，實(shí)現(xiàn)鐵路調(diào)度業(yè)務(wù)中復(fù)雜事件的監(jiān)控、識(shí)別和處理，具有較好的有效性。模擬系統(tǒng)采用MySQL作為數(shù)據(jù)庫(kù)，Tomcat為應(yīng)用服務(wù)器平臺(tái)，MQ為通信中間件，硬件采用IBM X3550 8 G Mem，Xeon 2.0 GHz CPU。

圖3 復(fù)雜事件檢測(cè)過程

4.1 簡(jiǎn)單事件生成

（1）建立數(shù)據(jù)接口適配器。通過數(shù)據(jù)接口適配器，與防災(zāi)安全系統(tǒng)、CTC系統(tǒng)、客服系統(tǒng)、綜合維修系統(tǒng)等系統(tǒng)接口，接入列車運(yùn)行狀態(tài)與調(diào)整計(jì)劃、維修計(jì)劃等數(shù)據(jù)，防災(zāi)安全系統(tǒng)以風(fēng)速報(bào)警信息數(shù)據(jù)流為例進(jìn)行說明。

（2）進(jìn)行統(tǒng)一語義處理。風(fēng)報(bào)警信息和風(fēng)報(bào)警解除信息包含風(fēng)速計(jì)代碼及名稱、報(bào)警時(shí)間及位置、風(fēng)速、風(fēng)向、報(bào)警級(jí)別、影響范圍、管制措施建議（限速、封鎖）等信息，其中關(guān)于位置、范圍等的定義，與列車運(yùn)行計(jì)劃、維修施工地點(diǎn)等位置的定義存在語義上的差異，必須統(tǒng)一為列車運(yùn)行計(jì)劃中的位置定義。

（3）生成簡(jiǎn)單事件。事件探測(cè)器將接收到的風(fēng)報(bào)警信息和風(fēng)報(bào)警解除信息轉(zhuǎn)換為簡(jiǎn)單事件E1，E2，與[定義1]同，事件E=(i,atrrs,param,caus,t0,t1)。atr-rs=(topic,name,origin,priority)為事件屬性，topic=02表示監(jiān)控類主題域；name=01表示風(fēng)報(bào)警，name=02表示風(fēng)報(bào)警解除；origin=01表示事件來源為防災(zāi)安全系統(tǒng)；priority=02表示事件優(yōu)先級(jí)為“優(yōu)先”；param為該報(bào)警的相關(guān)參數(shù)，位置為線路編號(hào)和公里處，影響范圍為監(jiān)測(cè)點(diǎn)預(yù)定義影響范圍2 000 m。

例如，8號(hào)線路95.3 km處，北京時(shí)間2014年3月9日4:30:20，風(fēng)速20 m/s，風(fēng)向315。，建議列車限速運(yùn)行（160 km/h）。i=1，atrrs=(02,01,01,02)，p11為相應(yīng)參數(shù),按照位置、風(fēng)速、風(fēng)向、影響范圍、管制措施建議等順序表達(dá)為p11=(08,95,300;20;315;2000;160)，cause為空，t0=20140309043020，t1為空，則有表達(dá)發(fā)生的風(fēng)報(bào)警事件。

4.2 復(fù)雜事件檢測(cè)

由于瞬時(shí)局部陣風(fēng)產(chǎn)生的偶發(fā)報(bào)警信息，或風(fēng)報(bào)警設(shè)備誤差產(chǎn)生的誤報(bào)信息，對(duì)調(diào)度員的正常工作產(chǎn)生不必要的影響，通過增加特定的約束條件，把風(fēng)報(bào)警簡(jiǎn)單事件轉(zhuǎn)換為風(fēng)報(bào)警復(fù)雜事件，從而提高對(duì)風(fēng)報(bào)警響應(yīng)的效率。

4.2.1 定義復(fù)雜事件監(jiān)測(cè)規(guī)則

規(guī)則1：若連續(xù)收到第i個(gè)設(shè)備的風(fēng)報(bào)警事件Ai不少于5個(gè)，且30 s內(nèi)沒有收到相對(duì)應(yīng)的風(fēng)報(bào)警解除事件A'i，則生成<風(fēng)報(bào)警復(fù)雜事件>Bi，選擇最近約束（Newest Context）作為Ai事件上下文環(huán)境約束。

規(guī)則2：若Bi影響范圍內(nèi)有列車運(yùn)行，則生成<影響行車復(fù)雜事件>Ei，并選擇最近約束上下文環(huán)境。

4.2.2 復(fù)雜事件提交

進(jìn)一步處理包括建議調(diào)度員對(duì)列車進(jìn)行限速，并通知司機(jī)、相關(guān)車站等。調(diào)度員根據(jù)風(fēng)報(bào)警的影響范圍和相關(guān)規(guī)定對(duì)線路進(jìn)行限速，并根據(jù)運(yùn)行計(jì)劃對(duì)影響范圍的相關(guān)列車發(fā)布限速命令。提高對(duì)報(bào)警信息的處理效率，經(jīng)過復(fù)雜事件處理，形成復(fù)雜事件，實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)度員的分析幫助。

4.2.3 定義事件老化規(guī)則

規(guī)則3：收到相對(duì)應(yīng)的風(fēng)報(bào)警解除事件A'i，則清除Ai事件序列。

規(guī)則4：報(bào)警范圍內(nèi)沒有列車運(yùn)行，則清除Bi事件序列。

4.2.4 復(fù)雜事件檢測(cè)算法過程

5 結(jié)束語

本文定義鐵路調(diào)度系統(tǒng)調(diào)度業(yè)務(wù)復(fù)雜事件，對(duì)鐵路運(yùn)營(yíng)調(diào)度過程中產(chǎn)生的大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)、高效的處理，篩選、抽取出簡(jiǎn)單事件，依據(jù)復(fù)雜事件定義，將簡(jiǎn)單事件進(jìn)行關(guān)聯(lián)和整合形成新的復(fù)雜事件。通過對(duì)運(yùn)營(yíng)調(diào)度典型業(yè)務(wù)處理場(chǎng)景的分析，將鐵路調(diào)度業(yè)務(wù)處理流程與復(fù)雜事件處理規(guī)則進(jìn)行整合分析。應(yīng)用該研究成果的鐵路調(diào)度系統(tǒng)可以從海量的鐵路運(yùn)營(yíng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)影響運(yùn)營(yíng)的事件，確保適時(shí)采取恰當(dāng)?shù)奶幚泶胧?。隨著高速鐵路的不斷發(fā)展，對(duì)運(yùn)力資源的高效合理運(yùn)用更加注重，各工種調(diào)度之間的協(xié)同工作也越來越緊密，一個(gè)復(fù)雜事件的影響范圍也逐漸擴(kuò)大，這種影響范圍的廣度和深度極具復(fù)雜性，因此，如何有效地從歷史數(shù)據(jù)中挖掘出有效的知識(shí)，不斷豐富和調(diào)整對(duì)復(fù)雜事件的定義規(guī)則和處理規(guī)則，將是我們下一步的研究方向。

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責(zé)任編輯 楊琍明

Complex event processing for Railway Dispatching System

LIU Haowei,YI Zhigang,ZHANG Yuan
( Signal &Communication Research Institute,China Academy of Railway Sciences,Beijing 100081,China)

Railway dispatching work is very comprehensively and complicatedly.In order to deal with various complicated situations effectively while train safety is guaranteed,the train controller needs to obtain the relevant information of train operation.This paper analyzed the business scene affecting the safety,high efficiency and high speed operation of trains in detail with the method and theory of complex event processing,researched on the definition,catching event,event life cycle,event handling process for the complex event of Railway Dispatching System,proposed a method of complex event processing for the System.The application result showed that the monitoring,identifcation and processing of complex event in railway dispatching business could be implemented by using this method,and it had good validity.

railway dispatching;complex event processing;system structure

U284.5∶TP39

A

1005-8451（2016）06-0055-06

2015-11-27

中國(guó)鐵道科學(xué)研究院通信信號(hào)研究所青年基金項(xiàng)目（2015HT11）。

劉皓瑋，研究員；易志剛，助理研究員。