一種地鐵列車信號系統在線監(jiān)測與預警的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種地鐵列車信號系統在線監(jiān)測與預警裝置，該裝置包括：車載設備與維護終端；其中，所述車載設備，用于對所述車載信號系統中所有設備的運行數據進行集中存儲，并輸出至所述維護終端；所述維護終端，用于通過行為模式識別的方式對車載信號系統中設備的潛在故障進行離線預警，以及通過單一行為的隨機累加實現車載信號系統中設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試和維護人員對車載信號系統中的設備在線運行情況的檢測，并降低了城市軌道交通領域信號設備故障的風險。
【專利說明】—種地鐵列車信號系統在線監(jiān)測與預警的裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及城市軌道交通領域，尤其涉及一種地鐵列車信號系統在線監(jiān)測與預警的裝置。
【背景技術】
[0002]近些年來，隨著城市化進程的加速，城市軌道交通領域發(fā)展迅猛，作為鐵路運輸安全和效率保障的信號系統在城市軌道交通領域具有集成度更高、設備更復雜、信息交互量更大、設備依賴性更強的特點。城市軌道交通信號系統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，公交集團緊急加開130余部公交車進行疏導。由此可知，在城市軌道交通領域，一種能對信號系統在線監(jiān)測與預警裝置的作用不可小覷。
[0003]隨著技術的進步，車載信號設備的線監(jiān)測方式也在更新換代:
[0004]早期的車載信號監(jiān)測多是通過板卡上的指示燈及數碼管來進行設備運行狀態(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，而且指示燈和數碼管的故障還有可能誤導信號維護人員。
[0005]后來，隨著便攜式電腦的應用，信號廠商開始使用串口將設備運行數據發(fā)送出來，維護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備的狀態(tài)，但受限于存儲設備的體積和成本以及車載機柜內部空間，詳細的設備狀態(tài)只能發(fā)送到便攜式電腦上進行存儲，不能在車載信號設備內部進行存儲。這就造成了 “設備故障時記不下來，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備狀態(tài)的集中記錄已有應用，一般是從車載信號設備中獨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備與車輛、車載信號設備之間、車載信號設備與地面設備的接口單元使用，一方面對一些安全相關數據進行了簡單記錄。
[0007]然而，這種方法仍然存在較大的缺陷:1)無法對記錄進行離線分析和預警:無法將所有設備的數據進行綜合分析，更不能通過分析所有設備的運行狀態(tài)，對可能產生的故障進行綜合預警；2)只能對通信數據的進行簡單復視:只能對車載信號設備發(fā)到接口記錄單元的數據進行原包復視，不能靈活地對不同設備的具體信息單元進行組合查看，也不能按照希望的優(yōu)先順序進行排序。因為通信內容一般較多，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量級)，這就造成在線監(jiān)測的數據很多且更新速度快，這種情況下，維護/調試人員在線監(jiān)測的時候就很容易漏掉所關注的信息單元的狀態(tài)變化。
【發(fā)明內容】
[0008]本發(fā)明的目的是提供一種地鐵列車信號系統在線監(jiān)測與預警的裝置，方便了調試和維護人員對車載信號系統中的設備在線運行情況的檢測，并降低了城市軌道交通領域信號設備故障的風險。
[0009]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現的:
[0010]一種地鐵列車信號系統在線監(jiān)測與預警裝置，該裝置包括:車載設備與維護終端;
[0011]其中，所述車載設備，用于對所述車載信號系統中所有設備的運行數據進行集中存儲，并輸出至所述維護終端；
[0012]所述維護終端，用于通過行為模式識別的方式對車載信號系統中設備的潛在故障進行離線預警，以及通過單一行為的隨機累加實現車載信號系統中設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)明提供的技術方案可以看出，通過基于行為模式識別的方式實現了車載信號系統的離線分析預警，可提早發(fā)現并處理可能出現故障的設備，從而降低了城市軌道交通領域信號設備故障的風險；另一方面，通過單一行為的隨機累加實現車載信號設備的在線監(jiān)測，方便了調試和維護人員對車載信號設備在線運行情況的檢測，克服了大數據、高刷新情況下人眼難于發(fā)現可疑的數據變化的弊病。
【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，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據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在線監(jiān)測與預警的裝置的示意圖；
[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]下面結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、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?；诒景l(fā)明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(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在線監(jiān)測與預警的裝置的示意圖。如圖1所示，該裝置主要包括:車載設備11與維護終端12 ；
[0021]其中，所述車載設備11，用于對所述車載信號系統中所有設備的運行數據進行集中存儲，并輸出至所述維護終端；
[0022]所述維護終端12，用于通過行為模式識別的方式對車載信號系統中設備的潛在故障進行離線預警，以及通過單一行為的隨機累加實現車載信號設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]進一步的，所述車載設備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中設備的串行與以太網數據交換通道；
[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柜內。
[0028]所述維護終端12可以為便攜式設備，并可隨時從所述車載設備11中的中央主控單元111中獲取車載信號系統中設備(例如，ΑΤΡ、ΑΤ0等)的運行數據(例如，配置、日志等)，進而實現在線監(jiān)測以及離線預警的功能。
[0029]為便于進一步介紹本發(fā)明，下面針對線監(jiān)測以及離線預警的實現方式做具體的介紹。
[0030]本發(fā)明實施例中的維護終端12可基于行為模式識別的方式實現在線監(jiān)測以及離
線預警。
[0031]1、基于行為模式識別的方式對車載信號系統中設備的潛在故障進行離線預警。
[0032]當所述維護終端12獲得車載信號系統中設備的運行數據后，由維護/調試人員根據實際需要選擇對應的行為模式，所述行為模式可以是預先設置的，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的目標值；當信息單元類型確定后，系統會根據信息單元類型對目標值自動進行合理性檢驗；例如，當前信息單元類型為速度，目標值為45公里/小時，則可通過合理性檢驗。
[0037]對所述目標值的比較策略；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一步確定模糊區(qū)間。
[0038]對所述目標值的比較策略以及該行為出現或持續(xù)的方式；例如，“連續(xù)出現η次”、
“一直是”，“一直否”等。
[0039]維護/調試人員可以根據實際需求對每一行為的上述元素進行編輯；當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，當手動編輯好一行為模式后還可以進行保存，以便再次使用時，通過直接選擇或者搜索相應行為的名稱進行選擇來使用該行為模式進行數據分析。
[0040]當設定好相應的行為模式后，則可進行離線預警分析。具體的如圖2所示，確定起止時間后，根據行為模式對車載信號系統中設備的運行數據進行綜合識別與匹配計算，并以報表的方式呈現已經出現及可能出現的故障，實現潛在故障離線預警。
[0041]其中，所述綜合識別包括:按照車載信號系統中設備的運行數據的時間和信息單元來源確定待處理數據的范圍，并將確定的待處理的數據按照多線程的方式進行數據綜合與轉換處理，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據進行匹配識別，并基于故障參照庫對所述匹配識別結果進行分析。
[0042]所述故障參照庫為根據不同信息來源與不同的信息單元類型，并結合信號設備故障經驗內置的閾值庫，以使識別的準確度更高、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，可克服了大數據處理時運行速度低的問題。
[0044]2、基于單一行為的隨機累加實現車載信號系統中設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中設備的在線監(jiān)測具有數據量大、刷新頻率快的特點，將車載所有信號設備集中到一個界面中進行在線監(jiān)測；且本發(fā)明實施例通過單一行為的隨機累加為調試/維護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據自由組合、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，維護終端12時刻實時地顯示信號設備的所有實時數據，在線監(jiān)測界面上，用戶可以靈活地打開、關閉、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)數據，另外，數據的顯示是通過解釋機制解釋后的、直觀、易懂的人類語言，這樣就實現了在同一界面上對多個信息來源的所有實時數據集中監(jiān)測的目的，照顧了全面性。
[0047]同時，通過單一行為的選擇機制，用戶可以對所關心的行為進行選擇，通過對多個行為進行選擇并確認后，程序會生成一個懸浮框，對不同數據源的不同信息單元類型進行組合在線監(jiān)測，與預警時行為模式所不同預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行考慮。另外，用戶也可以在懸浮框中通過鼠標拖動、順序點擊排列等方式靈活地對所選擇的多個行為進行排序，方便用戶在線監(jiān)測時的對比。
[0048]具體的如圖3所示，系統根據用戶的輸入指令，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；根據上述確定的信息獲取對應的多個信息單元，并對所述多個信息單元進行解析(即通過解釋機制解釋后的、直觀、易懂的人類語言)后分別顯示，實現車載信號設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了車載信號系統的離線分析預警，可提早發(fā)現并處理可能出現故障的設備，從而降低了城市軌道交通領域信號設備故障的風險；另一方面，通過單一行為的隨機累加實現車載信號設備的在線監(jiān)測，方便了調試和維護人員對車載信號設備在線運行情況的檢測，克服了大數據、高刷新情況下人眼難于發(fā)現可疑的數據變化的弊病。
[0050]所屬領域的技術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行舉例說明，實際應用中，可以根據需要而將上述功能分配由不同的功能模塊完成，即將裝置的內部結構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)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發(fā)明披露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種地鐵列車信號系統在線監(jiān)測與預警裝置，其特征在于，該裝置包括:車載設備與維護終端； 其中，所述車載設備，用于對所述車載信號系統中所有設備的運行數據進行集中存儲，并輸出至所述維護終端； 所述維護終端，用于通過行為模式識別的方式對車載信號系統中設備的潛在故障進行離線預警，以及通過單一行為的隨機累加實現車載信號系統中設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.根據權利要求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的目標值、對所述目標值的比較策略以及該行為出現或持續(xù)的方式。
3.根據權利要求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中設備的潛在故障進行離線預警包括: 根據行為模式對車載信號系統中設備的運行數據進行綜合識別與匹配計算，并以報表的方式呈現已經出現及可能出現的故障，實現潛在故障離線預警； 其中，所述綜合識別包括:按照車載信號系統中設備的運行數據的時間和信息單元來源確定待處理數據的范圍，并將確定的待處理的數據按照多線程的方式進行數據綜合與轉換處理，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據進行匹配識別，并基于故障參照庫對所述匹配識別結果進行分析；其中，所述故障參照庫為根據不同信息來源與不同的信息單元類型，并結合信號設備故障經驗內置的閾值庫。
4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述通過單一行為的隨機累加實現車載信號系統中設備的綜合篩選在線監(jiān)測包括: 根據用戶的輸入指令，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； 根據上述確定的信息獲取對應的多個信息單元，并對所述多個信息單元進行解析后分別顯示，實現車載信號系統中設備的綜合篩選在線監(jiān)測。
5.根據權利要求1-4任一項所述的裝置，其特征在于，所述車載設備包括: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中設備的串行與以太網數據交換通道； 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)先權日:2013年12月5日
【發(fā)明者】孫旺, 尹遜政, 郜洪民, 賈學祥, 王芃, 李亮, 許碩, 孟軍, 王超, 陳寧寧, 鄭偉, 李博, 賈鵬, 徐杰 申請人:中國鐵道科學研究院, 中國鐵道科學研究院通信信號研究所, 北京市華鐵信息技術開發(fā)總公司, 北京銳馳國鐵智能運輸系統工程技術有限公司