一种用于城市轨道交通的室外信号设备控制方法

1.本发明属于智能控制技术领域，尤其涉及一种用于城市轨道交通的室外信号设备控制方法。


背景技术：

2.目前，交通信号控制机是“能够改变道路交通信号顺序、调节配时并能控制道路交通信号灯运行的装置”；交通信号控制机是城市交通信号控制系统的核心组成部分，是交通信号控制系统中位于交叉口现场的底层执行单元，其核心功能是实现交叉口交通信号控制，兼有交通信息采集、通信、交叉口监控等功能。然而，现有用于城市轨道交通的室外信号设备控制方法使用传统的固定频率采集方式，按照固定频率向轨道交通车载信号ato/atp设备发出状态获取命令，并等待其反馈数据；采集的设备状态信息多为重复数据；当车载ato/atp设备状态变化幅度较大时，又会造成设备状态采集数据的不完整；同时，对轨道交通列车的车载信号系统功能进行测试时，往往采用单片机数字io信号调理的方式生成脉冲信号，生成波形信号精度和频率性能低，只能生成适用于中低速测速的激励信号。
3.通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
4.现有的用于城市轨道交通的室外信号设备控制方法使用传统的固定频率采集方式，采集的设备状态信息多为重复数据；当车载ato/atp设备状态变化幅度较大时，又会造成设备状态采集数据的不完整；采用单片机数字io信号调理的方式生成脉冲信号，生成波形信号精度和频率性能低，只能生成适用于中低速测速的激励信号。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于城市轨道交通的室外信号设备控制方法。
6.本发明是这样实现的，一种用于城市轨道交通的室外信号设备控制方法包括：
7.步骤一，通过交通视频监控模块利用摄像器监控城市轨道交通视频；通过车载信号采集模块采集轨道交通车载信号设备状态信息；
8.步骤二，中央控制模块通过测试信号生成模块生成轨道交通列车的测试信号；
9.步骤三，通过信号控制模块控制城市轨道交通信号；通过时间设定模块设定城市轨道交通运行时间；
10.步骤四，通过警报模块对城市轨道交通事故进行警报；
11.步骤五，通过显示模块利用显示器显示交通视频、车载信号；
12.步骤六，云端服务器对采集的轨道交通车载信号设备状态信息进行处理分析，生成轨道交通车载信号设备的状态检测报告；
13.步骤七，将状态检测报告通过无线信号反馈到中央控制模块，通过中央控制模块控制显示模块进行状态检测报告的显示。
14.进一步，所述车载信号采集模块采集方法如下：
15.(1)配置监视装置参数，嵌入式车载信号设备状态监视装置启动后，采用默认采集频率发送状态信息获取命令给车载信号设备；
16.(2)车载信号设备根据该状态信息获取命令，将状态信息发送至嵌入式车载信号设备状态监视装置；
17.(3)嵌入式车载信号设备状态监视装置接收到车载信号设备状态信息后，并对接收到的状态信息进行校验是否有错，若为是，则维持当前采集频率不变，并执行步骤5)，若为否，则执行步骤(4)；
18.(4)从接收到的状态信息中，获取列车当前的速度、绝对加速度、可能出现的车载信号设备故障综合因素后，设定车载信号设备状态信息的最小采样频率与最大采样频率，利用轨道交通车载信号设备状态采集频率预测模型，计算得出新的采集频率，并将新的采样频率作为当前采样频率，执行步骤(5)；
19.(5)嵌入式车载信号设备状态监视装置根据当前的采集频率，定时向车载信号设备发送状态信息获取命令，并返回步骤(2)。
20.进一步，所述测试信号生成模块生成方法如下：
21.(1)fpga获取测试控制信号；
22.(2)根据所述测试控制信号，生成对应的测试信号；其中，所述测试信号包括测速信号和/或定位信号；差分电平调理设备对所述测试信号进行调理，生成对应的差分电平信号。
23.进一步，所述测试信号包括所述测速信号和所述定位信号时，所述根据所述测试控制信号，生成对应的测试信号，包括：
24.根据所述测试控制信号，进行频率方波的脉宽、相位和占空比的特征调制，生成所述测速信号；进行脉冲信号的脉宽调制，生成所述定位信号。
25.进一步，所述差分电平调理设备对所述测试信号进行调理，生成对应的差分电平信号包括：
26.所述差分电平调理设备对所述测速信号和所述定位信号进行调理，生成与所述测速信号和所述定位信号同频、同相位、同占空比且同脉宽的差分测速信号和差分定位信号；其中，所述差分电平信号包括所述差分测速信号和所述差分定位信号。
27.进一步，所述差分电平调理设备对所述测试信号进行调理，生成对应的差分电平信号之后，还包括：
28.所述差分电平调理设备将所述差分电平信号输出至光耦隔离电路，生成对应的隔离差分电平信号。
29.进一步，所述步骤四通过警报模块对城市轨道交通事故进行警报时，采用短报文通信进行报警提醒，所述短报文中包含轨道交通车载信号设备的异常信息、设备的功能信息和设备的位置信息。
30.进一步，所述步骤六云端服务器对采集的轨道交通车载信号设备状态信息进行处理分析，生成轨道交通车载信号设备的状态检测报告包括：
31.云端服务器接收来自轨道交通车载信号设备的至少一种状态检测数据；
32.云端服务器以轨道交通车载信号设备的设备标识为查询标识，从至少一种状态检测数据中选取与目标设备关联的参考状态检测数据；
33.根据参考状态检测数据生成目标设备的状态检测报告。
34.结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：
35.本发明通过车载信号采集模块引入自适应的轨道交通车载信号设备状态的采集方法，根据列车当前运行的情况动态调整车载信号设备状态的采集频率，在信号数据状态变化幅度较大时提高信号数据采集频率；在信号数据状态变化幅度较小时降低信号数据采集频率，从而提高数据采集的效率和完整性；同时，通过测试信号生成模块根据fpga根据测试控制信号，生成对应的测试信号，可以利用高性能的fpga根据测试需求调制测试信号，使得生成的波形信号精度高，且能够满足如高速轨道交通和高速磁悬浮列车等的轨道交通列车中的车载信号系统的高速信号测试需求，提高了测试装置的通用性和用户体验。
附图说明
36.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本技术的一些实施例，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。
37.图1是本发明实施例提供的用于城市轨道交通的室外信号设备控制方法的流程图。
38.图2是本发明实施例提供的用于城市轨道交通的室外信号设备控制系统结构框图。
39.图3是本发明实施例提供的车载信号采集模块采集方法流程图。
40.图4是本发明实施例提供的测试信号生成模块生成方法流程图。
41.图5是本发明实施例提供的云端服务器对采集的轨道交通车载信号设备状态信息进行处理分析，生成轨道交通车载信号设备的状态检测报告的方法流程图。
42.图中：1、交通视频监控模块；2、车载信号采集模块；3、中央控制模块；4、测试信号生成模块；5、信号控制模块；6、时间设定模块；7、警报模块；8、显示模块。
具体实施方式
43.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
44.针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于城市轨道交通的室外信号设备控制方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
45.如图1所示，本发明实施例提供的用于城市轨道交通的室外信号设备控制方法包括以下步骤：
46.s101，通过交通视频监控模块利用摄像器监控城市轨道交通视频；通过车载信号采集模块采集轨道交通车载信号设备状态信息；
47.s102，中央控制模块通过测试信号生成模块生成轨道交通列车的测试信号；
48.s103，通过信号控制模块控制城市轨道交通信号；通过时间设定模块设定城市轨道交通运行时间；
49.s104，通过警报模块对城市轨道交通事故进行警报；
50.s105，通过显示模块利用显示器显示交通视频、车载信号；
51.s106，云端服务器对采集的轨道交通车载信号设备状态信息进行处理分析，生成轨道交通车载信号设备的状态检测报告；
52.s107，将状态检测报告通过无线信号反馈到中央控制模块，通过中央控制模块控制显示模块进行状态检测报告的显示。
53.如图2所示，本发明实施例提供的用于城市轨道交通的室外信号设备控制系统包括：交通视频监控模块1、车载信号采集模块2、中央控制模块3、测试信号生成模块4、信号控制模块5、时间设定模块6、警报模块7、显示模块8。
54.交通视频监控模块1，与中央控制模块3连接，用于通过摄像器监控城市轨道交通视频；
55.车载信号采集模块2，与中央控制模块3连接，用于采集轨道交通车载信号设备状态信息；
56.中央控制模块3，与交通视频监控模块1、车载信号采集模块2、测试信号生成模块4、信号控制模块5、时间设定模块6、警报模块7、显示模块8连接，用于控制各个模块正常工作；
57.测试信号生成模块4，与中央控制模块3连接，用于生成轨道交通列车的测试信号；
58.信号控制模块5，与中央控制模块3连接，用于控制城市轨道交通信号；
59.时间设定模块6，与中央控制模块3连接，用于设定城市轨道交通运行时间；
60.警报模块7，与中央控制模块3连接，用于对城市轨道交通事故进行警报；
61.显示模块8，与中央控制模块3连接，用于通过显示器显示交通视频、车载信号。
62.如图3所示，本发明提供的车载信号采集模块2采集方法如下：
63.s201，配置监视装置参数，嵌入式车载信号设备状态监视装置启动后，采用默认采集频率发送状态信息获取命令给车载信号设备；
64.s202，车载信号设备根据该状态信息获取命令，将状态信息发送至嵌入式车载信号设备状态监视装置；
65.s203，嵌入式车载信号设备状态监视装置接收到车载信号设备状态信息后，并对接收到的状态信息进行校验是否有错，若为是，则维持当前采集频率不变，并执行步骤s205，若为否，则执行步骤s204；
66.s204，从接收到的状态信息中，获取列车当前的速度、绝对加速度、可能出现的车载信号设备故障综合因素后，设定车载信号设备状态信息的最小采样频率与最大采样频率，利用轨道交通车载信号设备状态采集频率预测模型，计算得出新的采集频率，并将新的采样频率作为当前采样频率，执行步骤s205；
67.s205，嵌入式车载信号设备状态监视装置根据当前的采集频率，定时向车载信号设备发送状态信息获取命令，并返回步骤s202。
68.如图4所示，本发明提供的测试信号生成模块4生成方法如下：
69.s301，fpga获取测试控制信号；
70.s302，根据所述测试控制信号，生成对应的测试信号；其中，所述测试信号包括测速信号和/或定位信号；差分电平调理设备对所述测试信号进行调理，生成对应的差分电平
信号。
71.本发明提供的测试信号包括所述测速信号和所述定位信号时，所述根据所述测试控制信号，生成对应的测试信号，包括：
72.根据所述测试控制信号，进行频率方波的脉宽、相位和占空比的特征调制，生成所述测速信号；进行脉冲信号的脉宽调制，生成所述定位信号。
73.本发明提供的差分电平调理设备对所述测试信号进行调理，生成对应的差分电平信号，包括：
74.所述差分电平调理设备对所述测速信号和所述定位信号进行调理，生成与所述测速信号和所述定位信号同频、同相位、同占空比且同脉宽的差分测速信号和差分定位信号；其中，所述差分电平信号包括所述差分测速信号和所述差分定位信号。
75.本发明提供的差分电平调理设备对所述测试信号进行调理，生成对应的差分电平信号之后，还包括：
76.所述差分电平调理设备将所述差分电平信号输出至光耦隔离电路，生成对应的隔离差分电平信号。
77.本发明实施例中的步骤s104中通过警报模块对城市轨道交通事故进行警报时，采用短报文通信进行报警提醒，所述短报文中包含轨道交通车载信号设备的异常信息、设备的功能信息和设备的位置信息。
78.如图5所示，本发明实施例中的步骤s106云端服务器对采集的轨道交通车载信号设备状态信息进行处理分析，生成轨道交通车载信号设备的状态检测报告包括：
79.s401，云端服务器接收来自轨道交通车载信号设备的至少一种状态检测数据；
80.s402，云端服务器以轨道交通车载信号设备的设备标识为查询标识，从至少一种状态检测数据中选取与目标设备关联的参考状态检测数据；
81.s403，根据参考状态检测数据生成目标设备的状态检测报告。
82.在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
83.应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、cd或dvd-rom的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。
84.以上所述，仅为本发明较优的具体的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于
此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。