CN104506794B - 一种列车综合监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种列车综合监控系统，包括车载设备、无线传输设备和地面监控中心；车载设备用于采集实时信息；无线传输设备用于传递实时信息；地面监控中心用于处理实时信息并对车载设备进行反馈；本发明的益处为：各个设备体积小、组网灵活、安全，安装和操作方便，可以进行列车信息的实时监控、在线数据分析和预测，还实现了列车与地面监控中心之间的数据实时传输、显示和记录，以及车载设备状态的在线诊断，为列车的安全运营提供更可靠的技术保障。

Description

一种列车综合监控系统

技术领域

本发明涉及一种列车综合监控系统，尤其是一种基于无线通信的列车综合监控系统，属于智能交通技术领域。

背景技术

目前，视频监控作为一种成熟的技术已经在各个领域得到运用。铁路综合视频监控系统作为行车设备的一部分已广泛用于车站、咽喉区、重点线路、长大隧道等重点区域，在铁路运输生产中发挥了应有的作用，尤其是视频分析技术的应用使铁路综合视频监控系统的作用得到很大提升。列车作为一种运输量大的交通工具，它的安全不仅涉及到人民的生命和财产，还会影响到社会的稳定。因此，在列车上部署视频监控，可为列车的运营安全、快速应对突发事件、监控列车驾驶员的状态等提供科学直观的依据。但目前的列车上虽然安装了视频监控系统，但视频信息仅用于列车上驾驶操作员查看，没有传送到地面监控中心。

对有轨电车上各种车载设备的状态进行实时检测、监控是保证列车设备安全、正常运行的重要保障。目前这些信息在列车上进行存储，并通过HMI设备显示，没有发送到地面监控中心。而且这些数据仅仅是记录、存储，没有进一步的分析以判别设备的当前状态。

列车的智能化、信息化是轨道交通的发展方向，如果能实现列车设备状态的在线诊断，需要大数据库的支持，而大数据库的建立是依赖于列车设备信息的积累。目前列车上的设备信息只能临时放在列车上，不能实现共享。

发明内容

针对目前的列车智能化、信息共享的程度不高的现状，结合轨道交通列车的实际需求，本发明提供一种新的列车综合监控系统。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括车载设备、无线传输设备和地面监控中心；所述车载设备用于采集实时信息；所述无线传输设备用于传递所述实时信息；所述地面监控中心用于处理所述实时信息并对所述车载设备进行反馈。

进一步地，所述车载设备包括，车载服务器、监控摄像机、数据显示装置、电源模块、通信天线、卫星定位天线、列车控制管理系统和工业交换机；所述车载服务器用于对所述监控摄像头的视频信息、所述卫星定位天线接收的列车定位信息、所述列车控制管理系统发送的列车牵引、制动的信息以及列车上各种控制、检测设备的信息进行实时采集；所述车载服务器采集的信息通过所述通信天线传输给地面监控中心，通过数据显示装置传输给列车操作人员；所述工业交换机与所述车载服务器、所述监控摄像机和所述数据显示装置电连接；所述电源模块为所述工业交换机和所述车载服务器供电。

进一步地，所述车载服务器包括车载处理器、车辆总线接口模块、卫星定位模块、无线通信模块；所述车载处理器用于采集所述实时信息并以日志的形式存储到地面监控中心，供以后数据查阅，将得到的所述实时信息分别通过所述无线通信模块以及所述数据显示装置发送给地面监控中心和列车操作人员；所述车辆总线接口模块用于连接所述列车控制管理系统；所述卫星定位模块用于进行卫星定位。

进一步地，车载服务器通过车载总线接口模块提供的车辆总线与列车控制系统的进行信息交互，获取设备状态；或通过网络交换机，以以太网接口的方式进行信息交互。

进一步地，所述无线传输设备兼容3G/4G网络无线传输，采用加密技术对列车视频信息、车载设备状态和位置信息进行加密，保证了数据传送的可靠性。

进一步地，所述地面监控中心包括，访问控制器AC、监控中心服务器、数据分析装置、显示装置、存储器和监控中心PC；所述访问控制器AC用于连接所述无线传输设备；所述监控中心服务器用于接收所述车载设备发出的实时信息；所述存储器用于存储所述监控中心服务器接收的所述实时信息；所述显示装置用于显示述监控中心服务器接收的所述实时信息；所述数据分析装置用于对所述实时信息进行在线处理，并判别列车设备是否正常；所述监控中心PC用于接收所述数据分析装置处理后的结果，并将结果的反馈信息实时发送给所述车载设备。

进一步地所述数据分析装置采用通用计算机或嵌入式系统设备，所述嵌入式系统设备嵌入在监控中心服务器上运行，对车载设备信息进行在线诊断，基于列车的历史状态信息对车载设备的工作状态进行预测。

进一步地，所述监控中心PC用于查看监控中心服务器的实时、历史数据，对整个系统的配置及管理；所述监控中心PC列车操作人员进行交互，实现列车的安全运营和调度作业。

本发明的益处为：各个设备体积小、组网灵活、安全，安装和操作方便，可以长时间稳定地进行列车信息的实时监控、在线数据分析和预测，还实现了列车与地面监控中心之间的数据实时传输、显示和记录，以及车载设备状态的在线诊断，为列车的安全运营提供更可靠的技术保障。

附图说明

图1为本发明列车综合监控系统的组成示意图；

图2为本发明列车综合监控系统车载设备的组成示意图；

图3为本发明列车综合监控系统地面监控中心的组成示意图。

具体实施方式

当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本发明以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，如图其中：

显然，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。

实施例1：如图1至图3所示，本实施例提供一种列车综合监控系统，包括车载设备1、无线传输设备2和地面监控中心3；车载设备1包括，车载服务器4、监控摄像机6、数据显示装置7、电源模块11、通信天线10、卫星定位天线9、列车控制管理系统8和工业交换机5；无线传输设备2包括，位于铁轨附近的一台或多台基站32和公共internet网络；地面监控中心3包括，访问控制器AC16、监控中心服务器17、数据分析装置20、显示装置21、存储器18和监控中心PC19。

车载服务器4包括车载处理器12、车辆总线接口模块13、卫星定位模块31、无线通信模块15；车载处理器12用于对监控摄像头6的视频信息、卫星定位天线9接收的列车定位信息，以及从列车控制管理系统8发送过来的列车牵引、制动等列车上各种控制、检测设备的信息进行实时采集并以日志的形式存储到本地的存储器上，供以后数据查阅，同时将得到的实时信息通过无线通信模块15发送给地面监控中心3；车辆总线接口模块13用于连接列车控制管理系统；卫星定位模块31用于进行卫星定位；车载处理器12采集的实时信息通过通信天线10传输给地面监控中心3，通过数据显示装置7传输给列车操作人员；工业交换机5与车载服务器4、监控摄像机6和数据显示装置7电连接；电源模块11为工业交换机5和车载服务器4供电。

车载设备4发送的信息，经由无线通信模块15和基站32之间的连接，进入公共无线传输网络，最后通过公共internet网络发送到所述地面监控中心3。

访问控制器AC16用于连接无线传输设备2；监控中心服务器17用于接收车载设备1发出的实时信息；存储器18用于存储监控中心服务器17接收的实时信息；显示装置21用于显示监控中心服务器17接收的实时信息；数据分析装置20用于对实时信息进行在线处理，并判别列车设备是否正常；监控中心PC19用于接收数据分析装置20处理后的结果，并将结果的反馈信息实时发送给车载设备1。

工作原理：

车载服务器4将监控摄像头6的视频信息、卫星定位模块31提供的列车定位信息，以及从列车控制管理系统8发送过来的列车牵引、制动等列车上各种控制、检测设备的信息进行实时采集，并以日志的形式存储到本地的存储器18上，供以后数据查阅，同时将得到的实时信息通过无线通信模块15发送给地面监控中心3。这些实时信息通过数据显示装置7呈现给列车操作人员，以实现对列车状态的掌控。车载服务器4通过无线通信模块15实时接受来自地面监控中心3的信息，并通过数据显示装置7将来自地面监控中心3的信息展示给操作人员，列车操作员通过数据显示装置7可与地面监控人员进行必要的交互。从车载设备1发送的信息，经由无线通信模块15和列车附近的基站之间的连接，进入公共无线传输网络，最后通过公共internet网络发送到地面监控中心3。监控中心服务器17接受到的实时信息，通过显示装置21实时显示。数据分析装置20可对实时信息进行在线处理，以判别列车设备是否正常，并将结果发送到监控中心PC19，供监控人员做出决策。监控人员通过监控中心PC19对地面监控中心3的各个设备，以及有连接的(工作状态的)列车设备进行管理，并将一些决策信息实时发送给正在运营中的列车操作员。

本实施例的技术效果为：各个设备体积小、组网灵活、安全，安装和操作方便，可以长时间稳定地进行列车信息的实时监控、在线数据分析和预测，还实现了列车与地面监控中心之间的数据实时传输、显示和记录，以及车载设备状态的在线诊断，为列车的安全运营提供更可靠的技术保障。

在优选方案中，通过网络交换机，以以太网接口的方式进行信息交互。

在优选方案中，车载设备1包含有至少一个监控摄像机。

在优选方案中，无线传输设备2兼容3G/4G网络无线传输，采用加密技术对列车视频信息、车载设备状态和位置信息进行加密，保证了数据传送的可靠性。

在优选方案中，地面监控中心3为嵌入式系统设备，对车载设备4的信息进行在线诊断，基于列车的历史状态信息对车载设备1的工作状态等进行预测。

在优选方案中，监控中心PC19用于查看监控中心服务器17的实时、历史数据，对整个系统的配置及管理；所述监控中心PC19列车操作人员进行交互，实现列车的安全运营和调度作业。

在优选方案中，车载设备1包括：两台普通海康威视公司的网络监控摄像头，研华工控机(PCM3363)，网络交换机采用研华公司的EKI-2528，基于STM32F407的双模嵌入式卫星定位接收器，车辆总线接口模块采用基于MVB，或者CANOpen总线；

无线传输设备2采用中兴或华为的4G通信终端；

地面监控中心3的监控中心服务器17、数据分析装置20，以及监控中心PC19均采用研华公司生产的工业计算机，磁盘阵列作为数据存储模块。

在优选方案中，车载设备1包括：一台普通海康威视公司的网络监控摄像头，研华工控机(PCM9346)，网络交换机采用研华公司的EKI-2528，基于STM32F407的双模嵌入式卫星定位接收器，和列车TCMS接口采用以太网口，经由交换机互联；

无线传输设备2采用中兴或华为的3G通信终端；

地面监控中心3的监控中心服务器17、数据分析装置20，以及监控中心PC19均采用研华公司生产的工业计算机。存储器18采用大容量的电脑硬盘进行数据存储。

以上仅是本发明的一个优选实施例，所述具体实施方式只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种列车综合监控系统，其特征在于，

包括车载设备、无线传输设备和地面监控中心；

所述车载设备用于采集实时信息；

所述无线传输设备用于传递所述实时信息；

所述地面监控中心用于处理所述实时信息并对所述车载设备进行反馈；

所述车载设备包括，车载服务器、监控摄像机、数据显示装置、电源模块、通信天线、卫星定位天线、列车控制管理系统和工业交换机；

所述车载服务器用于对所述监控摄像机的视频信息、所述卫星定位天线接收的列车定位信息、所述列车控制管理系统发送的列车牵引、制动的信息以及列车上各种控制、检测设备的信息进行实时采集；

所述车载服务器采集的信息通过所述通信天线传输给地面监控中心，通过数据显示装置传输给列车操作人员；

所述工业交换机与所述车载服务器、所述监控摄像机和所述数据显示装置电连接；

所述电源模块为所述工业交换机和所述车载服务器供电；

所述车载服务器包括车载处理器、车辆总线接口模块、卫星定位模块、无线通信模块；

所述车载处理器用于采集所述实时信息并以日志的形式存储到地面监控中心，供以后数据查阅，将得到的所述实时信息分别通过所述无线通信模块以及所述数据显示装置发送给地面监控中心和列车操作人员；

所述车辆总线接口模块用于连接所述列车控制管理系统；

所述卫星定位模块用于进行卫星定位；

所述地面监控中心包括，访问控制器AC、监控中心服务器、数据分析装置、显示装置、存储器和监控中心PC；

所述访问控制器AC用于连接所述无线传输设备；

所述监控中心服务器用于接收所述车载设备发出的实时信息；

所述存储器用于存储所述监控中心服务器接收日志形式的所述实时信息；

所述显示装置用于显示述监控中心服务器接收的所述实时信息；

所述数据分析装置用于对所述实时信息进行在线处理，并判别列车设备是否正常；

所述监控中心PC用于接收所述数据分析装置处理后的结果，并将结果的反馈信息实时发送给所述车载设备；

所述数据分析装置采用通用计算机或嵌入式系统设备，所述嵌入式系统设备嵌入在监控中心服务器上运行，对车载设备信息进行在线诊断，基于列车的历史状态信息对车载设备的工作状态进行预测；

所述的车载服务器用于将监控摄像机的视频信息、卫星定位模块提供的列车定位信息，以及从列车控制管理系统发送过来的列车牵引、制动信息进行实时采集，并以日志的形式存储到本地的存储器上，供以后数据查阅，同时将得到的实时信息通过无线通信模块发送给地面监控中心，这些实时信息通过数据显示装置呈现给列车操作人员，以实现对列车状态的掌控；

通过无线通信模块实时接受来自地面监控中心的信息，并通过数据显示装置将来自地面监控中心的信息展示给操作人员，列车操作员通过数据显示装置与地面监控人员进行交互；

从所述车载设备发送的信息，经由无线通信模块和列车附近的基站之间的连接，进入公共无线传输网络，通过公共internet网络发送到地面监控中心，监控中心服务器接受到的实时信息，通过显示装置实时显示；

所述数据分析装置对实时信息进行在线处理，以判别列车设备是否正常，并将结果发送到监控中心，供监控人员做出决策。

2.根据权利要求1所述的列车综合监控系统，其特征在于，

所述监控中心PC用于查看监控中心服务器的实时、历史数据，对整个系统的配置及管理；所述监控中心PC与列车操作人员进行交互，实现列车的安全运营和调度作业。