列车状态智能监控方法及系统与流程

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种列车状态智能监控方法及系统。

背景技术

随着中国城市经济、社会持续快速发展和城市化步伐的加快，城市拥堵给市民出行带来了诸多不便，地铁、轻轨、有轨电车、高铁等交通工具由于其方便、快捷、准时的运营优势而越来越成为市民出行首选交通工具。

目前，在这些轨道交通领域的列车上，通常设置有车载乘客信息系统(pis系统)，pis系统为乘客提供实时列车信息，指引乘客乘车。然而在列车运营的过程中，会不可避免的发生一些不可预测的故障。例如乘客在乘坐地铁时，地铁马上进入地铁站台，地铁进行了到站提醒广播，但是由于设备原因导致到站提醒广播没有发送出去。导致乘客没有及时下车，造成乘客投诉。由于到站提醒广播时间不会持续很长时间，如果这时司机没有及时记录故障发生的事件以及现象。尤其是地铁列车在下一站又能正常报站了，这样很可能无法找到故障的根本原因。

因此，有必要提供一种解决方案，实现对列车运行状态的智能监测，及时发现故障并获取发生故障的原因，从而解决故障。

技术实现要素：

本发明提供一种可以对列车运行状态及故障实时智能监测的列车状态智能监控方法及系统。

为实现上述目的，本发明提供一种列车状态智能监控方法，所述列车状态智能监控方法应用于列车状态智能监控系统，所述列车状态智能监控系统包括：设置在地面的地面控制中心，和设置在列车上的pis系统、与所述pis系统通讯连接的tcms；所述地面控制中心包括：信号系统和车辆状态智能监测平台，所述车辆状态智能监测平台分别与所述信号系统及pis系统通讯连接，所述列车状态智能监控方法包括以下步骤：

所述pis系统接收所述tcms发送的列车运行信息，进行自动广播播放，并通过车地无线通信将播放的内容上传给所述车辆状态智能监测平台；

所述车辆状态智能监测平台接收所述pis系统上报的播放内容，获得列车运行状态；

所述车辆状态智能监测平台从所述信号系统实时获取所述列车的实际运行状态；

所述车辆状态智能监测平台将所述pis系统上报的列车运行状态与从所述信号系统实时获取的所述列车的实际运行状态进行对比，判断所述列车的运行状态是否正常。

其中，所述车辆状态智能监测平台将所述pis系统上报的列车运行状态与从所述信号系统实时获取的所述列车的实际运行状态进行对比，判断所述列车的运行状态是否正常的步骤包括：

所述车辆状态智能监测平台将所述pis系统上报的列车运行状态与从所述信号系统实时获取的所述列车的实际运行状态进行对比，判断两者是否一致；

若两者不一致，则判定所述pis系统错报；

若两者一致，则判断所述pis系统是否按照预定情况进行广播播放；

若所述pis系统未按照预定情况进行广播播放，则判定所述pis系统漏报；

若所述pis系统按照预定情况进行广播播放，则判定所述列车的运行状态正常。

其中，所述车辆状态智能监测平台预先自主学习实际报站逻辑，所述车辆状态智能监测平台将所述pis系统上报的列车运行状态与从所述信号系统实时获取的所述列车的实际运行状态进行对比，判断所述列车的运行状态是否正常的步骤包括：

所述车辆状态智能监测平台将所述pis系统上报的列车运行状态与从所述信号系统实时获取的所述列车的实际运行状态进行对比，判断两者是否一致；

若两者一致，则判断获得的列车运行状态与列车实际运行逻辑是否一致；

若获得的列车运行状态与列车实际运行逻辑一致，则判定所述列车的运行状态正常；

若获得的列车运行状态与列车实际运行逻辑不一致，则判定信号系统异常。

其中，所述车辆状态智能监测平台将所述pis系统上报的列车运行状态与从所述信号系统实时获取的所述列车的实际运行状态进行对比，判断两者是否一致的步骤之后，还包括：

若两者不一致，则判断所述信号系统实时获取的所述列车的实际运行状态与列车实际运行逻辑是否一致；

若所述信号系统实时获取的所述列车的实际运行状态与列车实际运行逻辑一致，则判定所述pis系统异常，并根据所述pis系统上报的数据判断所述pis系统的故障类型；

若所述信号系统实时获取的所述列车的实际运行状态与列车实际运行逻辑不一致，则判断所述pis系统上报的列车运行状态与列车实际运行逻辑是否一致；

若所述pis系统上报的列车运行状态与列车实际运行逻辑一致，则判定所述信号系统异常；

若所述pis系统上报的列车运行状态与列车实际运行逻辑不一致，则判断所述信号系统及pis系统均异常。

其中，所述方法还包括：

所述车辆状态智能监测平台在判定所述列车的运行状态不正常时，对外进行报警；和/或，所述车辆状态智能监测平台在接收到信息查询指令时，根据所述查询指令反馈相应的查询结果；和/或，所述车辆状态智能监测平台将列车运行状态通过云服务器发送给各个终端。

此外，本发明还提出一种列车状态智能监控系统，所述列车状态智能监控系统包括：设置在地面的地面控制中心，和设置在列车上的pis系统、与所述pis系统通讯连接的tcms；所述地面控制中心包括：信号系统和车辆状态智能监测平台，所述车辆状态智能监测平台分别与所述信号系统及pis系统通讯连接；其中：

所述tcms，用于根据车辆设定模式，获取列车运行信息，发送至所述pis系统；

所述pis系统，用于接收所述tcms发送的列车运行信息，进行自动广播播放，并通过车地无线通信将播放的内容上传给所述车辆状态智能监测平台；

所述车辆状态智能监测平台，用于接收所述pis系统上报的播放内容，获得列车运行状态，以及从所述信号系统实时获取所述列车的实际运行状态，将所述pis系统上报的列车运行状态与从所述信号系统实时获取的所述列车的实际运行状态进行对比，判断所述列车的运行状态是否正常。

其中，所述tcms发送给pis系统的列车运行信息包括：列车行进的起点站编码、终点站编码、当前站编码、下一站编码、列车编号、预到站广播触发信号、到站广播触发信号、时间信息、越站信息。

其中，所述pis系统播放的内容包括：列车行进的起点站编码、终点站编码、当前站编码、下一站编码、列车编号、预到站广播信号、到站广播信号、时间信息、功放工作状态、车载pis其他设备工作状态。

其中，所述pis系统包括：设置在列车司机室的控制单元，以及在每个车厢设置的功放单元；其中：

所述控制单元用于选择相应的语音文件，传输给每节车厢的功放单元，由功放单元进行信号放大，通过扬声器进行播放。

其中，所述车辆设定模式包括：自动模式、半自动模式、手动模式。

相比现有技术，本发明提出的一种列车状态智能监控方法及系统，将车载乘客信息系统(pis系统)与智能监测平台相结合，通过对列车状态实时监测的对比判断方法，可以有效记录列车实时运行状态以及对比信号系统源头的车辆运行信号(ats等信息)。这样就可以有效避免发生故障时，避免人为因素的影响，保证记录故障时间的准确性。另通过对比信号系统的触发信号可以明确故障问题类型(未报站、报错站等)，通过故障记录时间，结合pis系统和信号系统记录的运行日志就可分析出故障的根本原因。

通过上述判断方法可以对地铁列车实时运行状态进行实时监控，并且对比了信号系统的信号源数据，就可以更进一步加深对地铁列车状态监控，便于地铁运营公司对列车运行状态的监管，及时发现故障并获取发生故障的原因，从而解决故障问题。

附图说明

图1是本发明列车状态智能监控系统结构示意图；

图2是本发明列车状态智能监控方法实施例的流程示意图；

图3是本发明实施例方案中判断列车的运行状态是否正常的一种逻辑示意图；

图4是本发明实施例方案中判断列车的运行状态是否正常的另一种逻辑示意图；

图5是本发明实施例方案中判断地铁无人驾驶列车广播正确与否的实现原理框架示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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。

本发明涉及的术语解释：

tcms：traincontrolmanagementsystem，列车控制管理系统

tcms就是通过网络(一般是铁路专用网络tcn、worldfip、longworks等)将列车的各种控制设备连接起来，设立主控设备，进行同一控制和信息共享。tcms体系结构基于具有高冗余度的标准tcn。该体系结构使用2个标准的tcms模块，每半列车(称为车组)一个。tcms体系结构沿用了hv结构(每个牵引变压器有一个tcms模块)。两个模块使用网关通过列车总线进行通信。

pis：passengerinformationsystem，乘客信息系统：

乘客信息系统是地铁里为乘客提供各类资讯的服务系统。依托多媒体网络技术，以计算机系统为核心，通过设置站厅、站台、出入口、列车的显示终端，让乘客及时准确地了解列车运营信息和公共媒体信息的多媒体综合信息系统；是地铁系统实现以人为本、提高服务质量、加快各种信息公告传递的重要设施，是提高地铁运营管理水平，扩大地铁对旅客服务范围的有效工具。

乘客信息系统在正常情况下，提供乘车须知、服务时间、列车到发时间、列车时刻表、管理者公告、政府公告、出行参考、股票信息、媒体新闻、赛事直播、广告等实时动态的多媒体信息；在火灾、阻塞及恐怖袭击等非正常情况下，提供动态紧急疏散提示。

cbtc：communicationbasedtraincontrol，移动闭塞是基于通信技术的列车控制系统

atc：automatictraincontrol，列车自动控制系统。

ats，控制中心信号系统。

本发明方案可以应用于轨道车辆技术领域，尤其适用于无人驾驶系统。本实施例以无人驾驶列车进行举例，但不限于此。

无人驾驶系统指的是完全没有司机和乘务人员参与，车辆在控制中心的统一控制下实现全自动运营，自动实现列车休眠、唤醒、准备、自检、自动运行、停车和开关车门，以及在故障情况下实现自动恢复等功能，包括洗车也能在无人操作的情况下完成。

具体地，请参照图1及图2，图1是本发明提出的列车状态智能监控系统的架构示意图；图2是本发明提出的列车状态智能监控方法第一实施例的流程示意图。

如图2所示，本发明实施例提出一种列车状态智能监控方法，所述列车状态智能监控方法应用于列车状态智能监控系统，如图1所示，所述列车状态智能监控系统包括：设置在地面的地面控制中心，和设置在列车上的pis系统、与所述pis系统通讯连接的tcms；所述地面控制中心包括：信号系统和车辆状态智能监测平台，所述车辆状态智能监测平台分别与所述信号系统及pis系统通讯连接，所述列车状态智能监控方法包括以下步骤：

步骤s1，所述pis系统接收所述tcms发送的列车运行信息，进行自动广播播放，并通过车地无线通信将播放的内容上传给所述车辆状态智能监测平台；

步骤s2，所述车辆状态智能监测平台接收所述pis系统上报的播放内容，获得列车运行状态；

步骤s3，所述车辆状态智能监测平台从所述信号系统实时获取所述列车的实际运行状态；

步骤s4，所述车辆状态智能监测平台将所述pis系统上报的列车运行状态与从所述信号系统实时获取的所述列车的实际运行状态进行对比，判断所述列车的运行状态是否正常。

具体地，作为一种实施方式，如图3所示，所述车辆状态智能监测平台将所述pis系统上报的列车运行状态与从所述信号系统实时获取的所述列车的实际运行状态进行对比，判断所述列车的运行状态是否正常的步骤包括：

所述车辆状态智能监测平台将所述pis系统上报的列车运行状态与从所述信号系统实时获取的所述列车的实际运行状态进行对比，判断两者是否一致；

若两者不一致，则判定所述pis系统错报；

若两者一致，则判断所述pis系统是否按照预定情况进行广播播放；

若所述pis系统未按照预定情况进行广播播放，则判定所述pis系统漏报；

若所述pis系统按照预定情况进行广播播放，则判定所述列车的运行状态正常。

作为另一种实施方式，如图4所示，所述车辆状态智能监测平台预先自主学习实际报站逻辑，所述车辆状态智能监测平台将所述pis系统上报的列车运行状态与从所述信号系统实时获取的所述列车的实际运行状态进行对比，判断所述列车的运行状态是否正常的步骤包括：

所述车辆状态智能监测平台将所述pis系统上报的列车运行状态与从所述信号系统实时获取的所述列车的实际运行状态进行对比，判断两者是否一致；

若两者一致，则判断获得的列车运行状态与列车实际运行逻辑是否一致；

若获得的列车运行状态与列车实际运行逻辑一致，则判定所述列车的运行状态正常；

若获得的列车运行状态与列车实际运行逻辑不一致，则判定信号系统异常。

其中，所述车辆状态智能监测平台将所述pis系统上报的列车运行状态与从所述信号系统实时获取的所述列车的实际运行状态进行对比，判断两者是否一致的步骤之后，还包括：

若两者不一致，则判断所述信号系统实时获取的所述列车的实际运行状态与列车实际运行逻辑是否一致；

若所述信号系统实时获取的所述列车的实际运行状态与列车实际运行逻辑一致，则判定所述pis系统异常，并根据所述pis系统上报的数据判断所述pis系统的故障类型；

若所述信号系统实时获取的所述列车的实际运行状态与列车实际运行逻辑不一致，则判断所述pis系统上报的列车运行状态与列车实际运行逻辑是否一致；

若所述pis系统上报的列车运行状态与列车实际运行逻辑一致，则判定所述信号系统异常；

若所述pis系统上报的列车运行状态与列车实际运行逻辑不一致，则判断所述信号系统及pis系统均异常。

进一步地，所述方法还包括：

所述车辆状态智能监测平台在判定所述列车的运行状态不正常时，对外进行报警；和/或，所述车辆状态智能监测平台在接收到信息查询指令时，根据所述查询指令反馈相应的查询结果；和/或，所述车辆状态智能监测平台将列车运行状态通过云服务器发送给各个终端，智能监测平台主要依靠数据分析技术及云服务通信技术；通过数据分析技术获取列车的运行状态及故障信息，通过云服务通信技术将信息发送给各个终端。

相比现有技术，本发明提出的一种列车状态智能监控方法及系统，将车载乘客信息系统(pis系统)与智能监测平台相结合，通过对列车状态实时监测的对比判断方法，可以有效记录列车实时运行状态以及对比信号系统源头的车辆运行信号(ats等信息)。这样就可以有效避免发生故障时，避免人为因素的影响，保证记录故障时间的准确性。另通过对比信号系统的触发信号可以明确故障问题类型(未报站、报错站等)，通过故障记录时间，结合pis系统和信号系统记录的运行日志就可分析出故障的根本原因。

通过上述判断方法可以对地铁列车实时运行状态进行了实时监控，并且对比了信号系统的信号源数据，就可以更进一步加深对地铁列车状态监控，便于地铁运营公司对列车运行状态的监管，及时发现故障并获取发生故障的原因，从而解决故障问题。

如图1所示，本发明提出一种列车状态智能监控系统，所述列车状态智能监控系统包括：设置在地面的地面控制中心，和设置在列车上的pis系统、与所述pis系统通讯连接的tcms；所述地面控制中心包括：信号系统和车辆状态智能监测平台，所述车辆状态智能监测平台分别与所述信号系统及pis系统通讯连接；其中：

所述tcms，用于根据车辆设定模式，获取列车运行信息，发送至所述pis系统；所述车辆设定模式包括：自动模式、半自动模式、手动模式。

所述pis系统，用于接收所述tcms发送的列车运行信息，进行自动广播播放，并通过车地无线通信将播放的内容上传给所述车辆状态智能监测平台；

所述车辆状态智能监测平台，用于接收所述pis系统上报的播放内容，获得列车运行状态，以及从所述信号系统实时获取所述列车的实际运行状态，将所述pis系统上报的列车运行状态与从所述信号系统实时获取的所述列车的实际运行状态进行对比，判断所述列车的运行状态是否正常。

所述tcms发送给pis系统的列车运行信息包括：列车行进的起点站编码、终点站编码、当前站编码、下一站编码、列车编号、预到站广播触发信号、到站广播触发信号、时间信息、越站信息。

所述pis系统播放的内容包括：列车行进的起点站编码、终点站编码、当前站编码、下一站编码、列车编号、预到站广播信号、到站广播信号、时间信息、功放工作状态、车载pis其他设备工作状态。

所述pis系统包括：设置在列车司机室的控制单元，以及在每个车厢设置的功放单元；其中：

所述控制单元用于选择相应的语音文件，传输给每节车厢的功放单元，由功放单元进行信号放大，通过扬声器进行播放。

以下以地铁列车为例，对本发明的系统架构及实现原理进行详细说明：

地铁列车(或其他类型列车)上设置车载pis系统(或者车载广播系统)，车载pis系统包括：司机室设置车载pis系统(广播系统)的控制单元，在每个车厢设置功放单元，车载pis系统与列车控制系统(tcms)相连接；

地面控制中心设置地铁车辆状态监控平台，车辆状态监控平台与车载pis通过隧道无线通信进行连接，同时，再与控制中心信号系统(ats)通过有线方式连接，或者通过其他系统转发，获取列车信号数据。

tcms根据车辆设定模式(自动模式、半自动模式、手动模式)接受车辆运行信息。

车载pis通过接收tcms发送的车辆运行信息进行自动广播播放，播报内容包括“预到站广播”“到站广播”等；每次车载pis系统播放时，车载pis系统主控单元负责选择响应的语音文件，传输给每节车的功放，由功放进行信号放大，通过扬声器进行播放。

tcms发送给车载pis系统车辆运行信息内容包括(且不限于)，列车行进的起点站编码、终点站编码、当前站编码、下一站编码、列车编号、预到站广播触发信号、到站广播触发信号、时间信息、越站信息等；

pis系统根据本身系统进行的操作将车辆运行状态通过车地无线系统上传至地铁车辆状态监控平台。

车载pis实时通过车地无线通信将播放的内容上传给地铁车辆状态监控平台，内容包括(且不限于)：列车行进的起点站编码、终点站编码、当前站编码、下一站编码、列车编号、预到站广播信号、到站广播信号、时间信息、功放工作状态、车载pis其他设备工作状态等；

地铁车辆状态监控平台与信号系统(ats等)平台连接，实时获取线路上每一列车的运行和停靠信息，信标包括(且不限于)列车所在的站台号、区间号、时间信息等；

地铁车辆状态监控平台通过对比从车载pis和信号系统ats获取的数据，来判断pis广播是否正确：

通过车载pis上传的站点信息，确定列车在哪个区间(或者站台)；通过ats获取的数据，也可以判断出列车在哪个区间(或者站台)；对比两个结果，如果不同，则可判断列车广播错误；

通过预先设置，可以确定车载pis在一个区间内进行几次广播(分别为预到站广播、到站广播等)；根据车载pis上传的广播信号与ats数据的对比，判断车载pis是否在同一个区间内依次完成了预定的广播内容，如果没有，则可判断漏报；

车载pis系统在每次进行广播时，同时检测每节车厢内的功放单元是否有信号输出，并实时把功放单元的状态上传给地铁车辆状态监控平台，如果在车载pis广播时，每个功放单元都有信号输出，可以判定正确；如果有部分或者全部功放单元没有信号输出，可以根据预先设置的故障等级向操作人员提示广播故障。

具体判断地铁无人驾驶列车广播正确与否的实现原理框架如图5所示：

实现原理如下：

车载pis通过tcms控制进行自动广播播放，播报内容包括“预到站广播”“到站广播”等；每次车载pis系统播放时，车载pis系统主控单元负责选择响应的语音文件，传输给每节车的功放单元，由功放单元进行信号放大，通过扬声器进行播放；

与此同时，车载pis实时通过车地无线通信将播放的内容上传给地面列车广播系统平台(occ-tpa)(相当于本实施例中的车辆状态监控平台)，内容包括(且不限于)：列车行进的起点站编码、终点站编码、当前站编码、下一站编码、列车编号、预到站广播信号、到站广播信号、时间信息、功放工作状态等；

地面列车广播系统平台(occ-tpa)与地面ats系统平台连接，实时获取线路上每一列车的运行和停靠信息，信标包括(且不限于)列车所在的站台号、区间号、时间信息等；

地面列车广播系统平台(occ-tpa)通过对比从车载pis和信号ats获取的数据，来判断广播是否正确，比如：

通过车载pis上传的站点信息，确定列车在哪个区间(或者站台)；通过ats获取的数据，也可以判断出列车在哪个区间(或者站台)；对比两个结果，如果不同，则可判断列车广播错误；

通过预先设置，可以确定车载pis在一个区间内进行几次广播(分别为预到站广播、到站广播等)；根据车载pis上传的广播信号与ats数据的对比，判断车载pis是否在同一个区间内依次完成了预定的广播内容，如果没有，则可判断漏报；

车载pis系统在每次进行广播时，同时检测每节车厢内的功放是否有信号输出，并实时把功放的状态上传给地面列车广播系统平台(occ-tpa)，如果在车载pis广播时，每个功放都有信号输出，可以判定正确；如果有部分或者全部功放没有信号输出，可以根据预先设置的故障等级向操作人员提示广播故障。

在本实施例中，可以实现无人驾驶下的列车运营状态的主动和被动监控，以及无人驾驶下列车设备状态的监控：为控制中心调度人员提供运行车辆前方、内部及沿线图像，通过视频监视设备对车辆前后方的监视及记录事故信息，便于日后分析事故原因；车辆故障时，辅助控制中心远程控制车辆蠕动到待避线、车站；车内视频监视联动、对车载通信设备的状态监控等。

本实施例中，实现列车运行状态的监控中包括以下功能：

1、车载广播系统功能；

在无人驾驶情况下，车载广播系统通过与车地无线系统的接口实现以下3种功能：

1)行车自动运行驾驶模式下播放计划的乘客通知；

2)人工模式下驾驶员现场广播；

3)运行控制中心(occ)调度员远程人工广播。

2.乘客与控制中心的双向语音通话。

每节车厢在车门位置具有紧急报警器，利用无线通信系统的通道，通过车载广播系统与无线通信系统的接口，既可以实现既有线路中心调度员对车辆发起广播的功能，也可以实现乘客与控制中心调度员或车辆驾驶室控制台的双向通信对讲功能。

3.为控制中心调度人员提供运行车辆前方、内部及沿线图像。

由于取消了驾驶室的封闭设置，车头尾需要加装具有红外夜视功能的视频监视设备，用于增强对车辆前后方的监视及记录事故信息，便于日后分析事故原因；车辆故障时，辅助控制中心远程控制车辆蠕动到待避线、车站。拍摄的图像将通过车地通信接口上传控制中心或保存在车辆本地硬盘。

4.车内视频监视联动功能

在全自动驾驶条件下，车辆本身的监控信息及特殊事件的告警信息均通过tcms进行收集，如门拉手动作、火灾报警等。车内紧急报警器的位置信息、火灾报警位置信息和相关复位信息在联动时会通过车地无线系统上传到控制中心，被紧急报警器、tcms传送的制动、火灾报警等触发联动后，pis车载cctv系统将相应摄像机的监控视频主动上传至控制中心显示。

5.增强对车载通信设备的状态监控

地面综合监控系统(iscs)需实现对车载无线、cctv，pis设备的状态进行监控。车地无线系统、pis的自检和故障信息通过与车辆的接口传送tcms，tcms统一管理车载设备信息，经车地无线通信传送给地面，如综合监控系统、ats系统。

需要说明的是，上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上的一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，电视机，电脑等)执行本发明各个实施例的方法。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。