CN104932487B - 一种地铁车辆远程诊断系统 - Google Patents

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    • G05B23/0205—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0208—Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterized by the configuration of the monitoring system
    • G05B23/0213—Modular or universal configuration of the monitoring system, e.g. monitoring system having modules that may be combined to build monitoring program; monitoring system that can be applied to legacy systems; adaptable monitoring system; using different communication protocols

Abstract

本发明涉及一种地铁车辆远程诊断系统，包括：数据采集装置，用于通过一组接口采集地铁车辆的基本状态信息和故障信息；移动通信设施，用于给数据采集装置采集到的地铁车辆的基本状态信息和故障信息提供数据传输通道；监控中心，用于解析从移动通信设施接收到的地铁车辆的基本状态信息和故障信息，并将地铁车辆的基本状态信息和故障信息进行实时数据显示、历史数据存储与查询、网络发布和故障预测。本发明所述的地铁车辆远程诊断系统，在节约成本的基础上，该系统能够实时监控地铁车辆的基本状态信息和故障信息，能够在故障发生前、发生后，在车载故障的诊断、分析、排除以及地铁车辆的检修等方面发挥作用。

Description

一种地铁车辆远程诊断系统
技术领域
本发明涉及城市轨道交通技术领域，具体说是一种地铁车辆远程诊断系统。
背景技术
随着城市轨道交通的快速发展，为满足对地铁车辆的动态跟踪监控，并对运行中的地铁车辆提供远程专家技术支持和故障应急指导并及时组织维修的实际运用要求，需要对地铁车辆的动态跟踪监控信息、基本状态信息和故障信息进行远程传输。根据远程传输获得的数据，再通过模拟地铁车辆内外部运行环境，动态的监控地铁车辆的基本状态信息和故障信息，进而用于故障发生后支持车载故障的诊断、分析、排除以及地铁车辆的检修。
目前，国内还没有关于地铁车辆远程诊断系统实物的相关技术和研究。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种地铁车辆远程诊断系统，在节约成本的基础上，该系统能够实时监控地铁车辆的基本状态信息和故障信息，能够在故障发生前、发生后，在车载故障的诊断、分析、排除以及地铁车辆的检修等方面发挥作用。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种地铁车辆远程诊断系统，其特征在于，包括：数据采集装置、移动通信设施和监控中心；
所述数据采集装置，用于通过一组接口采集地铁车辆的基本状态信息和故障信息，
所述移动通信设施，用于给数据采集装置采集到的地铁车辆的基本状态信息和故障信息提供数据传输通道，
所述监控中心，用于解析从移动通信设施接收到的地铁车辆的基本状态信息和故障信息，并将地铁车辆的基本状态信息和故障信息进行实时数据显示、历史数据存储与查询、网络发布和故障预测。
在上述技术方案的基础上，所述一组接口至少包括：
MVB接口，设置在MVB板上，MVB接口通过与MVB网络相连接，从MVB网络上抓取基本状态信息数据和故障信息数据；
CPU接口，设置在CPU板上，当MVB接口从MVB网络上抓取到基本状态信息数据和故障信息数据时，CPU接口从MVB板中抓取基本状态信息数据和故障信息数据，传送到CPU板并且对所抓取到的数据进行综合处理；
GPRS接口，设置在GPRS板上，当MVB接口所抓取的基本状态信息数据和故障信息数据通过CPU板处理后，GPRS接口通过CPU接口获得处理后的数据，并且将得到的数据传输到监控中心；
直流电源接口，所述直流电源接口为110V输入，输出直流5V和直流15V，为MVB板、CPU板和GPRS板供电。
在上述技术方案的基础上，所述数据采集装置采集地铁车辆的基本状态信息和故障信息的方法为：
首先，地铁车辆将基本状态信息和故障信息传输到地铁网络上；然后，数据采集装置通过MVB接口连接到地铁车辆的MVB网络总线，并且对地铁网络上的所有信息进行实时扫描；最后，根据地铁数据传输协议将所需要的基本状态信息抓取出来，同时对所有故障信息位进行判断来确定哪些故障发生哪些故障消失，将所需要的故障信息抓取出来。
在上述技术方案的基础上，抓取出来的基本状态信息至少包括：车辆号，运行里程，时间日期，列车速度，列车运行状态，电网电压，电网电流，蓄电池电压，蓄电池温度，列车总风压力，牵引能耗，再生能耗，辅助能耗，电机温度。
在上述技术方案的基础上，抓取出来的故障信息包括：车门系统中的故障信息，乘客信息系统中的故障信息，辅助供电系统中的故障信息，牵引系统中的故障信息，制动控制系统中的故障信息。
在上述技术方案的基础上，CPU接口将处理后的数据进行打包处理，当CPU接口在接收到数据请求信息后，将打包好的数据传送给GPRS接口。
在上述技术方案的基础上，所述监控中心包括：
实时数据库，设置在服务器上，所述实时数据库通过移动通信设施从数据采集装置获得数据，存储到数据库中，使得监控中心能解析所接收到的地铁车辆的基本状态信息和故障信息；
监控软件操作界面，地铁车辆通过监控软件操作界面对实时数据库中的数据进行实时数据显示、历史数据存储与查询、网络发布以及故障预测。
在上述技术方案的基础上，所述故障预测是指：监控中心分别对地铁车辆的各个系统部件进行故障统计及运营里程统计，根据统计结果计算得到各个系统中各部件的可靠性指标和各个系统的可靠性指标，基于所得到的可靠性指标给出各个系统和部件的可靠度函数，进而对车辆各个系统和部件的可靠度进行预测，自动生成维修作业单，方便工作人员及时发现故障隐患，提高地铁车辆的运营安全性。
在上述技术方案的基础上，监控软件操作界面可依据到达地面的监测数据，实现实时显示基本状态信息和跟踪列车位置，实现数据量统计、车次查询、温度监视、列车运行参数和历史故障、当前故障查询、网络发布以及故障预测等功能。
在上述技术方案的基础上，在数据采集装置中，通过搭建一套完整的数据采集系统，实现其中MVB接口以及GPRS接口的系统驱动和网络配置，其中网络配置参数包括设备地址、端口地址、变量配置、消息配置以及宿端口。
本发明所述的地铁车辆远程诊断系统，在节约成本的基础上，该系统能够实时监控地铁车辆的基本状态信息和故障信息，能够在故障发生前、发生后，在车载故障的诊断、分析、排除以及地铁车辆的检修等方面发挥作用。
附图说明
本发明有如下附图：
图1一种地铁车辆远程诊断系统的结构图。
图2一种地铁车辆远程诊断系统中数据采集装置的结构图。
图3一种地铁车辆远程诊断系统中监控中心的结构图。
图4一种地铁车辆远程诊断系统的工作流程图。
图5一种地铁车辆远程诊断系统的数据采集流程图。
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1、2、3、4、5所示，本发明所述的地铁车辆远程诊断系统(远程故障诊断系统)，包括：数据采集装置、移动通信设施和监控中心；
所述数据采集装置，用于通过一组接口采集地铁车辆的基本状态信息和故障信息，
所述移动通信设施，用于给数据采集装置采集到的地铁车辆的基本状态信息和故障信息提供数据传输通道，
所述监控中心，用于解析从移动通信设施接收到的地铁车辆的基本状态信息和故障信息，并将地铁车辆的基本状态信息和故障信息进行实时数据显示、历史数据存储与查询、网络发布和故障预测。
本发明通过数据采集装置将采集到的地铁车辆的基本状态信息和故障信息通过移动通信设施传送到监控中心，动态的监控地铁车辆的基本状态信息和故障信息，进而用于故障发生前、发生后支持车载故障的诊断、分析、排除以及地铁车辆的检修。
本发明实现了地铁车辆的基本状态信息的实时数据显示和故障信息的诊断、分析等功能，具有良好的可视化性与交互性，且该系统运行稳定，可为地铁车辆的基本状态信息和故障信息的处理提供良好的测试环境，能满足科研和实验的需要，适用性较强。
在上述技术方案的基础上，如图2所示，所述一组接口至少包括：
MVB接口(Multifunction Vehicle Bus，多功能车辆总线)，设置在MVB板(MVB通信板)上，MVB接口通过与MVB网络相连接，从MVB网络上抓取基本状态信息数据和故障信息数据；
CPU接口(Central Processing Unit,中央处理器)，设置在CPU板上，当MVB接口从MVB网络上抓取到基本状态信息数据和故障信息数据时，CPU接口从MVB板中抓取基本状态信息数据和故障信息数据，传送到CPU板并且对所抓取到的数据进行综合处理；
GPRS接口(General Packet Radio Service，通用分组无线服务)，设置在GPRS板上，当MVB接口所抓取的基本状态信息数据和故障信息数据通过CPU板处理后，GPRS接口通过CPU接口获得处理后的数据，并且将得到的数据传输到监控中心；
直流电源接口，所述直流电源接口为110V输入，输出直流5V和直流15V，为MVB板、CPU板和GPRS板供电。
本发明利用MVB通信网络与GPRS通信网络相结合的方法，既可实现通过MVB通信网络传输指令及数据的稳定性，又可实现通过GPRS通信网络传输指令及数据的快速性。
在上述技术方案的基础上，如图5所示，所述数据采集装置采集地铁车辆的基本状态信息和故障信息的方法为：
首先，地铁车辆将基本状态信息和故障信息传输到地铁网络上；然后，数据采集装置通过MVB接口连接到地铁车辆的MVB网络总线，并且对地铁网络上的所有信息进行实时扫描；最后，根据地铁数据传输协议将所需要的基本状态信息抓取出来，同时对所有故障信息位进行判断来确定哪些故障发生哪些故障消失，将所需要的故障信息抓取出来。
在上述技术方案的基础上，抓取出来的基本状态信息至少包括：车辆号，运行里程，时间日期，列车速度，列车运行状态，电网电压，电网电流，蓄电池电压，蓄电池温度，列车总风压力，牵引能耗，再生能耗，辅助能耗，电机温度。
在上述技术方案的基础上，抓取出来的故障信息按照不同的地铁车辆的系统来进行分类，具体包括：车门系统中的故障信息，乘客信息系统中的故障信息，辅助供电系统中的故障信息，牵引系统中的故障信息，制动控制系统中的故障信息。
在上述技术方案的基础上，CPU接口将处理后的数据进行打包处理，当CPU接口在接收到数据请求信息后，将打包好的数据传送给GPRS接口。
在上述技术方案的基础上，如图3所示，所述监控中心包括：
实时数据库，设置在服务器上，所述实时数据库通过移动通信设施从数据采集装置获得数据，存储到数据库中，使得监控中心能解析所接收到的地铁车辆的基本状态信息和故障信息；
监控软件操作界面，地铁车辆通过监控软件操作界面对实时数据库中的数据进行实时数据显示、历史数据存储与查询、网络发布以及故障预测。
更进一步，所述故障预测是指：监控中心分别对地铁车辆的各个系统部件进行故障统计及运营里程统计，根据统计结果计算得到各个系统中各部件的可靠性指标和各个系统的可靠性指标，基于所得到的可靠性指标给出各个系统和部件的可靠度函数，进而对车辆各个系统和部件的可靠度进行预测，自动生成维修作业单，方便工作人员及时发现故障隐患，提高地铁车辆的运营安全性。
监控软件操作界面可依据到达地面的监测数据，实现实时显示基本状态信息和跟踪列车位置，实现数据量统计、车次查询、温度监视、列车运行参数和历史故障、当前故障查询、网络发布以及故障预测等功能。
图4所示为该地铁车辆远程诊断系统的流程图，
车载传输装置(数据采集装置)从地铁车辆获取基本状态信息和故障信息存入到监控中心的数据库中，一方面监控中心根据已得到的信息来显示地铁车辆的当前运行状态和故障信息，另一方面监控中心通过故障推理分析以及可靠性指标分析生成一份运维表单来预测有可能出现的故障进行及时的管理维护。
在上述技术方案的基础上，在数据采集装置中，通过搭建一套完整的数据采集系统，实现其中MVB接口以及GPRS接口的系统驱动和网络配置，其中网络配置参数包括设备地址、端口地址、变量配置、消息配置以及宿端口。
进一步地，可以理解的是，本发明仅为地铁车辆远程诊断系统的一个示例，上述数据采集装置中的接口包括但不限于本发明书提及的接口；上述采集到的城市轨道交通的基本状态信息和故障信息包括但不限于本发明书提及的信息内容；数据采集装置以及监控中心的布置数量也不限于本发明上述所述示例。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (9)

1.一种地铁车辆远程诊断系统，其特征在于，包括：数据采集装置、移动通信设施和监控中心；
所述数据采集装置，用于通过一组接口采集地铁车辆的基本状态信息和故障信息，
所述移动通信设施，用于给数据采集装置采集到的地铁车辆的基本状态信息和故障信息提供数据传输通道，
所述监控中心，用于解析从移动通信设施接收到的地铁车辆的基本状态信息和故障信息，并将地铁车辆的基本状态信息和故障信息进行实时数据显示、历史数据存储与查询、网络发布和故障预测；
所述一组接口至少包括：
MVB接口，设置在MVB板上，MVB接口通过与MVB网络相连接，从MVB网络上抓取基本状态信息数据和故障信息数据；
CPU接口，设置在CPU板上，当MVB接口从MVB网络上抓取到基本状态信息数据和故障信息数据时，CPU接口从MVB板中抓取基本状态信息数据和故障信息数据，传送到CPU板并且对所抓取到的数据进行综合处理；
GPRS接口，设置在GPRS板上，当MVB接口所抓取的基本状态信息数据和故障信息数据通过CPU板处理后，GPRS接口通过CPU接口获得处理后的数据，并且将得到的数据传输到监控中心；
直流电源接口，所述直流电源接口为110V输入，输出直流5V和直流15V，为MVB板、CPU板和GPRS板供电。
2.如权利要求1所述的地铁车辆远程诊断系统，其特征在于，所述数据采集装置采集地铁车辆的基本状态信息和故障信息的方法为：
首先，地铁车辆将基本状态信息和故障信息传输到地铁网络上；然后，数据采集装置通过MVB接口连接到地铁车辆的MVB网络总线，并且对地铁网络上的所有信息进行实时扫描；最后，根据地铁数据传输协议将所需要的基本状态信息抓取出来，同时对所有故障信息位进行判断来确定哪些故障发生哪些故障消失，将所需要的故障信息抓取出来。
3.如权利要求2所述的地铁车辆远程诊断系统，其特征在于：抓取出来的基本状态信息至少包括：车辆号，运行里程，时间日期，列车速度，列车运行状态，电网电压，电网电流，蓄电池电压，蓄电池温度，列车总风压力，牵引能耗，再生能耗，辅助能耗，电机温度。
4.如权利要求2所述的地铁车辆远程诊断系统，其特征在于：抓取出来的故障信息包括：车门系统中的故障信息，乘客信息系统中的故障信息，辅助供电系统中的故障信息，牵引系统中的故障信息，制动控制系统中的故障信息。
5.如权利要求1所述的地铁车辆远程诊断系统，其特征在于：CPU接口将处理后的数据进行打包处理，当CPU接口在接收到数据请求信息后，将打包好的数据传送给GPRS接口。
6.如权利要求1所述的地铁车辆远程诊断系统，其特征在于，所述监控中心包括：
实时数据库，设置在服务器上，所述实时数据库通过移动通信设施从数据采集装置获得数据，存储到数据库中，使得监控中心能解析所接收到的地铁车辆的基本状态信息和故障信息；
监控软件操作界面，地铁车辆通过监控软件操作界面对数据库中的数据进行实时数据显示、历史数据存储与查询、网络发布以及故障预测。
7.如权利要求6所述的地铁车辆远程诊断系统，其特征在于，所述故障预测是指：监控中心分别对地铁车辆的各个系统部件进行故障统计及运营里程统计，根据统计结果计算得到各个系统中各部件的可靠性指标和各个系统的可靠性指标，基于所得到的可靠性指标给出各个系统和部件的可靠度函数，进而对车辆各个系统和部件的可靠度进行预测，自动生成维修作业单，方便工作人员及时发现故障隐患，提高地铁车辆的运营安全性。
8.如权利要求6所述的地铁车辆远程诊断系统，其特征在于：监控软件操作界面可依据到达地面的监测数据，实现实时显示基本状态信息和跟踪列车位置，实现数据量统计、车次查询、温度监视、列车运行参数和历史故障、当前故障查询、网络发布以及故障预测功能。
9.如权利要求1所述的地铁车辆远程诊断系统，其特征在于：在数据采集装置中，通过搭建一套完整的数据采集系统，实现其中MVB接口以及GPRS接口的系统驱动和网络配置，其中网络配置参数包括设备地址、端口地址、变量配置、消息配置以及宿端口。
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