城市轨道交通列车运行数据实时压缩方案

作     者：李德祥 王林美 王曙 LI Dexiang;WANG Linmei;WANG Shu

作者机构：中车青岛四方车辆研究所有限公司青岛266114 

出 版 物：《城市轨道交通研究》 (Urban Mass Transit)

年 卷 期：2025年第28卷第1期

页      面：253-257页

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0835[工学-软件工程] 081002[工学-信号与信息处理] 

主　　题：城市轨道交通 列车运行数据 数据实时压缩 

摘      要：[目的]针对目前城市轨道交通列车运行数据存在的磁盘存储空间需求增加、磁盘频繁损伤及高带宽占用等问题,研究数据压缩对于减少存储空间需求,缓解磁盘负担,以及减少带宽浪费具有重要意义。[方法]分析了列车运行数据的特性,从数据自身的时间相关性、空间相关性及整体冗余性等三个维度对其内部的冗余特性进行研究,提出帧间压缩+改进的RLE(游程编码)压缩+ZIP压缩的多维度实时压缩方案以降低数据的冗余性。通过算法的实时性验证试验,以及实际列车运行数据验证试验,证明此压缩方案的有效性。[结果及结论]提出的数据多维度实时压缩方案复杂度低,且具备压缩能力强、压缩速度快的优点。试验及应用表明,所提方案的数据实时压缩操作耗时仅为0.16 ms,满足20.00 ms的数据采集周期;所提方案的最终压缩率可达3.35%,同样成本的硬件能够存储更长时间数据;最终写入存储磁盘和无线传输的数据量缩减至原数据的11.83%,大幅减少了磁盘擦写的次数和无线传输的数据量,有效降低了磁盘存储故障率以及无线传输带宽占用。