电务车载设备质量远程监测方法及其系统的制作方法
【专利摘要】一种电务车载设备质量远程监测方法，①、安装于机车上的LAIS车载设备通过无线信道向地面设备传输其获取的LKJ设备、TAX设备的运行状态信息和设备状态信息；②、地面设备的数据中心接入服务器与通信服务器连接；③、信息分析处理服务器对接收的数据进行分析，并对必要的数据进行翻译；④、信息分析处理服务器将接收的原始的机车设备状态信息传递至设备状态分析服务器，设备状态分析服务器对设备状态信息进行拼装组合，根据确定的设备质量项点对采集的数据进行分析，若出现设备异常，则报警信息组合机车运行状态信息一起被保存的数据库中。本发明提高了设备质量的风险实时管理控制水平，从而为列车安全运行提供更可靠的设备质量保障。
【专利说明】电务车载设备质量远程监测方法及其系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种对车载设备质量进行远程监测的方法及其系统。
【背景技术】
[0002]现在地面设备对列车的监控，通常仅仅放在列车上进行自行监控，即车载设备从机车安全信息综合检测装置(简称TAX箱)、列车运行控制记录装置(LKJ设备)获取列车运行状态数据，并对获取的列车状态数据进行分析和监控，而地面设备少有对其进行监控。
[0003]随着信息技术的发展，无线信息的应用方向逐步向实时监测、追踪及分析方向发展，特别是对运行状态中的设备状态追踪监测，为实现设备质量的可控、可管、可预见性提供了技术手段，对由于设备质量因素导致的安全风险提供了有效的预期缓解、规避可能性。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是地面设备如何远程监控电务车载设备质量的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案:
一种电务车载设备质量远程监测方法，它包括如下步骤:
①、安装于机车上的LAIS车载设备通过无线信道向地面设备传输其获取的LKJ设备、TAX设备的运行状态信息和设备状态信息；
②、地面设备的数据中心接入服务器与通信服务器连接，交互信息的应答，并接收来自机车的各类信息数据传递给信息分析处理服务器；
③、信息分析处理服务器对接收的数据进行分析，并对必要的数据进行翻译；
④、信息分析处理服务器将接收的原始的机车设备状态信息传递至设备状态分析服务器，设备状态分析服务器对设备状态信息进行拼装组合，根据确定的设备质量项点对采集的数据进行分析，若出现设备异常，则报警信息组合机车运行状态信息一起被保存的数据库中；
⑤、用户终端通过连接数据库，为用户提供机车位置定位、机车实时分布情况、设备质量实时监测情况和设备质量预警分析情况。
[0006]所述的用户终端包括铁路段区的段管理查询终端、平板工作终端、工区工作终端、车间工作终端中的任意一种或几种组合。
[0007]所述的用户终端还包括铁路路局的电务处查询终端、车载科查询终端、平板查询终端中的任意一种或几种组合。
[0008]所述的无线信道包括GPRS、3G、GSM-R中的任意一种。
[0009]一种电务车载设备质量远程监测系统，它包括:
车载监测插件，其位于LAIS车载设备上，所述的车载监测插件实时获取LKJ设备、TAX设备的运行状态信息和设备状态信息，并将上述信息通过无线信道发送给地面设备；
地面远程监测系统，它包括与车载监测插件通信连接的数据中心接入服务器，所述的数据中心接入服务器连接通信服务器和信息分析处理服务器，信息分析处理服务器连接有数据库。
[0010]所述的地面设备还与铁路段应用处理系统通信连接；所述的铁路段应用处理系统包括铁路段实时通信服务器，铁路段实时通信服务器连接铁路段数据分析服务器以及铁路段工作终端。
[0011]所述的铁路段工作终端包括段管理查询终端、平板工作终端、工区工作终端、车间工作终端中的任意一种。
[0012]所述的铁路段应用处理系统还通过铁路专用连接铁路路局查询系统，铁路路局查询系统中设置电务处查询终端、车载科查询终端、平板查询终端中的任意一种或几种组合。
[0013]所述的车载监测插件包括CPU，CPU通过隔离模块I分别连接与TAX设备通信连接485模块、以及与LKJ设备通信连接CAN总线模块；所述的CPU通过隔离模块II连接GPRS模块，GPRS模块外接天线；所述的车载监测插件上还设有电源，电源来自于经过电平转换的车载电源。
[0014]所述的CPU连接有外扩的FLASH、RAM和指示灯。
[0015]采用上述技术方案的本发明，通过车载质量监测插件实时传输所连接监测的设备如LKJ2000、TAX、机车IlOV供电、机车信号等的实时状态信息、数据记录信息到具有质量追踪监测分析功能的地面系统中，通过对大量实时信息、记录数据的定量、定性分析，发现相关设备质量问题和质量风险，提高设备质量的风险实时管理控制水平，从而为列车安全运行提供更可靠的设备质量保障。
[0016]设备质量远程监测地面系统通过无线信息处理技术、地理信息技术、海量数据存储技术以及高性能的便携设备，实现设备运用状态相关信息的随时随地检索查询；设备质量风险项点的实时分析、预警、报警；设备质量预期风险的分析；设备运用全过程状态回放等功能。有助于提高设备质量问题的处理效率、设备质量风险的应对能力。同时利用本系统的无线信息传输手段，实现机车电务重要设备的出入库检测工作的信息化，提高出入库检测的工作效率和信息准确性。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明的流程图。
[0018]图2为本发明的原理框图。
[0019]图3为本发明车载监测插件的原理图。
【具体实施方式】
[0020]如图1所示，一种电务车载设备质量远程监测方法，它包括如下步骤:
①、安装于机车上的LAIS车载设备通过无线信道传输其获取的LKJ设备、TAX设备的运行状态信息和设备状态信息；无线信道包括GPRS、3G、GSM-R中的任意一种。
[0021]②、位于地面的机车数据中心接入服务器与机车通信服务器连接，交互信息的应答，并接收来自机车的各类信息数据传递给信息分析处理服务器；
③、信息分析处理服务器对接收的数据进行分析，并对必要的数据进行翻译；
④、信息分析处理服务器将接收的原始的机车设备状态信息传递至设备状态分析服务器，设备状态分析服务器对设备状态信息进行拼装组合，根据确定的设备质量项点对采集的数据进行分析，若出现设备异常，则报警信息组合机车运行状态信息一起被保存的数据库中；
⑤、用户终端通过连接数据库，为用户提供机车位置定位、机车实时分布情况、设备质量实时监测情况和设备质量预警分析情况；通过接入其他系统(设备管理、版本卡控)的数据，可以实现设备质量相关的深度分析。上述的用户终端包括铁路段区的段管理查询终端、平板工作终端、工区工作终端、车间工作终端中的任意一种或几种组合。另外，用户终端还包括铁路路局的电务处查询终端、车载科查询终端、平板查询终端中的任意一种或几种组入口 O
[0022]本发明的工作原理是:系统提供对机车运行状态的实时追踪、车载设备质量的实时监测、地面信号设备状态的实时监测、LKJ数据的准确性分析以及对设备运用管理提供寿命追踪和隐形质量问题提示；并利用系统相关资源，实现对出入库检测作业质量的分析。具体功能为:
一、单个机车及车载设备质量实时监测
1.1、通过运行追踪图，可精准查看指定机车运行情况，包括机车运行操纵状态、车载设备质量实时情况。
[0023]1.2、监测LKJ设备实时质量情况，对LKJ自身设备故障(LKJ时间异常、插件自检故障)、LKJ发生频次较高的隐性故障(频繁的插件自检、单机运行、芯片接插不良)进行报
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目O
[0024]1.3、监测LKJ重要外部运用关联设备质量情况，对速度异常(参照GPS速度信息)、压力超范围、机车IlOV供电超范围的情况进行报警。
[0025]1.4、监测机车信号实时质量情况，对信号掉码、信号突变、异常变灯、信号波动等情况进行报警监测TAX设备实时质量情况，对TAX设备插件插入情况、工作状态等情况以TAX设备状态图展示。
[0026]1.5、监测动车组ATP、EMU数据，分析ATP、LKJ控车切换的正确性。
[0027]1.6、所有实时监测信息均可通过列表、跟踪曲线进行全程详细信息回放。
[0028]1.7、提供便捷的故障设备履历、寿命查询，方便故障设备的追踪和维修。
[0029]二、地面信号设备状态的实时监测
结合LKJ实时状态的机车位置信息、GPS (北斗)地理位置信息、机车信号质量问题报警位置属性，分析地面信号设备质量问题，包括对:
2.1、统计分析地面特定地点信号设备频繁掉码现象，并进行警示。
[0030]2.2、统计分析地面特定地点信号设备频繁窜码现象，并进行警示。
[0031]2.3、统计分析地面特定地点信号设备频繁发生码序异常现象，并进行警示。
[0032]三、LKJ数据的准确性的分析
3.1、监测LKJ系统数据、程序版本正确性，对发生的版本异常变化或数据错误进行报
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目O
[0033]、分析LKJ数据制作错误，对LKJ数据中车站、区间信号机、进出站信号机、信号机距离数值的实时GPS、LKJ基础数据比对核准。对不符情况进行警示。
[0034]、参考LKJ基础数据，对车载LKJ数据(限速、距离等)准确性进行分析警示。
[0035]、监测LKJ数据调用有关参数司机输入，对错误参数输入、数据定位错误进行报m
目O
[0036]、监测LKJ系统过机校准情况，发现机车轮径数据错误情况。
[0037]四、出入库检测作业质量分析
4.1提供机车出入库提示和重点检测设备告知。
[0038]4.2提供机车检测作业及时性预警。
[0039]4.3提供车载检测作业标准参考电子手册，作业人员逐项实施并确认，保证检测作业完整性。
[0040]4.4车载检测作业机实现对记录的快速分析，确保检测的合规性，同时提高检测作业效率，降低作业人员工作强度。
[0041]4.5通过车载电子合格证，强化检测合格证发放的时效性和闭环管理手段。
[0042]五、设备运用质量深度分析管理
5.1提供设备质量报警发生后的干预处理手段，处理结论、处理意见留存备查。实现过程溯源管控。
[0043]5.2提供设备质量实时监测情况与设备日常管理履历、台账的结合，实现设备寿命接近提示。
[0044]5.3可对设备或设备所处机车历史情况进行查询，发现设备或机车存在的隐性质量问题，如单件设备故障修复后继续发送同类故障、多件同型设备在同一机车上发生同类故障等。
[0045]5.4提供大量设备质量报警数据分析技术，可逐步实现设备预测修、状态修。
[0046]六、机车及设备状态实时总览
6.1实现对列车现时刻运行的跟踪监视，对列车实时运行速度、位置、工况情况进行监视；可概览当前时刻机车或设备质量报警发生情况。
[0047]6.2通过铁路电子地图，直观展现上线运行的机车的实时位置，可查询指定机车基本运用信息，机车所在线路信号机情况。
[0048]6.3铁路电子地图上可按照机车类型、客货编组进行分色显示；对异常运行列车、特殊开行列车可突出显示。
[0049]6.4监测机车运行状态异常信息，对非正常停车、超速、常用制动、紧急制动、20KM/h特殊行车、ATP与LKJ异常切换等异常情况进行报警。
[0050]6.5机车或设备质量报警信息依据报警级别分类，高级别报警以弹出界面进行声光提示。
[0051]如图2所示，一种电务车载设备质量远程监测系统，它包括:
车载监测插件，其位于LAIS车载设备上，所述的车载监测插件实时获取LKJ设备、TAX设备的运行状态信息和设备状态信息，并将上述信息通过无线信道发送给地面设备；
地面远程监测系统，它包括与车载监测插件通信连接的数据中心接入服务器，所述的数据中心接入服务器连接通信服务器和信息分析处理服务器，信息分析处理服务器连接有数据库。
[0052]所述的地面设备还与铁路段应用处理系统通信连接；所述的铁路段应用处理系统包括铁路段实时通信服务器，铁路段实时通信服务器连接铁路段数据分析服务器以及铁路段工作终端。
[0053]所述的铁路段工作终端包括段管理查询终端、平板工作终端、工区工作终端、车间工作终端中的任意一种。
[0054]所述的铁路段应用处理系统还通过铁路专用连接铁路路局查询系统，铁路路局查询系统中设置电务处查询终端、车载科查询终端、平板查询终端中的任意一种或几种组合。
[0055]如图3所示，车载监测插件包括CPU，CPU通过隔离模块I分别连接与TAX设备通信连接485模块、以及与LKJ设备通信连接CAN总线模块；所述的CPU通过隔离模块II连接GPRS模块，GPRS模块外接天线。
[0056]CPU选用LPC2294，ARM7内核，具有4个CAN控制器接口和2个串口，256K程序空间。外扩512K RAM，程序运行使用。而且外扩4M容量FLASH两片(AT4OTB321)，用来存储内部检测信息。
[0057]串口扩展芯片采用TL16C554，具有4个扩展串口输出，最高波特率可支持到IMbps。扩展串口经接口转换成485接口和422接口，分别用来连接其它设备。CAN总线模块经隔离后，连接LKJ2000，用来获取监测信息。一路串口连接GPRS模块，用来建立和地面数据中心的无线传输通道。
[0058]车载监测插件上还设有电源，电源来自于经过电平转换的车载电源。具体地说，插件采用直流IlOV电源输入，转换为12V电源，然后再转换为5V，3.3V，1.8V供CPU部分使用。同时采用隔离电源模块，生成隔离电路必须的隔离电压。
【权利要求】
1.一种电务车载设备质量远程监测方法，其特征在于，它包括如下步骤: ①、安装于机车上的LAIS车载设备通过无线信道向地面设备传输其获取的LKJ设备、TAX设备的运行状态信息和设备状态信息； ②、地面设备的数据中心接入服务器与通信服务器连接，交互信息的应答，并接收来自机车的各类信息数据传递给信息分析处理服务器； ③、信息分析处理服务器对接收的数据进行分析，并对必要的数据进行翻译； ④、信息分析处理服务器将接收的原始的机车设备状态信息传递至设备状态分析服务器，设备状态分析服务器对设备状态信息进行拼装组合，根据确定的设备质量项点对采集的数据进行分析，若出现设备异常，则报警信息组合机车运行状态信息一起被保存的数据库中； ⑤、用户终端通过连接数据库，为用户提供机车位置定位、机车实时分布情况、设备质量实时监测情况和设备质量预警分析情况。
2.根据权利要求1所述的电务车载设备质量远程监测方法，其特征在于:所述的用户终端包括铁路段区的段管理查询终端、平板工作终端、工区工作终端、车间工作终端中的任意一种或几种组合。
3.根据权利要求1或2所述的电务车载设备质量远程监测方法，其特征在于:所述的用户终端还包括铁路路局的电务处查询终端、车载科查询终端、平板查询终端中的任意一种或几种组合。
4.根据权利要求1所述的电务车载设备质量远程监测方法，其特征在于:所述的无线信道包括GPRS、3G、GSM-R中的任意一种。
5.一种电务车载设备质量远程监测系统，其特征在于，它包括: 车载监测插件，其位于LAIS车载设备上，所述的车载监测插件实时获取LKJ设备、TAX设备的运行状态信息和设备状态信息，并将上述信息通过无线信道发送给地面设备； 地面远程监测系统，它包括与车载监测插件通信连接的数据中心接入服务器，所述的数据中心接入服务器连接通信服务器和信息分析处理服务器，信息分析处理服务器连接有数据库。
6.根据权利要求5所述的电务车载设备质量远程监测系统，其特征在于:所述的地面设备还与铁路段应用处理系统通信连接；所述的铁路段应用处理系统包括铁路段实时通信服务器，铁路段实时通信服务器连接铁路段数据分析服务器以及铁路段工作终端。
7.根据权利要求6所述的电务车载设备质量远程监测系统，其特征在于:所述的铁路段工作终端包括段管理查询终端、平板工作终端、工区工作终端、车间工作终端中的任意一种。
8.根据权利要求6所述的电务车载设备质量远程监测系统，其特征在于:所述的铁路段应用处理系统还通过铁路专用连接铁路路局查询系统，铁路路局查询系统中设置电务处查询终端、车载科查询终端、平板查询终端中的任意一种或几种组合。
9.根据权利要求5所述的电务车载设备质量远程监测系统，其特征在于:所述的车载监测插件包括CPU，CPU通过隔离模块I分别连接与TAX设备通信连接485模块、以及与LKJ设备通信连接CAN总线模块；所述的CPU通过隔离模块II连接GPRS模块，GPRS模块外接天线；所述的车载监测插件上还设有电源，电源来自于经过电平转换的车载电源。
10.根据权利要求9所述的电务车载设备质量远程监测系统，其特征在于:所述的CPU连接有外扩的FLASH、RAM和指示灯。
【文档编号】B61C17/00GK104184790SQ201410137725
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年4月8日 优先权日:2014年4月8日
【发明者】宋社平, 徐晓辉, 赵志宽, 陈留章, 梁晨威, 李红伟 申请人:河南思维自动化设备股份有限公司