一种城市轨道交通车辆专家系统及方法与流程

本发明涉及城市轨道交通领域，尤其是涉及一种城市轨道交通车辆专家系统及方法。

背景技术：

在城市轨道交通运营中，车辆作为乘客运输和安全运营的主体，在地铁列车运营过程中起着非常重要的作用，车辆的日常检修和维护保养也是地铁维保工作的重中之重。目前车辆的维护和故障诊断信息主要在司机室的dmi上进行显示，轨旁车辆维修班组无法对车辆运行和运营情况进行实时监测，也无法有效的进行车辆的预防修；车辆出现故障时，只能登车到车辆dmi上查看报警记录或手动拷取车辆运行日志进行人工分析，故障诊断和修复时间都比较长。总体而言，车辆维护和故障诊断效率不高，自动化和智能化程度非常低，不利于城市轨道交通的安全运营。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种城市轨道交通车辆专家系统及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种城市轨道交通车辆专家系统，该系统包括occ设备机房、车辆专家工作站、列车通信子系统和光纤骨干网，所述的occ设备机房、车辆专家工作站、列车通信子系统两两之间通过光纤骨干网连接。

优选地，所述的列车通信子系统包括车辆通信前置机和车地通信网络，所述的车辆通信前置机分别设有tcms子系统接口和atc子系统接口，所述的车辆通信前置机通过车地通信网络与光纤骨干网连接；

所述的车辆通信前置机将获取的车辆各子系统设备运行状态、故障信息、车辆运行信息和日志文件的车辆全息数据通过车地通信网络发送至光纤骨干网落地。

优选地，在每辆列车上的车辆通信前置机为双机冗余设备，所述的车地通信网络包括用于传输车辆实时运行和运营信息的lte网络和用于传输大容量的车辆运行日志信息的wifi网络。

优选地，所述的occ设备机房包括应用服务器、历史服务器和web应用服务器；

所述的应用服务器通过光纤骨干网从车辆通信前置机获取车辆全息数据，并对车辆全息数据进行故障诊断、预警分析、关联分析和结合部分析，并将分析结果推送给专家工作站，实现对地铁列车动态跟踪监控、提供远程技术支持和故障应急指导，同时对获取的原始数据和处理后的数据进行存储，支持历史数据的回放。

优选地，所述的应用服务器为设置于occ设备机房内的双机冗余服务器，所述的web应用服务器为设置于occ设备机房内的双机冗余服务器。

优选地，所述的历史服务器设有用于车辆原始数据和统计分析数据存储的磁盘阵列，其中车辆原始数据和统计分析数据的存储时间至少3年，所述的磁盘阵列的磁盘容量不低于16tb。

优选地，所述的系统还包括便携式手持终端，所述的web应用服务器作为便携式手持终端的后台应用服务器，为车辆的日常巡检、移动监视、设备台账管理和维修计划管理提供服务。

优选地，所述的便携式手持终端为支持无线或移动4g通信方式并具备rfid功能的手持终端，将手持终端放置于车辆段和停车场，为车辆的日常巡检、移动监视、设备台账管理、计划管理、维修管理提供便携式应用服务。

优选地，所述的专家工作站包括车辆段专家工作站、停车场专家工作站或调度大厅专家工作站；

所述的专家工作站为车辆维护和调度人员提供一体化维护和调度人机界面，提供车辆运行和设备的在线实时监控、车辆故障智能诊断、趋势和预防分析、智能维护指导以及报表统计功能。

一种所述的城市轨道交通车辆专家系统的方法，包括以下步骤：

步骤1、车辆通信前置机通过mvb总线与tcms接口，获取车辆各子系统设备及车辆实时运行状态信息，通过维护网络接口与tcms接口，获取车辆日志文件信息并压缩，通过mvb总线与车载atc子系统通信，获取车载atc设备及运行相关信息，并将获取的上述信息通过lte和wifi车地无线通信网络发送给应用服务器；

步骤2、应用服务器对接收到的车辆实时运行信息进行实时的故障智能诊断和关联分析，发现车辆有异常时，深入挖掘故障原因及时将报警、故障定位、影响分析和智能维护建议分别推送给车辆专家工作站和便携式手持终端，专家工作站对列车动态跟踪监控、提供远程技术支持和故障应急指导；

步骤3、应用服务器对接收到的车辆日志文件信息进行解压读取，在海量日志文件中，通过大数据分析，挖掘获取对车辆维护和安全运营有价值的数据并生成事件信息推送给车辆专家工作站作为车辆维修依据；

步骤4、应用服务器结合实时诊断信息和通过日志文件挖掘的事件信息对车辆健康度和运行质量进行综合评价并进行质量打分，并提供智能维护建议指导和报告；

步骤5、根据车辆质量评价和打分情况进行车辆检修维护计划安排，实现预防和纠正相结合的维修体系，实现设备、人员、物料、工具资源的综合调度；

步骤6、在便携式手持终端上获取车辆检修维护计划，并根据计划和车辆智能维护建议指导和报告及时的进行车辆检修维护；

步骤7、根据车辆质量评价和打分情况进行运营调度作业的科学合理安排，优先安排车辆健康和质量评价以及打分高的车辆，避免有安全隐患和故障的车辆线上运营。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明通过在车辆上设置冗余的车辆通信前置机，可以全面的获取车辆tcms、车载信号atc等所有子系统设备的实时运行信息。

2、本发明采用lte和wifi车道无线双通道，确保了车辆全息数据安全落地，为车辆专家系统和故障智能诊断提供了全面的数据支撑。

3、本发明采用故障智能诊断方案、跨系统和设备关联分析、结合部分析，可以大幅提高车辆故障诊断效率、压缩故障延时，真正的为车辆提供专家维护技术支持。

4、本发明实现的车辆质量和健康度评价以及预警分析，可以有效地实现对车辆的预防修和主动修，进一步保障轨道交通的安全可靠运营。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图；

图2为本发明的车辆智能维护流程图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚，完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种城市轨道交通车辆专家系统，该系统包括occ设备机房1、车辆专家工作站2、列车通信子系统3和光纤骨干网4，所述的occ设备机房1、车辆专家工作站2、列车通信子系统3两两之间通过光纤骨干网4连接。

所述的列车通信子系统3包括车辆通信前置机31、车地通信网络，所述的车辆通信前置机31分别设有tcms子系统接口和atc子系统接口，所述的车辆通信前置机31通过车地通信网络与光纤骨干网4连接；

所述的车辆通信前置机31将获取的车辆各子系统设备运行状态、故障信息、车辆运行信息和日志文件的车辆全息数据通过车地通信网络发送至光纤骨干网4落地。

在每辆列车上的车辆通信前置机为双机冗余设备，所述的车地通信网络包括用于传输车辆实时运行和运营信息的lte网络32和用于传输大容量的车辆运行日志信息的wifi网络33。

所述的occ设备机房1包括应用服务器11、历史服务器12和web应用服务器12；

所述的应用服务器通过光纤骨干网4从车辆通信前置机31获取车辆全息数据，并对车辆全息数据进行故障诊断、预警分析、关联分析和结合部分析，并将分析结果推送给车辆专家工作站2，实现对地铁列车动态跟踪监控、提供远程技术支持和故障应急指导，同时对获取的原始数据和处理后的数据进行存储，支持历史数据的回放。

所述的应用服务器11为设置于occ设备机房内的双机冗余服务器，所述的web应用服务器13为设置于occ设备机房内的双机冗余服务器。

所述的历史服务器12设有用于车辆原始数据和统计分析数据存储的磁盘阵列，其中车辆原始数据和统计分析数据的存储时间至少3年，所述的磁盘阵列的磁盘容量不低于16tb。

所述的系统还包括便携式手持终端5，所述的web应用服务器作为便携式手持终端的后台应用服务器，为车辆的日常巡检、移动监视、设备台账管理和维修计划管理提供服务。

所述的便携式手持终端为支持无线或移动4g通信方式并具备rfid功能的手持终端，将手持终端放置于车辆段和停车场，为车辆的日常巡检、移动监视、设备台账管理、计划管理、维修管理提供便携式应用服务。

所述的车辆专家工作站2包括车辆段车辆专家工作站21、停车场车辆专家工作站22或调度大厅车辆专家工作站23；

所述的车辆专家工作站2为车辆维护和调度人员提供一体化维护和调度人机界面，提供车辆运行和设备的在线实时监控、车辆故障智能诊断、趋势和预防分析、智能维护指导以及报表统计功能。

所述的车辆通信前置机安装于每辆车上，连接车辆tcms系统和信号车载atc子系统，所述的辆通信前置机将获取的车辆各子系统设备运行状态、故障信息、车辆运行信息和日志文件的车辆全息数据通过车地无线通信和光纤骨干环网落地。

所述的车辆通信前置机在每辆车上冗余配置，车头车尾各一台，可靠性高。

所述的车辆专家工作站2屏设置，根据需要分布安装于车辆段、停车场和occ调度大厅。

如图2所示，一种采用所述的城市轨道交通车辆专家系统的方法，包括以下步骤：

步骤1、车辆通信前置机通过mvb总线与tcms接口，获取车辆各子系统设备及车辆实时运行状态信息，通过维护网络接口与tcms接口，获取车辆日志文件信息并压缩，通过mvb总线与车载atc子系统通信，获取车载atc设备及运行相关信息，并将获取的上述信息通过lte综合承载网和wifi车地无线通信网络发送给应用服务器；

步骤2、应用服务器对接收到的车辆实时运行信息进行实时的故障智能诊断和关联分析，发现车辆有异常时，深入挖掘故障原因及时将报警、故障定位、影响分析和智能维护建议推送给车辆专家工作站和便携式手持终端，专家工作站对地铁列车动态跟踪监控、提供远程技术支持和故障应急指导；

步骤3、应用服务器对接收到的车辆日志文件信息进行解压读取，在海量日志文件中，通过大数据分析，挖掘获取对车辆维护和安全运营有价值的数据并生成事件信息推送给车辆专家工作站作为车辆维修依据；

步骤4、应用服务器结合实时诊断信息和通过日志文件挖掘的事件信息对车辆健康度和运行质量进行综合评价并进行质量打分，并提供智能维护建议指导和报告；

步骤5、车辆维护人员根据车辆质量评价和打分情况进行车辆检修维护计划安排，实现预防和纠正相结合的维修体系，实现设备、人员、物料、工具等资源的综合调度；

步骤6、车辆维护人员在便携式手持终端上获取车辆检修维护计划，并根据计划和车辆智能维护建议指导和报告及时的进行车辆检修维护；

步骤7、车辆调度人员则可以根据车辆质量评价和打分情况进行运营调度作业的科学合理安排，优先安排车辆健康和质量评价以及打分高的车辆，避免有安全隐患和故障的车辆线上运营。

通过本发明可以实现车辆包括信号atc车载完整信息的落地，为车辆专家系统和故障智能诊断提供了全面的数据支撑，从而实现车辆故障智能诊断、跨系统和设备关联分析、结合部分析，大幅提高车辆故障诊断效率、压缩故障延时，真正的为车辆提供专家维护技术支持；可以有效地实现对车辆的预防修和主动修，进一步保障轨道交通的安全可靠运营。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。