一种列控系统中车载风险数据自动识别装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及高速铁路技术领域，尤其涉及一种基于高铁控制技术风险与故障控制 领域中的产品。
【背景技术】
[0002] 列控系统是目前高速铁路最重要的核心，系统本身的安全不仅由铁轨本身加动车 组组成，也包括固定基础设施桥梁和隧道等、高速列车车组、列控中心、无线闭塞中心、限速 服务器、铁轨探伤图像服务器共同组成，近年来发生的几起重大铁路交通事故都与系统不 能直接或间接识别风险和危险相关。由于我国的尚铁运营刚刚起步，对尚速铁路整个安全 系统潜在的安全隐患/危险（Hazard)确实存在，严重威胁我国高速铁路的安全运营。高铁 技术的发展，比如说列车经过的路轨的沉降产生的轨道误差就有可能存在风险隐患，但是 又不需要把这种沉降的数据进行直接存储，只需要产生一个标志信息，提供给高铁铁轨的 维护人员，使维护人员到达标志点进行风险排除，所以如果直接存储大量的各种信息的不 同格式，就会产生没有必要的冗余和溢出，甚至会导致需要在定位精度高的列车运行中产 生数据读取冲突，高速铁路系统的安全从本质来说，又分风险和故障，风险是整个系统的一 种常见的表现，比如说铁路路基的沉降为3毫米就可能带来风险，但风险却不一定会带来 故障，不能仅仅因为风险就武断地认为风险带来故障，但是风险达到一定阈值就会带来故 障，而风险与故障对于整个高铁复杂巨系统来说，相当于是一个巨大的空间存在的一些不 稳定因素，尤其是在列车（业内称为车底）在高速运行时，由多种系统对其发送数据，比如 说路基沉降监控服务器发送当前列车在一定的闭塞区间里的沉降数据表，并给予安全，警 示，危险等提示，而供电系统又会发送当前路段中（路段分区段路段和即时路段）的电压、 频率，此外限速服务器又会发送延迟数据，限速服务表到列车服务器中，此时列控中心也仅 仅只需要一部分的数据，甚至是不需要数据而是有用的安全信息或者信号！而不是把所有 的系统不同格式，不同时间轴全部发送，这样会导致列控中心的存储压力，也会导致列车本 身的存储压力，并且在一趟车次进行安排之后，存储的数据可能有1T，如何把这些数据进行 有效处理得到安全信息，并排除类似一些数据格式不对偶造成的误判断的情况摆在设计人 员的面前；
[0003] 并且由于所述所有风险点只是单个的风险，但列车的风险产生通过由多个风险点 集合并发产生，可能由单个风险点引起的状态变化导致不同的设备，线路，电力之间的状态 变化，从而导致整个列车的运营的错误数据，所以把这种信息进行符号转换和表示，这样就 可以在对一个符号体系进行存储，用以符号状态来表示地震影响，轨道电路故障、异物侵入 或者车载台关闭，导致列车及时定位。因此，能够根据本发明迅速找到风险点。基于以上问 题，本发明相较于以往司机人工操作等传统方式，其应用更有可靠性的有着明显的增加。尤 其是人参与的繁复性及需要投入的人力物力成本都减少了不少，即本发明实现了一种有助 于高铁领域的列车安全运营的装置系统。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是：1、风险定位精度提高。2、提高风险预测的可靠性。 为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：
[0005] -种列控系统中车载风险数据自动识别装置，包括：故障识别装置、数据处理装 置、自动定位装置、密钥供给模块；其中故障识别装置与数据处理装置相连、数据处理装置 与自动定位装置相连，定位自动装置与列控中心相连，通过列控中心的显示器进行显示，通 过列控中心的键盘等输入设备进行输入，密钥供给模块提供密钥给数据处理装置；
[0006] 故障识别装置中包括有数据分析模块、状态转换模块和时间自动定位戳模块；首 先故障识别装置通过数据分析模块获取在CTCS列控系统中的运行列车的风险数据，并且 发送给状态转换模块，通过状态转换模块转换成符号风险数据，然后通过时间自动定位戳 模块加盖时间戳，生成带有时间戳的符号风险数据；
[0007] 数据分析模块在列车运行时根据不同的车底和不同的线路标准，根据不同的站场 的需求，并且根据列控中心的要求把风险数据生成统一格式的数据；
[0008] 不同的车底和不同的线路标准包括有：车辆型号、信号系统、轨道区段；
[0009] 不同的站场的需求为：车站进路闭锁、车站道岔封锁与转动、信号机交互；
[0010] 列控中心的要求为：权限赋予、密钥供给、可信环境判断、天气和地震数据；
[0011] 数据分析模块包括放大单元、数据转换单元、数据判断单元、数据发送单元；放大 单元的作用是放大供电数据，轨道压力数据，线路基础数据，轨道沉降数据，然后通过数据 转换单元进行数据转换，数据转换单元根据数据阈值指标，使用公式一即进行数据转换后 再发送给数据判断单元；
【主权项】
1. 一种列控系统中车载风险数据自动识别装置，其特征在于： 包括故障识别装置、数据处理装置、自动定位装置、密钥供给模块；其中所述故障识别 装置与所述数据处理装置相连、所述数据处理装置与所述自动定位装置相连，所述定位自 动装置与列控中屯、相连，通过列控中屯、的显示器进行显示，通过列控中屯、的键盘等输入设 备进行输入，所述密钥供给模块提供密钥给所述数据处理装置； 所述故障识别装置中包括有数据分析模块、状态转换模块和时间自动定位戳模块；首 先所述故障识别装置通过数据分析模块获取在CTCS列控系统中的运行列车的风险数据， 并且发送给所述状态转换模块，通过所述状态转换模块转换成符号风险数据，然后通过所 述时间自动定位戳模块加盖时间戳，生成带有时间戳的符号风险数据； 所述数据分析模块在列车运行时根据不同的车底和不同的线路标准，根据不同的站场 的需求，并且根据列控中屯、的要求把所述风险数据生成统一格式的数据； 所述不同的车底和所述不同的线路标准包括有；车辆型号、信号系统、轨道区段； 所述不同的站场的需求为；车站进路闭锁、车站道岔封锁与转动、信号机交互； 所述列控中屯、的要求为；权限赋予、密钥供给、可信环境判断、天气和地震数据； 所述数据分析模块包括放大单元、数据转换单元、数据判断单元、数据发送单元；所述 放大单元的作用是放大供电数据，轨道压力数据，线路基础数据，轨道沉降数据，然后通过 所述数据转换单元进行数据转换，所述数据转换单元根据数据阔值指标，使用公式一即进 行数据转换后再发送给所述数据判断单元；
其中cons为数据转换后的值，Xi表示所述数据阔值指标在供电数据、轨道压力数据、线 路基础数据、轨道沉降数据等的值，yi表示在供电数据、轨道压力数据、线路基础数据、轨道 沉降数据等的原始值，n代表供电数据、轨道压力数据、线路基础数据、轨道沉降数据等指标 的数目，i是取值范围是1到n的自然数；然后根据所述公式一得到的所述cons的值传送 给所述数据判断单元； 所述数据判断单元的激励模块采用数据流和状态帖的方式根据所述cons的值转换成 统一格式的风险数据，并建立基本模型，并且根据部分的统一格式的风险数据建立基本模 型，预测整体的统一格式的风险数据，计算相应的误差，然后在所述基本模型的基础上，利 用在列车不同速度下产生的所述cons的值，分析出的需要转换成符号的风险数据发送给 数据发送单元，把不需要转换成符号的风险数据进行忽略，通过所述数据发送单元把所述 需要转换成符号的风险数据发送给所述状态转换模块； 所述状态转换模块根据数据分析模块的输出根据配置文件和风险数据库生成具体风 险点状态表，生成的所述具体风险点状态表是所有风险点的实例化对象，是根据CTCS列控 系统中的列车在运行中设备交互，数据传输、电压、轨道压力、轨道沉降等在误差与安全范 围之间根据自相关函数形成的风险点的状态，自动生成的风险点的状态序列；由于设备交 互，数据传输、电压、轨道压力、轨道沉降等会产生不同的数据包大小，所W要根据CTCS列
控系统中的运行列车和CTCS列控系统中的专用网络特征设定自相关函数R(k)进行决定， 所述自相关函数根据列车的实际情况设计为
；其中k为正整数，与所述需 要转换成符号的风险数据发送的时间间隔有关，H为根据数据包的延迟信息所设的参数，取 值范围为0.5?1，ri2是kH的极限值，0 2是kH的方差，从而求得所述自相函数R(k); 所述时间自动定位戳模块接收所述具体风险点状态表，提取摘要，滤掉不带有时间链 接的所述风险点的状态，并发送给数据处理装置，所述数据处理装置中的加戳状态接收模 块根据密钥控制模块统一生成带有时间戳的符号风险数据；其中所述密钥控制模块的权限 由所述密钥供给模块进行管理，所述密钥供给模块根据列控中屯、的要求进行判断属于或不 属于可信环境，由列控中屯、根据列车的运行区间实时更新；所述带有时间关系的符号转换 模块接收所述带有时间戳的符号风险数据，转换成符号体系进行表示成符号化的风险状态 序列后，发送到所述自动定位装置中进行自动识别风险点的集合，所述符号化的风险状态 序列包含有时间序列； 所述自动定位装置包括；初始状态存储器，用于存储原有的所述符号化的风险状态序 列；有限状态符号集存储器，用于存储有限状态符号集；字母表存储器，其功能是用于表述 整个符号状态空间，用于将所述符号化的风险状态序列根据状态迁移规则转换到有限状态 符号集存储器； 首先从所述初始状态存储器自动取出所述符号化的风险状态序列，并且存储到所述字 母表存储器，并按所述状态转移规则进行转换存储到所述有限状态符号集存储器，所述状 态转移规则的作用是把所述字母表存储器的符号和所述有限状态符号集存储器中的符号 生成笛卡儿积的形式，并存储到所述有限状态符号集存储器，该样由先前的一个风险点可 W识别出多个风险点，从而W带有时间关系的笛卡儿积的形式自动表达出来不同的设备、 信号、数据源的风险点。
【专利摘要】本发明提供一种列控系统中车载风险数据自动识别装置，包括故障识别装置、数据处理装置、自动定位装置、其中故障识别装置与数据处理装置相连、数据处理装置与自动定位装置相连，自动定位装置与CTCS列控中心的控制台相连，通过其中的显示器进行显示。本发明相较于以往传统方式，其应用更有可靠性的有着明显的增加。尤其是对于车速度非常快时，人参与的繁复性及需要投入的人力物力成本都减少了不少，即本发明实现了一种有助于高铁领域的自动安全风险自动识别的系统。通过应用本发明对CTCS运输系统进行风险控制，显著提高了CTCS交通运输的安全性，更有效地保障了人民的生命财产。
【IPC分类】G05B19-048
【公开号】CN104597828
【申请号】CN201510023481
【发明人】汪顺生, 王爱丽, 高传昌, 高新亮, 孟鹏涛, 刘慧
【申请人】汪顺生
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年1月16日