插件式智能板卡以及对应的运维方法和智能运维系统与流程

1.本技术涉及轨道交通安全技术领域，尤其涉及一种插件式智能板卡以及对应的运维方法和智能运维系统。


背景技术：

2.随着城市轨道交通行业的高速发展，轨道交通装备设计、生产单位在机电设备的可靠性、可维护性方面做了大量的工作，提出了许多轨道交通设备智能运维相关的技术和方法，用于对车辆运行数据连续的采集、处理、远程传输、数据分析和持续的优化。
3.现有技术中，城市轨道交通设备的各系统中都具有记录运行数据的功能，但是轨道交通设备所采集的数据多为离线采集，由于多种因素限制，往往无法做法数据在线的实时采集，且现阶段轨道交通设备采集的数据精度和数据可靠性较低，不可以用于实现智能运维功能的数据分析。


技术实现要素：

4.本技术提供一种插件式智能板卡以及对应的运维方法和智能运维系统，可以采集到轨道交通车辆系统中至少一个轨道交通设备的数据，并对采集到的数据进行处理，得到故障诊断结果，提高数据的采集精度和可靠性。
5.第一方面，本技术提供一种插件式智能板卡，所述插件式智能板卡用于安装在控制机箱上，所述插件式智能板卡包括：插件基座，所述插件基座上设置有多个通信接口，用于与所述控制机箱插件式连接，以实现数据采集模块与所述控制机箱的通信；
6.数据采集模块，所述数据采集模块用于从所述控制机箱中采集多个轨道交通设备的数据；
7.数据分析模块，所述数据分析模块与所述数据采集模块连接，所述数据分析模块用于对采集到的数据进行预处理并提取特征数据，以内置的数据模型，基于所述特征数据对轨道交通设备进行故障诊断。
8.可选的，所述数据分析模块，具体用于：
9.获取所述数据采集模块采集到的多个轨道交通设备的数据，并基于内置的数据模型，对所述数据进行预处理；
10.针对每一个轨道交通设备，提取所述轨道交通设备对应的经过预处理的数据中的特征数据，并基于所述特征数据确定所述轨道交通设备是否出现故障；
11.若确定所述轨道交通设备出现故障，则对所述故障进行故障诊断，得到故障诊断结果。
12.可选的，所述数据分析模块基于所述特征数据确定所述轨道交通设备是否出现故障，具体包括：
13.对所述多个轨道交通设备对应的特征数据按照工况类型进行分类；
14.基于相同工况下所述多个轨道交通设备对应的特征数据中存在的异常数据确定
轨道交通设备是否出现故障。
15.可选的，所述插件式智能板卡还包括：控制器，所述控制器，用于：
16.获取用户输入的第一指令，并向所述数据采集模块发送所述第一指令，所述第一指令用于控制所述数据采集模块采集多个轨道交通设备的数据；
17.获取用户输入的第二指令，并向所述数据分析模块发送所述第二指令，所述第二指令用于控制所述数据分析模块对采集到的数据进行预处理并提取特征数据，以基于所述特征数据进行故障诊断。
18.可选的，所述插件式智能板卡还包括：通信模块，所述通信模块与所述数据分析模块连接，用于将所述数据分析模块得到的故障诊断结果传输至终端设备，以供用户进行查看；
19.所述通信模块还与所述控制器连接，用于接收所述控制器获取到的用户发送的第三指令，所述第三指令用于控制所述通信模块向终端设备传输故障诊断结果。
20.可选的，所述插件式智能板卡还包括：电源管理模块，通过所述插件式智能板卡的背板接口与电源连接；
21.所述数据采集模块、所述数据分析模块、所述控制器和所述通信模块通过所述电源管理模块与所述电源连接，所述电源管理模块用于在所述电源供电电压满足预设条件时，断开所述数据采集模块、所述数据分析模块、所述控制器、所述通信模块与所述电源的连接。
22.可选的，所述控制机箱包括外部通信模块，所述外部通信模块与其他控制机箱对应的外部通信模块进行数据通信；所述数据采集模块，具体用于：
23.采集所述控制机箱控制的轨道交通设备对应的数据，并通过所述控制机箱中的外部通信模块，获取其他控制机箱控制的轨道交通设备对应的数据。
24.可选的，所述插件式智能板卡还包括：固态硬盘，通过预设线路分别与所述数据采集模块和所述数据分析模块连接，用于基于时间序列分批次地存储所述数据采集模块和所述数据分析模块中得到的数据，并对每批次的数据按照轨道交通设备以及工况类型进行分类处理。
25.第二方面，本技术还提供一种插件式智能板卡运维方法，所述方法应用于插件式智能板卡，所述插件式智能板卡用于安装在控制机箱上，所述插件式智能板卡包括插件基座、数据采集模块和数据分析模块；所述方法包括：
26.所述数据采集模块通过所述插件基座设置的多个通信接口与建立插件式连接的所述控制机箱实现通信；
27.所述数据采集模块采集多个轨道交通设备的数据；
28.所述数据分析模块对采集到的数据进行预处理并提取特征数据，并以内置的数据模型，基于所述特征数据对轨道交通设备进行故障诊断。
29.第三方面，本技术还提供一种智能运维系统，包括：如第一方面中任一项所述的插件式智能板卡和控制机箱；
30.所述控制机箱用于与数据采集模块进行通信。
31.可选的，所述智能运维系统还包括：外部通信模块，所述外部通信模块与其他控制机箱对应的外部通信模块进行数据通信，以使所述数据采集模块采集多个轨道交通设备对
应的数据。
32.可选的，所述控制机箱包括多个卡槽，分别用于安装不同的插件式智能板卡。
33.综上所述，本技术提供一种插件式智能板卡以及对应的运维方法和智能运维系统，插件式智能板卡可以安装在控制机箱上，插件式智能板卡包括：插件基座，插件基座上设置有多个通信接口，用于与控制机箱插件式连接，以实现数据采集模块与所述控制机箱的通信；进一步的，数据采集模块可以从控制机箱中采集多个轨道交通设备的数据；并将数据发送到数据分析模块进行处理，数据分析模块与数据采集模块连接，进一步的，数据分析模块对采集到的数据进行预处理并提取特征数据，以内置的数据模型，基于特征数据对轨道交通设备进行故障诊断。这样，可以采集到轨道交通车辆系统中多个轨道交通设备的数据，提高采集精度和数据可靠性，并对采集到的数据进行处理，得到故障诊断结果，以便用户掌握轨道交通设备的健康状态，进而可以安排维修。
附图说明
34.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
35.图1为本技术实施例提供的一种应用场景示意图；
36.图2为本技术实施例提供的插件式智能板卡的结构示意图；
37.图3为本技术实施例提供的包含控制器的插件式智能板卡的结构示意图；
38.图4为本技术实施例提供的一种包含通讯模块的插件式智能板卡的结构示意图；
39.图5为本技术实施例提供的一种包含电源管理模块的插件式智能板卡的结构示意图；
40.图6为本技术实施例提供的一种包含固态硬盘的插件式智能板卡的结构示意图；
41.图7为本技术实施例提供的一种插件式智能板卡工作的流程示意图；
42.图8为本技术实施例提供的一种智能运维系统的结构示意图；
43.图9为本技术实施例提供的一种插件式智能板卡与对应卡槽的结构示意图。
44.通过上述附图，已示出本技术明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本技术构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本技术的概念。
具体实施方式
45.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
46.为了便于清楚描述本技术实施例的技术方案，在本技术的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一设备和第二设备仅仅是为了区分不同的设备，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
47.需要说明的是，本技术中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本技术中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
48.本技术中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b的情况，其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b，或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a-b，a-c，b-c，或a-b-c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
49.下面结合附图对本技术实施例进行介绍。图1为本技术实施例提供的一种应用场景示意图，本技术提供的插件式智能板卡可以应用于如图1所示的应用场景中。该应用场景包括：第一地铁车辆101、第二地铁车辆102、控制机箱(控制单元)103和插件式智能板卡104；其中，插件式智能板卡104具备智能运维相关数据采集功能，同时具备设备状态集群对比分析功能，可根据需要在控制机箱103上进行扩展或拆卸，控制机箱103用于控制城市轨道交通设备的运行，所述城市轨道交通设备包括至少一个地铁车辆，本技术实施例对轨道交通设备对应数量不作具体限定。
50.具体的，控制机箱103可以控制第一地铁车辆101和第二地铁车辆102工作，进一步的，与控制机箱103建立通信连接的插件式智能板卡104可以实时收集第一地铁车辆101、第二地铁车辆102对应的各种运行数据，并对收集到的各种运行数据进行处理，得到处理结果并将处理结果接入列车专用云计算平台，为大数据分析提供数据来源，或发送到用户的终端设备上，供用户进行查看。
51.现有技术中，由于不同行业不同设备的数据分析计算需求不同，因此开发了针对某些特定行业的边缘计算设备，但现有产品无法应用于城市轨道交通车辆的智能运维上。
52.具体的，城市轨道交通设备的各系统中都具有记录运行数据的功能，但是轨道交通设备所采集的数据多为离线采集，由于多种因素限制，往往无法做法数据在线的实时采集，且现阶段轨道交通设备采集的数据精度和数据可靠性较低，不可以用于实现智能运维功能的数据分析。
53.需要说明的是，智能运维对轨道交通设备运行数据的精度、可靠度都有一定要求，这是现阶段轨道交通各系统所不具备的，往往由于数据精度不够、数据可靠性不够而无法支持能用以实现智能运维功能的数据分析，且现阶段轨道交通设备的智能运维不但要对单一设备进行数据采集、分析和处理，也需要对相似工况下的其他设备进行分析和比较，这样可以迅速定位出设备集群中的差异性以及哪一个轨道交通设备处于异常的运行状态，从而为设备智能运维策略提供依据。
54.针对上述问题，本技术提供一种插件式智能板卡，应用于轨道交通智能运维系统，所述插件式智能板卡可拆卸，且具备智能运维相关数据采集功能以及对轨道交通设备状态集群对比分析功能，可根据场景需要在控制单元进行扩展或拆卸，其中，轨道交通设备状态集群为多个轨道交通设备构成的集群，这样，可以根据轨道交通智能运维系统的要求，对插件式智能板卡进行拆卸和安装，不会影响控制单元的性能，通过针对性的对智能运维数据
进行高精度采集，提高数据可靠性，用于实现智能运维功能的数据分析。
55.示例性的，图2为本技术实施例提供的插件式智能板卡的结构示意图；如图2所示，所述插件式智能板卡104安装在控制机箱上(图中未示出)，所述插件式智能板104卡包括：插件基座201，所述插件基座201上设置有多个通信接口202，用于与所述控制机箱插件式连接，以实现数据采集模块203与所述控制机箱的通信；
56.数据采集模块203，所述数据采集模块203用于从所述控制机箱中采集多个轨道交通设备的数据；
57.数据分析模块204，所述数据分析模块204与所述数据采集模块203连接，所述数据分析模块204用于对采集到的数据进行预处理并提取特征数据，以内置的数据模型，基于所述特征数据对轨道交通设备进行故障诊断。
58.其中，通信接口是指插件式智能板卡和控制机箱之间的接口。如：rs232接口，所述rs232接口就是串口，所述通信接口通过标准的连接器接口与控制机箱的背板进行通信，进而数据采集模块可以采集相关数据，用于数据分析模块对数据进行处理、分析。
59.本技术实施例中，轨道交通设备主要是指带有牵引动力装置的车辆，分为有受电弓的动车和无受电弓的动车，轨道交通设备还可以指的是由城市轨道交通设施运营、维护所需的各类机电设备构成的城市轨道交通设备，包括信号系统、供电系统、通信系统、自动售检票系统、维修养护设备、电动扶梯、屏蔽门、自动门、车辆空调、中央空调、通风设备、给排水设备、消防喷淋系统、地铁车辆牵引、道岔转辙设备、电源控制系统等。
60.具体的，采集到的多个轨道交通设备可以是同一种类型的多种不同设备，也可以是不同类型的多个设备，本技术实施例对轨道交通设备对应的种类和数量不作具体限定。
61.数据分析模块用于实现对数据的预处理、特征提取、故障预报、故障诊断等功能，可选的，所述数据分析模块可以为数字信号处理器(英文：digital signal processor，dsp)，所述dsp是由大规模或超大规模集成电路芯片组成的用来完成数字信号处理任务的处理器，用于基于程序代码实现对连续模拟信号进行测量或滤波。
62.其中，数据分析模块在对采集到的数据进行预处理并提取特征数据后，可以基于内置的数据模型利用特征数据对轨道交通设备进行故障诊断，所述数据模型为提前设定好的网络模型，用于对数据进行处理并得到处理结果，本技术实施例对数据模型不作具体限定，其可以参考现有技术中对数据处理得到故障诊断结果的任意模型。
63.示例性的，插件式智能板卡在使用时，将插件式智能板卡插入控制机箱，该插件式智能板卡随着控制机箱启动，当每一模块均上电以后，首先进行自检和初始化，进一步的，数据采集模块按照配置参数要求对相关数据进行同步采集，dsp对原始数据进行初步滤波等处理后，再对滤波后的数据进行分析和处理，包括特征提取、故障预报、故障诊断等。
64.需要说明的是，本技术实施例对数据采集模块和数据分析模块对应的实体装置不作具体限定，以上仅是示例说明。
65.因此，本技术提供一种插件式智能板卡，可以安装在控制机箱上，插件式智能板卡包括：插件基座，插件基座上设置有多个通信接口，用于与控制机箱插件式连接，以实现数据采集模块与控制机箱的通信；进一步的，数据采集模块可以从控制机箱中采集多个轨道交通设备的数据；并将数据发送到数据分析模块进行处理，数据分析模块与数据采集模块连接，进一步的，数据分析模块对采集到的数据进行预处理并提取特征数据，以基于特征数
据对轨道交通设备进行故障诊断。这样，可以采集到轨道交通车辆系统中多个轨道交通设备的数据，提高采集精度和数据可靠性，并对采集到的数据进行处理，得到故障诊断结果，以便用户掌握轨道交通设备的健康状态，进而可以安排维修。
66.可选的，所述数据分析模块，具体用于：
67.获取所述数据采集模块采集到的多个轨道交通设备的数据，并基于内置的数据模型，对所述数据进行预处理；
68.针对每一个轨道交通设备，提取所述轨道交通设备对应的经过预处理的数据中的特征数据，并基于所述特征数据确定所述轨道交通设备是否出现故障；
69.若确定所述轨道交通设备出现故障，则对所述故障进行故障诊断，得到故障诊断结果。
70.本技术实施例中，预处理可以指的是对存在干扰的数据进行滤波，去除特定数据；特征数据可以指的是用于表征目标类数据的一般特征或特性的汇总，如运行数据、电压数据、温度数据等，所述特征数据可以反映轨道交通设备的运行情况以及各个模块之间的工作状态，本技术实施例对特征数据对应的具体类型不作限定。
71.在本步骤中，获取数据采集模块采集到的多个轨道交通设备的数据后，可以针对每个轨道交通设备中的各个装置模块对应的数据进行特征提取，进而基于内置的数据模型，判断同一个轨道交通设备中哪个装置模块发生故障，如提取一辆车的牵引电机对应的特征数电机电流、或蓄电池箱对应的特征数据电压等，来判断牵引电机或蓄电池箱有无发生异常。
72.具体的，判断同一个轨道交通设备中哪个装置模块发生故障，可以通过判断该装置模块对应的特征数据是否满足设定的条件，如特征数据超过预设阈值，则认定该装置模块发生故障，如蓄电池箱输出电压对应的特征数据电压为11000v
±
10v，超过设定的预设阈值120v，则确定轨道交通设备中的蓄电池箱出现故障。
73.在确定轨道交通设备出现故障后，可以对所述故障进行故障诊断，其中，每一轨道交通设备中任意一个装置模块发生的故障均有对应的故障标号，如蓄电池箱电压超过设定的预设阈值，则对应故障标号为01，为电压过大，蓄电池箱电压在预设时间内超过设定的预设阈值的次数大于第一阈值，则对应故障标号为02，为电压不稳定等，每一故障标号均有对应的故障分析，其对应关系可以存储在查找表中供使用时直接调用。
74.需要说明的是，本技术实施例对确定故障的判决条件以及确定故障后进行故障诊断对应的方法不作具体限定，以上仅是示例说明。
75.示例性的，在图1的应用场景下，插件式智能板卡104中数据分析模块可以获取插件式智能板卡104中数据采集模块采集到的第一地铁车辆101和第二地铁车辆102的数据，并对采集到的数据进行预处理；进一步的，分别提取第一地铁车辆101和第二地铁车辆102对应的经过预处理的数据中的至少一个特征数据，并基于至少一个特征数据确定第一地铁车辆101以及第二地铁车辆102是否出现故障；若第一地铁车辆101的自动门无法关闭，则确定第一地铁车辆101出现故障，进一步的，对第一地铁车辆101出现的故障进行故障诊断，其门的控制连杆发生异常，则得到故障诊断结果有异物卡住控制连杆，请及时清理。
76.因此，本技术实施例可以对多个轨道交通设备中的各个模块依次进行分析，判断有无异常，以便用户实时掌握轨道交通设备的健康状态并安排维修，提高轨道交通设备的
使用寿命。
77.可选的，所述数据分析模块基于所述特征数据确定所述轨道交通设备是否出现故障，具体包括：
78.对所述多个轨道交通设备对应的特征数据按照工况类型进行分类；
79.基于相同工况下所述多个轨道交通设备对应的特征数据中存在的异常数据确定轨道交通设备是否出现故障。
80.本技术实施例中，工况类型可以指的是相同类型的轨道交通设备进行类似的工作类型，如两辆同时运行车辆中对应的蓄电池箱。
81.在本步骤中，对多个轨道交通设备对应的特征数据按照工况类型进行分类后，可以对于相似工况下的多个轨道交通设备中的装置模块进行分析和比较，用于迅速定位出设备集群中哪个设备出现异常，即可以通过判断相同工况类型下多个轨道交通设备对应的数据中存在异常数据来确定轨道交通设备是否出现故障，如同时获取两辆车在同一段距离行驶时对应的耗电数据，若某一耗电数据与另一耗电数据差距很大，则确定耗电过大的轨道交通设备中的牵引电机发生故障。
82.具体的，判断不同轨道交通设备中哪个装置模块发生故障，可以通过判断该装置模块对应的特征数据是否在同样的前提条件下差距过大，如特征数据虽然没有超过预设阈值，但是行驶同样的距离，耗电过大，则认定该轨道交通设备中的装置模块发生故障。
83.在确定轨道交通设备出现故障后，可以对所述故障进行故障分析，故障分析的过程跟上述实施例中故障诊断的过程类似，在此不重复赘述。
84.需要说明的是，本技术实施例对确定存在异常数据的判断条件以及确定故障后进行故障分析对应的方法不作具体限定，以上仅是示例说明。
85.因此，本技术实施例可以对于相似工况下的多个轨道交通设备进行分析和比较，进而迅速定位出设备集群中设备出现异常，通过比较分析同一工况下的多个轨道交通设备来定位异常，可以迅速定位出哪一个设备处于异常的运行状态，从而为设备智能运维策略提供依据，提高判断异常的准确性。
86.综上所述，本技术提供的插件式智能板卡，其内置故障预测和故障诊断功能，对应为数据分析和处理算法(数据处理模型)，可以对车辆的实时运行数据和历史运行数据进行分析，进一步的，将得到的车辆对应的健康数据、历史运行信息及维修指导建议通过上层显示设备进行实时显示或推送提醒，以便用户实时掌握车辆系统的健康状态及维修建议，实现车辆智能运维功能。
87.可选的，所述插件式智能板卡还包括：控制器，所述控制器，用于：
88.获取用户输入的第一指令，并向所述数据采集模块发送所述第一指令，所述第一指令用于控制所述数据采集模块采集多个轨道交通设备的数据；
89.获取用户输入的第二指令，并向所述数据分析模块发送所述第二指令，所述第二指令用于控制所述数据分析模块对采集到的数据进行预处理并提取特征数据，以基于所述特征数据进行故障诊断。
90.在本步骤中，第一指令和第二指令可以是用户输入的，进而控制器获取，用于数据采集模块和数据分析模块执行对应的功能操作，如向数据采集模块发送的第一指令用于实现对多个轨道交通设备数据的采集操作、向数据分析模块发送的第二指令用于实现对数据
的预处理、特征提取、故障预报、故障诊断等功能操作等，本技术实施例对每一指令对应具体执行的功能操作不作限定，其向每一模块发送均有对应的需要执行的功能操作。
91.具体的，图3为本技术实施例提供的包含控制器的插件式智能板卡的结构示意图，如图3所示，插件式智能板卡包括数据采集模块203、数据分析模块204和控制器301，其中，所述控制器301的一端与所述数据采集模块203一端连接，所述控制器301的另一端与所述数据分析模块204的一端连接，用于获取用户输入的执行指令，并向所述数据采集模块203和所述数据分析模块204分别发送执行指令，所述执行指令用于执行对应的功能操作。
92.示例性的，在图1的应用场景下，插件式智能板卡104中的控制器可以获取用户输入的第一指令，并向数据采集模块发送第一指令，进一步的，数据采集模块基于第一指令采集第一地铁车辆101和第二地铁车辆102的数据；进一步的，控制器可以获取用户输入的第二指令，并向数据分析模块发送第二指令，数据分析模块在接收到该第二指令后，可以对采集到第一地铁车辆101和第二地铁车辆102的数据进行预处理并提取特征数据，进而基于提取特征数据判断第一地铁车辆101和第二地铁车辆102有无发生故障。
93.需要说明的是，本技术实施例可以每隔预设时间，控制器自动向所述数据分析模块与所述数据采集模块发送执行指令，以控制所述数据分析模块与所述数据采集模块执行对应的功能操作，也可以不基于控制器发送的执行指令，所述数据分析模块与所述数据采集模块在每隔预设周期内自动执行对应的功能操作，即所述数据采集模块从控制机箱中采集多个轨道交通设备的数据，所述数据分析模块对采集到的数据进行预处理并提取特征数据，以基于所述特征数据对轨道交通设备进行故障诊断，本技术实施例对所述数据分析模块与所述数据采集模块如何触发执行对应的功能操作的方式不作具体限定，以及对预设时间和预设周期对应的具体数值不作限定。
94.因此，本技术实施例提供的插件式智能板卡还可以基于人为输入的各个执行指令控制各个模块工作，便于人为随时管理，提高插件式智能板卡处理数据的灵活性。
95.可选的，所述插件式智能板卡还包括：通信模块，所述通信模块与所述数据分析模块连接，用于将所述数据分析模块得到的故障诊断结果传输至终端设备，以供用户进行查看；
96.所述通信模块还与所述控制器连接，用于接收所述控制器获取到的用户发送的第三指令，所述第三指令用于控制所述通信模块向终端设备传输故障诊断结果。
97.在本步骤中，通讯模块包括第四代移动通信技术(the 4th generation mobile communication technology，4g)通讯模块、第五代移动通信技术(the5th generation mobile communication technology，5g)通讯模块、无线局域网(wireless local area network，wlan)通讯模块、以太网通讯模块和通用串行总线(universal serial bus，usb)通讯模块等，每一模块均支持上位机配置软件协议、云平台接入协议以及第三方平台的专用协议，如，4g通讯模块或5g通讯模块内置常用的4g/5g通讯模块通讯协议。其中，通讯模块为可选模块，可以根据用户需求进行配置。
98.其中，通信模块将数据分析模块得到的故障诊断结果传输至终端设备时，可以是无线传输，如基于wlan、4g/5g等通讯方式进行数据传输，也可以是有线传输，如基于以太网或多功能车辆总线(multifunction vehicle bus，mvb)等通讯方式进行数据传输，本技术实施例对此不作具体限定。
99.具体的，通讯模块可以根据场景需要，通过以太网、wlan、4g/5g等通讯方式接入列车专用云计算平台，将处理后的相关数据和其它有用数据传输给上层第三方设备，为大数据分析提供数据来源，其中，部件的健康数据、历史运行信息及智能运维建议也可以通过通讯模块发送到具有显示功能的终端设备上进行实时显示或推送提醒，以便用户实时掌握车辆系统的健康状态，进而可以安排维修。
100.示例性的，图4为本技术实施例提供的一种包含通讯模块的插件式智能板卡的结构示意图，如图4所示，插件式智能板卡包括数据采集模块203、数据分析模块204、控制器301和通讯模块401，其中，通讯模块401与数据分析模块204连接，用于将数据分析模块204得到的故障诊断结果以及原始数据发送至用户的终端设备，或发送至提前接入的云计算平台，为系统的集群大数据分析提供数据支持，通信模块401还与控制器301连接，用于接收控制器301获取到的用户发送的第三指令，所述第三指令用于控制通信模块401将接收数据分析模块204发送的故障诊断结果和原始数据并将接收到的故障诊断结果和原始数据发送基于通讯协议发送出去。
101.因此，本技术提供的插件式智能板卡，还包括通讯模块，可用于数据传输，可以将采集到的数据实时进行传输，也可以根据需要进行安装或拆除，提高处传输的便利性，不需要借助外部的设备将数据传输出去。
102.可选的，所述插件式智能板卡还包括：电源管理模块，通过所述插件式智能板卡的背板接口与电源连接；
103.所述数据采集模块、所述数据分析模块、所述控制器和所述通信模块通过所述电源管理模块与所述电源连接，所述电源管理模块用于在所述电源供电电压满足预设条件时，断开所述数据采集模块、所述数据分析模块、所述控制器、所述通信模块与所述电源的连接。
104.本技术实施例中，预设条件可以指的是提前设定用于判断电源供电电压出现异常对应的条件，包括超过第一预设阈值或低于第二预设阈值，所述预设阈值可以指的是设定的用于判断电压有无出现异常对应的阈值，若电压超过第一预设阈值，说明电压过高，需要切断电源供电，若电压低于第二预设阈值，说明电压过低，也需要切断电源供电，以保持电压供电的稳定性，如该第一预设阈值可以为110v，这样，电源管理模块可以通过插件式智能板卡的通信接口从控制机箱的电源模块接入110v的直流电(direct current，dc)。
105.需要说明的是，本技术实施例对第一预设阈值和第二预设阈值对应的具体数值不作限定，其可以视具体情况而定。
106.示例性的，图5为本技术实施例提供的一种包含电源管理模块的插件式智能板卡的结构示意图，如图5所示，插件式智能板卡包括数据采集模块203、数据分析模块204、控制器301、通讯模块401以及电源管理模块501，其中，数据采集模块203、数据分析模块204、控制器301和通讯模块401的连接方式与图4所述实施例类似，在此不再赘述，数据采集模块203、数据分析模块204、控制器301和通信模块401通过电源管理模块501与电源连接。
107.具体的，电源管理模块501的第一端与数据采集模块203一端连接，用于为数据采集模块203供电，电源管理模块501的第二端与数据分析模块204一端连接，用于为数据分析模块204供电，电源管理模块501的第三端与控制器301一端连接，用于为控制器301供电，电源管理模块501的第四端与通讯模块401一端连接，用于为通讯模块401供电，当电源管理模
块501判断电源供电电压超过第一预设阈值时，会切断电源管理模块501与电源的连接，不使用该电源为数据采集模块203、数据分析模块204、控制器301和通讯模块301供电，以此来保持供电的稳定性，减少对数据采集模块203、数据分析模块204、控制器301和通讯模块401损坏。
108.因此，本技术实施例提供的插件式智能板卡，还包括电源管理模块，可以实时监测电源供电的电压，当电压满足预设条件时，及时的切断电源，为插件式智能板卡运作提供稳定的电压环境，提高插件式智能板卡运行的稳定性。
109.可选的，所述控制机箱包括外部通信模块，所述外部通信模块与其他控制机箱对应的外部通信模块进行数据通信；所述数据采集模块，具体用于：
110.采集所述控制机箱控制的轨道交通设备对应的数据，并通过所述控制机箱中的外部通信模块，获取其他控制机箱控制的轨道交通设备对应的数据。
111.在本步骤中，数据采集模块还可以与外部通信模块建立通信连接，每一控制机箱均包括外部通信模块，外部通信模块之间可以实现通信，以此获取到外部多个轨道交通设备对应的数据，具体的，可以采集到本地控制机箱控制的轨道交通设备对应的数据，还可以获取到其他控制机箱控制的轨道交通设备对应的数据，使得可以基于外部多个轨道交通设备对应的数据与本地轨道交通设备对应的数据进行分析和比较，判断出哪一个轨道交通设备发生异常。
112.具体的，数据采集模块获取的为任意一个轨道交通设备中各个模块装置对应的数据，如牵引电机、蓄电池箱、自动门控制杆等，本技术对模块装置的种类不作具体限定。
113.需要说明的是，外部通信模块可以部署在控制机箱中，也可以和控制机箱分开单独部署，本技术实施例对此不作具体限定。
114.因此，本技术提供的插件式智能板卡，还可以采集外部的其他设备的数据进行分析和比较，提高采集数据的数据量以及采集精度，使得获取的数据的可靠性大大提高。
115.可选的，所述插件式智能板卡还包括：固态硬盘，通过预设线路分别与所述数据采集模块和所述数据分析模块连接，用于基于时间序列分批次地存储所述数据采集模块和所述数据分析模块中得到的数据，并对每批次的数据按照轨道交通设备以及工况类型进行分类处理。
116.在本步骤中，轨道交通设备按照配置参数要求对相关数据进行同步采集，每一轨道交通设备在不同时刻对应不同的运行数据，故本技术对采集到的数据按照时间的先后顺序分批次地存储数据采集模块和数据分析模块中得到的数据，由于存在至少一个轨道交通设备，为了便于区分以及对相同工况下的至少一个轨道交通设备对应的数据进行分析，本技术还基于轨道交通设备以及轨道交通设备对应的工况类型进行分类存储，便于在使用时直接调用。
117.示例性的，图6为本技术实施例提供的一种包含固态硬盘的插件式智能板卡的结构示意图，如图6所示，插件式智能板卡包括数据采集模块203、数据分析模块204、控制器301和固态硬盘601，其中，固态硬盘601的第一端与数据采集模块203一端连接，用于收集数据采集模块203对应的数据，固态硬盘601的第二端与数据分析模块204一端连接，用于收集数据分析模块204对应的数据，固态硬盘601的第三端与控制器301一端连接，用于接收控制器301发送的执行指令，并基于所述执行指令收集数据采集模块203和数据分析模块204对
应的数据。
118.需要说明的是，固态硬盘601还可以自动收集数据采集模块203和数据分析模块204对应的数据，本技术实施例对此不作具体限定。
119.因此，本技术实施例提供的插件式智能板卡，还包括固态硬盘，可以对相关数据进行可靠地储存，存储数据多，且是基于时间序列和工况类型分类性的存储，数据不会冗余，便于用户查询。
120.需要说明的是，插件式智能板卡包括电路板，所述电路板用于印制预设线路；上述实施例中提到的数据采集模块、数据分析模块、控制器、通信模块、电源管理模块以及固态硬盘均设置在电路板上，基于预设线路进行连接，本技术实施例对数据采集模块、数据分析模块、控制器、通信模块、电源管理模块以及固态硬盘的设置位置以及基于预设线路进行连接的方式不作具体限定，以上实施例仅是示例说明。
121.结合上述实施例，本技术实施例还提供了一种插件式智能板卡运维方法，所述方法应用于插件式智能板卡，所述插件式智能板卡用于安装在控制机箱上，所述插件式智能板卡包括插件基座、数据采集模块和数据分析模块；所述方法包括：
122.所述数据采集模块通过所述插件基座设置的多个通信接口与建立插件式连接的所述控制机箱实现通信；
123.所述数据采集模块采集至少一个轨道交通设备的数据；
124.所述数据分析模块对采集到的数据进行预处理并提取特征数据，并以内置的数据模型，基于所述特征数据对轨道交通设备进行故障诊断。
125.本技术实施例提供的插件式智能板卡运维方法对应的有益效果可以参照上述实施例的描述，在此不再赘述。
126.示例性的，图7为本技术实施例提供的一种插件式智能板卡工作的流程示意图，如图7所示，插件式智能板卡工作的流程包括如下步骤：
127.步骤a：电源管理模块给基板(插件式智能板卡)上所有的模块提供电源及保护作用，电源通过电源管理模块为各个模块上电，进一步的，主处理器模块(控制器)为基板底层应用系统，控制各个模块运行。
128.步骤b：主处理器模块向数据采集模块发送执行指令，用于采集外部数据，并进行初步处理，进一步的，主处理器模块向大容量存储模块(固态硬盘)发送执行指令，用于存储数据采集模块采集的数据。
129.步骤c：主处理器模块向数据分析模块发送执行指令，所述数据分析模块基于执行指令从大容量存储模块获取到采集的数据，并使用内置的模型进行数据处理分析，并输出结论，主处理器模块向大容量存储模块发送执行指令，用于存储数据分析模块得到的数据分析结果。
130.步骤d：主处理器模块向通信模块发送执行指令，用于板卡与外部的数据交换，实现与第三方设备的通信。
131.本技术实施例还提供了一种智能运维系统，包括：插件式智能板卡和控制机箱；
132.所述控制机箱用于与数据采集模块进行通信。
133.需要说明的是，所述控制机箱上设置有电源，所述电源用于为所述插件式智能板卡供电；控制机箱内还有其他实体装置，具体可参照现有技术中对轨道交通车辆系统中控
制单元的描述，本技术实施例对此不作具体限定。
134.因此，本技术实施例还提供了一种智能运维系统，通过在智能运维系统加入插件式智能板卡，可以对轨道交通车辆系统智能运维做有针对性的数据采集、分析，进而进行数据发掘应用，以便用户实时掌握智能运维系统的健康状态并安排维修，进而提高系统的运行寿命、降低无故障停机的发生。
135.可选的，所述智能运维系统还包括：外部通信模块，所述外部通信模块与其他控制机箱对应的外部通信模块进行数据通信，以使所述数据采集模块采集多个轨道交通设备对应的数据。
136.示例性的，图8为本技术实施例提供的一种智能运维系统的结构示意图，如图8所示，所述智能运维系统包括插件式智能板卡104，控制机箱103和外部通信模块802(位置仅是示例)，其中，外部通信模块802可以与其他控制机箱对应的外部通信模块进行数据通信，插件式智能板卡104上设置有多个模块，控制机箱103上设置有电源801(位置仅是示例)，用于为插件式智能板卡104供电；外部通信模块802用于与外部多个轨道交通设备进行通信。
137.因此，本技术可以通过外部通信模块实现数据通信，以此获取到大量的轨道交通设备对应的数据，进而提高数据采集并分析的准确率。
138.可选的，所述控制机箱包括多个卡槽，分别用于安装不同的插件式智能板卡。
139.示例性的，图9为本技术实施例提供的一种插件式智能板卡与对应卡槽的结构示意图，如图9所示，插件式智能板卡104的数量为至少一个，每个插件式智能板卡104上有多个通信接口，相应的，控制机箱上有对应的卡槽901，用于安装插件式智能板卡104，以控制机箱有4个卡槽为例，如第一卡槽9011、第二卡槽9012、第三卡槽9013和第四卡槽9014，其中，卡槽的数量大于或等于插件式智能板卡的数量，本技术实施例对卡槽以及插件式智能板卡数量不做具体限定，其视具体情况而定。
140.因此，本技术提供的智能运维系统还具有板卡的可扩展性，可以根据需要在现有控制单元上进行扩展功能，即根据需要进行安装扩展或拆卸板卡，不需要单独设计一个装置，从而为老系统升级提供硬件依据，提高灵活性。
141.上述终端设备可以是无线终端也可以是有线终端。无线终端可以是指向用户提供语音和/或其他业务数据连通性的设备，具有无线连接功能的手持式设备、或连接到无线调制解调器的其他处理设备。无线终端可以经无线接入网(radio access network，简称ran)与一个或多个核心网设备进行通信，无线终端可以是移动终端，如移动电话(或称为“蜂窝”电话)和具有移动终端的计算机，例如，可以是便携式、袖珍式、手持式、计算机内置的或者车载的移动装置，它们与无线接入网交换语言和/或数据。再例如，无线终端还可以是个人通信业务(personal communication service，简称pcs)电话、无绳电话、会话发起协议(session initiation protocol，简称sip)话机、无线本地环路(wireless local loop，简称wll)站、个人数字助理(personal digital assistant，简称pda)等设备。无线终端也可以称为系统、订户单元(subscriber unit)、订户站(subscriber station)，移动站(mobile station)、移动台(mobile)、远程站(remote station)、远程终端(remote terminal)、接入终端(access terminal)、用户终端(user terminal)、用户代理(user agent)、用户设备(user device or user equipment)，在此不作限定。可选的，上述终端设备还可以是智能手表、平板电脑等设备。
142.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的插件式智能板卡和运维方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的插件式智能板卡实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，插件式智能板卡或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
143.作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案。
144.另外，在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个单元中。上述模块成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现，本技术实施例对此不作限定。
145.以上所述，仅为本技术实施例的具体实施方式，但本技术实施例的保护范围并不局限于此，任何在本技术实施例揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本技术实施例的保护范围之内。因此，本技术实施例的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。