一種地鐵列車信號系統(tǒng)在線監(jiān)測與預(yù)警的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種地鐵列車信號系統(tǒng)在線監(jiān)測與預(yù)警裝置，該裝置包括：車載設(shè)備與維護(hù)終端；其中，所述車載設(shè)備，用于對所述車載信號系統(tǒng)中所有設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行集中存儲，并輸出至所述維護(hù)終端；所述維護(hù)終端，用于通過行為模式識別的方式對車載信號系統(tǒng)中設(shè)備的潛在故障進(jìn)行離線預(yù)警，以及通過單一行為的隨機(jī)累加實現(xiàn)車載信號系統(tǒng)中設(shè)備的綜合篩選在線監(jiān)測。通過采用本發(fā)明公開的裝置方便了調(diào)試和維護(hù)人員對車載信號系統(tǒng)中的設(shè)備在線運(yùn)行情況的檢測，并降低了城市軌道交通領(lǐng)域信號設(shè)備故障的風(fēng)險。
【專利說明】—種地鐵列車信號系統(tǒng)在線監(jiān)測與預(yù)警的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及城市軌道交通領(lǐng)域，尤其涉及一種地鐵列車信號系統(tǒng)在線監(jiān)測與預(yù)警的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近些年來，隨著城市化進(jìn)程的加速，城市軌道交通領(lǐng)域發(fā)展迅猛，作為鐵路運(yùn)輸安全和效率保障的信號系統(tǒng)在城市軌道交通領(lǐng)域具有集成度更高、設(shè)備更復(fù)雜、信息交互量更大、設(shè)備依賴性更強(qiáng)的特點(diǎn)。城市軌道交通信號系統(tǒng)的故障對城市居民的日常工作、生活的影響顯著:2013年北京某線信號系統(tǒng)故障2小時，地鐵公司開出3000余份遲到證明；地鐵沿線的地面客流激增，公交集團(tuán)緊急加開130余部公交車進(jìn)行疏導(dǎo)。由此可知，在城市軌道交通領(lǐng)域，一種能對信號系統(tǒng)在線監(jiān)測與預(yù)警裝置的作用不可小覷。
[0003]隨著技術(shù)的進(jìn)步，車載信號設(shè)備的線監(jiān)測方式也在更新?lián)Q代:
[0004]早期的車載信號監(jiān)測多是通過板卡上的指示燈及數(shù)碼管來進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的顯示，一方面顯示的故障類型非常有限，另一方面對故障分析的要求較高，而且指示燈和數(shù)碼管的故障還有可能誤導(dǎo)信號維護(hù)人員。
[0005]后來，隨著便攜式電腦的應(yīng)用，信號廠商開始使用串口將設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)發(fā)送出來，維護(hù)人員可以通過外接便攜式電腦來實時的監(jiān)測和記錄車載信號設(shè)備的狀態(tài)，但受限于存儲設(shè)備的體積和成本以及車載機(jī)柜內(nèi)部空間，詳細(xì)的設(shè)備狀態(tài)只能發(fā)送到便攜式電腦上進(jìn)行存儲，不能在車載信號設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行存儲。這就造成了 “設(shè)備故障時記不下來，跟車查看時又不一定抓得到故障”的尷尬情況。
[0006]目前，國外信號廠商對車載信號設(shè)備狀態(tài)的集中記錄已有應(yīng)用，一般是從車載信號設(shè)備中獨(dú)立出一個接口記錄單元來，該接口單元一方面作為車載信號設(shè)備與車輛、車載信號設(shè)備之間、車載信號設(shè)備與地面設(shè)備的接口單元使用，一方面對一些安全相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了簡單記錄。
[0007]然而，這種方法仍然存在較大的缺陷:1)無法對記錄進(jìn)行離線分析和預(yù)警:無法將所有設(shè)備的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，更不能通過分析所有設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，對可能產(chǎn)生的故障進(jìn)行綜合預(yù)警；2)只能對通信數(shù)據(jù)的進(jìn)行簡單復(fù)視:只能對車載信號設(shè)備發(fā)到接口記錄單元的數(shù)據(jù)進(jìn)行原包復(fù)視，不能靈活地對不同設(shè)備的具體信息單元進(jìn)行組合查看，也不能按照希望的優(yōu)先順序進(jìn)行排序。因為通信內(nèi)容一般較多，且通信周期很短(一般一個車載子單元的通信周期在幾百毫秒這樣一個數(shù)量級)，這就造成在線監(jiān)測的數(shù)據(jù)很多且更新速度快，這種情況下，維護(hù)/調(diào)試人員在線監(jiān)測的時候就很容易漏掉所關(guān)注的信息單元的狀態(tài)變化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種地鐵列車信號系統(tǒng)在線監(jiān)測與預(yù)警的裝置，方便了調(diào)試和維護(hù)人員對車載信號系統(tǒng)中的設(shè)備在線運(yùn)行情況的檢測，并降低了城市軌道交通領(lǐng)域信號設(shè)備故障的風(fēng)險。
[0009]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0010]一種地鐵列車信號系統(tǒng)在線監(jiān)測與預(yù)警裝置，該裝置包括:車載設(shè)備與維護(hù)終端;
[0011]其中，所述車載設(shè)備，用于對所述車載信號系統(tǒng)中所有設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行集中存儲，并輸出至所述維護(hù)終端；
[0012]所述維護(hù)終端，用于通過行為模式識別的方式對車載信號系統(tǒng)中設(shè)備的潛在故障進(jìn)行離線預(yù)警，以及通過單一行為的隨機(jī)累加實現(xiàn)車載信號系統(tǒng)中設(shè)備的綜合篩選在線監(jiān)測；其中，所述行為模式中包含若干個行為。
[0013]由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，通過基于行為模式識別的方式實現(xiàn)了車載信號系統(tǒng)的離線分析預(yù)警，可提早發(fā)現(xiàn)并處理可能出現(xiàn)故障的設(shè)備，從而降低了城市軌道交通領(lǐng)域信號設(shè)備故障的風(fēng)險；另一方面，通過單一行為的隨機(jī)累加實現(xiàn)車載信號設(shè)備的在線監(jiān)測，方便了調(diào)試和維護(hù)人員對車載信號設(shè)備在線運(yùn)行情況的檢測，克服了大數(shù)據(jù)、高刷新情況下人眼難于發(fā)現(xiàn)可疑的數(shù)據(jù)變化的弊病。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。
[0015]圖1為本發(fā)明實施例一提供的一種地鐵列車信號系統(tǒng)在線監(jiān)測與預(yù)警的裝置的示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明實施例一提供的基于行為模式識別的離線預(yù)警的流程圖；
[0017]圖3為本發(fā)明實施例一提供的基于行為模式識別的在線綜合監(jiān)測的流程圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0019]實施例一
[0020]圖1為本發(fā)明實施例一提供的一種地鐵列車信號系統(tǒng)在線監(jiān)測與預(yù)警的裝置的示意圖。如圖1所示，該裝置主要包括:車載設(shè)備11與維護(hù)終端12 ；
[0021]其中，所述車載設(shè)備11，用于對所述車載信號系統(tǒng)中所有設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行集中存儲，并輸出至所述維護(hù)終端；
[0022]所述維護(hù)終端12，用于通過行為模式識別的方式對車載信號系統(tǒng)中設(shè)備的潛在故障進(jìn)行離線預(yù)警，以及通過單一行為的隨機(jī)累加實現(xiàn)車載信號設(shè)備的綜合篩選在線監(jiān)測；其中，所述行為模式中包含若干個行為。
[0023]進(jìn)一步的，所述車載設(shè)備11包括:中央主控單元111，以及分別與所述中央主控單元111連接的串行處理單元112、輔助通信單元113、采集輸入單元114及供電單元115 ；
[0024]所述串行處理單元112與所述輔助通信單元113，分別用于為所述中央主控單元111提供與所述車載信號系統(tǒng)中設(shè)備的串行與以太網(wǎng)數(shù)據(jù)交換通道；
[0025]所述采集輸入單元114，用于為所述中央主控單元111采集外部繼電狀態(tài)；
[0026]所述供電單元115，用于為所述中央主控單元111供電。
[0027]在實際應(yīng)用中，所述中央主控單元111、串行處理單元112、輔助通信單元113、采集輸入單元114及供電單元115可以為板卡，且放置于車載信號機(jī)柜內(nèi)。
[0028]所述維護(hù)終端12可以為便攜式設(shè)備，并可隨時從所述車載設(shè)備11中的中央主控單元111中獲取車載信號系統(tǒng)中設(shè)備(例如，ΑΤΡ、ΑΤ0等)的運(yùn)行數(shù)據(jù)(例如，配置、日志等)，進(jìn)而實現(xiàn)在線監(jiān)測以及離線預(yù)警的功能。
[0029]為便于進(jìn)一步介紹本發(fā)明，下面針對線監(jiān)測以及離線預(yù)警的實現(xiàn)方式做具體的介紹。
[0030]本發(fā)明實施例中的維護(hù)終端12可基于行為模式識別的方式實現(xiàn)在線監(jiān)測以及離
線預(yù)警。
[0031]1、基于行為模式識別的方式對車載信號系統(tǒng)中設(shè)備的潛在故障進(jìn)行離線預(yù)警。
[0032]當(dāng)所述維護(hù)終端12獲得車載信號系統(tǒng)中設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)后，由維護(hù)/調(diào)試人員根據(jù)實際需要選擇對應(yīng)的行為模式，所述行為模式可以是預(yù)先設(shè)置的，也可以臨時編輯新的行為模式。
[0033]本發(fā)明實施例所述的行為模式中可以包含若干個行為；其中，每一行為可以包括如下元素:
[0034]信息單元類型；例如，速度、位置、制動力、加速度、無線信號強(qiáng)度等。
[0035]信息單元來源；該即該信息單元的來源，例如，ATP、ATO等。
[0036]與所述信息單元類型相關(guān)的目標(biāo)值；當(dāng)信息單元類型確定后，系統(tǒng)會根據(jù)信息單元類型對目標(biāo)值自動進(jìn)行合理性檢驗；例如，當(dāng)前信息單元類型為速度，目標(biāo)值為45公里/小時，則可通過合理性檢驗。
[0037]對所述目標(biāo)值的比較策略；例如“大于”、“小于”、“等于”以及近似值模糊比較等；
其中，近似值模糊比較需要進(jìn)一步確定模糊區(qū)間。
[0038]對所述目標(biāo)值的比較策略以及該行為出現(xiàn)或持續(xù)的方式；例如，“連續(xù)出現(xiàn)η次”、
“一直是”，“一直否”等。
[0039]維護(hù)/調(diào)試人員可以根據(jù)實際需求對每一行為的上述元素進(jìn)行編輯；當(dāng)順次編輯多個行為后可組成一個行為的順序樹枝干，即一個行為模式。并且，當(dāng)手動編輯好一行為模式后還可以進(jìn)行保存，以便再次使用時，通過直接選擇或者搜索相應(yīng)行為的名稱進(jìn)行選擇來使用該行為模式進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
[0040]當(dāng)設(shè)定好相應(yīng)的行為模式后，則可進(jìn)行離線預(yù)警分析。具體的如圖2所示，確定起止時間后，根據(jù)行為模式對車載信號系統(tǒng)中設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合識別與匹配計算，并以報表的方式呈現(xiàn)已經(jīng)出現(xiàn)及可能出現(xiàn)的故障，實現(xiàn)潛在故障離線預(yù)警。
[0041]其中，所述綜合識別包括:按照車載信號系統(tǒng)中設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)的時間和信息單元來源確定待處理數(shù)據(jù)的范圍，并將確定的待處理的數(shù)據(jù)按照多線程的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)綜合與轉(zhuǎn)換處理，獲得待處理庫；所述匹配計算包括:利用所述行為模式中的單一行為對所述待處理庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配識別，并基于故障參照庫對所述匹配識別結(jié)果進(jìn)行分析。
[0042]所述故障參照庫為根據(jù)不同信息來源與不同的信息單元類型，并結(jié)合信號設(shè)備故障經(jīng)驗內(nèi)置的閾值庫，以使識別的準(zhǔn)確度更高、更具有專業(yè)特色。
[0043]另外，上述分析的過程中使用了線程池技術(shù)，可克服了大數(shù)據(jù)處理時運(yùn)行速度低的問題。
[0044]2、基于單一行為的隨機(jī)累加實現(xiàn)車載信號系統(tǒng)中設(shè)備的綜合篩選在線監(jiān)測。
[0045]本發(fā)明實施例針對車載信號系統(tǒng)中設(shè)備的在線監(jiān)測具有數(shù)據(jù)量大、刷新頻率快的特點(diǎn)，將車載所有信號設(shè)備集中到一個界面中進(jìn)行在線監(jiān)測；且本發(fā)明實施例通過單一行為的隨機(jī)累加為調(diào)試/維護(hù)人員提供了一套簡潔、實用的在線監(jiān)測策略，可以讓使用者方便地對不同信息來源、不同信息單元類型的數(shù)據(jù)自由組合、隨意排序，使在線監(jiān)測在照顧全面性的同時更有針對性。
[0046]在實際使用中，維護(hù)終端12時刻實時地顯示信號設(shè)備的所有實時數(shù)據(jù)，在線監(jiān)測界面上，用戶可以靈活地打開、關(guān)閉、拖動顯示區(qū)域大小、在不同位置擺放不同信息來源的實時狀態(tài)數(shù)據(jù)，另外，數(shù)據(jù)的顯示是通過解釋機(jī)制解釋后的、直觀、易懂的人類語言，這樣就實現(xiàn)了在同一界面上對多個信息來源的所有實時數(shù)據(jù)集中監(jiān)測的目的，照顧了全面性。
[0047]同時，通過單一行為的選擇機(jī)制，用戶可以對所關(guān)心的行為進(jìn)行選擇，通過對多個行為進(jìn)行選擇并確認(rèn)后，程序會生成一個懸浮框，對不同數(shù)據(jù)源的不同信息單元類型進(jìn)行組合在線監(jiān)測，與預(yù)警時行為模式所不同預(yù)警時的多個行為組成的行為模式是有序的，而本項中的多個行為是沒有先后順序的，且不再對所述多個行為的順序進(jìn)行考慮。另外，用戶也可以在懸浮框中通過鼠標(biāo)拖動、順序點(diǎn)擊排列等方式靈活地對所選擇的多個行為進(jìn)行排序，方便用戶在線監(jiān)測時的對比。
[0048]具體的如圖3所示，系統(tǒng)根據(jù)用戶的輸入指令，選擇多個單一行為，并分別確定所述單一行為的信息單元來源及信息單元類型；根據(jù)上述確定的信息獲取對應(yīng)的多個信息單元，并對所述多個信息單元進(jìn)行解析(即通過解釋機(jī)制解釋后的、直觀、易懂的人類語言)后分別顯示，實現(xiàn)車載信號設(shè)備的綜合篩選在線監(jiān)測。
[0049]本發(fā)明實施例通過基于行為模式識別的方式實現(xiàn)了車載信號系統(tǒng)的離線分析預(yù)警，可提早發(fā)現(xiàn)并處理可能出現(xiàn)故障的設(shè)備，從而降低了城市軌道交通領(lǐng)域信號設(shè)備故障的風(fēng)險；另一方面，通過單一行為的隨機(jī)累加實現(xiàn)車載信號設(shè)備的在線監(jiān)測，方便了調(diào)試和維護(hù)人員對車載信號設(shè)備在線運(yùn)行情況的檢測，克服了大數(shù)據(jù)、高刷新情況下人眼難于發(fā)現(xiàn)可疑的數(shù)據(jù)變化的弊病。
[0050]所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，僅以上述各功能模塊的劃分進(jìn)行舉例說明，實際應(yīng)用中，可以根據(jù)需要而將上述功能分配由不同的功能模塊完成，即將裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)劃分成不同的功能模塊，以完成以上描述的全部或者部分功倉泛。
[0051]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種地鐵列車信號系統(tǒng)在線監(jiān)測與預(yù)警裝置，其特征在于，該裝置包括:車載設(shè)備與維護(hù)終端； 其中，所述車載設(shè)備，用于對所述車載信號系統(tǒng)中所有設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行集中存儲，并輸出至所述維護(hù)終端； 所述維護(hù)終端，用于通過行為模式識別的方式對車載信號系統(tǒng)中設(shè)備的潛在故障進(jìn)行離線預(yù)警，以及通過單一行為的隨機(jī)累加實現(xiàn)車載信號系統(tǒng)中設(shè)備的綜合篩選在線監(jiān)測；其中，所述行為模式中包含若干個行為。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，每一行為包括:信息單元類型、信息單元來源、與所述信息單元類型相關(guān)的目標(biāo)值、對所述目標(biāo)值的比較策略以及該行為出現(xiàn)或持續(xù)的方式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述通過行為模式識別的方式對車載信號系統(tǒng)中設(shè)備的潛在故障進(jìn)行離線預(yù)警包括: 根據(jù)行為模式對車載信號系統(tǒng)中設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合識別與匹配計算，并以報表的方式呈現(xiàn)已經(jīng)出現(xiàn)及可能出現(xiàn)的故障，實現(xiàn)潛在故障離線預(yù)警； 其中，所述綜合識別包括:按照車載信號系統(tǒng)中設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)的時間和信息單元來源確定待處理數(shù)據(jù)的范圍，并將確定的待處理的數(shù)據(jù)按照多線程的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)綜合與轉(zhuǎn)換處理，獲得待處理庫； 所述匹配計算包括:利用所述行為模式中的單一行為對所述待處理庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配識別，并基于故障參照庫對所述匹配識別結(jié)果進(jìn)行分析；其中，所述故障參照庫為根據(jù)不同信息來源與不同的信息單元類型，并結(jié)合信號設(shè)備故障經(jīng)驗內(nèi)置的閾值庫。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述通過單一行為的隨機(jī)累加實現(xiàn)車載信號系統(tǒng)中設(shè)備的綜合篩選在線監(jiān)測包括: 根據(jù)用戶的輸入指令，選擇多個單一行為，并分別確定所述單一行為的信息單元來源及信息單元類型； 根據(jù)上述確定的信息獲取對應(yīng)的多個信息單元，并對所述多個信息單元進(jìn)行解析后分別顯示，實現(xiàn)車載信號系統(tǒng)中設(shè)備的綜合篩選在線監(jiān)測。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的裝置，其特征在于，所述車載設(shè)備包括:中央主控單元，以及分別與所述中央主控單元連接的串行處理單元、輔助通信單元、采集輸入單元及供電單元； 所述串行處理單元與所述輔助通信單元，分別用于為所述中央主控單元提供與所述車載信號系統(tǒng)中設(shè)備的串行與以太網(wǎng)數(shù)據(jù)交換通道； 所述采集輸入單元，用于為所述中央主控單元采集外部繼電狀態(tài)； 所述供電單元，用于為所述中央主控單元供電。
【文檔編號】G07C5/08GK103632414SQ201310654233
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月5日
【發(fā)明者】孫旺, 尹遜政, 郜洪民, 賈學(xué)祥, 王芃, 李亮, 許碩, 孟軍, 王超, 陳寧寧, 鄭偉, 李博, 賈鵬, 徐杰 申請人:中國鐵道科學(xué)研究院, 中國鐵道科學(xué)研究院通信信號研究所, 北京市華鐵信息技術(shù)開發(fā)總公司, 北京銳馳國鐵智能運(yùn)輸系統(tǒng)工程技術(shù)有限公司