CN107995189B - 一种列车控制系统中的寿命预计系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种列车控制系统中的寿命预计系统及方法，系统包括：车载设备和地面设备；车载设备包括：自组网传感器网络、非安全电源以及系统健康管理和寿命预计处理器；地面设备包括：云端服务器和物联网网关。本发明实施例通过利用云端服务器来实现列车控制系统的健康状态监控和寿命预计，将自组网功能的低功耗的多个自组网传感器和物联网结合起来实现对列车和列车控制系统的数据采集和数据传输，将列车控制系统的安全数据与非安全数据采用不同的方式进行传输，利用独立高性能的处理器实现安全功能和非安全功能的隔离，能更准确地预测系统健康状态并且进行寿命预计，安全功能和非安全功能低耦合度，数据传输无冲突，且可以实现故障预计。

Description

一种列车控制系统中的寿命预计系统及方法
技术领域
本发明实施例涉及轨道交通控制技术领域，具体涉及一种列车控制系统中的寿命预计系统及方法。
背景技术
目前，现有的列车控制系统的健康管理和系统寿命预计系统，在高铁上主要依据《铁路信号集中监测系统技术条件》和《铁路信号集中监测系统安全要求》施行集中监测，即利用机车信号终端通过车地通信系统传递给控制中心的机车信号远程监测系统。在城市轨道交通，如地铁等，主要利用行车综合自动化系统TIAS实现对包括列车控制系统在内的信号设备的监测。这些系统的数据来源主要通过自检与传感器等，同时使用列车控制系统的处理器进行数据处理，通过车地通信传递
现有列车控制系统的健康管理和系统寿命预计系统的结构如图1所示。其中，TIAS，实现列车控制系统寿命预计和人机界面；车地通信系统，实现列车和地面设备通信，把列车的数据传递给地面设备，并接收来自地面设备的信息，如来自区域控制器ZC的数据；列车控制系统处理器，在现有的寿命预计系统中实现对整个系统的系统自检以及采集并处理传感器数据。
但是，现有列车控制系统的健康管理和系统寿命预计系统中存在如下缺点：一、列车控制系统包含了电子部件，机械部件以及机电部件等，这些部件的故障规律不一致。通过自检可以发现故障却不能定位故障。二、列车控制系统是一种安全相关设备，处理器以及软件等要求有安全认证，而列车健康管理系统和寿命预计系统是非安全相关系统，使用同样的处理器和数据传输总线会造成安全功能和非安全功能的耦合度过高。三、车地通信的带宽有限，并且采用了安全通信协议，大量的安全数据和非安全数据使用相同的信道或手段传输容易引起数据的冲突或阻塞等问题，同时也存在非安全数据影响安全数据的风险；四、目前普遍使用的列车控制系统处理器，由于安全认证的相关标准限制，性能普遍较低，难以实现复杂的数据处理算法和复杂的寿命预计算法。
发明内容
鉴于此，本发明实施例旨在提供一种列车控制系统中的寿命预计系统及方法，能够解决现有列车控制系统的健康管理和系统寿命预计系统中可以发现故障却不能定位故障、安全功能和非安全功能耦合度过高、数据传输发生冲突或阻塞和处理性能普遍较低的问题。
第一方面，本发明实施例提出一种列车控制系统中的寿命预计系统，包括：车载设备和地面设备；
所述车载设备包括：自组网传感器网络、非安全电源以及系统健康管理和寿命预计处理器；
所述地面设备包括：云端服务器和物联网网关；
所述非安全电源，用于向所述系统健康管理和寿命预计处理器和所述自组网传感器网络供电；
所述自组网传感器网络包括多个自组网传感器，用于利用所述自组网传感器实时采集列车和列车控制系统工作的数据，并发送给所述系统健康管理和寿命预计处理器，以及利用自组网传感器网络通过所述物联网网关发送给所述云端服务器；
所述系统健康管理和寿命预计处理器，用于接收列车控制系统发送的自检信息和列车运行状态信息以及所述自组网传感器网络发送的列车和列车控制系统工作的数据，对接收的数据进行处理以对列车和列车控制系统的状况进行监控，并将所述自检信息和列车状态运行信息以及处理后的数据通过所述物联网网关发送给所述云端服务器，以及在列车和列车控制系统的某个关键零部件出现故障时，向列车控制系统处理器发送警报信息；
所述云端服务器，用于对接收到的数据进行存储，基于接收到的数据并结合历史数据进行系统健康管理和寿命预计，将系统健康管理和寿命预计的数据发送给列车控制系统中的TIAS远程监测系统。
可选地，所述自组网传感器网络，具体用于
利用所述自组网传感器实时采集列车和列车控制系统工作的数据；
将采集的数据通过板载有线通信总线发送给所述系统健康管理和寿命预计处理器，以及将采集的数据利用自组网传感器网络通过所述物联网网关发送给所述云端服务器，当自组网传感器网络中的一个或多个自组网传感器不能直接与所述物联网网关通信时，所述一个或多个自组网传感器利用自组网技术把所要发送的信息路由到所述自组网传感器网络中与所述物联网网关直接通信的自组网传感器，由所述自组网传感器网络中与所述物联网网关直接通信的自组网传感器通过所述物联网网关将采集的数据发送到所述云端服务器，并在通信的数据中标明此数据是由其他自组网传感器转发。
可选地，所述列车控制系统发送的自检信息，包括：列车控制系统在上电启动自检的信息和上电启动后每隔预设时间段进行周期自检的信息。
可选地，所述自组网传感器网络中的自组网传感器的数量不少于所述列车控制系统中原有传感器的数量。
可选地，所述云端服务器和物联网网关通过地面电源供电。
可选地，在列车停运断电情况下，所述自组网传感器网络中的自组网传感器采用电池或车载蓄电池供电。
可选地，所述自组网传感器网络中每个自组网传感器的自组网功能和物联网通信功能由一个电路来实现；
或者，
所述自组网传感器网络中每个自组网传感器的自组网功能和物联网通信功能由两个独立的电路来实现。
可选地，所述非安全电源与所述列车控制系统的电源采用相同的输入。
第二方面，本发明实施例提出一种列车控制系统中的寿命预计方法，基于上述列车控制系统中的寿命预计系统，包括：
列车控制系统在上电时将上电启动的自检信息发送给系统健康管理和寿命预计处理器，在每个运行周期中列车控制系统定时进行自检的自检信息和列车运行状态信息实时发送给系统健康管理和寿命预计处理器；
自组网传感器网络中的自组网传感器实时采集列车和列车控制系统工作的数据，并发送给所述系统健康管理和寿命预计处理器，以及利用自组网传感器网络通过物联网网关发送给云端服务器；
所述系统健康管理和寿命预计处理器接收列车控制系统发送的自检信息和列车状态运行信息以及所述自组网传感器网络发送的列车和列车控制系统工作的数据，对接收的数据进行处理以对列车和列车控制系统的状况进行监控，并将所述自检信息和列车状态运行信息以及处理后的数据通过所述物联网网关发送给所述云端服务器，以及在列车和列车控制系统的某个关键零部件出现故障时，向列车控制系统处理器发送警报信息；
所述云端服务器对接收到的数据进行存储，基于接收到的数据并结合历史数据进行系统健康管理和寿命预计，将系统健康管理和寿命预计的数据发送给列车控制系统中的TIAS远程监测系统。
可选地，所述自组网传感器网络中的自组网传感器实时采集列车和列车控制系统工作的数据，并发送给所述系统健康管理和寿命预计处理器，以及利用自组网传感器网络通过物联网网关发送给云端服务器，包括：
利用自组网传感器网络中的自组网传感器实时采集列车和列车控制系统工作的数据；
将采集的数据通过板载有线通信总线发送给所述系统健康管理和寿命预计处理器，以及将采集的数据利用自组网传感器网络通过物联网网关发送给云端服务器，当自组网传感器网络中的一个或多个自组网传感器不能直接与所述物联网网关通信时，所述一个或多个自组网传感器利用自组网技术把所要发送的信息路由到所述自组网传感器网络中与所述物联网网关直接通信的自组网传感器，由所述自组网传感器网络中与所述物联网网关直接通信的自组网传感器通过所述物联网网关将采集的数据发送到所述云端服务器，并在通信的数据中标明此数据是由其他自组网传感器转发。
由上述技术方案可知，本发明实施例提供的列车控制系统中的寿命预计系统及方法，通过利用云端服务器来实现列车控制系统的健康状态监控和寿命预计，将自组网功能的低功耗的多个自组网传感器和物联网结合起来，实现对列车和列车控制系统的数据采集和数据传输，利用独立且高性能的处理器实现安全功能和非安全功能的隔离，并将列车控制系统的安全数据与非安全数据采用不同的方式进行传输，能够更准确地预测系统健康状态并且进行寿命预计，安全功能和非安全功能低耦合度，数据传输无冲突，且可以实现故障预计。
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是现有技术提供的列车控制系统的结构示意图；
图2是本发明一实施例提供的一种列车控制系统中的寿命预计系统的结构示意图；
图3是本发明一实施例提供的一种列车控制系统中的寿命预计方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整的描述，显然，所描述的实施例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。
图1示出了本发明一实施例提供的一种列车控制系统中的寿命预计系统的结构示意图。如图1所示，本实施例的列车控制系统中的寿命预计系统，包括：车载设备和地面设备；
所述车载设备包括：自组网传感器网络、非安全电源以及系统健康管理和寿命预计处理器；
所述地面设备包括：云端服务器和物联网网关；
所述非安全电源，用于向所述系统健康管理和寿命预计处理器和所述自组网传感器网络供电；
所述自组网传感器网络包括多个自组网传感器，用于利用所述自组网传感器实时采集列车和列车控制系统工作的数据，并发送给所述系统健康管理和寿命预计处理器，以及利用自组网传感器网络通过所述物联网网关发送给所述云端服务器；
所述系统健康管理和寿命预计处理器，用于接收列车控制系统发送的自检信息和列车运行状态信息以及所述自组网传感器网络发送的列车和列车控制系统工作的数据，对接收的数据进行处理以对列车和列车控制系统的状况进行监控，并将所述自检信息和列车状态运行信息以及处理后的数据通过所述物联网网关发送给所述云端服务器，以及在列车和列车控制系统的某个关键零部件出现故障时，向列车控制系统处理器发送警报信息；
所述云端服务器，用于对接收到的数据进行存储，基于接收到的数据并结合历史数据进行系统健康管理和寿命预计，将系统健康管理和寿命预计的数据发送给列车控制系统中的TIAS远程监测系统。
可以理解的是，所述云端服务器给列车控制系统中的TIAS系统后，可通过所述TIAS系统或直接将系统健康管理和寿命预计的数据发送给相关工作人员所使用的用户设备，以使所述相关工作人员在后续可以对列车实施维护等工作。
其中，所述列车控制系统发送的自检信息，可以包括：列车控制系统在上电启动自检的信息和上电启动后每隔预设时间段进行周期自检的信息。
需要说明的是，本实施例所述非安全是指不涉及信号领域安全信息的内容，而不是指设备或系统(如，非安全电源)本身不安全。
在具体应用中，所述非安全电源与原有列车控制系统的电源采用相同的输入，如直流110V，非安全电源的输出可以是直流12V或24V。
在具体应用中，所述自组网传感器网络与所述系统健康管理和寿命预计处理器可以通过板载有线通信总线(如集成电路IIC总线、串行外设接口SPI总线等)进行有线连接，所述自组网传感器网络与所述物联网网关可以通过通信总线进行无线连接。
在具体应用中，所述自组网传感器网络，可以具体用于
利用所述自组网传感器实时采集列车和列车控制系统工作的数据；
将采集的数据通过板载有线通信总线发送给所述系统健康管理和寿命预计处理器，以及将采集的数据利用自组网传感器网络和物联网技术(如紫蜂协议ZigBee、蓝牙、6LowPAN等)，通过所述物联网网关发送给所述云端服务器，当自组网传感器网络中的一个或多个自组网传感器不能直接与所述物联网网关通信时，所述一个或多个自组网传感器利用自组网技术把所要发送的信息路由到所述自组网传感器网络中与所述物联网网关直接通信的自组网传感器，由所述自组网传感器网络中与所述物联网网关直接通信的自组网传感器通过所述物联网网关将采集的数据发送到所述云端服务器，并在通信的数据中标明此数据是由其他自组网传感器转发。
其中，所述当自组网传感器网络中的一个或多个自组网传感器不能直接与所述物联网网关通信，可以包括：物联网未接收到自组网传感器网络中的一个或多个自组网传感器发送的信息，和/或自组网传感器网络中的一个或多个自组网传感器未接收到来自云端服务器的应答信息。
可以理解的是，在通信的数据中标明此数据是由其他自组网传感器转发，可以确保当云端服务器收到与正常数据格式不一致的数据时，不认为这个数据是无效数据。
可以理解的是，所述自组网传感器网络中的自组网传感器与现有列车控制系统中的不同点在于：所述自组网传感器的数量不少于所述列车控制系统中原有传感器的数量；所述自组网传感器增加了自组网功能和物联网通信的功能，所述自组网传感器网络中每个自组网传感器的自组网功能和物联网通信功能由一个电路来实现，或者，也可以由两个独立的电路来实现。
可以理解的是，所述物联网网关的作用是把所述自组网传感器网络中的自组网传感器、所述系统健康管理和寿命预计处理器与所述云端服务器连接起来。物联网网关实现了云端服务器访问的稳定性和安全性并且支持访问多种设备。具体地，举例来说，所述物联网网关可以采用NEXCOM公司的CPS200系列物联网网关，也可以根据实际情况选择其他的物联网网关，本实施例并不对其进行限制。
本实施例将自组网传感器采集的数据和列车自检信息、列车控制系统发送的自检信息及列车运行状态信息通过物联网技术传递到云端服务器，并由云端服务器传递给TIAS系统，这样可以不占用车地通信网络的带宽，从而保证车地通信网络的独立性和安全性。把列车控制系统的安全数据与非安全数据采用不同的方式传输，并最终在同一设备上存储。
在具体应用中，所述云端服务器和物联网网关通过地面电源供电，所述地面电源既可以是普通的市电也可以是包含UPS(不间断电源)的电源，本实施例并不对其进行限制。
可以理解的是，本实施例所述云端服务器的概念包含两个因素，大容量的数据存储和高性能的处理器。其中，大容量数据存储是指可以存储不少于一辆列车的超过7天的包括自组网传感器所采集的数据，列车控制系统所发送的自检信息和列车运行状态信息在内的全部数据；高性能处理器中的高性能是指：超过主频不低于1.5GHz，内存不少于2GB，核心不少于两个，且可具有超线程技术，可以使用图像处理单元GPU，数字信号处理器DSP，如Nvidia的Jetson产品或TI的OMAP等产品。所述云端服务器和TIAS系统具有通信的信道，所述云端服务器依据具体的通信协议向TIAS传输数据。考虑到信息安全，TIAS系统不应当把数据传递给所述云端服务器。本实施例中不涉及具体通信协议的设计和具体的传输数据类型。
在具体应用中，所述云端服务器可以是公有云如阿里云，如微软的Azure等，也可以是私有云。
可以理解的是，云端服务器连接的车更多，在处理各种数据时，不依据某一个列车的信息，而是基于所有连接到云端服务器的列车的数据；云端服务器的数据存储量更大，在处理数据时，不依据某一个时期的数据，而是基于所有的历史数据。因为这两个特点，由云端服务器把系统健康管理和寿命预计的功能从列车控制系统处理器中分离出来，实现了安全功能和非安全功能的隔离和系统健康管理和寿命预计时，数据可以更多更丰富，可以部署更准确的算法和获得更准确的结果。
可以理解的是，本实施例所述系统健康管理和寿命预计处理器不应当理解为单独的芯片，而是一个电路系统。这个电路系统包括中央处理器CPU，也包括存储单元、电源管理等，可以实现非安全相关功能。所述系统健康管理和寿命预计处理器可以采用高性能的货架产品COTS，例如基于英特尔Intel的多核X86架构处理器等。所述系统健康管理和寿命预计处理器实现了列车和列车控制系统的健康管理和寿命预计计算以及环境监控等功能，因为这个处理器可以同时接收列车控制系统自检信息和处理器数据，性能更高，并且具有物联网通信的能力，所以可以实现实时的健康管理和故障诊断等功能。
所述系统健康管理和寿命预计处理器与列车控制系统处理器的通信是双向的，双方的通信数据包括：列车控制系统处理器向系统健康管理和寿命预计处理器发送自检信息和列车运行状态信息；系统健康管理和寿命预计处理器在列车和列车控制系统的某个关键零部件出现故障时向列车控制系统处理器发送的警报信息，如某个安全相关的继电器可能存在故障，则系统健康管理和寿命预计处理器向列车控制系统处理器发送的该继电器的警报信息。
在具体应用中，在列车停运断电情况下，本实施例所述自组网传感器网络中的自组网传感器可以采用电池或车载蓄电池供电，以实现和所述物联网网关的通信。这样即使是在列车停运断电的情况下依然可以实行对列车机械设备状况(如机械疲劳)、列车上电启动过程中的电子电气设备的瞬时状态等进行监控。
本发明实施例提供的列车控制系统中的寿命预计系统，通过将数据在列车上进行简单处理实现监控，利用独立的处理器将安全功能和非安全功能进行隔离，将自组网功能的低功耗的多个自组网传感器和物联网结合起来实现对列车和列车控制系统的数据采集和数据传输即将列车控制系统的安全数据与非安全数据采用不同的方式进行传输，利用云端服务器具有更高性能的处理器进行数据处理来实现列车控制系统的健康状态监控和寿命预计，由此，可以更准确地预测系统健康状态并且进行寿命预计，安全功能和非安全功能低耦合度，数据传输无冲突，且可以实现故障预计。
图3示出了本发明实施例提供的一种列车控制系统中的寿命预计方法，基于上述列车控制系统中的寿命预计系统。如图3所示，本实施例的列车控制系统中的寿命预计方法，包括：
S1、列车控制系统在上电时将上电启动的自检信息发送给系统健康管理和寿命预计处理器，在每个运行周期中列车控制系统定时进行自检的自检信息和列车运行状态信息实时发送给系统健康管理和寿命预计处理器。
S2、自组网传感器网络中的自组网传感器实时采集列车和列车控制系统工作的数据，并发送给所述系统健康管理和寿命预计处理器，以及利用自组网传感器网络通过物联网网关发送给云端服务器。
举例来说，所采集的列车和列车控制系统工作的数据可以包括：环境温度、振动、电压、电流等，本实施例并不对其进行限制。
具体地，在所述步骤S2中，可以利用自组网传感器网络中的自组网传感器实时采集列车和列车控制系统工作的数据；可以将采集的数据通过板载有线通信总线发送给所述系统健康管理和寿命预计处理器，以及可以将采集的数据利用自组网传感器网络通过物联网网关发送给云端服务器，当自组网传感器网络中的一个或多个自组网传感器不能直接与所述物联网网关通信时，所述一个或多个自组网传感器利用自组网技术把所要发送的信息路由到所述自组网传感器网络中与所述物联网网关直接通信的自组网传感器，由所述自组网传感器网络中与所述物联网网关直接通信的自组网传感器通过所述物联网网关将采集的数据发送到所述云端服务器，并在通信的数据中标明此数据是由其他自组网传感器转发。
其中，当自组网传感器网络中的一个或多个自组网传感器不能直接与所述物联网网关通信，可以包括：物联网未接收到自组网传感器网络中的一个或多个自组网传感器发送的信息，和/或自组网传感器网络中的一个或多个自组网传感器未接收到来自云端服务器的应答信息。
可以理解的是，在通信的数据中标明此数据是由其他自组网传感器转发，可以确保当云端服务器收到与正常数据格式不一致的数据时，不认为这个数据是无效数据。
可以理解的是，本实施例利用自组网传感器网络中与物联网网关能够直接通信的自组网传感器来转发不能与物联网网关直接通信的自组网传感器的数据，能够实现任何自组网传感器采集的数据不会因为物联网的中断而丢失。把自组网功能的多个自组网传感器和物联网结合起来，可以实现列车和列车控制系统的数据采集和传输。
S3、所述系统健康管理和寿命预计处理器接收列车控制系统发送的自检信息和列车状态运行信息以及所述自组网传感器网络发送的列车和列车控制系统工作的数据，对接收的数据进行处理以对列车和列车控制系统的状况进行监控，并将所述自检信息和列车状态运行信息以及处理后的数据通过所述物联网网关发送给所述云端服务器，以及在列车和列车控制系统的某个关键零部件出现故障时，向列车控制系统处理器发送警报信息。
S4、所述云端服务器对接收到的数据进行存储，基于接收到的数据并结合历史数据进行系统健康管理和寿命预计，将系统健康管理和寿命预计的数据发送给列车控制系统中的TIAS远程监测系统。
可以理解的是，所述云端服务器给列车控制系统中的TIAS系统后，可通过所述TIAS系统或直接将系统健康管理和寿命预计的数据发送给相关工作人员所使用的用户设备，以使所述相关工作人员在后续可以对列车实施维护等工作。
本实施例将自组网传感器采集的数据和列车自检信息、列车控制系统发送的自检信息及列车运行状态信息通过物联网技术传递到云端服务器，并由云端服务器传递给TIAS系统，这样可以不占用车地通信网络的带宽，从而保证车地通信网络的独立性和安全性。把列车控制系统的安全数据与非安全数据采用不同的方式传输，并最终在同一设备上存储。
本发明实施例提供的列车控制系统中的寿命预计方法，基于上述列车控制系统中的寿命预计系统，通过将数据在列车上进行简单处理实现监控，利用独立的处理器将安全功能和非安全功能进行隔离，将自组网功能的低功耗的多个自组网传感器和物联网结合起来实现对列车和列车控制系统的数据采集和数据传输即将列车控制系统的安全数据与非安全数据采用不同的方式进行传输，利用云端服务器具有更高性能的处理器进行数据处理来实现列车控制系统的健康状态监控和寿命预计，由此，可以更准确地预测系统健康状态并且进行寿命预计，安全功能和非安全功能低耦合度，数据传输无冲突，且可以实现故障预计。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
需要说明的是术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而能够理解的是，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本发明公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释呈反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种列车控制系统中的寿命预计系统，其特征在于，包括：车载设备和地面设备；
所述车载设备包括：自组网传感器网络、非安全电源以及系统健康管理和寿命预计处理器；
所述地面设备包括：云端服务器和物联网网关；
所述非安全电源，用于向所述系统健康管理和寿命预计处理器和所述自组网传感器网络供电；
所述自组网传感器网络包括多个自组网传感器，用于利用所述自组网传感器实时采集列车和列车控制系统工作的数据，并发送给所述系统健康管理和寿命预计处理器，以及利用自组网传感器网络通过所述物联网网关发送给所述云端服务器；
所述系统健康管理和寿命预计处理器，用于接收列车控制系统发送的自检信息和列车运行状态信息以及所述自组网传感器网络发送的列车和列车控制系统工作的数据，对接收的数据进行处理以对列车和列车控制系统的状况进行监控，并将所述自检信息和列车状态运行信息以及处理后的数据通过所述物联网网关发送给所述云端服务器，以及在列车和列车控制系统的某个关键零部件出现故障时，向列车控制系统处理器发送警报信息；
所述云端服务器，用于对接收到的数据进行存储，基于接收到的数据并结合历史数据进行系统健康管理和寿命预计，将系统健康管理和寿命预计的数据发送给列车控制系统中的行车综合自动化系统TIAS远程监测系统；
所述非安全电源中的非安全是指不涉及信号领域安全信息的内容，而不是指电源本身不安全。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述自组网传感器网络，具体用于
利用所述自组网传感器实时采集列车和列车控制系统工作的数据；
将采集的数据通过板载有线通信总线发送给所述系统健康管理和寿命预计处理器，以及将采集的数据利用自组网传感器网络通过所述物联网网关发送给所述云端服务器，当自组网传感器网络中的一个或多个自组网传感器不能直接与所述物联网网关通信时，所述一个或多个自组网传感器利用自组网技术把所要发送的信息路由到所述自组网传感器网络中与所述物联网网关直接通信的自组网传感器，由所述自组网传感器网络中与所述物联网网关直接通信的自组网传感器通过所述物联网网关将采集的数据发送到所述云端服务器，并在通信的数据中标明此数据是由其他自组网传感器转发。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述列车控制系统发送的自检信息，包括：列车控制系统在上电启动自检的信息和上电启动后每隔预设时间段进行周期自检的信息。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述自组网传感器网络中的自组网传感器的数量不少于所述列车控制系统中原有传感器的数量。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述云端服务器和物联网网关通过地面电源供电。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在列车停运断电情况下，所述自组网传感器网络中的自组网传感器采用电池或车载蓄电池供电。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述自组网传感器网络中每个自组网传感器的自组网功能和物联网通信功能由一个电路来实现；
或者，
所述自组网传感器网络中每个自组网传感器的自组网功能和物联网通信功能由两个独立的电路来实现。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述非安全电源与所述列车控制系统的电源采用相同的输入。
9.一种列车控制系统中的寿命预计方法，基于权利要求1-8中任一项所述的列车控制系统中的寿命预计系统，其特征在于，包括：
列车控制系统在上电时将上电启动的自检信息发送给系统健康管理和寿命预计处理器，在每个运行周期中列车控制系统定时进行自检的自检信息和列车运行状态信息实时发送给系统健康管理和寿命预计处理器；
自组网传感器网络中的自组网传感器实时采集列车和列车控制系统工作的数据，并发送给所述系统健康管理和寿命预计处理器，以及利用自组网传感器网络通过物联网网关发送给云端服务器；
所述系统健康管理和寿命预计处理器接收列车控制系统发送的自检信息和列车状态运行信息以及所述自组网传感器网络发送的列车和列车控制系统工作的数据，对接收的数据进行处理以对列车和列车控制系统的状况进行监控，并将所述自检信息和列车状态运行信息以及处理后的数据通过所述物联网网关发送给所述云端服务器，以及在列车和列车控制系统的某个关键零部件出现故障时，向列车控制系统处理器发送警报信息；
所述云端服务器对接收到的数据进行存储，基于接收到的数据并结合历史数据进行系统健康管理和寿命预计，将系统健康管理和寿命预计的数据发送给列车控制系统中的TIAS远程监测系统。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述自组网传感器网络中的自组网传感器实时采集列车和列车控制系统工作的数据，并发送给所述系统健康管理和寿命预计处理器，以及利用自组网传感器网络通过物联网网关发送给云端服务器，包括：
利用自组网传感器网络中的自组网传感器实时采集列车和列车控制系统工作的数据；
将采集的数据通过板载有线通信总线发送给所述系统健康管理和寿命预计处理器，以及将采集的数据利用自组网传感器网络通过物联网网关发送给云端服务器，当自组网传感器网络中的一个或多个自组网传感器不能直接与所述物联网网关通信时，所述一个或多个自组网传感器利用自组网技术把所要发送的信息路由到所述自组网传感器网络中与所述物联网网关直接通信的自组网传感器，由所述自组网传感器网络中与所述物联网网关直接通信的自组网传感器通过所述物联网网关将采集的数据发送到所述云端服务器，并在通信的数据中标明此数据是由其他自组网传感器转发。
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