一种地铁列车信号系统在线监测与预警的装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种地铁列车信号系统在线监测与预警的装置，其特征在于，所述装置包括：车载设备与维护终端；所述车载设备的数据输出端与所述维护终端的数据输入端相连；其中，所述车载设备包括：中央主控单元，以及分别与所述中央主控单元连接的串行处理单元、辅助通信单元、采集输入单元及供电单元。通过采用本实用新型提供的装置，方便了调试和维护人员对车载信号系统中的设备在线运行情况的检测，并降低了城市轨道交通领域信号设备故障的风险。
【专利说明】—种地铁列车信号系统在线监测与预警的装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及城市轨道交通领域，尤其涉及一种地铁列车信号系统在线监测与预警的装置。
【背景技术】
[0002]近些年来，随着城市化进程的加速，城市轨道交通领域发展迅猛，作为铁路运输安全和效率保障的信号系统在城市轨道交通领域具有集成度更高、设备更复杂、信息交互量更大、设备依赖性更强的特点。城市轨道交通信号系统的故障对城市居民的日常工作、生活的影响显著:2013年北京某线信号系统故障2小时，地铁公司开出3000余份迟到证明；地铁沿线的地面客流激增，公交集团紧急加开130余部公交车进行疏导。由此可知，在城市轨道交通领域，一种能对信号系统在线监测与预警装置的作用不可小觑。
[0003]随着技术的进步，车载信号设备的线监测方式也在更新换代:
[0004]早期的车载信号监测多是通过板卡上的指示灯及数码管来进行设备运行状态的显示，一方面显示的故障类型非常有限，另一方面对故障分析的要求较高，而且指示灯和数码管的故障还有可能误导信号维护人员。
[0005]后来，随着便携式电脑的应用，信号厂商开始使用串口将设备运行数据发送出来，维护人员可以通过外接便携式电脑来实时的监测和记录车载信号设备的状态，但受限于存储设备的体积和成本以及车载机柜内部空间，详细的设备状态只能发送到便携式电脑上进行存储，不能在车载信号设备内部进行存储。这就造成了 “设备故障时记不下来，跟车查看时又不一定抓得到故障”的尴尬情况。
[0006]目前，国外信号厂商对车载信号设备状态的集中记录已有应用，一般是从车载信号设备中独立出一个接口记录单元来，该接口单元一方面作为车载信号设备与车辆、车载信号设备之间、车载信号设备与地面设备的接口单元使用，一方面对一些安全相关数据进行了简单记录。
[0007]然而，这种方法仍然存在较大的缺陷:1)无法对记录进行离线分析和预警:无法将所有设备的数据进行综合分析，更不能通过分析所有设备的运行状态，对可能产生的故障进行综合预警；2)只能对通信数据的进行简单复视:只能对车载信号设备发到接口记录单元的数据进行原包复视，不能灵活地对不同设备的具体信息单元进行组合查看，也不能按照希望的优先顺序进行排序。因为通信内容一般较多，且通信周期很短(一般一个车载子单元的通信周期在几百毫秒这样一个数量级)，这就造成在线监测的数据很多且更新速度快，这种情况下，维护/调试人员在线监测的时候就很容易漏掉所关注的信息单元的状态变化。
实用新型内容
[0008]本实用新型的目的是提供一种地铁列车信号系统在线监测与预警的装置，方便了调试和维护人员对车载信号系统中的设备在线运行情况的检测，并降低了城市轨道交通领域信号设备故障的风险。
[0009]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
[0010]一种地铁列车信号系统在线监测与预警装置，所述装置包括:车载设备与维护终端;
[0011]所述车载设备的数据输出端与所述维护终端的数据输入端相连；
[0012]其中，所述车载设备包括:中央主控单元，以及分别与所述中央主控单元连接的串行处理单元、辅助通信单元、采集输入单元及供电单元。
[0013]由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，利用车载设备与维护终端来实现车载信号系统的离线分析预警，可提早发现并处理可能出现故障的设备，从而降低了城市轨道交通领域信号设备故障的风险；另一方面，还可利用车载设备与维护终端实现车载信号设备的在线监测，方便了调试和维护人员对车载信号设备在线运行情况的检测，克服了大数据、高刷新情况下人眼难于发现可疑的数据变化的弊病。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。
[0015]图1为本实用新型实施例一提供的一种地铁列车信号系统在线监测与预警的装置的不意图；
[0016]图2为本实用新型实施例一提供的基于行为模式识别的离线预警的流程图；
[0017]图3为本实用新型实施例一提供的基于行为模式识别的在线综合监测的流程图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
[0019]图1为本实用新型实施例一提供的一种地铁列车信号系统在线监测与预警的装置的示意图。如图1所示，该装置主要包括:车载设备11与维护终端12 ；
[0020]所述车载设备11的数据输出端与所述维护终端12的数据输入端相连；
[0021]其中，所述车载设备11包括:中央主控单元111，以及分别与所述中央主控单元111连接的串行处理单元112、辅助通信单元113、采集输入单元114及供电单元115。
[0022]进一步的，所述中央主控单元111、串行处理单元112、辅助通信单元113、采集输入单元114及供电单元115均为板卡。
[0023]进一步的，所述维护终端12为便携式计算机。
[0024]上述部件的功能如下:
[0025]所述车载设备11，用于对所述车载信号系统中所有设备的运行数据进行集中存储，并输出至所述维护终端。[0026]所述维护终端12，用于通过行为模式识别的方式对车载信号系统中设备的潜在故障进行离线预警，以及通过单一行为的随机累加实现车载信号设备的综合筛选在线监测；其中，所述行为模式中包含若干个行为；并可随时从所述车载设备11中的中央主控单元111中获取车载信号系统中设备(例如，ATP、ATO等)的运行数据(例如，配置、日志等)，进而实现在线监测以及离线预警的功能。
[0027]所述车载设备11中的串行处理单元112与辅助通信单元113，分别用于为所述中央主控单元111提供与所述车载信号系统中设备的串行与以太网数据交换通道；所述采集输入单元114，用于为所述中央主控单元111采集外部继电状态；所述供电单元115，用于为所述中央主控单元111供电。
[0028]所述中央主控单元111、串行处理单元112、辅助通信单元113、采集输入单元114及供电单兀115可放置于车载信号机柜内。
[0029]为便于进一步介绍本实用新型，下面针对上述部件在实际应用中可实现的功能做进一步介绍。需要说明的是，下述功能均需基于本实用新型所提供的装置实现。
[0030]1、利用车载设备11与维护终端12对车载信号系统中设备的潜在故障进行离线预
m
目ο
[0031]在具体实现时，可以基于行为模式识别的方式来进行。当所述维护终端12获得车载信号系统中设备的运行数据后，由维护/调试人员根据实际需要选择对应的行为模式，所述行为模式可以是预先设置的，也可以临时编辑新的行为模式。
[0032]本实用新型实施例所述的行为模式中可以包含若干个行为；其中，每一行为可以包括如下元素:
[0033]信息单元类型；例如，速度、位置、制动力、加速度、无线信号强度等。
[0034]信息单元来源；该即该信息单元的来源，例如，ATP、ATO等。
[0035]与所述信息单元类型相关的目标值；当信息单元类型确定后，系统会根据信息单元类型对目标值自动进行合理性检验；例如，当前信息单元类型为速度，目标值为45公里/小时，则可通过合理性检验。
[0036]对所述目标值的比较策略；例如“大于”、“小于”、“等于”以及近似值模糊比较等；
其中，近似值模糊比较需要进一步确定模糊区间。
[0037]对所述目标值的比较策略以及该行为出现或持续的方式；例如，“连续出现η次”、
“一直是”，“一直否”等。
[0038]维护/调试人员可以根据实际需求对每一行为的上述元素进行编辑；当顺次编辑多个行为后可组成一个行为的顺序树枝干，即一个行为模式。并且，当手动编辑好一行为模式后还可以进行保存，以便再次使用时，通过直接选择或者搜索相应行为的名称进行选择来使用该行为模式进行数据分析。
[0039]当设定好相应的行为模式后，则可进行离线预警分析。具体的如图2所示，确定起止时间后，根据行为模式对车载信号系统中设备的运行数据进行综合识别与匹配计算，并以报表的方式呈现已经出现及可能出现的故障，实现潜在故障离线预警。
[0040]其中，所述综合识别包括:按照车载信号系统中设备的运行数据的时间和信息单元来源确定待处理数据的范围，并将确定的待处理的数据按照多线程的方式进行数据综合与转换处理，获得待处理库；所述匹配计算包括:利用所述行为模式中的单一行为对所述待处理库中的数据进行匹配识别，并基于故障参照库对所述匹配识别结果进行分析。
[0041]所述故障参照库为根据不同信息来源与不同的信息单元类型，并结合信号设备故障经验内置的阈值库，以使识别的准确度更高、更具有专业特色。
[0042]另外，上述分析的过程中使用了线程池技术，可克服了大数据处理时运行速度低的问题。
[0043]2、利用车载设备11与维护终端12实现车载信号系统中设备的综合筛选在线监测。
[0044]本实用新型实施例针对车载信号系统中设备的在线监测具有数据量大、刷新频率快的特点，将车载所有信号设备集中到一个界面中进行在线监测；且本实用新型实施例通过单一行为的随机累加为调试/维护人员提供了一套简洁、实用的在线监测策略，可以让使用者方便地对不同信息来源、不同信息单元类型的数据自由组合、随意排序，使在线监测在照顾全面性的同时更有针对性。
[0045]在实际使用中，维护终端12时刻实时地显示信号设备的所有实时数据，在线监测界面上，用户可以灵活地打开、关闭、拖动显示区域大小、在不同位置摆放不同信息来源的实时状态数据，另外，数据的显示是通过解释机制解释后的、直观、易懂的人类语言，这样就实现了在同一界面上对多个信息来源的所有实时数据集中监测的目的，照顾了全面性。
[0046]同时，通过单一行为的选择机制，用户可以对所关心的行为进行选择，通过对多个行为进行选择并确认后，程序会生成一个悬浮框，对不同数据源的不同信息单元类型进行组合在线监测，与预警时行为模式所不同预警时的多个行为组成的行为模式是有序的，而本项中的多个行为是没有先后顺序的，且不再对所述多个行为的顺序进行考虑。另外，用户也可以在悬浮框中通过鼠标拖动、顺序点击排列等方式灵活地对所选择的多个行为进行排序，方便用户在线监测时的对比。
[0047]具体的如图3所示，系统根据用户的输入指令，选择多个单一行为，并分别确定所述单一行为的信息单元来源及信息单元类型；根据上述确定的信息获取对应的多个信息单元，并对所述多个信息单元进行解析(即通过解释机制解释后的、直观、易懂的人类语言)后分别显示，实现车载信号设备的综合筛选在线监测。
[0048]本实用新型实施例利用车载设备与维护终端来实现车载信号系统的离线分析预警，可提早发现并处理可能出现故障的设备，从而降低了城市轨道交通领域信号设备故障的风险；另一方面，还可利用车载设备与维护终端实现车载信号设备的在线监测，方便了调试和维护人员对车载信号设备在线运行情况的检测，克服了大数据、高刷新情况下人眼难于发现可疑的数据变化的弊病。
[0049]所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功倉泛。
[0050]以上所述，仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种地铁列车信号系统在线监测与预警装置，其特征在于，所述装置包括:车载设备与维护终端； 所述车载设备的数据输出端与所述维护终端的数据输入端相连； 其中，所述车载设备包括:中央主控单元，以及分别与所述中央主控单元连接的串行处理单元、辅助通信单元、采集输入单元及供电单元。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述中央主控单元、串行处理单元、辅助通信单元、采集输入单元及供电单元均为板卡。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述维护终端为便携式计算机。
【文档编号】G07C5/08GK203825673SQ201320797812
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2013年12月5日 优先权日:2013年12月5日
【发明者】孙旺, 尹逊政, 郜洪民, 贾学祥, 王芃, 李亮, 许硕, 孟军, 王超, 陈宁宁, 郑伟, 李博, 贾鹏, 徐杰 申请人:中国铁道科学研究院, 中国铁道科学研究院通信信号研究所, 北京市华铁信息技术开发总公司, 北京锐驰国铁智能运输系统工程技术有限公司