CN108501983B - 车载设备运行状态监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车载设备运行状态监测系统，包括：车载终端和地面监测系统；其中，车载终端，用于采集车载设备的运行信息，并将车载设备的运行信息发送给地面监测系统；地面监测系统，用于处理接收到的车载设备的运行信息，并显示车载设备的运行状态。本发明提供的技术方案，地面工作人员可以通过地面监测系统实时获取CIR设备和KLW设备的状态信息，进而当设备异常时，地面工作人员可以快速诊断与排除故障，提高了机车运行的安全性，并同时提高了机车的运行效率。

Description

车载设备运行状态监测系统
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种车载设备运行状态监测系统。
背景技术
机车综合无线通信设备(Cab Integrated Radio communication equipment，CIR)是铁路列车无线调度通信的主要车载设备，具有调度、通话和出入库检测等功能；列车尾部安全防护装置(KLW)是铁路列车安全防护的主要车载设备，主要检测列车尾部风压，在风压异常时进行风压报警，两者均是保证列车安全运行的重要设备。
目前，在对CIR设备和KLW设备进行监控时，通常是通过出入库检测方式检测CIR设备和KLW设备是否异常，在对两者的实时设备监控方面还处于空白。
而现有的这种出入库检测方式，地面工作人员无法实时获取CIR设备和KLW设备的状态信息，从而当设备异常时，地面工作人员不能快速诊断与排除故障，只有机车入库后才能分析具体异常原因，因而存在一定的安全隐患。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种车载设备运行状态监测系统，用于提高机车运行的安全性。
本发明提供一种车载设备运行状态监测系统，包括：车载终端和地面监测系统；
车载终端，用于采集车载设备的运行信息，并将车载设备的运行信息发送给地面监测系统；其中，车载设备包括：机车综合无线通信设备CIR和列车尾部安全防护装置KLW；
地面监测系统，用于对接收到的车载设备的运行信息进行综合分析处理，并显示车载设备的运行状态。
在本发明的一实施例中，车载终端包括：CIR设备连接线、CIR插件和无线发射装置，CIR设备连接线的一端连接CIR的动车组司机操控信息分析系统EOAS接口，CIR设备连接线的另一端连接CIR插件，CIR插件插设在无线发射装置上；
CIR插件，用于通过CIR设备连接线接收CIR传输的车载设备的运行信息，并将车载设备的运行信息传输给无线发射装置；
无线发射装置，用于将接收的车载设备的运行信息发送给地面监测系统。
在本发明的一实施例中，无线发射装置集成在列车运行监控装置运行监测系统LMD车载主机上；CIR插件具体采用RS422方式接收车载设备的运行信息，并采用RS485或以太网方式将车载设备的运行信息传输给无线发射装置。
在本发明的一实施例中，车载设备的运行信息以三路同步传输方式由CIR插件传输给无线发射装置。
在本发明的一实施例中，地面监测系统包括：通信服务器、数据服务器和应用服务器，数据服务器分别与通信服务器和应用服务器连接；
通信服务器，用于对接收到的车载设备的运行信息进行综合分析处理，并将处理后的车载设备的运行信息发送给数据服务器；
数据服务器，用于存储处理后的车载设备的运行信息；
应用服务器，用于显示车载设备的运行状态，并根据前端显示信息从数据服务器提取数据。
在本发明的一实施例中，应用服务器包括：运行监测模块、异常报警模块和质量追踪模块，运行监测模块、异常报警模块和质量追踪模块之间互相连接；
运行监测模块，用于向用户提供车载设备的实时追踪信息；
异常报警模块，用于向用户提供车载设备的异常报警信息；
质量追踪模块，用于向用户提供车载设备的质量分析信息。
在本发明的一实施例中，实时追踪信息包括：机车基础信息、CIR信息、KLW信息和调度命令信息；
机车基础信息包括下列信息中的至少一项：机车号、车次、线路、司机号、公里表速度；
CIR信息包括下列信息中的至少一项：CIR工作模式、CIR网络状态、因特网互联协议IP地址、通用分组无线服务技术GPRS场强、综合专用数字移动通信系统GSM-R场强；
KLW信息包括下列信息中的至少一项：KLW工作状态、KLW连接情况、KLW风压和KLW标识ID；
调度命令信息包括下列信息中的至少一项：进路预告和调度命令签收。
在本发明的一实施例中，异常报警信息包括：CIR报警信息和KLW报警信息；
CIR报警信息包括下列中的至少一项：GSM-R网络场强低、GPRS网络场强低、CIR注册网络失败、CIR掉线；
KLW报警信息包括下列中的至少一项：列尾未连接、列尾风压欠压、供电电压欠压、排风制动。
在本发明的一实施例中，质量分析信息包括下列信息中的至少一项：车载设备的在线和离线情况、设备良好运行时间、设备异常现象、设备异常时间、设备良好和异常的时间占比以及设备出现的各异常的时间占比。
本发明提供的车载设备运行状态监测系统，通过车载终端采集车载设备的运行信息，并将车载设备的运行信息发送给地面监测系统；再由地面监测系统处理接收到的车载设备的运行信息，并显示车载设备的运行状态，地面工作人员可以实时获取CIR设备和KLW设备的状态信息，进而当设备异常时，地面工作人员可以快速诊断与排除故障，提高了机车运行的安全性，并同时提高了机车的运行效率。
附图说明
图1为本发明提供的车载设备运行状态监测系统的结构示意图；
图2为图1中应用服务器的结构示意图；
图3为CIR设备质量追踪示意图；
图4为CIR设备故障辅助分析示意图。
附图标记说明：
10-车载终端； 20-地面监测系统；
30-车载设备； 11-CIR设备连接线；
12-CIR插件； 13-无线发射装置；
21-通信服务器； 22-数据服务器；
23-应用服务器； 31-CIR；
32-KLW； 231-运行监测模块；
232-异常报警模块； 233-质量追踪模块。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的实施例进行描述。
图1为本发明提供的车载设备运行状态监测系统的结构示意图，如图1所示，本实施例提供的监测系统包括：车载终端10和地面监测系统20；其中，车载终端10，用于采集车载设备30的运行信息，并将车载设备30的运行信息发送给地面监测系统20；地面监测系统20，用于对接收到的车载设备30的运行信息进行综合分析处理，并显示车载设备30的运行状态。
其中，车载设备30可以包括：CIR31和KLW32，车载终端10具体采集CIR31和KLW32的运行信息，然后将CIR31和KLW32的运行信息发送给地面监测系统20；地面监测系统20可以为用户提供操作界面，供用户查询车载设备30的运行状态，并可以对接收到的车载设备30的运行信息进行综合分析处理，在设备异常时，向用户提供异常报警信息，以便于工作人员及时快速的诊断与排除设备故障，提高机车运行的安全性。
本实施例中，车载终端10可以包括：CIR设备连接线11、CIR插件12和无线发射装置13，其中，CIR设备连接线11的一端连接CIR31的记录转接单元的动车组司机操控信息分析系统(EOAS)接口，CIR设备连接线11的另一端连接CIR插件12，CIR插件12插设在无线发射装置13上。
地面监测系统20可以包括：通信服务器21、数据服务器22和应用服务器23；数据服务器22分别与通信服务器21和应用服务器23连接。
具体的，在机车中，KLW32可以将KLW32的运行信息无线传输给CIR31，即CIR31可以获取CIR31的运行信息和KLW32的运行信息。车载终端10中的CIR31插件12可以通过CIR设备连接线11接收CIR31传输的车载设备30的运行信息，并将车载设备30的运行信息传输给无线发射装置13；无线发射装置13可以将接收的车载设备30的运行信息发送给地面监测系统20中的通信服务器21。地面监测系统20中的通信服务器21接收到车载设备30的运行信息后，可以对车载设备30的运行信息进行综合分析处理，并将处理后的车载设备30的运行信息发送给数据服务器22；数据服务器22则将处理后的车载设备30的运行信息存储在数据库中；应用服务器23可以为用户提供操作界面，显示CIR31设备和KLW32设备的工作状态和异常信息，并根据前端显示信息从数据服务器22提取数据。
本实施例中，CIR插件12可以采用RS422方式接收车载设备30的运行信息。无线发射装置13可以集成在用于监测列车运行监控装置(LKJ)的LKJ运行监测系统(LMD)车载主机上，依托LMD体系实现车载设备30的实时监测，从而可以降低系统成本，并可以通过数据耦合发现设备隐含故障，进一步提高机车运行的安全性。具体的，CIR插件12可以直接插入TSC2型LMD的备用插槽，并采用RS485或以太网方式将车载设备30的运行信息传输给无线发射装置13。无线发射装置13可以通过LMD车载主机采用传输控制协议(TransmissionControl Protocol，TCP)或用户数据报协议(User Datagram Protocol，UDP)将车载设备30的运行信息发送给通信服务器21，通信服务器21可以通过铁路移动数据传输统一平台(railway Mobile data Transmission Unified Platform，MTUP)进入铁路局内网，进行信息过滤等安全处理。
另外，车载设备30的运行信息可以以三路同步传输方式由CIR插件12传输给无线发射装置13，无线发射装置13中可以创建三路同步缓冲区，每条车载设备30的运行信息设定唯一的标识号，当无线发射装置13接收到车载设备30的运行信息后，可以先对比标识号相同的三路车载设备30的运行信息中的任意两路信息，当该两路信息相同时，将两路中任意一路的车载设备30的运行信息发射给地面监测系统20的通信服务器21；当两路信息不同时，再取第三路信息进行对比，将相同的(即正确的)车载设备30的运行信息发射给通信服务器21，这样可以有效的保证数据传输的准确性。
下面详细说明地面监测系统20中应用服务器23的功能作用。
图2为图1中应用服务器的结构示意图，如图2所示，应用服务器23包括：运行监测模块231、异常报警模块232和质量追踪模块233，运行监测模块231、异常报警模块232和质量追踪模块233之间互相连接；其中，运行监测模块231，用于向用户提供车载设备30的实时追踪信息；异常报警模块232，用于向用户提供车载设备30的异常报警信息；质量追踪模块233，用于向用户提供车载设备30的质量分析信息。
其中，运行监测模块231实现在地理信息系统(Geographic Information System，GIS)Super Map地图上实时展现机车行驶位置等实时追踪信息，可全面监测机车实时信息和CIR31、KLW32实时信息。用户可以通过车次车号等快速查询机车信息，例如：机车数、CIR31在线数、KLW32在线数、调度命令信息等。运行监测模块231可以以电子地图方式显示所有机车的分布情况，以及配套的电子地图的基础操作，例如：点击某一机车后，显示该机车相关的实时追踪信息。
上述实时追踪信息具体可以包括：机车基础信息、CIR信息、KLW信息和调度命令信息。其中：
机车基础信息可以包括：机车号、车次、线路、司机号、公里表速度等。
CIR信息可以包括：CIR工作模式、CIR网络状态、IP、通用分组无线服务技术(General Packet Radio Service，GPRS)场强、综合专用数字移动通信系统(GlobalSystem for Mobile Communications–Railway，GSM-R)场强等。
KLW信息可以包括：KLW工作状态、KLW连接情况、KLW风压和KLW标识ID等。
调度命令信息可以包括：进路预告、调度命令签收等。
运行监测模块231可以将上述实时追踪信息以运行曲线和列表的方式直观地呈现给用户，同时也可以提供历史回放功能，供用户查看历史记录。
异常报警模块232实现机车运行过程中异常信息的提示功能，可以实时显示机车的异常信息；并可以根据用户提供的机车查询条件，显示出最近一段时间内符合条件机车的所有的异常信息；与运行监测模块231类似，异常报警模块232也可以提供历史回放功能。
具体的，异常报警信息可以包括：CIR报警信息和KLW报警信息；其中：
CIR报警信息可以包括：GSM-R网络场强低、GPR网络场强低、CIR注册网络失败、CIR掉线等；
KLW报警信息可以包括：列尾未连接、列尾风压欠压、供电电压欠压、排风制动等；
异常报警模块232还可以提供司机操作功能，供司机进行查询风压、KLW输号、KLW销号等操作；异常报警信息也可以同时在运行监测模块中显示，方便用户查看。
质量追踪模块233主要是对车载设备30的质量进行分析，使工作人员更为全面的了解车载设备30的质量情况，辅助工作人员分析设备故障原因。其中，质量追踪模块233向用户提供的质量分析信息可以包括：车载设备30的在线和离线情况、设备良好运行时间、设备异常现象、设备异常时间、设备良好和异常的时间占比以及设备出现的各异常的时间占比等。
具体的，质量追踪模块233可以按照机车分布(库内/库外)显示CIR31和KLW32的在线离线情况，其中，CIR31采用与机车号绑定的方式识别，KLW32采用与KLW32ID绑定的方式识别。用户选择对应的车载设备30，质量追踪模块233可以显示对应的质量分析饼状图，其中，分析周期为上一次出库至入库的时间段；同时，质量追踪模块233还可以生成对应的报表，报表中详细记录设备的质量分析信息。下面举例说明质量分析模块的质量分析显示功能。
图3为CIR设备质量追踪示意图，如图3所示，用户选择机车号为HXD3C-0959的CIR设备，质量追踪模块233以饼状图显示CIR设备良好比例、CIR设备异常比例以及统计时间。图4为CIR设备故障辅助分析示意图，如图4所示，用户再选择异常比例部分，质量追踪模块233以饼状图显示CIR设备出现的各异常的时间占比；其中，CIR的各异常情况是系统综合分析的结果，例如：该周期内出现CIR报警信息中的GPRS网络场强低，而经后台分析发现，是由于CIR的GPRS接收模块发生故障，即该异常报警信息属于CIR的模块故障；又例如：CIR报警信息中显示的机车号为A，而经后台分析发现，该机车号A为其他CIR对应的机车号，即该异常报警信息属于CIR的机车号异常报警。图4所示信息可以辅助工作人员分析故障原因，使工作人员可以更加快速的诊断并排除故障，能够进一步提高机车运行的安全性和效率。
另外，应用服务器23还可以包括出入库检测模块和系统管理模块等功能模块，为用户提供出入库检测信息和系统管理功能。其中，系统管理模块可以包括：设备管理、用户管理、角色管理和日志查询等功能，用户可以通过设备管理实现设备的查询、设备的编辑、设备的录入以及设备履历统计等功能；通过用户管理实现查看用户列表、新增用户、编辑和删除用户等功能；通过角色管理实现新增角色、编辑角色、删除角色等功能；通过日志查询实现查询特定时间范围内以及特定类型的日志记录信息功能。上述两个功能模块与LMD系统中对应的功能模块类似，此处不再详细说明。
本发明提供的车载设备运行状态监测系统，通过车载终端采集车载设备的运行信息，并将车载设备的运行信息发送给地面监测系统；再由地面监测系统综合分析处理接收到的车载设备的运行信息，并显示车载设备的运行状态，地面工作人员可以实时获取CIR设备和KLW设备的状态信息，进而当设备异常时，地面工作人员可以快速诊断与排除故障，提高了机车运行的安全性，并同时提高了机车的运行效率。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，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范围。

Claims (3)

1.一种车载设备运行状态监测系统，其特征在于，包括：车载终端和地面监测系统；
所述车载终端，用于采集车载设备的运行信息，并将所述车载设备的运行信息发送给所述地面监测系统；其中，所述车载设备包括：机车综合无线通信设备CIR和列车尾部安全防护装置KLW；
所述地面监测系统，用于对接收到的所述车载设备的运行信息进行综合分析处理，并显示所述车载设备的运行状态；
所述地面监测系统包括：通信服务器、数据服务器和应用服务器，所述数据服务器分别与所述通信服务器和所述应用服务器连接；
所述通信服务器，用于对接收到的所述车载设备的运行信息进行综合分析处理，并将处理后的车载设备的运行信息发送给数据服务器；
所述数据服务器，用于存储所述处理后的车载设备的运行信息；
所述应用服务器，用于显示所述车载设备的运行状态，并根据前端显示信息从所述数据服务器提取数据；
所述应用服务器包括：运行监测模块、异常报警模块和质量追踪模块，所述运行监测模块、所述异常报警模块和所述质量追踪模块之间互相连接；
所述运行监测模块，用于向用户提供所述车载设备的实时追踪信息；
所述异常报警模块，用于向用户提供所述车载设备的异常报警信息；
所述质量追踪模块，用于向用户提供所述车载设备的质量分析信息；
所述实时追踪信息包括：机车基础信息、CIR信息、KLW信息和调度命令信息；
所述机车基础信息包括下列信息中的至少一项：机车号、车次、线路、司机号、公里表速度；
所述CIR信息包括下列信息中的至少一项：CIR工作模式、CIR网络状态、因特网互联协议IP地址、通用分组无线服务技术GPRS场强、综合专用数字移动通信系统GSM-R场强；
KLW信息包括下列信息中的至少一项：KLW工作状态、KLW连接情况、KLW风压和KLW标识ID；
调度命令信息包括下列信息中的至少一项：进路预告和调度命令签收；
所述异常报警信息包括：CIR报警信息和KLW报警信息；
所述CIR报警信息包括下列中的至少一项：GSM-R网络场强低、GPRS网络场强低、CIR注册网络失败、CIR掉线；
所述KLW报警信息包括下列中的至少一项：列尾未连接、列尾风压欠压、供电电压欠压、排风制动；
所述车载终端包括：CIR设备连接线、CIR插件和无线发射装置，所述CIR设备连接线的一端连接CIR的动车组司机操控信息分析系统EOAS接口，所述CIR设备连接线的另一端连接CIR插件，所述CIR插件插设在所述无线发射装置上；
所述CIR插件，用于通过所述CIR设备连接线接收所述CIR传输的车载设备的运行信息，并将所述车载设备的运行信息传输给所述无线发射装置；
所述无线发射装置，用于将接收的所述车载设备的运行信息发送给所述地面监测系统；
所述车载设备的运行信息以三路同步传输方式由所述CIR插件传输给所述无线发射装置；
所述无线发射装置，用于创建三路同步缓冲区，每条所述车载设备的运行信息设定唯一的标识号，当所述无线发射装置接收到所述车载设备的运行信息后，对比标识号相同的三路所述车载设备的运行信息中的任意两路信息，当该两路信息相同时，将两路中任意一路的所述车载设备的运行信息发射给所述地面监测系统的所述通信服务器；当该两路信息不同时，取第三路信息进行对比，将相同的所述车载设备的运行信息发射给所述通信服务器。
2.根据权利要求1所述的车载设备运行状态监测系统，其特征在于，所述无线发射装置集成在列车运行监控装置运行监测系统LMD车载主机上；所述CIR插件具体采用RS422方式接收所述车载设备的运行信息，并采用RS485或以太网方式将所述车载设备的运行信息传输给所述无线发射装置。
3.根据权利要求1所述的车载设备运行状态监测系统，其特征在于，所述质量分析信息包括下列信息中的至少一项：车载设备的在线和离线情况、设备良好运行时间、设备异常现象、设备异常时间、设备良好和异常的时间占比以及设备出现的各异常的时间占比。
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