基于云平台的城市轨道交通线网级列车监控系统的制作方法

本发明涉及列车信号控制系统，尤其是涉及一种基于云平台的城市轨道交通线网级列车监控系统。

背景技术：

1、目前国内轨道交通ats(列车监控)系统主要采用线路级架构，包含控制中心和车站设备。ats系统作为地铁信号控制系统的一个重要组成系统，与微机联锁、轨旁列车控制系统设备、车载列车控制系统设备、发车指示器等其他信号系统一起工作，实现信号设备的集中监控，并控制列车按照预先制定的运营计划在正线内自动运行。

2、同时，ats系统与时钟、无线、综合监控等接口，获取外部系统采集的数据，与信号系统的数据相结合，为控制中心和车站的行车调度/值班人员提供一个丰富的现场状况显示，供其制定调度决策。ats通过接口向外部系统提供信号和列车运行的相关数据，供这些系统完成自身的工作。

3、但随着国民经济的持续、快速、健康发展及新型城镇化战略的实施，城市轨道交通高速化、密集化、多样化、网络化和智能化的特征日益显现。同时，如何来满足乘客的便捷出行和确保安全稳定可控的运营需求，成为需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、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基于云平台的城市轨道交通线网级列车监控系统。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、根据本发明的第一方面，提供了一种基于云平台的城市轨道交通线网级列车监控系统，该线网级列车监控系统nats设置于线网中心云平台中，用于收集线路ats数据进行分析，并提供线网级运营管理功能；同时所述nats具有行车指挥、运营指标分析、全自动编图、线网和线路协同指挥、运输组织和辅助决策功能。

4、作为优选的技术方案，所述nats采用云平台设计，并设计虚拟数据中心vdc和虚拟私有云vpc，所述云平台通过vdc将物理资源转变为虚拟池，通过不同的逻辑隔离方式对数据中心进行灵活分配，所述vdc内的资源池划分为vpc，实现系统资源的统一部署。

5、作为优选的技术方案，所述虚拟数据中心vdc按照专业或城市线路进行划分。

6、作为优选的技术方案，所述nats设计全线数据中心，用于承载各专业系统中心级硬件所需的计算和存储资源，数据共享中心容量满足后续线路扩展需求。

7、作为优选的技术方案，所述nats设有工作站，该工作站采用桌面云，所有软件均在云桌面服务器上运行并将结果显示在桌面云工作站，所述桌面云按需划分业务网、存储网和管理网，网络之间采用逻辑隔离。

8、作为优选的技术方案，所述nats接入云平台网络设置满足下列要求：

9、nats承载在安全生产网中；

10、nats网络互为冗余的、逻辑隔离，单个网络带宽不小于100m；

11、nats网络采用环网方式，网络的单点故障不影响系统运行；

12、端到端的网络最大延时小于50ms，交换机切换最大延时小于50ms。

13、作为优选的技术方案，所述nats部署在云平台中的设备包括：

14、虚拟nats接口服务器、虚拟nats应用服务器、虚拟nats数据库服务器、虚拟交换机及虚拟以太网，其中虚拟nats接口服务器、虚拟nats应用服务器、虚拟nats数据库服务器、虚拟交换机均为双机热备冗余配置。

15、作为优选的技术方案，所述nats从逻辑上划分为接口层、平台层和应用层。

16、作为优选的技术方案，所述接口层包括：

17、与线网中心/线路cats系统接口，用于将线网中心或本线路集成互联的各专业的信息根据nats的接入标准处理并上传；

18、与数据共享中心接口，用于将nats采集的线路cats信息数据全部上传给数据共享中心，并按数据共享中心要求格式上传处理后的运行图数据、行车指标数据。

19、作为优选的技术方案，所述平台层为业务逻辑处理层，包括实时数据库、历史数据库、逻辑处理引擎、智能分析引擎，用于将线路侧ats数据采集后进行具体逻辑分析和处理，并将结果发送给应用层。

20、作为优选的技术方案，所述应用层包括：

21、全路网图显示模块，用于在一个窗口中显示本地规划的所有轨道交通线路，并以矢量图的方式实现；

22、站场图显示模块，用于将轨道、道岔、信号机、静态位置信息及其它需要显示的信息显示在站场图界面上，供调度人员了解现场实时的信号设备状态；

23、列车运行信息显示模块，用于显示列车运行信息，其中列车运行信息包括列车识别号、列车目的地号、列车早晚点状态、列车扣车状态、列车跳停状态、列车位置信息、列车跟踪模式、列车驾驶模式、列车车门状态；

24、运行图显示模块，用于以图形化界面显示运行图，根据线路上传的计划运行图和实际运行图数据，nats将数据存储并在运行图界面显示出来，供调度人员查看列车的运行状况，其中实际运行图可随列车的运行实时刷新显示；

25、报警事件显示模块，用于在系统的告警视图中实时查看线路所发生的报警；

26、运营指标分析显示模块，用于根据从线路采集的计划运行图和实际运行图数据，对行车相关的运营指标进行分析计算，然后将运营指标在用户界面上展示出来；

27、统计报告查询模块，用于对常用的统计信息和告警事件信息进行查询显示，供调度人员查看统计信息和分析历史数据使用；

28、回放模块，用于回放系统的历史运行信息，以进行历史运行状况查看或故障排查分析。

29、作为优选的技术方案，所述回放模块运行时直接读取应用服务器软件运行时记录的回放数据文件，可切换线路查看不同线路的回放信息，并允许用户控制回放的速度以及通过拖动时间滚动条快速定位到需要回放的时间。

30、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

31、1、相比于传统ats系统只能显示本线路的线路图，本发明nats系统可以针对大型城市进行全路网的信息显示，以便线网中心对于城市进行整体运营指挥和调度；

32、2、相比于传统ats系统单一的线路行车调度指挥功能，本发明nats系统提供如行车指挥、运营指标分析、全自动编图、线网和线路协同指挥、运输组织和辅助决策等运营管理功能，实现城市轨道交通监控调度更为集中化管理；

33、3、相比于传统ats系统架构庞大且复杂，而借助于云平台，本发明nats信号系统能够虚拟化到云平台上去，无需对系统本身进行大范围，深层次改动。利用云平台的特点，可以整合各线路的硬件资源，减少硬件设置，并根据nats系统的规模灵活配置，便于既有线路数据迁移和后续线路接入和扩展，对系统整体性能有显著提升。

技术特征：

1.一种基于云平台的城市轨道交通线网级列车监控系统，其特征在于，该线网级列车监控系统nats设置于线网中心云平台中，用于收集线路ats数据进行分析，并提供线网级运营管理功能；同时所述nats具有行车指挥、运营指标分析、全自动编图、线网和线路协同指挥、运输组织和辅助决策功能。

2.根据权利要求1所述的一种基于云平台的城市轨道交通线网级列车监控系统，其特征在于，所述nats采用云平台设计，并设计虚拟数据中心vdc和虚拟私有云vpc，所述云平台通过vdc将物理资源转变为虚拟池，通过不同的逻辑隔离方式对数据中心进行灵活分配，所述vdc内的资源池划分为vpc，实现系统资源的统一部署。

3.根据权利要求2所述的一种基于云平台的城市轨道交通线网级列车监控系统，其特征在于，所述虚拟数据中心vdc按照专业或城市线路进行划分。

4.根据权利要求1所述的一种基于云平台的城市轨道交通线网级列车监控系统，其特征在于，所述nats设计全线数据中心，用于承载各专业系统中心级硬件所需的计算和存储资源，数据共享中心容量满足后续线路扩展需求。

5.根据权利要求1所述的一种基于云平台的城市轨道交通线网级列车监控系统，其特征在于，所述nats设有工作站，该工作站采用桌面云，所有软件均在云桌面服务器上运行并将结果显示在桌面云工作站，所述桌面云按需划分业务网、存储网和管理网，网络之间采用逻辑隔离。

6.根据权利要求1所述的一种基于云平台的城市轨道交通线网级列车监控系统，其特征在于，所述nats接入云平台网络设置满足下列要求：

7.根据权利要求1所述的一种基于云平台的城市轨道交通线网级列车监控系统，其特征在于，所述nats部署在云平台中的设备包括：

8.根据权利要求1所述的一种基于云平台的城市轨道交通线网级列车监控系统，其特征在于，所述nats从逻辑上划分为接口层、平台层和应用层。

9.根据权利要求8所述的一种基于云平台的城市轨道交通线网级列车监控系统，其特征在于，所述接口层包括：

10.根据权利要求8所述的一种基于云平台的城市轨道交通线网级列车监控系统，其特征在于，所述平台层为业务逻辑处理层，包括实时数据库、历史数据库、逻辑处理引擎、智能分析引擎，用于将线路侧ats数据采集后进行具体逻辑分析和处理，并将结果发送给应用层。

11.根据权利要求8所述的一种基于云平台的城市轨道交通线网级列车监控系统，其特征在于，所述应用层包括：

12.根据权利要求11所述的一种基于云平台的城市轨道交通线网级列车监控系统，其特征在于，所述回放模块运行时直接读取应用服务器软件运行时记录的回放数据文件，可切换线路查看不同线路的回放信息，并允许用户控制回放的速度以及通过拖动时间滚动条快速定位到需要回放的时间。

技术总结
本发明涉及一种基于云平台的城市轨道交通线网级列车监控系统，该线网级列车监控系统NATS设置于线网中心云平台中，用于收集线路ATS数据进行分析，并提供线网级运营管理功能；同时所述NATS具有行车指挥、运营指标分析、全自动编图、线网和线路协同指挥、运输组织和辅助决策功能。与现有技术相比，本发明具有针对大型城市进行全路网的信息显示，以便线网中心对于城市进行整体运营指挥和调度等优点。

技术研发人员：张昱敏,刘荣峰,梁宇,刘德伟
受保护的技术使用者：卡斯柯信号有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16