CN109131442A - 高速综合检测列车的车载远程控制装置及信号检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种高速综合检测列车的车载远程控制装置及信号检测系统，其中，装置包括：网络接口模块，连接多个铁路检测/监测分机设备，用于接收铁路检测/监测分机设备发送的检测/监测数据，并将其发送至处理模块；无线通信模块，连接地面服务器，用于接收地面服务器发送的任务配置信息，并将其发送至处理模块；处理模块，连接网络接口模块及无线通信模块，用于接收任务配置信息，根据任务配置信息生成控制命令，通过网络接口模块将控制命令发送至相应铁路检测/监测分机设备；还接收检测/监测数据，通过无线通信模块将检测/监测数据发送至地面服务器。本发明能够将有经验的分析人员从随车作业中解放出来，集中于地面进行数据分析工作。
Description
技术领域
本发明属于高速综合检测列车信号检测领域，尤其涉及一种高速综合检测列车的车载远程控制装置及信号检测系统。
背景技术
高速综合检测列车信号检测系统承担着铁路轨旁信号设备的检测(如轨道电路、应答器、补偿电容、牵引回流)以及车载控制设备的监测(ATP的JRU、Igsm-r和UM接口)工作，一般而言各检测子系统在两车头各安装一套(即1、8端)，现有高速综合检测列车信号检测系统结构见图1。各分机设备采用网络与主机相连，其中，应答器、轨道电路、补偿电容、牵引回流检测项目采用一台主机，ATP监测项目为单独一台主机，UM/Igsm-r监测项目为1-2台主机。
各检测/监测分机功能：数据采集，数据解析，并通过有线网络将自身状态及解析后的检测数据包，发送给各检测/监测主机。
各检测/监测主机功能：各类数据包的接收、数据打包、下位机状态监控、数据及状态的图形化展示、数据存储、数据回放、数据分析。最终由作业人员出具检测报告。
现有的高速综合检测列车有十余辆，同时处于工作状态的约有4-5辆。其中信号检测系统现有的作业模式如下：2-3名作业人员搭跟随检测列车作业，其工作内容如下：
1、开启检测设备；
2、按照计划配置信号检测系统；
3、监控信号检测系统工作状态(约占乘车工作时间80％以上)；
4、配置检测任务、分析检测数据(对经验要求很高，所用时间不大于乘车工作时间的10％)；
5、出具检测报告；
6、关闭信号检测系统。
上述作业方式存在以下不足：
第一、检测作业需占用大量的工作人员。
第二、作业时间多在夜间，单个检测周期一般在5-7天，每月2-3个周期。长时间处于列车振动、噪声环境中，作业人员较为疲劳。
第三、现有信号检测系统数据分析比较依赖作业人员的经验，上述作业模式意味着需要大量训练有素的作业人员，而检测作业进行中的大部分时间，作业人员仅仅是监控设备状态。一方面，有经验的数据分析人员稀少，一旦出现人员空缺，短时间难以填补；另一方面他们的精力有消耗在非核心工作上面。
第四、下位机结构简单，可处于自动上电开机、断电自动关机的状态。而各种检测主机数量众多，开关机过程复杂，时间较长，而检测列车按计划运行留给作业人员的时间很短，进一步加大了作业人员的工作压力。
第五、各检测主机承担多种工作，各类控件数量众多，结构复杂，其结构特征决定其可靠性难以达到较高的水平。多数检测分机并不存储检测数据，而一旦主机死机或故障，检测数据就会丢失。
发明内容
本发明为了解决现有高速综合检测列车信号检测系统具有浪费人力、各检测主机因承担工作多而具有可靠性低的缺陷。
本发明提供的高速综合检测列车的车载远程控制装置包括：网络接口模块、无线通信模块及处理模块；
所述网络接口模块连接多个铁路检测/监测分机设备，用于接收所述铁路检测/监测分机设备发送的检测/监测数据，并将其发送至所述处理模块；
所述无线通信模块连接地面服务器，用于接收地面服务器发送的任务配置信息，并将其发送至所述处理模块；
所述处理模块连接所述网络接口模块及无线通信模块，用于接收所述任务配置信息，根据所述任务配置信息通过所述网络接口模块开启相应铁路检测/监测分机设备；还用于接收所述检测/监测数据，通过所述无线通信模块将所述检测/监测数据发送至地面服务器。
进一步实施例中，所述任务配置信息包括：检测时间信息及检测线路信息。
进一步实施例中，所述处理模块还用于：获取检测列车的位置信息；根据所述任务配置信息加载相应的线路交路库，其中，所述线路交路库用于存储铁路检测/监测分机设备的位置信息；将所述检测列车的位置信息与所述线路交路库存储的铁路检测/监测分机设备的位置信息相匹配，若匹配成功，则接收相应铁路检测/监测分机设备发送的所述检测/监测数据。
进一步实施例中，所述处理模块还用于：对接收到的所述检测/监测数据进行故障分析以确定故障等级及故障结果，若判断出所述检测/监测数据的故障等级大于预定阈值，则发送故障结果至维护单位的通讯设备或维护人员的通讯设备。
进一步实施例中，车载远程控制装置还包括：存储模块，连接所述处理模块，用于存储所述检测/监测数据。
进一步实施例中，车载远程控制装置还包括：维护模块，连接所述处理模块，用于进行软件升级及日志下载。
进一步实施例中，车载远程控制装置还包括：电源，连接所述处理模块，用于为各模块工作提供电源。
进一步实施例中，所述无线通信模块包括：移动网络模块及Wifi模块；
所述移动网络模块用于接收地面服务器发送的任务配置信息，向地面服务器传输数据量小和/或实时性强的所述检测/监测数据；
所述Wifi模块用于向地面服务器传输数据量大和/或实时性弱的所述检测/监测数据。
进一步实施例中，车载远程控制装置还包括：报警模块，连接所述处理模块；
所述网络接口模块还用于接收所述铁路检测/监测分机设备的状态信息；
所述处理模块判断各铁路检测/监测分机设备的状态信息是否出现异常，若出现异常，则控制所述报警模块产生报警。
进一步实施例中，车载远程控制装置还包括：机箱，用于容纳处理模块、网络接口模块及无线通信模块。
进一步实施例中，所述网络接口模块包括：应答器检测分机设备网络接口、轨道电路检测分机设备网络接口、补偿电容检测分机设备网络接口、牵引回流检测分机设备网络接口、ATP监测分机设备网络接口、UM监测分机设备网络接口以及lgsm-r监测分机设备网络接口。
进一步实施例中，所述处理模块通过所述无线通信模块将所述检测/监测数据发送至地面服务器进一步为：
所述处理模块对所述检测/监测数据进行打包预处理，通过所述无线通信模块将处理后的数据发送至地面服务器。
本发明还提供一种高速综合检测列车信号检测系统，包括：铁路检测/监测分机设备、地面服务器以及前述任一实施例所述的车载远程控制装置。
本发明能够达到如下技术效果：减少随车作业人员数量，大幅降低随车作业人员工作强度及素质要求；将有经验的检测数据分析人员从繁重的随车监控作业中解放出来，集中于地面进行素质要求更高的数据分析工作。
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为现有技术中高速综合检测列车信号检测系统的结构图；
图2为本发明一实施例的高速综合检测列车的车载远程控制装置的结构图；
图3为本发明另一实施例的高速综合检测列车的车载远程控制装置的结构图；
图4为本发明一实施例的高速综合检测列车信号检测系统的结构图；
图5为本发明另一实施例的高速综合检测列车信号检测系统的结构图。
具体实施方式
为了使本发明的技术特点及效果更加明显，下面结合附图对本发明的技术方案做进一步说明，本发明也可有其他不同的具体实例来加以说明或实施，任何本领域技术人员在权利要求范围内做的等同变换均属于本发明的保护范畴。
在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“一具体实施例”、“一些实施例”、“例如”或“一些实施方式”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。各实施例中涉及的步骤顺序用于示意性说明本发明的实施，其中的步骤顺序不作限定，可根据需要作适当调整。
如图2所示，图2为本发明实施例的高速综合检测列车的车载远程控制装置的结构图。通过在高速综合检测列车上安装本实施例提供的车载远程控制装置，能够减少随车作业人员数量，大幅降低随车作业人员工作强度及素质要求，将有经验的数据分析人员从繁重的随车作业中解放出来，集中于地面进行素质要求更高的数据分析工作。
具体的，车载远程控制装置100包括：网络接口模块10、无线通信模块20及处理模块30。
其中，网络接口模块10有线连接多个铁路检测/监测分机设备200，用于接收铁路检测/监测分机设备发送的检测/监测数据，并将其发送至处理模块30。详细的说，铁路检测/检测分机设备在高速综合检测列车的两车头各安装一套(1套为1端设备、另一套为8端设备)，包括应答器检测分机设备、轨道电路检测分机设备、补偿电容检测分机设备、牵引回流检测分机设备、ATP监测分机设备、UM监测分机设备以及Igsm-r监测分机设备。相对应的，网络接口模块包括：应答器检测分机设备网络接口、轨道电路检测分机设备网络接口、补偿电容检测分机设备网络接口、牵引回流检测分机设备网络接口、ATP监测分机设备网络接口、UM监测分机设备网络接口以及lgsm-r监测分机设备网络接口。检测/监测数据由铁路检测/监测分机设备根据处理模块30的控制检测/监测得到。
无线通信模块20无线连接地面服务器300，用于接收地面服务器发送的任务配置信息，并将其发送至处理模块30。详细的说，任务配置信息是由工作人员根据需求在地面服务器(地面服务器用于将每月的检测计划数据化)中配置的信息，任务配置信息是包括检测时间信息、检测线路信息及检测项目(包括设备名称、ID、参数等)。具体实施时，若车载远程控制装置中存储有线路与铁路检测/监测分机设备之间的对应关系(如数据表)，那么，任务配置信息可至少包括：检测时间信息及检测线路信息。
处理模块30连接网络接口模块10，用于接收任务配置信息，根据任务配置信息通过网络接口模块10开启相应铁路检测/监测分机设备200。处理模块30还连接无线通信模块20，用于接收所述检测/监测数据，通过无线通信模块20将所述检测/监测数据发送至地面服务器300，以由地面服务器的工作人员进行检测/监测数据分析、出具检测报告。
详细的说，处理模块可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，或是其他可编程的一般用途或特殊用途的微处理器(Microprocessor)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、可编程控制器、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)或其他类似元件或上述元件的组合。本发明对处理模块的型号不做限定，可根据需求选取处理模块的型号，只要能够协调各器件工作的处理器均可作为本发明所述的处理模块。
具体实施时，高速综合检测列车上电后，车载远程控制装置会自动启动，车载远程控制装置启动后会获取任务配置信息，根据任务配置信息开启相应的铁路检测/监测分机设备，接收铁路检测/监测分机设备发送的检测/监测数据，将检测/监测数据发送至地面服务器，以由地面服务器工作人员对检测/监测数据进行分析。
本实施例能够减少随车作业人员数量，大幅降低随车作业人员工作强度及素质要求；将有经验的数据分析人员从繁重的随车作业中解放出来，集中于地面进行素质要求更高的数据分析工作。
本发明一实施例中，为了避免车载远程控制装置接收太多空的、无用的检测/监测数据，处理模块还用于：
获取检测列车的位置信息；根据所述任务配置信息加载相应的线路交路库，其中，所述线路交路库用于存储铁路检测/监测分机设备的位置信息(哪段位置对应哪一种分机设备)；将所述检测列车的位置信息与所述线路交路库存储的铁路检测/监测分机设备的位置信息相匹配，若匹配成功，则确定进入了检测区间，接收相应铁路检测/监测分机设备发送的所述检测/监测数据。
详细的说，检测列车的位置信息可以为相对里程数据，如上行或下行方向XXX公里处，由高速综合检测列车的时空同步系统提供。检测列车的位置信息还可以为绝对距离，如维度X、精度XX，由高速综合检测列车的定位模块提供。
本发明一实施例中，为了使一些紧急故障及时得到处理，处理模块还用于：
对接收到的所述检测/监测数据进行故障分析以确定故障等级及故障结果，若判断出所述检测/监测数据的故障等级大于预定阈值，则发送故障结果至维护单位的通讯设备或维护人员的通讯设备。
具体实施时，可采用现有技术中的故障分析方法对检测/监测数据进行故障分析，本发明对故障分析的具体过程不做限定。例如，根据轨道电路电压值及载频切换关系(由轨道电路检测分机设备测得的数据确定)自动识别绝缘节，利用绝缘节作为轨道电路区段的分界，对轨道电路进行区段分析，智能识别轨道电路干扰、掉码、临界等故障。又例如，根据补偿电容脉冲曲线(由补偿电容检测分机设备测得数据确定)的高度以及脉冲曲线之间的距离，智能识别补偿电容脉冲的数量以及故障的个数。再例如，根据应答器的报文(由应答器检测分机设备测得)分析得到应答器丢失及应答器报文错误等故障。
故障分析能够确定故障等级及故障结果，一些具体实施方式中，按照故障的类型、程度等，将故障等级划分为0-2级，0级对应的故障结果是需要人工进行确认的故障，1级对应的故障结果是隐患程度较低的故障，2级对应的故障结果是具有安全隐患的故障，当故障等级大于1级，即为2级时，将故障结果及相关检测/监测数据实时发送至维护单位的通讯设备或维护人员的通讯设备，以便相关人员根据故障结果及相关检测/监测数据对故障进行实时处理。
其它具体实施方式中，还可按照故障的类型、程度等，将故障等级划分为0-4级，0级对应的故障结果是初步筛检无问题的数据，4级对应的故障结果是确定的且有安全隐患的问题，1-3级分别为隐患成都较低或需人工进行确认的问题。处理模块按照数据分级对检测/监测数据进行优先传输，4级最优先、0级最低。本实施例能够保证关键问题不被遗漏，得到优先处理。
如图3所示，图3为本发明另一实施例的高速综合检测列车的车载远程控制装置的结构图。具体的，车载远程控制装置100还包括存储模块40，连接处理模块30，用于存储网络接口模块10发送的检测/监测数据。通过设置存储模块能够保证检测/监测数据不会出现因通信网络连接不畅而导致数据丢失的问题。
进一步实施例中，车载远程控制装置100还包括维护模块50，连接处理模块30，用于进行软件升级及日志下载。
进一步实施例中，车载远程控制装置100还包括电源60，连接处理模块30，用于为各模块工作提供电源。
进一步实施例中，为了保证任务配置信息、检测/监测数据传输的实时性，无线通信模块包括：移动网络模块21及Wifi模块22。其中，移动网络模块21用于接收地面服务器发送的任务配置信息，向地面服务器传输数据量小和/或实时性强的检测/监测数据。Wifi模块22用于向地面服务器传输数据量大和/或实时性弱的检测/监测数据。具体实施时，可在高速综合巡检列车进入车库或预定车辆段时，将数据量大和/或实时性弱的检测/监测数据发送至地面服务器。
进一步实施例中，为了便于工作人员了解铁路检测/监测分机设备是否出现异常，还包括报警模块(例如为LED灯、蜂鸣器等，本发明对报警模块具体为何不做限定)，连接处理模块。网络接口模块还用于接收铁路检测/监测分机设备的状态信息，如心跳信号，处理模块根据铁路检测/监测分机设备的状态信息判断铁路检测/监测分机设备是否出现异常，若出现异常，则控制报警模块产生报警，进一步的，处理模块还可强制复位出现异常的铁路检测/监测分机设备，对复位后不能恢复的设备，发送通知信息，以通知随车维护人员及地面人员进行修理。具体实施时，可设置多个报警模块，每一报警模块对应一铁路检测/监测分机设备。
进一步实施例中，为了保护各模块，高速综合检测列车的车载远程控制装置100还包括：机箱，用于容纳处理模块30、网络接口模块10、无线通信模块20、存储模块40、维护模块50等。
本发明一实施例中，如图4所示，可在现有高速综合检测列车信号检测系统中加入车载远程控制装置，具体的，将各铁路检测/监测分机设备通过网络接口模块接入车载远程控制装置，无须对既有的主机及分机设备进行任何改造，或更改配线。若某些特殊原因需人工操作检测系统，则作业人员需手动关闭车载远程控制装置，此后可按照原有人工作业模式，开启各检测主机并作业即可。
本发明一实施例中，如图5所示，还提供一种高速综合检测列车的检测系统，包括：铁路检测/监测分机设备200、地面服务器300以及前述任一实施例所述的车载远程控制装置100。
铁路检测/监测分机设备200包括1端、8端的应答器检测分机设备、轨道电路检测分机设备、补偿电容检测分机设备、牵引回流检测分机设备、ATP监测分机设备、UM监测分机设备以及Igsm-r监测分机设备，各分机设备连接车载远程控制装置100，由车载远程控制装置100控制分机设备的开启或关闭。
地面服务器300连接车载远程控制装置100，用于发送任务配置信息至车载远程控制装置100，接收车载远程控制装置100发送的检测/监测数据。
车载远程控制装置100用于接收所述任务配置信息，根据所述任务配置信息开启相应铁路检测/监测分机设备；还用于接收铁路检测/监测分机设备发送的检测/监测数据，将所述检测/监测数据发送至地面服务器。
进一步的，为了避免车载远程控制装置接收太多空的、无用的检测/监测数据，车载远程控制装置还用于：
获取检测列车的位置信息；根据所述任务配置信息加载相应的线路交路库，其中，所述线路交路库用于存储铁路检测/监测分机设备的位置信息；将所述检测列车的位置信息与所述线路交路库存储的铁路检测/监测分机设备的位置信息相匹配，若匹配成功，则接收相应铁路检测/监测分机设备发送的所述检测/监测数据。
为了更清楚说明本发明技术方案，下面以一具体实施例对高速综合检测列车的车载远程控制装置的应用进行详细的说明，其中，高速综合检测列车上安装有铁路检测/监测分机设备及车载远程控制装置，将铁路检测/监测分机设备通过网络接口模块连接车载远程控制装置：
a.高速综合检测列车上电后，车载远程控制装置以及既有的铁路检测/监测分机设备自动启动。
b.车载远程控制装置通过移动网络模块连接地面服务器，若连接成功，则进行注册，接收地面服务器发送的任务配置信息，若未接收到地面服务器发送的任务配置信息，则持续呼叫地面服务器；
若未连接成功，则利用之前存储的任务配置信息进行后续操作。
c.车载远程控制装置根据任务配置信息通过时间或综合检测列车的时空同步系统提供的数据判断是否进入检测区间，若进入检测区域，则启动检测，接收相应铁路检测/监测分机设备发送检测/监测数据至车载远程控制装置。
d.车载远程控制装置完成检测/监测数据的接收、打包存储，并将实时性强的检测/监测数据通过移动网络模块向地面服务器传输。若移动网络模块与地面服务器的连接中断，则保存数据断点并持续呼叫地面服务器，待连接恢复后继续数据传输。
e.车载远程控制装置判断检测/监测分机设备状态数据(心跳信号)是否出现异常，若出现异常，则发出报警，通知随车维护人员及地面服务器。
f.车载远程控制装置通过时间或综合检测列车的时空同步系统提供的数据判断是否完成检测任务。若完成，则结束本次检测。
g.车载远程控制装置依据事先配置的Wifi连接信息，判断是否进入车库、车辆段，若进入，则通过Wifi模块将实时性不强的数据包以及其它未传输的数据包，传输至地面服务器。
f.综合检测列车断电后，系统自动关机。
本发明提供的高速综合检测列车的车载远程控制装置及检测系统，可将高速综合检测列车检测系统的任务配置、数据回放、检测数据分析、出具检测报告四项工作，由随车人员进行改为在地面控制中心进行，能够减少随车作业人员数量，大幅降低随车作业人员工作强度及素质要求，将有经验的检测数据分析人员从繁重的随车监控作业中解放出来，集中于地面进行对素质要求更高的数据分析工作。
以上所述仅用于说明本发明的技术方案，任何本领域普通技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围应视权利要求范围为准。
Claims (13)
1.一种高速综合检测列车的车载远程控制装置，其特征在于，包括：网络接口模块、无线通信模块及处理模块；
所述网络接口模块连接多个铁路检测/监测分机设备，用于接收所述铁路检测/监测分机设备发送的检测/监测数据，并将其发送至所述处理模块；
所述无线通信模块连接地面服务器，用于接收地面服务器发送的任务配置信息，并将其发送至所述处理模块；
所述处理模块连接所述网络接口模块及无线通信模块，用于接收所述任务配置信息，根据所述任务配置信息通过所述网络接口模块开启相应铁路检测/监测分机设备；还用于接收所述检测/监测数据，通过所述无线通信模块将所述检测/监测数据发送至地面服务器。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述任务配置信息包括：检测时间信息、检测线路信息及检测项目。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理模块还用于：
获取检测列车的位置信息；根据所述任务配置信息加载相应的线路交路库，其中，所述线路交路库用于存储铁路检测/监测分机设备的位置信息；将所述检测列车的位置信息与所述线路交路库存储的铁路检测/监测分机设备的位置信息相匹配，若匹配成功，则接收相应铁路检测/监测分机设备发送的所述检测/监测数据。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理模块还用于：
对接收到的所述检测/监测数据进行故障分析以确定故障等级及故障结果，若判断出所述检测/监测数据的故障等级大于预定阈值，则发送故障结果至维护单位的通讯设备或维护人员的通讯设备。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：存储模块，连接所述处理模块，用于存储所述检测/监测数据。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：维护模块，连接所述处理模块，用于进行软件升级及日志下载。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：电源，连接所述处理模块，用于为各模块工作提供电源。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述无线通信模块包括：移动网络模块及Wifi模块；
所述移动网络模块用于接收地面服务器发送的任务配置信息，向地面服务器传输数据量小和/或实时性强的所述检测/监测数据；
所述Wifi模块用于向地面服务器传输数据量大和/或实时性弱的所述检测/监测数据。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：报警模块，连接所述处理模块；
所述网络接口模块还用于接收所述铁路检测/监测分机设备的状态信息；
所述处理模块判断各铁路检测/监测分机设备的状态信息是否出现异常，若出现异常，则控制所述报警模块产生报警。
10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：机箱，用于容纳所述处理模块、网络接口模块及无线通信模块。
11.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述网络接口模块包括：应答器检测分机设备网络接口、轨道电路检测分机设备网络接口、补偿电容检测分机设备网络接口、牵引回流检测分机设备网络接口、ATP监测分机设备网络接口、UM监测分机设备网络接口以及lgsm-r监测分机设备网络接口。
12.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理模块通过所述无线通信模块将所述检测/监测数据发送至地面服务器进一步为：
所述处理模块对所述检测/监测数据进行打包预处理，通过所述无线通信模块将处理后的数据发送至地面服务器。
13.一种高速综合检测列车信号检测系统，其特征在于，包括：铁路检测/监测分机设备、地面服务器以及权利要求1至12任一项所述的车载远程控制装置。
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