CN103778589A - 一种铁路信号系统监测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种铁路信号系统监测方法及系统，其通过构建所述铁路信号系统的二维结构视图，直观的展现出了铁路信号系统中各子系统及各部分设备之间的物理连接和逻辑关系；同时，通过植入的传感器网络，获取铁路信号系统的监测数据，并根据该二维结构视图对目标子系统和/或目标信号设备进行定位、调用相应的监测数据；当出现故障时，可快速确定故障设备的位置，不再需要盲目的查看复杂的信号图纸，提高了故障处理效率，解决了现有技术的问题。

Description

一种铁路信号系统监测方法及系统

技术领域

本发明涉及铁路运输控制领域，尤其涉及一种铁路信号系统监测方法及系统。

背景技术

铁路信号系统是整个铁路运输的神经中枢，负责指挥列车运行、保证行车安全、提高行车效率等。铁路信号系统组织结构复杂，包括联锁、闭塞、调度集中/列车调度指挥、列车控制等多个子系统，以及轨道电路、电源屏、信号机、道岔、转辙机、继电器等设备，各个子系统和设备又各自由若干个模块构成。只有各模块正常工作，整个铁路信号系统才能稳定运转。

现有技术对铁路信号系统的监测主要通过采集并存储系统中相关设备的监测数据，需要查看这些监测数据时，通过多级菜单进行查询并将其以简单列表、报表或曲线等的形式进行显示。该方法难以直观地展现铁路信号系统中各子系统及各部分设备之间的物理连接和逻辑关系，且当出现故障时，需要通过人工查找信号图纸来对故障设备进行查询和定位，费时费力、故障处理效率低。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种铁路信号系统监测方法及系统，以解决现有技术难以直观地展现铁路信号系统中各子系统及各部分设备之间的物理连接和逻辑关系，且难以对故障进行快速定位的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种铁路信号系统监测方法，包括：

以不同的图元表征所述铁路信号系统中不同的子系统和信号设备，构建所述铁路信号系统的二维结构视图，并显示所述二维结构视图；

获取并存储所述铁路信号系统的监测数据；所述监测数据包括以下至少一种：设备信息、状态信息和运行参数；

根据所述监测数据设置所述二维结构视图中相应图元的显示属性，和/或，按预设格式显示所述监测数据。

优选的，所述二维结构视图包括总系统二维结构视图和至少一级子系统二维结构视图。

优选的，所述以不同的图元表征所述铁路信号系统中不同的子系统和信号设备，构建所述铁路信号系统的二维结构视图，包括：

以不同的二维图框表征所述铁路信号系统中的不同信号设备；

以连接所述二维图框的线段表征相应信号设备之间的物理连接和/或逻辑连接。

优选的，所述二维图框之间的相对位置与相应的信号设备之间的相对位置一致。

优选的，所述显示属性包括所述二维结构图中图元的颜色；

所述根据所述监测数据设置所述二维结构图中相应图元的显示属性，包括：根据获取到的所述设备信息和状态信息设置所述二维结构视图中相应图元的颜色。

优选的，所述按预设格式显示所述监测数据，包括：

以表格和/或曲线图的形式显示单个目标子系统或目标信号设备的设备信息和运行参数；

在同一表格和/或曲线图中同时显示至少两个目标子系统或目标信号设备的设备信息和运行参数。

一种铁路信号系统监测系统，包括：控制单元、以及分别与所述控制单元连接的建模单元、显示单元和采集存储单元；

所述建模单元用于以不同的图元表征所述铁路信号系统中不同的子系统和信号设备，构建所述铁路信号系统的二维结构视图，并将所述二维结构视图输出至所述显示单元进行显示；

所述显示单元用于显示所述二维结构视图；

所述采集存储单元用于获取并存储所述铁路信号系统的监测数据；所述监测数据包括以下至少一种：设备信息、状态信息和运行参数；

所述控制单元包括：

第一控制单元，用于读取所述采集存储单元存储的监测数据，并根据自身读取到的监测数据设置所述二维结构视图中相应图元的显示属性；

第二控制单元，用于读取所述采集存储单元存储的监测数据，并将自身读取到的监测数据编辑为预设格式输出至所述显示单元进行显示。

优选的，所述建模单元配置为：

以不同的二维图框表征所述铁路信号系统中的不同信号设备；

以连接所述二维图框的线段表征相应信号设备之间的物理连接和/或逻辑连接。

优选的，所述显示属性包括所述二维结构视图中图元的颜色；

所述第一控制单元包括状态显示控制单元；

所述状态显示控制单元用于：根据获取到的所述设备信息和状态信息设置所述二维结构视图中相应图元的颜色。

优选的，所述第二控制单元包括参数显示控制单元；

所述参数显示控制单元，用于：

以表格和/或曲线图的形式显示单个目标子系统或目标信号设备的设备信息和运行参数；

在同一表格和/或曲线图中同时显示至少两个目标子系统或目标信号设备的设备信息和运行参数。

从上述的技术方案可以看出，本申请提供的铁路信号系统监测方法，通过构建所述铁路信号系统的二维结构视图，直观的展现出了铁路信号系统中各子系统及各部分设备之间的物理连接和逻辑关系；同时，通过植入的传感器网络，获取铁路信号系统的监测数据，并根据该二维结构视图对目标子系统或/或目标信号设备进行定位、调用相应的监测数据；当出现故障时，可快速确定故障设备的位置，不再需要盲目的查看复杂的信号图纸，提高了故障处理效率，解决了现有技术的问题。

附图说明

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为本发明实施例所提供的铁路信号系统监测方法流程图；

图2为本发明实施例所提供的铁路信号系统监测方法中二维结构视图的一级显示界面示意图；

图3为本发明实施例所提供的铁路信号系统监测方法中二维结构视图的二级显示界面示意图；

图4（a）为本发明实施例所提供的铁路信号系统监测方法中二维结构视图的一种三级显示界面示意图；

图4（b）为本发明实施例所提供的铁路信号系统监测方法中二维结构视图的另一种三级显示界面示意图；

图5为本发明实施例所提供的铁路信号系统监测方法中应用于信号机房的二维结构视图的一种示意图；

图6为本发明实施例所提供的铁路信号系统监测方法中应用于车站的二维结构视图的一种示意图；

图7为本发明实施例所提供的铁路信号系统监测方法中实现对比功能的显示结果示意图；

图8为本发明实施例所提供的铁路信号系统监测系统的结构框图。

具体实施方式

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。

本发明实施例公开了一种铁路信号系统监测方法及系统，以解决现有技术难以直观地展现铁路信号系统中各子系统及各部分设备之间的物理连接和逻辑关系，且难以对故障进行快速定位的问题。

参照图1，本申请实施例提供的铁路信号系统监测方法，包括如下步骤：

S1、以不同的图元表征所述铁路信号系统中不同的子系统和信号设备，构建所述铁路信号系统的二维结构视图，并显示所述二维结构视图；

根据面向对象的建模原理，铁路信号系统中的每个子系统及每个信号设备均可作为一个实体，子系统之间、信号设备之间及子系统与信号设备之间的连接及层级关系，即为所述实体之间的关系。因此，可以不同的图元代表不同的实体及实体之间的关系，即表征所述铁路信号系统中不同的子系统和信号设备及其关系，进行建模，得到所述铁路信号系统的二维结构视图，从而直观的展现出铁路信号系统中各子系统及各部分设备之间的物理连接和逻辑关系。根据该二维结构视图可对相应的信号设备的实际位置进行快速定位，便于快速排查设备故障。

S2、获取并存储所述铁路信号系统的监测数据，并分别执行步骤S3和/或S4；

所述监测数据包括以下至少一种：设备信息、状态信息和运行参数。具体的，可通过传感器网络（即设置于现场各设备中的各类传感器及上位机组成的网络）对相应的监测数据进行监测。

S3、根据所述监测数据设置所述二维结构视图中相应图元的显示属性；

S4、按预设格式显示所述监测数据。

由于上述二维结构视图直观的展现出了铁路信号系统中各子系统及各部分设备之间的物理连接和逻辑关系，故通过该二维结构视图，可实现对目标子系统或/或目标信号设备的快速定位、并可及时获知系统或设备的状态信息、运行信息等，实现了对铁路信号系统实时监测。

由上述方法步骤可知，本申请实施例提供的铁路信号系统监测方法，通过构建所述铁路信号系统的二维结构视图，直观的展现出了铁路信号系统中各子系统及各部分设备之间的物理连接和逻辑关系；同时，根据该二维结构视图对目标子系统或/或目标信号设备进行定位、调用相应的监测数据；当出现故障时，可快速确定故障设备的位置，不再需要盲目的查看复杂的信号图纸，提高了故障处理效率，解决了现有技术的问题。

进一步的，由于铁路信号系统的结构复杂，很难在同一界面中显示所有的终端设备，因此，本申请实施例根据所述铁路信号系统的各子系统和信号设备之间的层级关系对所述二维结构视图进行分级显示。

具体的，铁路信号系统中最上层的子系统包括联锁子系统201、列控子系统202、CTC/TDCS子系统203（CTC，Centralized Traffic Control System，调度集中控制系统；TDCS，Train operation Dispatching Command System，调度指挥管理系统）、轨道电路子系统204、电源屏子系统205等，可将这些子系统作为所述二维结构视图的一级显示界面，如图2所示。

上述一级显示界面中的每个子系统均对应一个二级显示界面，用于显示该子系统的子系统或信号设备的内部结构。以轨道电路子系统为例，其对应的二级显示界面即为其内部结构图，如图3所示；可以看出，该轨道电路子系统包括多个移频柜、LEU（Line side electronic unit，地面电子单元）等设备；各电路设备之间通过通信总线进行通信；更具体的，本申请实施例中的轨道电路子系统优选ZPW-2000型无绝缘移频轨道电路设备。

对于上述二级显示界面中的每个子系统或信号设备，还可对应一个三级显示界面，以所述移频柜为例，其对应的三级显示界面如图4（a）所示；由该三级显示界面可以看出，所述移频柜包括多个发送接收单元，其中，每个发送接收单元包括主发送单元、备发送单元和接收单元。

实际应用中，可在相邻层级的显示界面之间建立连接关系，实现点击当前显示界面中表征某个子系统（或信号设备）的图元时，即显示相应的下一级显示界面（即该子系统（或信号设备）的内部结构图）；如点击图2所示一级界面中表征轨道电路子系统204的图元时，即显示图3所示的二级显示界面当点击图3中表征移频柜的图元时，即显示图4（a）所示的三级显示界面。

进一步的，由于不同场所对铁路信号系统的监测需求不同，故可针对不同的监测场所构建不同的二维结构视图。例如，为更清晰的展示监测移频柜内各设备的发送、接收等状态，可构建如图4（b）所示结构图，即移频柜内的每个设备对应一个二维图框，分别显示其状态信息；又如，在信号机房，为便于工作人员的检修、维护，根据设备的实际位置，可构建信号机械室、信号电源屏室和防雷分线室等各类控制室及其内部设备的分布图，如图5所示；又如，在车站，主要关注对象为各信号机的开闭状态、轨道区段的占用、出清、锁闭等状态，故可构建如图6所示的二维结构图，以展示各信号机、轨道区段的状态。

本申请实施例中，步骤S1所述的以图元表征所述铁路信号系统的各设备，构建与所述铁路信号系统中各子系统及设备一一对应的二维结构视图，包括：

以不同的二维图框表征所述铁路信号系统中的不同信号设备；以连接所述二维图框的线段表征相应信号设备之间的物理连接和/或逻辑连接。

更具体的，所述二维图框包括矩形框（如图2、3、4（a）所示）、圆圈（主要用于表示联锁子系统中的信号机、操作按钮等，如图6所示）；所述二维图框之间的线段表征的物理连接包括信号设备之间的电连接、数据通信、信号机之间的轨道区段或道岔等。

为准确的展示各信号设备之间的位置关系，本申请实施例中，所述二维图框之间的相对位置与相应的信号设备之间的相对位置一致，如相邻两个铁路信号设备的图元之间的距离与对应的两个铁路信号设备之间的距离成预设比例。相应的，所述根据所述二维结构图对目标设备进行定位，包括：根据所述二维图框之间的相对位置确定所述目标设备在所述铁路信号系统中的实际位置。由于上述相对位置一致的特性，提高了定位速度及准确性。

本申请实施例中，可通过设置于各子系统或信号设备内部的传感器或具有自检测功能的信号设备本身，实时获取所述监测数据，包括设备信息、状态信息和运行参数等，进而通过相应的接口上传至相应的处理设备，并最终存储于相应的存储单元中。

相应的，对于上述步骤S3所述的根据所述监测数据设置所述二维结构视图中相应图元的显示属性，当相应处理设备获取到所述设备信息及其对应的状态信息后，可在存储该信息的同时，对相应图元的显示属性进行设置，以提高状态显示的实时性。

所述显示属性包括图元的颜色，如所述二维图框的颜色及连接所述二维图框的线段的颜色。

具体的，对于二维图框，可进行如下设置：

若所述状态信息为表征相应子系统或信号设备运行正常的第一状态信息，则将相应的二维图框设置为绿色；

若所述状态信息为表征对相应子系统或信号设备进行警示的第二状态信息，则将相应的二维图框设置为黄色；

若所述状态信息为表征相应子系统或信号设备出现故障的第三状态信息，则将相应的二维图框设置为红色。

本申请实施例中，连接所述二维图框的线段用于表征相应设备之间的物理连接或逻辑连接，其具体可包括连接相应信号设备的轨道区段、信号设备之间的通信线路等；可对其进行如下设置：

若所述状态信息为表征相应信号设备之间的轨道区段被锁闭的第四状态信息，则将相应的线段设置为白色；

若所述状态信息为表征相应信号设备之间的轨道区段被占用的第五状态信息，则将相应的线段设置为红色；

若所述状态信息为表征相应信号设备之间的轨道区段出清的第六状态信息，则将相应的线段设置为绿色。

对于上述步骤S4所述的按预设格式显示所述监测数据，具体可以通过对显示界面中的图元进行双击或右键单击等预设操作来输入需求信息，进而根据读取与需求信息相对应的监测数据，并将读取到的监测数据编辑为相应的预定格式进行显示；所述预定格式包括表格、曲线图、报表等格式，根据实际需求对不同的运行参数设置相应的显示格式。

具体的，可根据所述二维结构视图查询联锁子系统中某个信号设备的运行参数，可通过鼠标右键点击相应显示界面中表征该信号设备的二维图框，显示出相应的选择菜单，包括选择查询哪种运行参数、以哪种预定格式进行显示等；如通过表格的形式显示某一时刻某一信号设备的电流、电压等所有电气特性参数值。

另外，还可根据所述二维结构视图查询并显示联锁子系统中两个及以上相关信号设备的运行参数，或者同一信号设备的同一运行参数在不同时刻的数值，即实现对比功能；如，可查询X17和X18信号机的灯丝继电器在不同时刻的工作电流值，并通过表格（如图7所示）或曲线图进行显示。

相应于上述铁路信号监测方法，本申请实施例还提供了一种铁路信号系统监测系统；如图8所示，该系统包括：控制单元100、以及分别与控制单元100连接的建模单元200、显示单元300和采集存储单元400。

其中，建模单元200用于以不同的图元表征所述铁路信号系统中不同的子系统和信号设备，构建所述铁路信号系统的二维结构视图，并将所述二维结构图输出至所述显示单元300进行显示。

采集存储单元400用于获取并存储所述铁路信号系统的监测数据；其具体可包括设置于各子系统或信号设备内部的传感器或具有自检测功能的信号设备以及与控制单元100进行通信的数据总线、通信接口等。

控制单元100包括：

第一控制单元110，用于读取采集存储单元400获取的监测数据，并根据自身读取到的监测数据设置所述二维结构图中相应图元的显示属性；

第二控制单元120，用于根据输入的需求信息读取采集存储单元400存储的监测数据，并将自身读取到的监测数据编辑为预设格式输出至显示单元300进行显示。

进一步的，建模单元200配置为：

以不同的二维图框表征所述铁路信号系统中的不同信号设备；

以连接所述二维图框的线段表征相应信号设备之间的物理连接和/或逻辑连接。

具体的，所述监测数据包括以下至少一种：设备信息、状态信息和运行参数；相应的，第一控制单元110具体包括：状态显示控制单元，用于根根据获取到的所述设备信息和状态信息设置所述二维结构图中相应图元的颜色；

第二控制单元120具体包括：参数显示控制单元，用于根据输入的需求信息，以表格和/或曲线图的形式显示单个目标子系统或目标信号设备的设备信息和运行参数，或者，在同一表格和/或曲线图中同时显示至少两个目标子系统或目标信号设备的设备信息和运行参数。

需要说明的是，上述铁路信号系统监测系统中各单元的具体功能可参照上文方法实施例，此处不再赘述。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。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。

Claims (10)

1.一种铁路信号系统监测方法，其特征在于，包括：

以不同的图元表征所述铁路信号系统中不同的子系统和信号设备，构建所述铁路信号系统的二维结构视图，并显示所述二维结构视图；

获取并存储所述铁路信号系统的监测数据；所述监测数据包括以下至少一种：设备信息、状态信息和运行参数；

根据所述监测数据设置所述二维结构视图中相应图元的显示属性，和/或，按预设格式显示所述监测数据。

2.根据权利要求1所述的铁路信号系统监测方法，其特征在于，所述二维结构视图包括总系统二维结构视图和至少一级子系统二维结构视图。

3.根据权利要求1或2所述的铁路信号系统监测方法，其特征在于，所述以不同的图元表征所述铁路信号系统中不同的子系统和信号设备，构建所述铁路信号系统的二维结构视图，包括：

以不同的二维图框表征所述铁路信号系统中的不同信号设备；

以连接所述二维图框的线段表征相应信号设备之间的物理连接和/或逻辑连接。

4.根据权利要求3所述的铁路信号系统监测方法，其特征在于，所述二维图框之间的相对位置与相应的信号设备之间的相对位置一致。

5.根据权利要求1或2所述的铁路信号系统监测方法，其特征在于，所述显示属性包括所述二维结构图中图元的颜色；

所述根据所述监测数据设置所述二维结构图中相应图元的显示属性，包括：根据获取到的所述设备信息和状态信息设置所述二维结构图中相应图元的颜色。

6.根据权利要求1或2所述的铁路信号系统监测方法，其特征在于，所述按预设格式显示所述监测数据，包括：

以表格和/或曲线图的形式显示单个目标子系统或目标信号设备的设备信息和运行参数；

在同一表格和/或曲线图中同时显示至少两个目标子系统或目标信号设备的设备信息和运行参数。

7.一种铁路信号系统监测系统，其特征在于，包括：控制单元、以及分别与所述控制单元连接的建模单元、显示单元和采集存储单元；

所述建模单元用于以不同的图元表征所述铁路信号系统中不同的子系统和信号设备，构建所述铁路信号系统的二维结构视图，并将所述二维结构视图输出至所述显示单元进行显示；

所述显示单元用于显示所述二维结构视图；

所述采集存储单元用于获取并存储所述铁路信号系统的监测数据；所述监测数据包括以下至少一种：设备信息、状态信息和运行参数；

所述控制单元包括：

第一控制单元，用于读取所述采集存储单元存储的监测数据，并根据自身读取到的监测数据设置所述二维结构视图中相应图元的显示属性；

第二控制单元，用于读取所述采集存储单元存储的监测数据，并将自身读取到的监测数据编辑为预设格式输出至所述显示单元进行显示。

8.根据权利要求7所述的铁路信号系统监测系统，其特征在于，所述建模单元配置为：

以不同的二维图框表征所述铁路信号系统中的不同信号设备；

以连接所述二维图框的线段表征相应信号设备之间的物理连接和/或逻辑连接。

9.根据权利要求7或8所述的铁路信号系统监测系统，其特征在于，所述显示属性包括所述二维结构视图中图元的颜色；

所述第一控制单元包括状态显示控制单元；

所述状态显示控制单元用于：根据获取到的所述设备信息和状态信息设置所述二维结构视图中相应图元的颜色。

10.根据权利要求7或8所述的铁路信号系统监测系统，其特征在于，所述第二控制单元包括参数显示控制单元；

所述参数显示控制单元，用于：

以表格和/或曲线图的形式显示单个目标子系统或目标信号设备的设备信息和运行参数；

在同一表格和/或曲线图中同时显示至少两个目标子系统或目标信号设备的设备信息和运行参数。

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