王周恺，张 炯，马维纲，王怀军

（西安理工大学计算机科学与工程学院，西安 710048）

（*通信作者电子邮箱zkwang@xaut.edu.cn）

0 引言

为保证高速列车安全、有效地运行，需要在列车运行过程中利用各种传感器，通过铁路综合数字移动通信系统（Global System for Mobile Communications-Railway，GSM-R），对列车的运行时各部件的状态进行监测［1］。遵照4 级中国列车控制系统（Chinese Train Control System-4，CTCS-4）的设计要求，各类车载传感器在列车运行时，收集列车车厢及关键部件的实时数据状况，包括速度、功率、风力、湿度等；再采用变长编码技术（Variable Length Coding，VLC）对收集的数据进行压缩，最后将压缩数据通过GSM-R 传输并存储于控制中心；相应地，工作人员如果需要分析列车状态，则先对数据进行解压缩，在此基础上，再对解压缩结果进行分析，从而发现列车运行中可能产生的故障问题，并及时修复故障，避免潜在风险的发生［2］。

然而，由于采用了变长编码技术压缩数据，针对高速列车监测数据的分析效率通常较低，这是因为采用变长编码技术的数据压缩方法通常先将数据进行等长划分，再将划分结果按照频次排序并利用哈夫曼树进行编码，从而获得更高的压缩比［3］；但这种利用变长编码技术压缩的数据由大小不同的数据块组成，且块间边界难以确定。所以目前针对此类数据的解压缩方法通常是从数据的起始位置开始，按照各数据块的组成顺序，从头到尾依次对数据进行逐块解压缩［4］。而这样的串行解压缩过程亦无法被并行化，因为在当前数据块未解压缩之前，其后续数据块的起始位置无法得知，因此，当前针对高速列车监测数据的分析过程受变长编码解压缩算法的影响，效率较低［5］，难以满足在春运等高负荷环境下对海量监测数据及时处理的需求［6］。……