CN102602434A

CN102602434A - 一种轨道交通车辆门系统车载信号监测系统及监测方法

Info

Publication number: CN102602434A
Application number: CN2012100876948A
Authority: CN
Inventors: 曹雪虹; 史翔; 焦良葆; 张健; 王少东; 徐庆
Original assignee: Nanjing Institute of Technology; Nanjing Kangni Mechanical and Electrical Co Ltd
Current assignee: Nanjing Institute of Technology; Nanjing Kangni Mechanical and Electrical Co Ltd
Priority date: 2012-03-29
Filing date: 2012-03-29
Publication date: 2012-07-25

Abstract

本发明涉及一种轨道交通车辆门系统车载信号监测系统，所述系统包括车内系统与与监控中心，所述车内系统包括车门控制器、信号采集传输装置，所述的监控中心包括服务器、监控终端，所述的车内系统与监控中心通过无线网络进行连接。本发明同时公开了该监测系统的监测方法。本发明通过总线将所有车门信息进行汇总后发送至监控中心，令维护人员不必到每个车门出逐一取得数据，这样节省了人力；且数据是在列车运行过程中即时传输至监控中心，其时效性得到了充分保证；所有的数据均存储在监控系统的服务器内，在保证了存储容量的同时方便了维护人员及时调用，从而有助于维护人员及时对车辆情况做出判断，缩短了维修时间，提高了维修服务的响应速度。

Description

一种轨道交通车辆门系统车载信号监测系统及监测方法

技术领域

本发明涉及一种铁路上或城市轨道车辆上的监测系统，具体而言，是轨道车辆门系统的监测系统，同时本发明涉及该系统的监测方法。

背景技术

如今的轨道车辆不论是铁路轨道车辆抑或是城市轨道车辆，在车辆上多数使用的是自动车门，一般而言，列车由多节车厢组成，在每节车厢的两侧设置有车门，车门的开闭由门控器控制，而门控器的执行直接受列车控制系统的指令，由于列车是高速运行的，因此门系统的工作是否安全可靠至关重要，而体现门系统是否安全的系统工作状况的数据对于保证门系统的完好性十分关键。现在常用的手段是在门控制器内设置一定容量的存储器，通过存储器记录门系统的运行数据特别是故障数据，而后由维护人员通过门控制器上的维护端口将数据进行下载，而后进行分析。这样的做法存在着下述问题：首先，必须在列车停止服务的时候才能进行数据下载分析，这样一来数据的时效性不能保证，其次，每一个门控器是相互独立的，维护人员必须逐个的对每个门的数据进行下载分析，这样耗费了大量的人力，且由于存储器的容量毕竟是固定的，其保存的数据量也是有限的，如果要记录新的数据，则必须丢弃较早期的数据，这样对门系统的综合判断上会存在偏差，对故障的分析与预防也是不利的。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种时效性好、易于维护、数据容量大的监测系统，同时本发明提供该监测系统的监测方法。

技术方案：本发明通过以下技术手段加以实现：

一种轨道交通车辆门系统车载信号监测系统，所述的监测系统包括车内系统与监控中心，所述车内系统包括车门控制器、信号采集传输装置，所述的监控中心包括服务器、监控终端，所述的车内系统与监控中心通过无线网络进行连接。

所述的车门控制器及信号采集传输装置通过RS485总线进行连接，所述的车门控制器设置在每个车门处，车辆每一侧的所有车门控制器通过RS485总线彼此连接，而后与信号采集传输装置连接。

所述的服务器包括数据通信服务器与数据库服务器，所述的服务器与监控终端连接，并通过监控网关与防火墙连接无线网络。

所述的车辆门信号采集传输装置由信号采集接口、核心处理单元及无线数据传输接口依次连接组成，所述信号采集传输装置还包括供给其电力的装置电源单元，所述装置电源单元与信号采集接口、核心处理单元及无线数据传输接口分别连接。

所述的监测系统还包括大屏幕，所述的大屏幕连接监控终端。

一种车载信号监测系统的监测方法，包括以下步骤：

1）车门控制器将车门运行状态数据与故障数据进行收集，而后通过RS485总线传输至车辆门信号采集传输装置；

2）车辆门信号采集传输装置将上述数据进行收集，而后由无线网络通过互联网将数据发出；

3）所述数据通过防火墙与监控网关的过滤后，进入服务器内进行分析，并将结果通过监控终端显示在大屏幕上。

所述的核心处理单元可接收来自监控中心的请求或指令。

所述的车辆门信号采集传输装置中的信号采集接口将RS485总线电平转化为核心处理单元使用的RS232电平，且所述信号采集模块的TXD连线设置为断开。

所述数据经信号采集传输装置发出后，通过基站进入互联网。

所述的车辆门信号采集与传输装置工作状态分为工作状态与休眠状态，当列车维修时切换至休眠状态，列车载客时切换至工作状态。

有益效果：本发明通过总线将所有车门信息进行汇总后发送至监控中心，令维护人员不必到每个车门出逐一取得数据，这样节省了人力；且数据是在列车运行过程中即时传输至监控中心，其时效性得到了充分保证；且所有的数据均存储在监控系统的服务器内，在保证了存储容量的同时方便了维护人员及时调用，从而有助于维护人员及时对车辆情况做出判断，缩短了维修时间，提高了维修服务的响应速度。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明车辆门信号采集与传输装置软件主线程流程图。

其中1-列车、2-无线网络、3-车门控制器、4-车辆门信号采集及传输装置、5-RS485总线、6-车内系统、7-基站、8-互联网、9-监控中心、10-防火墙、11-监控网关、12-服务器、13-监控终端、14-大屏幕。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明进行进一步详述：

本发明涉及一种轨道车辆门系统车载信号的监测系统，如图1所示，整个系统包括两部分：在列车1内部设置的车内系统6及在车外设置的监控中心9，车内系统6主要包括了设置在每个车门之上的车门控制器（EDCU）3及在车辆的两侧各设置一个的车辆门信号采集及传输装置4，每一侧的车门控制器3之间通过一根RS485总线5进行连接，而后这根总线5与这一侧上设置的车辆门信号采集及传输装置4连接。本发明中，所述的车辆门信号采集及传输装置4包括信号采集接口、核心处理单元、无线数据传输接口及装置电源单元，信号采集接口负责监听RS485总线的数据，并将其电平转换为RS232也就是核心处理单元所使用的电平，而后核心处理单元将数据进行分析，而后根据通信协议对数据进行重新封装，将数据发送至无线数据传输接口加以发送。所述车辆门信号采集及传输装置4还包括有提供上述各硬件的电力的装置电源单元，其将车辆电源转换为相应的硬件模块电源，同时提供了基于锂电池的不间断电源方案，以实现非正常断电时操作信息的不丢失。

由车内系统6传出的数据通过无线网络2传输至基站7，由基站连入互联网8，然后通过互联网8将数据传输至监控中心9，所述监控中心9包括服务器12、监控终端13，所述服务器12分为包括数据通信服务器与数据库服务器，数据通信服务器负责处理分析由车内系统传出的数据，数据库服务器负责存储上述数据，监控终端用于将相关信息进行显示，更进一步的说，所述的数据在经服务器分析存储之前首先经过防火墙10与监控网关11，所述防火墙10将数据进行过滤，从而滤除其中的有害数据，保证监控中心9的安全运行；所述监控网关11负责与各前端装置之间的双向通信，同时也起到进一步过滤的作用，监控中心9还包括大屏幕14用以更直观的显示车辆的状况。

同时，本发明公开了上述监测系统的监测方法，具体的说，由以下步骤构成：

1）车门控制器将车门运行状态数据与故障数据进行收集，而后通过RS485总线传输至信号采集传输装置；

2）车辆门信号采集传输装置将上述数据进行收集，而后通过无线网络2将数据发出；

车门控制器将数据送入信号采集传输装置的过程实际上是信号采集模块监听到了接入的RS485总线上的门的状态信息数据，由于连接其后的核心处理单元使用的是RS232接口，而RS485与RS232的电平是不同的，因此，信号采集模块将 RS485总线使用的电平转化成了RS232总线使用的电平，使核心处理单元可以读取到数据。由于信号采集模块仅仅负责监听，而不向RS485总线发送数据，即处于“隐形”的监听工作状态，因此信号采集模块的TXD接口为断开设置，这样一来便保证了接口的静默。

核心处理单元读取到来自信号采集模块传送来的数据后，对数据按照通信协议进行分析并进行重新的封装，然后交给无线数据传输接口进行发送，这样一来，核心处理单元便需要具备足够的计算能力与存储空间，一般而言，核心处理单元采用单片机，具体的来说，核心处理单元首先将串口数据读取至缓冲区，而后在缓冲区内进行完整的帧提取与类型的判断，而后根据实际的数据帧确定使用的处理策略，而后对帧数据进行封装，最后对数据进行分发。使用上述方式可以使数据实现低延迟高可靠性的上传，避免了数据在传输过程中的丢失。本发明中，核心处理单元提供了充足的存储空间以实现采集数据的本地存储即上述过程中将数据读取至缓冲区，这样一来，所有的数据均先进行保存后进行处理，保证了数据的不丢失。

被核心处理单元分析处理及封装后的数据通过无线数据传输接口进行发送，所述无线数据传输接口通过无线网络接入internet的方式连接监控中心9从而将数据进行发送，同时，无线数据传输接口亦可以接受监控中心9的指令或请求，将其发送至核心处理单元。本发明中，所述的核心处理单元可以接收来自监控中心的请求或指令，从而实现诸如基于监控中心需求的本地存储数据的应需上传或数据处理策略及软件的更新。

数据通过internet传输至监测中心后，维护人员可以直接通过监测中心设置的监控终端直观的看见被监测的车门系统的数据、当前实时的运行情况，且可以通过监控终端调取过往的数据以供综合判断，同时维护人员可以通过操作终端对门系统下达指令或者更新门系统自带软件。所述监测中心设置的大屏幕以图片形式更直观的显示当前门系统的状态是否处于异常。

本发明中，所述的信号采集与传输装置的工作状态分为工作状态与休眠状态，分别对应着列车的运行时段与入库检修时段，其状态的切换由列车的电源开闭决定，当列车电源开启时，信号采集与传输装置处于工作状态，其实时监测RS485数据，记录与门系统相关数据，并进行处理，同时针对监测中心的远程控制做出响应；当列车电源切断时，装置切换至休眠状态，在此之前，系统产生断电事件并实时上报，然后完成各缓冲区内数据的处理，待所有数据处理完毕后，系统发出断电指令，实现系统断电，本发明中，所述软件系统采用多线程设计，主线程完成系统的初始化、RS232串口的读取、RS585总线数据的组帧和解析、协议数据的处理策略确定与再封装、电源供给的判断和工作状态的切换等功能，数据的无线上传与数据本地存储两个模块的输入输出由子线程实现，具体的说，数据的无线上传模块需要实现实时数据上传、周期数据上传及应需数据上传三类功能；数据本地存储需要实现监测数据存储、下发策略文件存储及下发软件存储功能，其具体的主线程流程设计如图2所示。

Claims

1.一种轨道交通车辆门系统车载信号监测系统，其特征在于：所述的监测系统包括车内系统（6）与监控中心（9），所述车内系统包括车门控制器（3）、信号采集传输装置（4），所述的监控中心包括服务器（12）、监控终端（13），所述的车内系统与监控中心通过无线网络（2）连入互联网（8）进行连接。

2.根据权利要求1所述的车载信号监测系统，其特征在于：所述的车门控制器（3）及信号采集传输装置（4）通过RS485总线进行连接，所述的车门控制器（3）设置在每个车门处，车辆每一侧的所有车门控制器（3）通过RS485总线（5）彼此连接，而后与信号采集传输装置（4）连接。

3.根据权利要求1所述的车载信号监测系统，其特征在于：所述的服务器（12）包括数据通信服务器与数据库服务器，所述的服务器（12）与监控终端（13）连接，并通过监控网关（11）与防火墙（10）连接无线网络。

4.根据权利要求1所述的车载信号监测系统，其特征在于：所述的车辆门信号采集传输装置（4）由信号采集接口、核心处理单元及无线数据传输接口依次连接组成，所述信号采集传输装置还包括供给其电力的装置电源单元，所述装置电源单元与信号采集接口、核心处理单元及无线数据传输接口分别连接。

5.根据权利要求1所述的车载信号监测系统，其特征在于：所述的监控中心还包括大屏幕（14），所述的大屏幕（14）连接监控终端（13）。

6.一种根据权利要求1所述车载信号监测系统的监测方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）车门控制器（3）将车门运行状态数据与故障数据进行收集，而后通过RS485总线（5）传输至车辆门信号采集传输装置（4）；

2）车辆门信号采集传输装置（4）将上述数据进行收集，而后由无线网络（2）通过互联网（8）将数据发出；

3）所述数据通过防火墙（10）与监控网关（11）的过滤后，进入服务器（12）内进行分析，并将结果通过监控终端（13）显示在大屏幕（14）上。

7.根据权利要求6所述的监测方法，其特征在于：所述的核心处理单元可接收来自监控中心的请求或指令。

8.根据权利要求6所述的监测方法，其特征在于：所述的车辆门信号采集传输装置（4）中的信号采集接口将RS485总线电平转化为核心处理单元使用的RS232电平，且所述信号采集模块的TXD连线设置为断开。

9.根据权利要求6所述的监测方法，其特征在于：所述数据经车辆门信号采集传输装置（4）发出后，通过基站（7）进入互联网（8）。

10.根据权利要求6所述的监测方法，其特征在于：所述的车辆门信号采集与传输装置（4）工作状态分为工作状态与休眠状态，当列车维修时切换至休眠状态，列车载客时切换至工作状态。