专利名称：一种铁路信号监测方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及铁路控制技术领域，更具体地说，涉及一种铁路信号监测方法和系统。
背景技术：
铁路是重要的国家交通运输命脉，铁路信号系统是支持铁路运输的信息控制基础 设备。随着计算机科学和信息采集技术的发展，针对铁路信号系统的监测逐步形成了铁路 信号监测方法和系统。现有的铁路信号监测方法及系统针对的是铁路信号系统的信号机、轨道电路、道 岔转辙设备等的电气特性，以及计算机联锁、列控子系统间的接口状态。发明人发现，现有技术中至少存在以下缺点现有的铁路信号监测系统针对铁路 信号系统分散管理、分散维护，且监测资源重复配置严重。另外，对铁路信号子系统的内部 网络结构状态、模块状态、应用软件状态，以及对子系统间的交互的状态等关键信息缺乏监 测，针对故障的误报漏报现象严重而造成维修效率低下。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种铁路信号监测方法和系统，以实现对铁路信号系统的 集中监测，整合监测资源配置；另外，降低了故障误报漏报率，提高铁路信号系统的维修效率。一种铁路信号监测方法，用于监测铁路信号系统，所述铁路信号系统包括多个铁 路信号子系统，包括采集并汇集所述铁路信号系统设备的电气特性信息和/或所述铁路信号子系统 状态信息；将所述电气特性信息和/或所述铁路信号子系统状态信息转换为预设格式，并与 监测信息处理模型适配，生成监测业务数据；根据所述监测业务数据间的关联进行分析，通过与故障模型和专家知识库耦合得 到监测数据，依据该监测数据作出故障报警、预警和统计分析界面。上述实施方式将铁路信号系统设备的电气特性信息和/或铁路信号子系统状态 信息进行采集、融合，并以统一的标准接口与信息处理模块适配，形成监测数据业务模型， 根据业务数据间的关联关系进行智能分析，通过与故障模型和专家知识库耦合，作出故障 报警、预警和统计分析界面的方法，实现了对铁路信号系统设备的集中监测，克服了铁路信 号系统分散管理、分散维护的局面，建立了集中的维护管理平台，提供了全新的预报警机制 和智能专家诊断技术。由于本实施方式集中化程度高，优化了铁路信号监测系统的资源配 置，在降低了误报漏报率的同时保证了相应的维修效率。 优选地，所述方法还包括按照预设分类定义规则建立监测信息处理模型，存储所 述监测数据，建立监测数据业务模型，并结合所述监测数据业务模型形成监测信息数据库
所述监测信息处理模型为根据预设分类规则组建的标准模型，用于与汇集的各类信息适配，并将经关联耦合及分析后得到的监测数据作为可供后续监测使用参考的数据库。优选地，所述方法还包括显示所述监测数据。显示所述监测数据以便用户对呈现的文字、表格、曲线、报警等表现形式对监测数 据进行查看。优选地，所述方法还包括更新所述监测信息数据库。优选地，所述方法还包括将所述铁路信号监测系统通过串行通信与安全网隔离。所述安全网为与列车行车相关的列控中心、调度集中等，由于本发明的方法需要 组建广域网络，且网络相对开放，为非安全网络，则本实施方式利用串行通信将本铁路信号 监测系统与所述安全网隔离，确保行车安全。优选地，所述铁路信号系统的设备的电气特性信息包括信号机点灯回路电流、轨 道电压、道岔转辙机动作电流、电源屏输入/输出电压/电流信息、外电网质量信息、挤岔告 警信息、关键继电器状态信息。优选地，所述铁路信号子系统状态信息具体包括各个铁路信号子系统间的接口 状态、内部网络状态、模块状态、应用软件运行状态、故障告警信息。本实施方式中对所述铁路信号子系统状态信息克服了现有技术中缺乏对路信号 系统子系统的内部网络结构状态、模块状态、应用软件状态，以及对子系统间的交互的关键 信息缺乏监测的缺点。一种铁路信号监测系统，包括数据采集单元，用于采集所述铁路信号系统设备的电气特性信息和/或所述铁路 信号子系统状态信息；数据汇集单元，用于汇集所述电气特性信息和/或所述铁路信号子系统状态信 息，并转换为预设格式，并与监测信息处理模型适配，生成监测业务数据；数据处理分析单元，用于根据所述监测业务数据间的关联进行分析，通过与故障 模型和专家知识库耦合得到监测数据，依据该监测数据作出故障报警、预警和统计分析界上述实施方式采用了数据采集单元、数据汇集单元、数据处理分析单元的逻辑构 架，实现了对铁路信号系统设备的信息进行集中监测的目的。优选地，所述系统还包括人机交互单元，用于显示所述监测数据，并提供用户输 入接口接收用户指令，更新所述监测信息数据库。优选地，所述系统还包括隔离单元，用于将所述铁路信号监测系统通过串行通信 与安全网隔离。从上述的技术方案可以看出，本发明实施例将铁路信号系统的设备的电气特性信 息和/或铁路信号子系统状态信息进行采集、汇集、转换格式，并将转换格式后的信息与监 测信息处理模块适配，形成监测业务数据，并根据分析与关联耦合后的监测数据，作出故障 报警、预警和统计分析界面，由于该实施方式按照统一转换格式，并与固定形式的信息处理 模块适配，实现了集中对铁路信号系统的设备的监测，克服了现有技术对铁路信号系统分 散管理、分散维护的缺点，提供了全新的预报警机制和智能专家诊断技术。由于本实施方式 集中化程度高，优化了铁路信号监测系统的资源配置，在降低了误报漏报率的同时保证了
4相应的维修效率。另外，所述监测信息处理模型为根据预设分类规则组建的标准模型，用于 与汇集的各类信息适配，并将经关联耦合及分析后得到的监测数据作为可供后续监测使用 参考的数据库，方便了定制模型和更新数据库。本发明还公开了与所述方法对应的系统结 构，所述系统构架合理，集中化程度高，实现了对铁路信号系统设备的信息进行集中监测的 目的。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例公开的一种铁路信号监测方法流程图；图2为本发明又一实施例公开的一种铁路信号监测方法流程图；图3为本发明实施例公开的一种铁路信号监测系统结构示意图；图4为本发明又一实施例公开的一种铁路信号监测系统结构示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。本发明提供一种铁路信号监测方法和系统，以实现对铁路信号系统的集中监测， 整合监测资源配置；另外，降低了故障误报漏报率，提高铁路信号系统的维修效率。图1示出了一种铁路信号监测方法，包括步骤101 采集所述铁路信号系统设备的电气特性信息和/或所述铁路信号子系 统状态信息；所述铁路信号系统的设备的电气特性信息包括信号机点灯回路电流、轨道电压、 道岔转辙机动作电流、电源屏输入/输出电压/电流信息、外电网质量信息、挤岔告警信息、 关键继电器状态信息等；所述铁路信号子系统状态信息具体包括各个铁路信号子系统间的接口状态、内 部网络状态、模块状态、应用软件运行状态和故障告警信息；需要说明的是本实施例中所列举的电气特性信息和/或铁路信号子系统状态信 息并未囊等括所有的信息形式，仅作举例说明，实际应用中并不局限于上述列举的情况。步骤102 汇集所述铁路信号系统设备的电气特性信息和/或所述铁路信号子系 统状态信息，将所述电气特性信息和/或所述铁路信号子系统状态信息转换为预设格式， 并与监测信息处理模型适配，生成监测业务数据；将所述电气特性信息和/或所述监测子系统状态信息为可统一处理的统一预设 格式，方便进一步统一处理；将转换为统一预设格式的电气特性信息和/或监测子系统状态信息与监测信息处理模型适配，确定了监测信息的类型，从而生成监测业务数据。步骤103 根据所述监测业务数据间的关联进行分析，通过与故障模型和专家知 识库耦合得到监测数据；步骤104 依据所述监测数据作出故障报警、预警和统计分析界面。本发明实施例将铁路信号系统的设备的电气特性信息和/或铁路信号子系统状 态信息进行采集、汇集、转换格式，并将转换格式后的信息与监测信息处理模块适配，形成 监测业务数据，并根据分析与关联耦合后的监测数据，作出故障报警、预警和统计分析界 面，由于该实施方式按照统一转换格式，并与固定形式的信息处理模块适配，实现了集中对 铁路信号系统的设备的监测，克服了现有技术对铁路信号系统分散管理、分散维护的缺点， 提供了全新的预报警机制和智能专家诊断技术。由于本实施方式集中化程度高，优化了铁 路信号监测系统的资源配置，在降低了误报漏报率的同时保证了相应的维修效率。图2示出了另一种铁路信号监测方法，包括步骤201 按照预设分类定义规则建立监测信息处理模型，存储所述监测数据，建 立监测数据业务模型，并结合所述监测数据业务模型形成监测信息数据库；所述监测信息处理模型为根据预设分类规则组建的标准模型，用于与汇集的各类 信息适配，并将经关联耦合及分析后得到的监测数据作为可供后续监测使用参考的数据库。步骤202 采集所述铁路信号系统设备的电气特性信息和/或所述铁路信号子系 统状态信息；步骤203 汇集所述铁路信号系统设备的电气特性信息和/或所述铁路信号子系 统状态信息，将所述电气特性信息和/或所述铁路信号子系统状态信息转换为预设格式， 并与监测信息处理模型适配，生成监测业务数据；步骤204 根据所述监测业务数据间的关联进行分析，通过与故障模型和专家知 识库耦合得到监测数据；在实际应用中建立业务模型库，故障模型库，专家知识库等数据库，这些数据库具 体为根据经验值预设的数据库，并可通过新采集的数据进行数据库更新和扩展。步骤205 依据所述监测数据作出故障报警、预警和统计分析界面；步骤206 显示所述监测数据。显示所述监测数据以便用户对呈现的文字、表格、曲线、报警等表现形式对监测数 据进行查看。作为优选，在本实施例中，所述方法还包括将所述铁路信号监测系统通过串行通 信与安全网隔离，所述安全网为与列车行车相关的列控中心、调度集中等，由于本发明的方 法需要组建广域网络，且网络相对开放，为非安全网络，则本实施方式利用串行通信将本铁 路信号监测系统与所述安全网隔离，确保行车安全。图3为一种铁路信号监测系统结构包括数据采集单元301，用于采集所述铁路信号系统设备的电气特性信息和/或所述 铁路信号子系统状态信息；数据汇集单元302，用于汇集所述电气特性信息和/或所述铁路信号子系统状态 信息，并转换为预设格式，并与监测信息处理模型适配，生成监测业务数据；
数据处理分析单元303，用于根据所述监测业务数据间的关联进行分析，通过与故 障模型和专家知识库耦合得到监测数据，依据该监测数据作出故障报警、预警和统计分析 界面。人机交互单元304，用于显示所述监测数据，并提供用户输入接口接收用户指令， 更新所述监测信息数据库。所述人机交互单元通过各种文字、表格、曲线、图形、报警等表现形式输出业务处 理层的结果；并提供用户输入接口，实现实时和历史信息查询、定制模型及扩充完善故障模 型库、专家知识库。在本实施例中，所述人机交互单元是可与所述数据采集单元301、所述数据汇集单 元302、数据处理分析单元303均连接，在每个单元执行功能时，作出相应显示，以使用户直 观观察数据处理过程。隔离单元305，用于将所述铁路信号监测系统通过串行通信与安全网隔离。本实施例采用了数据采集单元、数据汇集单元、数据处理分析单元的逻辑构架，实 现了对铁路信号系统设备的信息进行集中监测的目的。人机交互单元的设置显示所述监测数据，并提供用户输入接口接收用户指令，更 新所述监测信息数据库，隔离单元利用串行通信将本铁路信号监测系统与所述安全网隔 离，确保行车安全。图4示出了又一种铁路信号监测系统结构包括基层车站401、监测中心402和上层管理机构403，其中在基层车站401，设有集中监测采集设备4011、监测通信隔离单元4012、数据存储 单元4013、车站维护台4014，其中所述集中监测采集设备4011，主要对信号机、轨道电路等基础设备的电气特性信 息进行实时采集；所述监测通信隔离单元4012，通过以太网与所述车站维护台4014连接，是车站维 护台4014与控制设备间信息交互的安全隔离设备和通信前置设备；所述数据存储单元4013，用于对各类监测信息进行记录和存储；车站维护台4014用于将所有车站监测数据进行集中汇集，对故障告警进行实时 提示，负责车站维护台4014将监测数据进行挖掘处理，形成数据报表和趋势曲线，根据设 备状态变化趋势及瞬间异常状况，对潜在故障进行预警，通过建立业务模型、故障模型和专 家知识库，挖掘各类故障告警的产生原因、相关联对象和对运输安全造成的影响等级，指导 现场维修管理。需要特别指出的是所述基层车站中的所述集中监测采集设备4011与上一实施 例中的数据采集单元301对应、所述监测通信隔离单元4012与上一实施例中的隔离单元 305对应，所述车站维护台4014集合了所述数据汇集单元302与所述数据处理分析单元 303的功能，所述基层车站是体现本发明思路的应用层；监测中心402 设有通信服务器4021、数据库服务器4022、应用服务器4023、查询 台4024、分析台4025、值班台4026和网管台4027等应用终端，其中所述通信服务器4021，与基层车站建立通信连接；所述数据库服务器4022，用于存储基层车站的监测数据；
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所述应用服务器4023，用于支持各种应用业务的数据流调度和信息路由、时钟校 核和用户管理，为各应用终端提供历史数据查询支持。所述查询台4024，用于对基层车站基础数据的远程查询浏览；所述分析台4025，用于辅助数据分析人员对基层车站实时监测信息和历史数据进 行基于专家智能技术的数据分析；所述值班台4026 用于统一对所辖各站信号系统的故障告警集中提示，根据车站 信号设备运行状况，对所辖各工区的信号值班资源进行合理调度；所述网管台4027 用于对系统各节点的计算机设备进行网络管理、流量分析、通 道质量监测和网络拓扑图形化显示。所述上层管理机构层403 设有应用服务器4031、查询台4032、分析台4033和值 班台4034，其功能与监测中心402相同。需要说明的是，图4中还示出了远程维护终端404，设备生产企业可通过远程拨号 或专线网接入监测中心402，主要辅助基层站段进行故障的远程处理、设备的远程维护、各 类数据库的远程维护、并指导现场维修，同时对基层站段的故障告警进行实时监视，实时掌 握在线设备运行状态。需要说明的是本实施例作为本发明的一种具体实施方式
列举，其将多种铁路信 息模块与本发明的基本思想融合，达到了针对铁路信号系统的监测和管理，达到了本发明 的技术效果，但基于本发明思路的铁路信号集中监测系统还有多种，并不局限于本实施例 列举的内容，其他类型不再一一列举赘述。综上所述本发明的实施例将铁路信号系统的设备的电气特性信息和/或铁路信号子系统 状态信息进行采集、汇集、转换格式，并将转换格式后的信息与监测信息处理模块适配，形 成监测业务数据，并根据分析与关联耦合后的监测数据，作出故障报警、预警和统计分析界 面，由于该实施方式按照统一转换格式，并与固定形式的信息处理模块适配，实现了集中对 铁路信号系统的设备的监测，克服了现有技术对铁路信号系统分散管理、分散维护的缺点， 提供了全新的预报警机制和智能专家诊断技术。由于本实施方式集中化程度高，优化了铁 路信号监测系统的资源配置，在降低了误报漏报率的同时保证了相应的维修效率。另外，所 述监测信息处理模型为根据预设分类规则组建的标准模型，用于与汇集的各类信息适配， 并将经关联耦合及分析后得到的监测数据作为可供后续监测使用参考的数据库，方便了定 制模型和更新数据库。本发明还公开了与所述方法对应的系统结构，所述系统构架合理，集 中化程度高，实现了对铁路信号系统设备的信息进行集中监测的目的。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他 实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置 而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说 明即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明 将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求
一种铁路信号监测方法，用于监测铁路信号系统，所述铁路信号系统包括多个铁路信号子系统，其特征在于，包括采集并汇集所述铁路信号系统设备的电气特性信息和/或所述铁路信号子系统状态信息；将所述电气特性信息和/或所述铁路信号子系统状态信息转换为预设格式，并与监测信息处理模型适配，生成监测业务数据；根据所述监测业务数据间的关联进行分析，通过与故障模型和专家知识库耦合得到监测数据，依据该监测数据作出故障报警、预警和统计分析界面。
2.根据权利要求1所述监测方法，其特征在于，还包括按照预设分类定义规则建立监 测信息处理模型，存储所述监测数据，建立监测数据业务模型，并结合所述监测数据业务模 型形成监测信息数据库。
3.根据权利要求1所述的监测方法，其特征在于，还包括显示所述监测数据。
4.根据权利要求2所述的监测方法，其特征在于，还包括更新所述监测信息数据库。
5.根据权利要求1所述的监测方法，其特征在于，还包括将所述铁路信号监测系统通 过串行通信与安全网隔离。
6.根据权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述铁路信号系统的设备的电气特 性信息包括信号机点灯回路电流、轨道电压、道岔转辙机动作电流、电源屏输入/输出电 压/电流信息、外电网质量信息、挤岔告警信息和关键继电器状态信息。
7.根据权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述铁路信号子系统状态信息具体 包括各个铁路信号子系统间的接口状态、内部网络状态、模块状态、应用软件运行状态和 故障告警信息。
8.一种铁路信号监测系统，其特征在于，包括数据采集单元，用于采集所述铁路信号系统设备的电气特性信息和/或所述铁路信号 子系统状态信息；数据汇集单元，用于汇集所述电气特性信息和/或所述铁路信号子系统状态信息，并 转换为预设格式，并与监测信息处理模型适配，生成监测业务数据；数据处理分析单元，用于根据所述监测业务数据间的关联进行分析，通过与故障模型 和专家知识库耦合得到监测数据，依据该监测数据作出故障报警、预警和统计分析界面。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括人机交互单元，用于显示所述监 测数据，并提供用户输入接口接收用户指令，更新所述监测信息数据库。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，还包括隔离单元，用于将所述铁路信号 监测系统通过串行通信与安全网隔离。
全文摘要
本发明实施例公开了一种铁路信号监测方法和系统，所述方法是将铁路信号系统的设备的电气特性信息和/或铁路信号子系统状态信息进行采集、汇集、转换格式，并将转换格式后的信息与监测信息处理模块适配，形成监测业务数据，并根据分析与关联耦合后的监测数据，作出故障报警、预警和统计分析界面，由于该实施方式按照统一转换格式，并与固定形式的信息处理模块适配，实现了集中对铁路信号系统的设备的监测，克服了现有技术对铁路信号系统分散管理、分散维护的缺点，提供了全新的预报警机制和智能专家诊断技术。由于本实施方式集中化程度高，优化了铁路信号监测系统的资源配置，在降低了误报漏报率的同时保证了相应的维修效率。
文档编号H04L12/24GK101917237SQ201010239600
公开日2010年12月15日 申请日期2010年7月27日 优先权日2010年7月27日
发明者尹春雷, 张宁, 王建雄, 陈天鹰, 魏峰 申请人:北京全路通信信号研究设计院