專利名稱：城市軌道交通信號維護支持系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種城市軌道交通系統，具體地說，涉及一種城市軌道交通信號維護支持系統。
背景技術：
隨著中國城市化進程的加快，城市人口劇增，發展低污染、低能耗、容量大、速度快、安全性高的城市軌道交通系統，是解決大中型城市公共交通壓力的有效途徑。作為城市軌道交通運營指揮中樞的信號系統是城市軌道交通安全、可靠、高效運行的重要保證。自北京1號線建成至今，城軌信號系統經歷了以6502電氣集中及模擬軌道電路為基礎的固定閉塞、以微機聯鎖及數字軌道電路為基礎的準移動閉塞、以及以微機聯鎖、軌旁 ATP (Automatic Train Protection，列車自動防護)/ATO (Automatic Train Operation， 列車自動運行)為基礎的移動閉塞的發展過程。伴隨著信號系統的發展進程，信號維護工具也由最初的控制臺顯示的諸如道岔擠岔、信號燈絲斷絲報警、熔絲報警等少數幾類報警信息，發展成由ATS (Automatic Train Supervision，自動列車監控)完成正線信號設備的部分監測功能、由獨立的微機監測完成對車輛段/停車場信號設備的監測。目前采用的這些信號維護支持工具與城市軌道交通信號系統技術發展不協調，在實際應用中不能滿足用戶日益增長的需求，其表現為1、城軌信號維護支持系統尚缺少專用的技術標準，雖然有成熟的國鐵的信號集中監測系統(信號微機監測系統)的相關標準作為參考，但城軌與國鐵在信號設備制式和信號維護管理模式上存在較大的差異，國鐵標準不能完全滿足城軌信號維護的需求；2、城軌信號使用了許多智能信號設備，智能信號設備所具有的先進性在維護管理中沒有得到充分的運用；3、城軌中最重要的正線信號基礎設備沒有得到監測，通常這些信號設備的運行和維護質量直接影響城軌的運營安全和運營效率；4、城軌信號設備的供應商較多，所提供的信號設備制式和標準不統一，在工程實施階段對信號維護需求不明確，系統投入使用后再對信號系統與微機監測系統間的接口、監測信息種類等進行調整、修改，難度很大、成本很高。隨著城市軌道交通客流持續上升，行車間隔越來越小，對信號設備無故障運行的要求越來越高，信號維護管理部門迫切需要一個為信號設備維護量身定制的、專業化、智能化的信號維護支持系統，該系統應能為城市軌道交通提供一個開放式的信號設備維護支持平臺，確保信號設備安全、可靠、高效地運行。為此，人們一直在尋求一種理想的技術解決方案。
發明內容
本發明針對城市軌道交通信號設備維護的需求，提供了一種設計科學、使用方便、 利于維護和支持、利于安全的城市軌道交通信號維護支持系統，城市軌道交通信號維護支持系統是保證行車安全、加強信號設備結合部管理、監測信號設備狀態、發現信號設備隱患、分析信號設備故障原因、輔助故障處理、指導現場維修、反映設備運用質量、提高信號部門維護水平和維護效率的重要行車設備。本發明所采用的技術方案如下一種城市軌道交通信號維護支持系統，該系統包括
在城市軌道交通線路的每個設備集中站、車輛段、停車場、控制中心設置的MSS車站設備用于采集城市軌道交通設備的監測信息，并顯示、存儲、回放該監測信息；用于通過所述監測信息監測對應的城市軌道交通設備，并產生和獲取報警信息，實現報警功能；用于設備維護維修任務單的接受、查看、反饋；
在城市軌道交通線路的線路維護中心設置的MSS線路維護中心設備，與該條軌道交通線路上的所有所述MSS車站設備通信用于接收、存儲、查詢、管理、統計分析各個所述MSS 車站設備的監測信息和報警信息；用于通過所述監測信息和所述報警信息產生故障診斷信息，實現故障診斷功能；用于對該條軌道交通線路上的城市軌道交通設備進行全生命周期資產管理；用于通過所述監測信息、所述報警信息和所述故障診斷信息產生針對該條軌道交通線路的設備維護維修任務和計劃，并向對應的所述MSS車站設備下達設備維護維修任務單，監控維護維修任務執行情況，審批維護維修任務完成情況，統計分析維護維修任務；
在城市軌道交通線路的線網維護中心設置的MSS線網維護中心設備，與該城市所有的所述MSS線路維護中心設備通信用于查看、調取、存儲、查詢、管理、統計分析各個所述MSS 線路維護中心設備的監測信息、所述報警信息和所述故障診斷信息；用于對該城市所有軌道交通線路上的城市軌道交通設備進行全生命周期資產管理和維護維修管理，監控各個線路維護中心的維護維修任務執行情況，統計分析各個線路維護中心的維護維修任務；
所述城市軌道交通設備包括城市軌道交通的信號設備和用于城市軌道交通的智能信號設備；
所述監測信息包括有信號設備的監測信息、智能信號設備的報警信息、城市軌道交通設備的運行狀態信息；
所述維護維修管理包括有信號設備的維護維修管理和維護維修計劃； 所述全生命周期資產管理包括有信號設備的全生命周期檔案信息、信號設備的備品備件信息、信號設備的供應商信息。基于上述，所述MSS線網維護中心設備包括有防火墻、網絡交換機、線網交換機和分別連接所述線網交換機的線網應用服務器、線網防病毒服務器、時鐘服務器、線網網管工作站、線網維護工作站、通信前置機，其中，所述通信前置機連接所述防火墻，所述防火墻連接所述網絡交換機；
所述MSS線路維護中心設備包括有線路交換機和分別連接所述線路交換機的線路應用服務器、線路數據庫服務器、線路磁盤陣列、接口服務器、WEB服務器、線路網管工作站、線路維護工作站，其中，所述接口服務器通過MSS系統通信網絡連接所述網絡交換機；
所述MSS車站設備包括在所述設備集中站或所述車輛段或所述停車場設置的車站設備和在所述控制中心設置的控制中心接口設備；
所述車站設備包括有車站機、車站交換機、通過所述車站交換機與所述車站機通信的維護終端、采集機、智能采集模塊、與對應的所述采集機連接的采集模塊，其中，所述車站機是工業控制計算機，所述車站機上安裝有CAN接口卡以及用于連接智能信號設備的串口卡和網口卡，所述車站機通過所述CAN接口卡分別與所述采集機和所述智能采集模塊連接，所述車站交換機通過MSS系統通信網絡連接所述線路交換機；
所述控制中心接口設備包括有用于連接智能信號設備的通信接口機、控制中心交換機、分別與所述控制中心交換機連接的控制中心接口服務器、控制中心維護工作站，所述通信接口機連接所述控制中心接口服務器。基于上述，所述采集機包括有外電網監測單元、直流轉轍機電流采集機、交流轉轍機電流功率采集機、信號機點燈電流采集機、AP電流采集機、絕緣漏流采集機、溫濕度采集機、開關量采集機、道岔表示電壓采集機、50Hz相敏軌道電壓采集機；
所述智能采集模塊包括有數字音頻軌道電路采集模塊、定位環線采集模塊、屏蔽門采集模塊；
所述采集模塊包括有與所述外電網監測單元連接的交流電流互感器、與所述直流轉轍機電流采集機連接的直流轉轍機電流采集模塊和接點狀態采集器、與所述交流轉轍機電流功率采集機連接的交流轉轍機電流功率采集模塊和接點狀態采集器、與所述信號機點燈電流采集機連接的信號機點燈電流采集模塊、與所述AP電流采集機連接的AP電流采集模塊、 分別與所述絕緣漏流采集機連接的絕緣漏流繼電器組合和絕緣漏流綜合組合、與所述溫濕度采集機連接的溫濕度傳感器、與所述開關量采集機連接的開關量采集模塊。基于上述，所述智能信號設備包括有自動列車監控設備、列車自動防護/列車自動運行設備、數據通信系統設備、計算機聯鎖設備、計軸設備、智能電源屏、智能燈絲設備。本發明相對現有技術具有實質性特點和進步，具體地說，該城市軌道交通信號維護支持系統具有以下優點
1、城市軌道交通信號維護支持系統的結構采用線網維護中心、線路維護中心、車站三層網絡結構，可以實現一個信號維護支持系統線網維護中心對一個城市的多條線路的管理、維護與支持，便于信號維護部門維護線網內所有信號設備，合理科學安排人力資源及設備資源，提高維護效率。2、獨立組網，城市軌道交通信號維護支持系統采用通信系統提供的專用網絡通道組建本系統網絡，和信號系統ATS采用不同的網絡連接通道，在ATS網絡發生故障如斷線、 擁堵時，信號維護支持系統可以可靠的運行，發揮出應有監測、診斷、排除故障的作用。3、城軌信號設備的供應商較多，不同供應商所提供的信號設備制式和標準不統一，50Hz相敏軌道電路、數字音頻軌道電路、定位環線、屏蔽門、無線接入點AP等設備，在本系統發明以前，沒有適于這些設備的監測設備或監測方案，本系統針對城市軌道交通信號設備設計專門監測方案、監測設備，對城市軌道交通信號設備實施有效的監測。4、在本系統發明以前，沒有對整個城軌信號機系統的整體監測、維護支持方案，本系統針對ATS、ATP/AT0、DCS、以及計軸、計算機聯鎖、電源屏、智能燈絲等智能信號設備設計專門的接口，通過接口接收并監測、記錄設備工作狀態、報警信息，實現對上述設備監測，進而完成整個系統的故障診斷、智能分析、檔案管理、維護維修管理功能。5、全生命周期信號設備資產管理功能，信號維護管理將為信號設備建立設備檔案管理，信號設備的檔案管理實現信號設備進行全生命周期管理、對信號設備備品備件信息管理、對信號設備供應商信息管理。6、該系統具備設備故障診斷功能，當系統有故障和報警發生時，信號維護支持系統啟動故障診斷功能，協助信號維護人員分析故障原因，定位故障點。
7、該系統具備設備工作參數變化趨勢智能分析功能，信號維護支持系統自動分析設備參數變化是否存在異常趨勢，及時給出預警和維護建議。8、該系統具備設備維護維修管理功能，根據城市軌道交通信號設備維護的特點， 城市軌道交通信號維護支持系統設計了設備維護管理功能和設備故障維修管理功能，把系統功能和信號維護人員日常工作緊密結合起來，為設備的維護維修提供合理的維護維修建議、生成維修任務單、維護維修的記錄，成為信號維護人員的得力幫手。9、線網維護中心管理功能，可以實現一個信號維護支持系統線網維護中心對一個城市的多條線路的管理、維護與支持，便于信號維護部門維護線網內所有信號設備，合理科學安排人力資源及設備資源，提高維護效率。10、該系統能監測城市軌道交通信號設備的主要電氣特性和設備機械特性，當偏離預定界限或不能正常工作時能及時預警或報警。
圖1是本發明所述城市軌道交通信號維護支持系統的網絡結構圖。圖2是本發明所述MSS線網維護中心設備的配置結構圖。圖3是本發明所述MSS線路維護中心設備的配置結構圖。圖4是本發明所述車站設備的結構示意圖。圖5是本發明所述控制中心接口設備的配置結構圖。
具體實施例方式下面通過具體實施方式
，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。如圖1 一圖5所示，一種城市軌道交通信號維護支持系統，該系統采用線網維護中心、線路維護中心、車站三層網絡結構，具體包括
在城市軌道交通線路的每個設備集中站、車輛段、停車場、控制中心設置的MSS車站設備用于采集城市軌道交通設備的監測信息，并顯示、存儲、回放該監測信息；用于通過所述監測信息監測對應的城市軌道交通設備，并產生和獲取報警信息，實現報警功能；用于設備維護維修任務單的接受、查看、反饋；
在城市軌道交通線路的線路維護中心設置的MSS線路維護中心設備，與該條軌道交通線路上的所有所述MSS車站設備通信用于接收、存儲、查詢、管理、統計分析各個所述MSS 車站設備的監測信息和報警信息；用于通過所述監測信息和所述報警信息產生故障診斷信息，實現故障診斷功能；用于對該條軌道交通線路上的城市軌道交通設備進行全生命周期資產管理；用于通過所述監測信息、所述報警信息和所述故障診斷信息產生針對該條軌道交通線路的設備維護維修任務和計劃，并向對應的所述MSS車站設備下達設備維護維修任務單，監控維護維修任務執行情況，審批維護維修任務完成情況，統計分析維護維修任務；
在城市軌道交通線路的線網維護中心設置的MSS線網維護中心設備，與該城市所有的所述MSS線路維護中心設備通信用于查看、調取、存儲、查詢、管理、統計分析各個所述MSS 線路維護中心設備的監測信息、所述報警信息和所述故障診斷信息；用于對該城市所有軌道交通線路上的城市軌道交通設備進行全生命周期資產管理和維護維修管理，監控各個線路維護中心的維護維修任務執行情況，統計分析各個線路維護中心的維護維修任務；所述城市軌道交通設備包括城市軌道交通的信號設備和用于城市軌道交通的智能信號設備；
所述監測信息包括有信號設備的監測信息、智能信號設備的報警信息、城市軌道交通設備的運行狀態信息；
所述維護維修管理包括有信號設備的維護維修管理和維護維修計劃； 所述全生命周期資產管理包括有信號設備的全生命周期檔案信息、信號設備的備品備件信息、信號設備的供應商信息。基于上述，如圖2所示，所述MSS線網維護中心設備包括有一臺UPS電源、一臺防火墻、一臺網絡交換機、一臺線網交換機和分別連接所述線網交換機的一臺線網應用服務器、一臺線網防病毒服務器、一臺時鐘服務器、一臺線網網管工作站、多臺線網維護工作站、 一臺通信前置機，其中，所述通信前置機連接所述防火墻，所述防火墻連接所述網絡交換機；
如圖3所示，所述MSS線路維護中心設備包括有一個線路UPS電源、線路交換機和分別連接所述線路交換機的兩臺線路應用服務器、兩臺線路數據庫服務器、一套線路磁盤陣列、 一臺接口服務器、一臺WEB服務器、一臺線路網管工作站、多臺線路維護工作站，其中，所述接口服務器通過MSS系統通信網絡連接所述網絡交換機；
所述MSS車站設備包括在所述設備集中站或所述車輛段或所述停車場設置的車站設備和在所述控制中心設置的控制中心接口設備；
如圖4所示，所述車站設備包括有車站機、車站交換機、通過所述車站交換機與所述車站機通信的維護終端、采集機、智能采集模塊、與對應的所述采集機連接的采集模塊，其中， 所述車站機是工業控制計算機，所述車站機上安裝有CAN接口卡以及用于連接智能信號設備的串口卡和網口卡，所述車站機通過所述CAN接口卡分別與所述采集機和所述智能采集模塊連接，所述車站交換機通過MSS系統通信網絡連接所述線路交換機；所述網口卡可以是網卡，也可以是通信接口機，所述通信接口機是網口轉串口的安全通信設備；
如圖5所示，所述控制中心接口設備包括有用于連接智能信號設備的通信接口機、控制中心交換機、分別與所述控制中心交換機連接的控制中心接口服務器、控制中心維護工作站，所述通信接口機連接所述控制中心接口服務器；所述通信接口機是網口轉串口的安全通信設備。所述采集機包括有外電網監測單元、直流轉轍機電流采集機、交流轉轍機電流功率采集機、信號機點燈電流采集機、AP電流采集機、絕緣漏流采集機、溫濕度采集機、開關量采集機、道岔表示電壓采集機、50Hz相敏軌道電壓采集機；
所述智能采集模塊包括有數字音頻軌道電路采集模塊、定位環線采集模塊、屏蔽門采集模塊；
所述采集模塊包括有與所述外電網監測單元連接的交流電流互感器、與所述直流轉轍機電流采集機連接的直流轉轍機電流采集模塊和接點狀態采集器、與所述交流轉轍機電流功率采集機連接的交流轉轍機電流功率采集模塊和接點狀態采集器、與所述信號機點燈電流采集機連接的信號機點燈電流采集模塊、與所述AP電流采集機連接的AP電流采集模塊、 分別與所述絕緣漏流采集機連接的絕緣漏流繼電器組合和絕緣漏流綜合組合、與所述溫濕度采集機連接的溫濕度傳感器、與所述開關量采集機連接的開關量采集模塊；所述智能信號設備包括有自動列車監控設備、列車自動防護/列車自動運行設備、數據通信系統設備、計算機聯鎖設備、計軸設備、智能電源屏、智能燈絲設備。模擬量、開關量監測功能實現城市軌道交通信號維護支持系統的模擬量、開關量監測功能基本實現流程是采集模塊實現對被測模擬量的隔離采樣，轉換為適合采集機處理的電壓信號，送到采集機，采集機對信號進行濾波、運算放大、幅度調節、AD轉換、AD值處理、數據打包，按照CAN通信協議把數據傳送到車站機；車站機實時顯示、本地存儲、報警判斷，并且把處理后的信息經MSS系統通信網絡傳送到線路維護中心的線路應用服務器， 線路應用服務器對數據進行處理后把數據存入線路數據庫服務器；線網維護中心的線網應用服務器、線網維護工作站、以及其它各級線網維護工作站、線網維護終端可以按照協議訪問線網數據庫服務器，對數據進行實時顯示、數據回放、統計分析等。不同模擬量以及開關量監測功能的實現，主要區別在采集機、采集模塊，從車站機到服務器之間數據處理基本相同，以下對模擬量、開關量監測功能實現的詳細描述主要描述車站機到采集機、采集模塊之間；
外電網綜合質量監測監測采集設備由外電網監測單元和交流電流互感器組成；每個外電網監測單元可以配8個交流電流互感器，采集2路AC380V外電網或者2路AC220V外電網；在設備室低壓配電及照明配電箱閘刀上方引出電壓監測線4根，即A、B、C和N相(220V 外電網引出2相即L相和N相，這里以380V外電網為例)，經過保險和衰耗電阻模塊后接入到外電網監測單元；電流監測是通過在電源箱閘刀下方穿三個電流互感器，電流互感器的輸出線接入到外電網監測單元；外電網監測單元采集到數據后，通過計算得到電網質量數據包括三相相電壓、線電壓、電流有效值、功率、功率因數、相位角、頻率等，并通過CAN總線送到上位機顯示、存儲。如果電網波動超限，系統會自動記錄電網報警值，并將記錄波形上送車站機保存。50Hz相敏軌道電路監測監測采樣設備由50Hz相敏軌道電壓采集機以及軌道電壓衰耗扳構成；每塊軌道采集機可采集7路軌道電壓和1路局部電壓。從軌道繼電器端子 (或分線盤)將軌道電壓引入軌道采集機，經過衰耗電阻接入互感器模塊，互感器模塊的輸出經過運算放大、整流濾波、電壓抬升電路，轉換成適合AD電路處理的電壓，送到CPU進行 A/D轉換。由CPU計算軌道電壓，以及軌道電壓相對于局部電壓的相位角，通過CAN網絡送到車站機。數字音頻軌道電路監測監測采樣設備采用數字音頻軌道電路采集模塊；數字音頻軌道電路采集模塊安裝在室內FTGS軌道電路終端架接線處，每個模塊采集一路發送電壓、一路接收電壓；數字音頻軌道電路采集模塊以50kHz的采樣頻率連續采集軌道電壓波形型號，以數字信號處理方法，解析出數字音頻軌道電路的發送電壓、接收電壓、中心頻率、 位模等信息，把測試結果通過CAN網絡發送到車站機。直流轉轍機動作電流監測直流轉轍機電流監測采樣設備由直流轉轍機電流采集機、直流轉轍機電流采集模塊構成；每個直流轉轍機采集信息包括一路模擬量道岔動作電流；3路開關量1個1DQJ(1啟動繼電器)繼電器狀態、1個定表示狀態、1個反表示狀態； 每塊直流轉轍機電流采集機可以采集5路模擬量、15路開關量，對應5個直流轉轍機；將轉轍機動作電路回線穿入電流模塊采樣孔，電流模塊完成轉轍機動作電流的隔離采樣，模塊輸出接入采集機模擬量輸入端子；開光量采集的是繼電器空接點，接入采集機的開關量輸入端子；采集機以IDQJ繼電器狀態為判斷條件，在道岔開始動作時開始采樣，在道岔動作期間連續對道岔動作電流采樣，每40ms —個采樣點，將轉換后的數字信號(即電流曲線的數據)暫存在采集機存儲器里，在道岔動作結束后停止采樣，將一條完整的道岔電流曲線數據送往車站機處理。交流轉轍機動作電流功率監測監測采樣設備由交流轉轍機電流功率采集機和交流轉轍機電流功率采集模塊構成；用于完成對S700K等三相交流轉轍機，動作電流、功率曲線的采集；每個三相交流轉轍機采集信息包括四路模擬量三路轉轍機電流和1路轉轍機功率；三路開關量1個IDQJU個定表示、1個反表示；每塊交流轉轍機電流/功率采集機可以采集16路模擬量、12路開關量，可以實現對4個S700K或液壓電動轉轍機的動作電流和功率的采樣。使用轉轍機電流/功率模塊完成三相交流轉轍機動作電流功率采樣，把交流轉轍機三相電壓按順序接入模塊UA、UB、UC采樣端子，把通往轉轍機的三相電按順序穿過模塊的la、lb, Ic的電流采樣孔，模塊的4路輸出Iia、lib、lie、Ip接入采集機的模擬輸入端子；開光量采集的是繼電器空接點，接入采集機的開關量輸入端子。采集機以IDQJ 繼電器狀態為判斷條件，在道岔動作期間連續對道岔動作電流、功率采樣，將轉換后的數字信號(即電流曲線的數據)暫存在采集機存儲器里，在道岔動作結束后即將三條道岔電流曲線、一條功率曲線的數據送往車站機處理。道岔表示電壓監測監測采樣設備由道岔表示電壓采集機以及表示電壓衰耗扳構成；每塊采集板可采集8路電壓，每個轉轍機定表電壓、反表電壓各一路，對應監測4個轉轍機。道岔表示電壓的監測點是表示繼電器的繼電器線包，道岔表示繼電器端電壓是一個半波整流的脈動電壓，兼有交流電壓和直流電壓的特點，采集電壓首先經衰耗電阻進入交直流電流傳感器，交直流電流傳感器采用線性光電隔離原理，將其變換為高速的跟蹤電壓輸出，交直流電流傳感器的輸出經過運算放大、整流濾波、電壓抬升電路，轉換成適合AD電路處理的電壓，送到CPU進行A/D轉換。由CPU分析表示電壓的交流成分和直流成分，計算直流電壓和交流電壓，通過CAN網絡送給車站機。信號機點燈電流監測監測采樣設備由信號機點燈電流采集機以及信號機點燈電流采集模塊構成；每塊信號機點燈電流采集機可以采集16路模擬量，可以監測8個進出站信號機，或者16個調車信號機；DJ、2DJ的電源線分別穿入電流模塊的A、B兩個采樣孔，模塊輸出接信號機點燈電流采集機，信號機點燈電流采集機對信號進行處理后，通過CAN網絡發送到車站機。定位環線監測監測采集設備采用定位環線采集模塊；定位環線采集模塊安裝在 FID設備柜輸入輸出端子處，每個模塊采集6路電壓信號(1路直流電壓、2路36kHz電壓信號、1路56kHz電壓信號、1路9kHz電壓信號)、兩路36kHz電流信號，對應一個監測點；定位環線采集模塊以I2OkHz的采樣速率，以高頻的電壓互感器、電流互感器連續采集定位環線各個端子節點的電壓、電流信號，以數字信號處理方法，解析出每路電壓信號的電壓、頻率， 每路電流信號的電流、頻率，把測試結果通過CAN網絡發送到車站機。屏蔽門監測檢測采集設備采用屏蔽門采集模塊實現；每個屏蔽門采集模塊監測一路電壓，對應一個屏蔽門接口 ；屏蔽門采集模塊采用高頻電壓互感器，連續采集屏蔽門接口端子電壓，以數字信號處理方法，解析出屏蔽門接口電壓、頻率，通過CAN網絡實時發送到車站機。
無線接入點AP工作電流監測監測采集設備由AP電流采集機、AP電流采集模塊組成；每個AP電流采集模塊采集一路電流，每個AP電流采集機可采集16路模擬量，對應16 路AP工作電流；使用AP電流采集模塊完成AP工作電流的隔離采樣，模塊輸出接入AP電流采集機模擬量輸入端子；AP電流采集機對輸入進行隔離、放大、濾波，把輸入轉換為適合AD 轉換的電壓信號，經AD轉換，把采集結果經CAN網絡發送到車站機。電纜絕緣監測、電源對地泄露電流監測監測采集設備由絕緣漏流采集機、絕緣漏流繼電器組合、絕緣漏流綜合組合組成；電纜絕緣、電源漏流的測試都由人工啟動，操作人員從車站機、或者授權終端，選擇絕緣漏流測試窗口，選中要測試的電纜，發送測試命令，命令經車站機通過CAN網絡發送給絕緣漏流開出板、緣漏流綜合組合，絕緣漏流開出板根據命令驅動絕緣測試選路繼電器組合相應繼電器動作，將所測電纜芯線通過選路網絡逐條接入絕緣漏流綜合組合的絕緣漏流監測電路；絕緣漏流綜合組合根據命令驅動絕緣、漏流測試電路切換，采集測試結果，把測試結果通過CAN網絡發送到車站機。環境溫濕度監測監測采集設備由溫濕度采集機和溫濕度傳感器組成；每塊溫濕度采集機可以采集16路模擬量，可以采集8個溫濕度傳感器的溫濕度信息；通過工業標準的溫濕度傳感器采集溫濕度信息，以4-20mA電流信號傳輸至溫濕度采集機，溫濕度采集機把電流信號轉為電壓信號，經AD轉換后，每秒定時上報至車站機。開關量監測功能監測設備由開關量采集機和開關量采集模塊組成；每塊開關量采集機可以采集16路開關量，開關量包括按鈕狀態、控制臺表示狀態、關鍵繼電器狀態等； 有空接點的按鈕、繼電器狀態，從空接點采集，不需要開關量采集模塊，沒有空接點的按鈕、 繼電器狀態以及控制臺表示狀態，采用開關量采集模塊采集。智能信號設備接口監測功能城市軌道交通信號維護支持系統連接各種智能信號設備，智能信號設備通過接口每秒發送一包包含設備工作狀態、報警信息的數據包到車站機，車站機按照與相應智能信號設備的通信接口協議，解析接收到的信息。車站機實時顯示、本地存儲、報警判斷，并且把處理后的信息經MSS系統通信網絡傳送到線路維護中心的線路應用服務器，線路應用服務器對數據進行處理后把數據存入線路數據庫服務器；線網維護中心的線網應用服務器、線網維護工作站、以及其它各級線網維護工作站、線網維護終端可以按照協議訪問線路數據庫服務器，對數據進行實時顯示、數據回放、統計分析等。ATS接口功能在軌道交通線路的控制中心設置控制中心接口服務器、通信接口機，通信接口機與ATS接口連接，接收信息，轉送到控制中心接口服務器，控制中心接口服務器把信息向線路維護中心的線路應用服務器發送；接口信息內容站場信息股道占用情況、設備狀態、列車運行情況、車站屏蔽門狀態、發車計時器狀態等；系統維護信息包括 設備工作狀態、設備故障報警、設備自診斷信息、時鐘信息、ATS人工操作模式下的操作記錄 /操作日志等。ΑΤΡ/ΑΤ0接口功能在軌道交通線路的控制中心設置控制中心接口服務器、通信接口機，通信接口機與ΑΤΡ/ΑΤ0接口連接，接收信息，轉送到控制中心接口服務器，控制中心接口服務器把信息向線路維護中心的線路應用服務器發送；接口信息內容站場信息 股道占用情況、設備狀態、列車運行情況、車站屏蔽門狀態、發車計時器狀態等；系統維護信息包括設備工作狀態、設備故障報警、設備自診斷信息、時鐘信息等。DCS接口功能在軌道交通線路的控制中心設置控制中心接口服務器、通信接口機，通信接口機與DCS接口連接，接收信息，轉送到控制中心接口服務器，控制中心接口服務器把信息向線路維護中心的線路應用服務器發送；接口信息內容設備狀態信息有線通信傳輸線路、數據服務器、交換機、無線AP狀態等；設備報警信息等。計算機聯鎖設備接口功能車站設備的網口卡，即通信接口機與計算機聯鎖設備接口連接，接收信息，把信息轉發到車站機，車站機把信息向線路維護中心的線路應用服務器發送；接口信息內容信號機狀態(開放，關閉，滅燈，引導，封鎖，接近鎖閉/接近鎖閉延時，燈絲斷絲)、區段狀態(占用/空閑)、道岔狀態(位置狀態，鎖閉)、進路鎖閉(方向)狀態、 站臺屏蔽門狀態(關閉、旁路)、IBP盤緊急按鈕激活狀態、電源故障狀態(接地檢測故障，熔絲報警)、聯鎖設備工作狀態(離線，通信故障，恢復狀態)、主備信息、倒機信息、設備故障報警、設備自診斷信息等。計軸設備接口功能車站設備的網口卡，即通信接口機與計軸設備接口連接，接收信息，把信息轉發到車站機，車站機把信息向線路維護中心的線路應用服務器發送；接口信息內容軸數、區段狀態、設備工作狀態、設備故障報警、設備自診斷信息等。智能電源屏接口功能車站設備的車站機直接與智能電源屏接口連接，接收信息， 把信息向線路維護中心的線路應用服務器發送；接口信息內容電源屏輸入輸出電壓電流、電源屏輸出電壓、電流、功率、電源屏各模塊工作狀態、報警信息。智能燈絲設備接口功能車站設備的車站機直接與智能燈絲設備接口連接，接收信息，把信息向線路維護中心的線路應用服務器發送；接口信息內容燈絲工作狀態信息、 燈絲報警信息、顯示燈位等。該城市軌道交通信號維護支持系統的主要功能有以下幾點
1、城市軌道交通信號設備監測功能，城市軌道交通信號維護支持系統的信號設備監測功能與國鐵的信號微機監測系統有一些相通的地方，但是和信號微機監測面向對象不同， 城市軌道交通雖然和國鐵的設備有道岔、軌道、信號機等相同的信號設備，但是信號制式不盡相同，50Hz相敏軌道電路、數字音頻軌道電路、定位環線、屏蔽門、無線接入點AP等設備國鐵上沒有，道岔轉轍機的型號有一些和國鐵相同，但是控制方式不同，在城市軌道交通信號維護系統中專門針對這些設備設計監測方案、監測設備；所以城市軌道交通信號維護支持系統，既包括一些和信號微機監測相同的監測功能，也包括針對城市軌道交通信號專用設備的監測功能。2、城市軌道交通的智能信號設備接口功能，ATS設備、ΑΤΡ/ΑΤ0設備、DCS (Data Communication System，數據通信系統)設備、計算機聯鎖設備、智能電源屏、智能燈絲等智能信號設備，城市軌道交通信號維護設備通過接口監測、記錄這些智能信號設備的工作狀態、報警信息。3、城市軌道交通信號維護支持系統設備故障報警功能，它的實現是基于對信號設備的實時監測信息以及歷史記錄分析判斷的結果，當偏離預定界限或不能正常工作時能及時預警或報警，根據設備故障性質產生三類報警和預警
一級報警涉及到行車安全的信息報警；報警方式聲光報警，人工確認后停止報警， 并通過網絡上傳到各級終端；它包括擠岔報警，列車信號非正常關閉報警等。二級報警影響行車或設備正常工作的信息報警；報警方式聲光報警，報警后延時適當時間自動停報，并通過網絡上傳到各級終端；它包括，，，，，，，，，軌旁ΑΤΡ/ΑΤ0系統報警，DCS系統報警，計軸設備故障報警，，UPS系統報警。三級報警電氣特性超限或其它報警；報警方式紅色顯示報警，電氣特性恢復正常后自動停報，可通過網絡上傳到車間/工區終端；它包括，，維護支持系統采集機、智能采集器通信故障報警。預警根據電氣特性變化趨勢，設備狀態及運用趨勢等進行邏輯判斷并預警；報警方式預警顯示為藍色；預警可通過網絡上傳到車間/工區終端；它包括各種設備模擬量變化趨勢、突變、異常波動預警，道岔運用次數超限預警，智能分析定義的其它預警。4、設備檔案管理功能，信號維護管理將為信號設備建立設備檔案管理，信號設備的檔案管理實現信號設備進行全后命周期管理。該部分功能需要為每臺信號設備建立檔案，相關信息包括設備的型號、生產日期、上道時間、主要技術參數、電氣特性、安裝位置、 設備的維護和維護記錄等信息。為信號設備建立檔案管理可以對設備的工作情況有更全面的了解，便于信號設備維護管理，掌握設備的工作情況，也可以為信號維護支持系統分析和確定設備工作狀態，生成設備維護和維修建議提供歷史數據；信號維護支持系統的設備檔案管理功能主要由線路維護中心服務器、車站機、終端完成。可以分為如下步驟設備檔案初始登記，設備安裝初，由相關維護人員通過終端、車站機錄入設備的型號、生產日期、上道時間、主要技術參數、電氣特性、安裝位置等信息。所有設備的信息都存入線路維護中心數據庫服務器。設備檔案的更新，在設備運行過程中，自動記錄設備的運行參數，分析變化趨勢。設備故障時，自動記錄設備故障時間，故障處理記錄。設備檔案管理功能，基于設備檔案的數據庫，相關維護人員可以通過維護終端，調看設備檔案、利用系統工具進行統計、分析， 可以對設備的工作情況有更全面的了解，便于信號設備維護管理，掌握設備的工作情況，也可以為信號維護支持系統分析和確定設備工作狀態，生成設備維護和維修建議提供歷史數據。5、信號設備備品備件管理，對信號設備的備品備件數量、狀態、供貨廠家和存放位置等信息進行管理。6、供應商管理，對信號設備和材料的供應商的資質、供貨范圍、供貨質量等信息進行管理。7、設備故障診斷功能，當有系統有故障和報警發生時，信號維護支持系統啟動故障診斷功能，協助信號維護人員分析故障原因，定位故障點，便于信號維護人員快速處理故障；設備故障診斷功能主要由數據處理服務器、終端完成。診斷基于監測采集記錄的數據。 當信號設備有故障和報警發生時，信號維護支持系統啟動故障診斷功能，故障診斷功能由一系列診斷規則組成，這些規則一方面來源于對設備狀態的判斷，一方面是根據以前的故障處理經驗定義的規則，一方面是學習規則，或者說維護人員根據故障處理經驗新增的規則。數據處理服務器根據故障情況，分析故障原因，定位故障點，把故障診斷結果發送到相應的終端。信號維護人員根據分析結果，快速處理故障。8、設備工作參數變化趨勢智能分析功能，信號維護支持系統自動完成對監測數據的分析和處理，對設備工作參數的長期變化趨勢進行監督，對一些突變和干擾進行濾除后， 分析參數變化是否存在異常趨勢，當出現異常趨勢及時給出預警和維護建議。便于維護人員掌握設備工作狀態，在設備尚未發生故障時及時提前進行維護處理，避免設備故障影響行車；設備故障診斷功能主要由數據處理服務器、終端完成。分析基于監測采集記錄的數據。信號維護支持系統數據處理服務器，自動分析數據庫服務器存儲的監測數據，對設備工作參數的長期變化趨勢進行監督，對一些突變和干擾進行濾除后，分析參數變化是否存在異常趨勢，當出現異常趨勢及時給出預警和維護建議。把維護建議發送到相應維護終端，由維護主管根據維護建議編制維護任務單，在設備尚未發生故障時及時提前進行維護處理， 避免設備故障影響行車。9、設備維護維修管理功能，根據城市軌道交通信號設備維護的特點，城市軌道交通信號維護支持系統設計了設備維護管理功能和設備故障維修管理功能，把系統功能和信號維護人員日常工作緊密結合起來，為設備的維護維修提供合理的維護維修建議、生成維修任務單、作業單、維護維修的記錄，成為信號維護人員的得力幫手；設備維護維修管理功能主要由應用數據服務器、終端完成。維護維修管理基于監測采集記錄的數據。計劃終端根據下級請求、常規計劃、特別需求，創建維護任務，經管理終端同意后下給調度終端。調度終端擇機觸發維護任務，轉發給工區終端。之后進入維護監督狀態，等待車站終端的維護結果和報告。工長角色(在工區或者車站登陸)簽收后指派給相關維修人員。維修人員開始維修前登記作業、結束后填寫結果和報告。待調度驗收后該任務完。10、線網維護中心管理功能，一個城市一般規劃有多條城市軌道線路，不同的軌道線路可能采用相同或者不同制式的信號設備，本系統統一了信號維護支持系統線網維護中心與線路維護中心之間的協議標準，可以實現一個信號維護支持系統線網維護中心對一個城市的多條線路的管理、維護與支持，便于信號維護部門維護線網內所有信號設備，合理科學安排人力資源及設備資源，提高維護效率；一個城市一般規劃有多條城市軌道線路，不同的軌道線路可能采用相同或者不同制式的信號設備，本系統統一了信號維護支持系統線網維護中心與線路維護中心之間的協議標準。線網維護中心的服務器、維護終端，可以訪問各個線路維護中心的數據庫，進行提取、分析，可以實現線網維護中心的各種管理功能。一個信號維護支持系統線網維護中心對一個城市的多條線路的管理、維護與支持，便于信號維護部門維護線網內所有信號設備，合理科學安排人力資源及設備資源，提高維護效率。11、統一的時鐘校核功能MSS系統線網維護中心設置時鐘服務器，從城軌時鐘源獲取時鐘，負責本系統所有服務器、工作站、終端、車站機的時鐘同步。最后應當說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解依然可以對本發明的具體實施方式
進行修改或者對部分技術特征進行等同替換；而不脫離本發明技術方案的精神，其均應涵蓋在本發明請求保護的技術方案范圍當中。
權利要求
1.一種城市軌道交通信號維護支持系統，其特征在于，該系統包括在城市軌道交通線路的每個設備集中站、車輛段、停車場、控制中心設置的MSS車站設備用于采集城市軌道交通設備的監測信息，并顯示、存儲、回放該監測信息；用于通過所述監測信息監測對應的城市軌道交通設備，并產生和獲取報警信息，實現報警功能；用于設備維護維修任務單的接受、查看、反饋；在城市軌道交通線路的線路維護中心設置的MSS線路維護中心設備，與該條軌道交通線路上的所有所述MSS車站設備通信用于接收、存儲、查詢、管理、統計分析各個所述MSS 車站設備的監測信息和報警信息；用于通過所述監測信息和所述報警信息產生故障診斷信息，實現故障診斷功能；用于對該條軌道交通線路上的城市軌道交通設備進行全生命周期資產管理；用于通過所述監測信息、所述報警信息和所述故障診斷信息產生針對該條軌道交通線路的設備維護維修任務和計劃，并向對應的所述MSS車站設備下達設備維護維修任務單，監控維護維修任務執行情況，審批維護維修任務完成情況，統計分析維護維修任務；在城市軌道交通線路的線網維護中心設置的MSS線網維護中心設備，與該城市所有的所述MSS線路維護中心設備通信用于查看、調取、存儲、查詢、管理、統計分析各個所述MSS 線路維護中心設備的監測信息、所述報警信息和所述故障診斷信息；用于對該城市所有軌道交通線路上的城市軌道交通設備進行全生命周期資產管理和維護維修管理，監控各個線路維護中心的維護維修任務執行情況，統計分析各個線路維護中心的維護維修任務；所述城市軌道交通設備包括城市軌道交通的信號設備和用于城市軌道交通的智能信號設備；所述監測信息包括有信號設備的監測信息、智能信號設備的報警信息、城市軌道交通設備的運行狀態信息；所述維護維修管理包括有信號設備的維護維修管理和維護維修計劃； 所述全生命周期資產管理包括有信號設備的全生命周期檔案信息、信號設備的備品備件信息、信號設備的供應商信息。
2.根據權利要求1所述的城市軌道交通信號維護支持系統，其特征在于所述MSS線網維護中心設備包括有防火墻、網絡交換機、線網交換機和分別連接所述線網交換機的線網應用服務器、線網防病毒服務器、時鐘服務器、線網網管工作站、線網維護工作站、通信前置機，其中，所述通信前置機連接所述防火墻，所述防火墻連接所述網絡交換機；所述MSS線路維護中心設備包括有線路交換機和分別連接所述線路交換機的線路應用服務器、線路數據庫服務器、線路磁盤陣列、接口服務器、WEB服務器、線路網管工作站、線路維護工作站，其中，所述接口服務器通過MSS系統通信網絡連接所述網絡交換機；所述MSS車站設備包括在所述設備集中站或所述車輛段或所述停車場設置的車站設備和在所述控制中心設置的控制中心接口設備；所述車站設備包括有車站機、車站交換機、通過所述車站交換機與所述車站機通信的維護終端、采集機、智能采集模塊、與對應的所述采集機連接的采集模塊，其中，所述車站機是工業控制計算機，所述車站機上安裝有CAN接口卡以及用于連接智能信號設備的串口卡和網口卡，所述車站機通過所述CAN接口卡分別與所述采集機和所述智能采集模塊連接， 所述車站交換機通過MSS系統通信網絡連接所述線路交換機；所述控制中心接口設備包括有用于連接智能信號設備的通信接口機、控制中心交換機、分別與所述控制中心交換機連接的控制中心接口服務器、控制中心維護工作站，所述通信接口機連接所述控制中心接口服務器。
3.根據權利要求2所述的城市軌道交通信號維護支持系統，其特征在于所述采集機包括有外電網監測單元、直流轉轍機電流采集機、交流轉轍機電流功率采集機、信號機點燈電流采集機、AP電流采集機、絕緣漏流采集機、溫濕度采集機、開關量采集機、道岔表示電壓采集機、50Hz相敏軌道電壓采集機；所述智能采集模塊包括有數字音頻軌道電路采集模塊、定位環線采集模塊、屏蔽門采集模塊；所述采集模塊包括有與所述外電網監測單元連接的交流電流互感器、與所述直流轉轍機電流采集機連接的直流轉轍機電流采集模塊和接點狀態采集器、與所述交流轉轍機電流功率采集機連接的交流轉轍機電流功率采集模塊和接點狀態采集器、與所述信號機點燈電流采集機連接的信號機點燈電流采集模塊、與所述AP電流采集機連接的AP電流采集模塊、 分別與所述絕緣漏流采集機連接的絕緣漏流繼電器組合和絕緣漏流綜合組合、與所述溫濕度采集機連接的溫濕度傳感器、與所述開關量采集機連接的開關量采集模塊。
4.根據權利要求2或3所述的城市軌道交通信號維護支持系統，其特征在于所述智能信號設備包括有自動列車監控設備、列車自動防護/列車自動運行設備、數據通信系統設備、計算機聯鎖設備、計軸設備、智能電源屏、智能燈絲設備。
全文摘要
本發明提供一種城市軌道交通信號維護支持系統，該系統包括在城市軌道交通線路的每個設備集中站、車輛段、停車場、控制中心設置的MSS車站設備；在城市軌道交通線路的線路維護中心設置的MSS線路維護中心設備，與該條軌道交通線路上的所有所述MSS車站設備通信；在城市軌道交通線路的線網維護中心設置的MSS線網維護中心設備，與該城市所有的所述MSS線路維護中心設備通信。該系統是保證行車安全、加強信號設備結合部管理、監測信號設備狀態、發現信號設備隱患、分析信號設備故障原因、輔助故障處理、指導現場維修、反映設備運用質量、提高信號部門維護水平和維護效率的重要行車設備。
文檔編號B61L27/00GK102407867SQ20111022689
公開日2012年4月11日 申請日期2011年8月9日 優先權日2011年8月9日
發明者孫冀東, 常芃, 李國鋒, 許新偉 申請人:河南輝煌科技股份有限公司