一种动车组司机操控信息分析的方法及其系统与流程

本发明属于司机操作监测分析应用领域，具体地说是一种为了考察和规范司机操作的一套方法及其系统。

背景技术：

随着高速铁路的开通运行，动车越来越多地承担了运输旅客的任务，动车运行的安全显得尤为重要，而动车司机实行的是单班单司机值乘制度，所以对动车司机的要求也越来越严格，但却缺少对动车司机的监测分析手段,急需建立一套动车组司机操控分析系统(简称EOAS)。

司机操作是否规范直接关系着广大旅客的人身安全，机车司机有LKJ分析系统，可以分析司机操作是否规范，但LKJ分析系统无法适用于高铁。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种动车司机操控信息采集和分析的方法及其系统，利用ATP、WTD、CIR和音视频等数据，通过现有的GPRS/GSM-R无线通信网络，建立一套司机操控信息中的主要数据实时分析、详细数据退勤分析的系统，规范司机操作行为，为指导司机安全行车提供指导，保障行车安全。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种动车组司机操控信息分析系统方法，包括以下步骤：

①、在列车上安装车载设备，车载设备包括EOAS车载主机(以下简称EOAS主机)、拾音器、摄像头及数据转储装置(以下简称转储装置)等设备；EOAS车载主机采集ATP、WTD、CIR等设备数据(以下简称司机操控数据)；在司机室安装拾音器、摄像头设备，进行司机室音视频数据的采集；在司机室安装转储装置，把采集到的设备数据和音视频数据发送至转储装置进行保存，实现车载设备信息和司机室音视频信息的采集。

②、动车上车载采集的ATP、WTD、CIR等设备各路信息，通过EOAS主机系统时间对各路数据进行同步。

③、车载采集音视频多媒体数据和设备采集数据，通过在音视频多媒体数据中加入EOAS车载主机系统时间方式实现音视频数据和设备数据的同步。

④、车载数据通过在司机室安装转储装置、司机配置转储卡的方式实现各路数据的存储；转储卡支持热插拔，司机上车插卡，下车拔卡，司机到机务段派班室把数据从转储卡上传至服务器的方式实现数据共享分析；为保证数据的正确性及安全性，转储卡接口为专用接口，采用分区存储模式，每路数据存储于一个单独分区中；使用专用读卡设备进行读、写、维护等操作，支持循环覆盖存储。

⑤、车载采集数据，其中ATP、WTD、CIR等设备数据上传至路局数据中心服务器，音视频数据通过在派班 室部署音视频工作站的方式实现音视频大数据的存储；同时为了综合分析司机操控数据和音视频数据，在上传至路局数据中心的操控记录中标记转储派班室工作站标志的方式，实现操控数据和音视频数据的关联分析。

⑥、通过GPRS/GSM-R无线通信网络实现对车载ATP、WTD、CIR等设备重要数据(以下简称重要数据)的实时发送，发送至总公司地面服务器，总公司地面服务器再派发至铁路局数据中心实时接收服务器，路局客户端连接路局服务器对重要数据进行实时分析。

⑦、通过在EOAS主机中安装安全存储模块，实现在火灾、物体撞击、水淹等极端条件下对车载ATP、WTD、CIR等设备重要数据的安全存储，为事故调查提供依据。

步骤①中的ATP信息通过车载DMS设备获取；WTD数据通过车载WTD设备获取；CIR数据通过车载CIR设备获取；音频数据通过在司机室操作台安装拾音器的方式获取，视频数据通过在司机室顶部安装摄像头的方式获取，音视频数据转储后，通过EOAS主机系统时间对音频数据和视频数据进行同步糅合，然后同步播放。

步骤③中，通过给各路数据打上EOAS主机系统时间戳的方式进行数据的同步。

步骤④中，通过网线或通信电缆线把同步后的各路数据实时发送至司机室转储装置，司机上车时把转储卡插入转储装置中，实时发送到转储装置的数据保存至转储卡中；司机值乘完毕后，直接拔出转储卡，把转储卡插入派班室退勤终端进行转储数据的上传。

步骤⑤中，通过在路局数据中心服务器上，配置该路局管辖的所有派班室音视频工作站IP地址信息的方式，实现数据中心服务器上的司机操控信息数据与音视频数据的对应；操控信息记录中有该记录上传的派班室的标志，通过该标志可以获取派班室IP地址信息，音视频工作站下载音视频数据进行关联播放。

步骤⑥中，车载采集的重要司机操控数据，通过GPRS/GSM-R无线网络实时发送至铁路总公司数据服务器，总公司数据服务器再下发至铁路局数据服务器，实时数据分析终端通过连接路局服务器进行重要数据的实时分析。

步骤⑦中，EOAS主机把采集到的重要数据发送至安全存储模块进行保存，同时安全存储模块检查自身存储容量，当容量快用完时，自动删除最早历史数据。

所述EOAS主机采集来自DMS、WTD和CIR设备的司机操作和行车状态数据，拾音器采集司机室、特别是司机和司机室内设备的声音，摄像头采集司机室内整体影像；其中EOAS主机分别与DMS设备、CIR设备、DTAG设备、转储装置设备通过专用接口进行通信连接，EOAS主机、拾音器和摄像头通过专用线缆连接至转储装置，通过转储装置保存至转储卡中。

地面设备包括总公司数据中心设备、路局数据中心设备和机务段派班室设备三部分；其中总公司 数据中心服务器包括数据上传服务器、数据下载服务器、数据库服务器、GPRS/GSM-R接收服务器，实时数据应用处理分析服务器、实时数据分发服务器、存储设备、维护工作站、用户终端和网络设备；路局数据中心服务器包括上传服务器、下载服务器、数据库服务器、实时数据应用服务器以及存储和网络设备；派班室设备包括音视频工作站、存储设备及网络设备。

所述实时数据通过GPRS/GSM-R无线网络实时发送至铁路总公司数据中心服务器，总公司服务器通过铁路内部网派发至路局数据中心服务器上，然后路局各数据分析终端通过铁路内部网连接路局数据中心服务器进行查看分析实时交路数据。

所属车载设备和地面设备使用的无线网络是GPRS移动网络和GSM-R铁路专用网络，在有GSM-R的区段使用GSM-R网络，没有GSM-R网络的区段使用GPRS移动网络。通信单元为GPRS或GSM-R无线传输模块。

所述转储数据通过派班室转储终端上传至派班室工作站和路局数据中心服务器，数据分析终端连接数据中心服务器和机务段派班室进行数据下载分析；同时，路局数据中心服务器将转储数据中的交路数据上传至总公司服务器进行存储，总公司用户连接总公司服务器查看分析转储交路数据。

所述的车载设备与地面设备的数据通信，一种对车载设备采集重要数据通过GPRS移动网络或GSM-R铁路专用网络实时传输总公司数据中心服务器；另一种通过转储装置插接转储卡方式，由人工将转储卡将车载采集所有数据通过数据转储终端进行数据上传。

所述总公司GPRS/GSM-R接收服务器接收来自列车的重要数据，将该重要数据转发给实时数据应用处理分析服务器，经处理后通过数据库服务器进行存储，同时实时数据应用处理分析服务器将数据发送给实时数据分发服务器，通过数据分发给路局实时数据应用服务器。总公司终端设备通过总公司数据下载服务器进行数据调用、分析；铁路局终端设备及机务段终端设备通过铁路局下载服务器进行数据调用、分析。

采用上述技术方案的本发明，它具有以下优点：

(1)在车载部署EOAS主机，为各路数据标记自己的时间戳，便于地面同步分析，减少车载设计复杂性。

(2)通过在地面派班室部署音视频工作站的方式，让负载分散到各个派班室音视频工作站上，减少了路局数据中心服务器的负载。

(3)通过在交路记录中标记派班室音视频工作站的ID的方式，连接交路记录和音视频文件，方便数据关联检索。

(4)重要数据通过GPRS/GSM-R无线网络实时发送至地面，详细数据通过转储方式存储到地面，兼顾重要数据分析和详细数据分析。

附图说明

图1为本发明的整体结构框图。

图2为本发明的实时数据下发图。

图3为本发明的转储数据上传图。

具体实施方式

一种动车组司机操控信息分析系统方法，包括以下步骤：

①、在列车上安装车载设备，车载设备包括EOAS主机、拾音器、摄像头及转储装置等设备。其中EOAS主机通过不同接口采集ATP、WTD、CIR等设备发送数据；在司机室安装拾音器、摄像头设备，进行司机室音视频数据的采集；在司机室安装转储装置，把采集到的ATP、WTD、CIR等设备数据和音视频数据发送至转储装置进行保存，从而实现车载设备信息和司机室音视频信息的采集。

在动车上EOAS主机采集的ATP、WTD、CIR等设备各路信息，通过EOAS主机系统时间对各路数据进行同步，具体通过给各路数据打上EOAS主机系统时间戳的方式进行数据的同步，从而保证存储各路信息数据时间的一致性。

车载采集音、视频多媒体数据和设备采集数据，通过在音视频多媒体数据中加入EOAS主机系统时间方式，实现音视频数据和设备数据的同步。

车载数据通过在司机室安装转储装置、司机配置转储卡的方式实现各路数据的存储，转储卡支持热插拔，司机上车插卡，下车拔卡，司机到机务段派班室把数据从转储卡上传至服务器的方式实现数据共享分析；为保证数据的正确性及安全性，转储卡接口为专用接口，采用分区存储模式，每路数据存储于一个单独分区中；使用专用读卡设备进行读、写、维护等操作，支持循环覆盖存储。具体通过网线或相关电缆线把同步后的各路数据实时发送至司机室转储装置，司机上车时把转储卡插入转储装置中，实时发送到转储装置的数据保存至转储卡中；司机值乘完后，直接拔出转储卡，把转储卡插入派班室退勤终端进行上传。

车载的采集数据，其中ATP、WTD、CIR等设备数据上传至路局数据中心服务器，音视频数据通过在派班室部署音视频工作站的方式实现音视频大数据的存储；同时为了综合分析司机操控数据和音视频数据，在上传至路局数据中心的操控记录中标记转储派班室工作站标志的方式，实现操控数据和音视频数据的关联分析。具体实现，通过在路局数据中心服务器上配置该路局管辖的所有派班室音视频工作站IP地址信息的方式，实现数据中心服务器上的司机操控信息数据与音视频数据的对应；操控信息记录中记录上传的派班室的标志，通过该标志可以获取派班室IP地址信息，从该音视频工作站下载音视频进行关联播放。

通过GPRS/GSM-R无线通信网络实现对车载ATP、WTD、CIR等设备重要数据的实时发送，发送至总公司地面服务器，总公司地面服务器再下发至铁路局数据中心实时接收服务器，路局客户端连接路局服务器对车载ATP、WTD、CIR等设备重要数据进行实时分析，如图2所示。

通过在EOAS主机中安装安全存储模块，EOAS主机把采集到的重要数据发送至安全存储模块进行保存，实现在火灾、事故碰撞、水淹等极端条件下对车载ATP、WTD、CIR等设备重要数据的安全存储，为事故调查提供依据；同时安全存储模块检查自身存储容量，当容量快用完时，采取自动删除最早历史数据的方式，保证新数据的正常存储。

ATP信息采集通过车载DMS设备获取；WTD数据通过车载WTD设备获取；CIR数据通过车载CIR设备获取；音频数据通过在司机室操作台安装拾音器的方式获取，视频通过在司机室顶部安装摄像头的方式获取，音视频数据转储后，通过EOAS主机系统时间对音频数据和视频数据进行同步糅合，然后同步播放。

所述动车组司机操控信息分析系统，如图1所示，包括位于动车上车载设备及地面的铁路总公司设备、铁路局设备、机务段派班室设备：所述的车载设备采集ATP、WTD、CIR等设备数据，对司机室音视频数据的进行采集，采集到的ATP、WTD、CIR等设备数据和音、视频数据发送至转储装置进行保存；其中采集ATP、WTD、CIR等设备重要数据通过无线网络实时发送至地面铁路总公司服务器，由铁路总公司服务器分发至铁路局服务器；车载存储在转储装置的数据通过转储卡，由人工方式通过机务段数据转储终端上传至铁路局服务器，其中音视频数据存储在音视频工作站存储设备上，路局服务器收到数据转储终端上传数据后，实时上传至总公司数据服务器。

车载设备包括EOAS主机、转储装置、拾音器和摄像头；其中EOAS主机采集来自DMS、WTD和CIR设备的司机操作和行车状态数据，拾音器采集司机室、特别是司机和司机室内设备的声音，摄像头采集司机室内整体影像；其中外部设备(DMS设备、CIR设备、DTAG设备)与EOAS主机通过专用接口进行通信连接,EOAS主机、拾音器和摄像头通过专用线缆连接至转储装置，通过转储装置保存至转储卡中。

地面设备包括总公司数据中心服务器、路局数据中心服务器和机务段派班室设备三部分；其中总公司数据中心服务器包括数据上传服务器、数据下载服务器、数据库服务器、GPRS/GSM-R接收服务器，实时数据应用处理分析服务器、实时数据分发服务器、存储设备和网络设备；路局数据中心服务器包括上传服务器、下载服务器、数据库服务器、实时数据应用服务器以及存储和网络设备；派班室设备包括音视频工作站、存储设备及网络设备。总公司数据中心服务器、路局数据中心服务器和机务段派班室设备之间通过铁路内部网进行通信连接。总公司GPRS/GSM-R接收服务器接收来自列车的发送ATP、WTD、CIR等设备重要数据，并将该总公司终端设备通过总公司数据下载服务器进行数据调用、分析；铁路局终端设备及机务段终端设备通过铁路局下载服务器进行数据调用、分析。

如图2所示，车载实时数据通过车载无线设备(GPRS/GSM-R无线网络)实时发送至铁路总公司无线数据服务器，总公司无线数据服务器将数据转发给实时数据处理服务器，经处理后通过数据库服务器存储在存储设备上，同时将数据发送给实时数据分发服务器，总公司实时数据分发服务器将数据分发给路 局实时数据接收服务器，然后路局各数据分析终端连接路局数据中心服务器，进行查看分析实时交路数据。

如图3所示，司机退勤从车载转储装置转储数据，通过派班室转储终端上传至派班室工作站和路局数据中心服务器，数据分析终端连接数据中心服务器和机务段派班室进行数据下载分析；同时，路局数据中心服务器将转储数据中的交路数据上传至总公司服务器进行存储，总公司用户终端通过连接总公司服务器进行数据调用，查看分析转储交路数据。