CN110365798A - 机车信号波形数据无线传输系统及方法 - Google Patents
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Abstract
机车信号波形数据无线传输系统及方法，属于机车信息技术领域。为了解决目前需要机车入库后，人工获取机车信号车载系统设备记录的轨道电路波形数据存在实时性差及效率低下的问题。本发明所述系统包括车载设备、服务端、客户端。车载设备，用于获取钢轨上传输的轨道电路原始信号波形和与服务端进行数据交互；服务端，用于与车载设备数据交互获取波形数据并存储和与客户端进行数据交互；客户端，用于与服务端数据交互进行波形数据展示、分析、预警和给出风险处理措施。有益效果为波形数据获取实时、高效。本发明用于机车信号波形数据无线传输。
Description
技术领域
本发明属于机车信号技术领域，具体涉及一种机车信号波形数据无线传输系统及方法。
背景技术
由于恶劣天气和地形等因素的影响，导致司机不便瞭望地面信号。因此，人们研制了装在机车上的机车信号车载设备，该设备通过接收线圈接收在钢轨上传输的轨道电路信息，以复示运行列车前方地面信号的显示状态。机车信号车载设备既向司机提供信号显示，又向后级列车超速防护设备提供信号来源。因此，对于监测和分析地面信号对于确保行车安全至关重要。
目前，获取机车信号车载主机记录板存储的轨道电路波形数据，需要机车入库后人工上车转储，效率低下且存在弊端：
1、通过U盘转储行车状态数据和少量波形数据，这种方式转出的波形数据不全，并且对U盘的质量和有无病毒侵入有特殊要求；
2、拆卸记录板取下存储卡，通过读卡器转储数据，这种方式虽然可将存储的波形数据全部转出，但是当机车信号车载主机安装位置不适合拆卸板卡时，需要先将机车信号车载主机拆下后再取下板卡的存储卡，使工作量和板卡损坏率都增大。
发明内容
本发明的目的是为了解决目前需要机车入库后人工获取机车信号车载主机记录板存储的波形数据方式存在实时性差和效率低的问题，以及该过程中需要拆卸记录板取下存储卡存在费时费力的问题。
机车信号波形数据无线传输系统，包括车载设备、服务端、客户端；
车载设备，用于获取钢轨上传输的轨道电路原始信号波形和与服务端进行数据交互；
服务端，用于与车载设备数据交互获取轨道电路原始信号波形数据并存储和与客户端进行数据交互；
客户端，用于与服务端数据交互进行轨道电路原始信号波形数据展示；
进一步地，所述客户端还用于波形数据分析、预警和给出风险处理措施。
进一步地，所述车载设备包括机车信号车载主机、无线通讯模块、天线；机车信号车载主机通过I-SZ或LX22接口与无线通讯模块连接；无线通讯模块通过信号线与天线连接；
进一步地，所述服务端包括服务器，车载设备天线通过因特网接入服务器；
进一步地，所述客户端通过因特网或者局域网连接服务器。
机车信号波形数据无线传输方法，包括以下步骤：
车载设备的数据采集：行车过程中，机车信号车载主机记录板通过接收线圈采集钢轨上传输的轨道电路原始信号，形成波形数据存储至车载设备主机记录板中。
车载设备的数据发送：根据车载设备自身设置或通过客户端配置的不同，车载设备向服务端发送波形数据可设置成主动式发送或者被动式发送：
主动式发送方式为车载设备采集到钢轨上传输的轨道电路原始信号后主动发送至服务器；服务器接收到正确数据后向车载设备发送应答信号，同时对数据进行处理；车载设备接收到服务器正确应答信号后继续发送下一包波形数据；
被动发送方式为客户端发送指定的波形请求，车载设备接到波形请求后再发送波形数据；
客户端软件对波形数据进行展示、分析、预警和给出风险处理措施。
本发明的有益效果为：
1、实现机车信号车载主机记录板记录采集的波形数据的实时无线传输，无需等待机车入库，特别是在运用过程中发生掉灯、误上灯等异常情况时，通过分析波形数据能够明确故障原因，确定是车载设备、机车、还是地面原因导致，提高波形数据获取的效率，缩短故障处理时间，提高机车的运输效率；
2、由自动化代替人工作业，降低入库检测人员工作强度；同时保证了数据的获取效率。
3、无需拆卸设备板卡，减少板卡损坏率；同时保证了数据的获取效率。
4、减少U盘的硬件接口与板卡接触，减少病毒入侵导致的数据损坏而无法分析数据。
附图说明
图1机车信号波形数据无线传输系统的示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式
机车信号波形数据无线传输系统包括：车载设备、服务端、客户端。
车载设备1用于获取钢轨上传输的轨道电路原始信号波形和与服务端2进行数据交互；
服务端2用于与车载设备1数据交互获取轨道电路原始信号波形数据并存储和与客户端3进行数据交互；
客户端3用于与服务端2数据交互进行轨道电路原始信号波形数据展示、分析、预警和给出风险处理措施。
车载设备1包括机车信号车载主机、无线通讯模块、天线；机车信号车载主机通过I-SZ或LX22接口与无线通讯模块连接；无线通讯模块通过信号线与天线连接；
所述机车信号车载主机为机车安装的JT-C系列机车信号车载系统设备；
所述无线通讯模块通过天线传输机车信号车载主机采集的波形信号；无线通讯模块为目前市面可以直接采购的，可以是3G\4G\5G或GPRS等无线通信模块，例如：宏电H7118F、H7710等；
所述天线通过移动基站接入因特网；
所述服务端2包括服务器，因特网通过防火墙接入服务器，防火墙可以直接采用网域ACF400、华为USG6530等市面可以采购的设备即可；
所述客户端3通过因特网或者局域网连接服务器。客户端3通过局域网连接服务器时，所述局域网可以为铁路系统网或者普通局域网。客户端3可以为电务处、电务段、各车载设备车间的客户端，支持PC端、手机端、及手持设备等。
具体实施方式二：
机车信号波形数据无线传输方法，包括以下步骤：
车载设备的数据采集：行车过程中，机车信号车载主机记录板通过接收线圈采集钢轨上传输的轨道电路原始信号，形成波形数据存储至车载设备主机记录板中。
车载设备的数据发送：根据车载设备自身设置或通过客户端配置的不同，车载设备向服务端发送波形数据可设置成主动式发送或者被动式发送：
主动式发送方式为车载设备采集到钢轨上传输的轨道电路原始信号后主动发送至服务器；服务器接收到正确数据后向车载设备发送应答信号，同时对数据进行处理；车载设备接收到服务器正确应答信号后继续发送下一包波形数据；所述同时对数据进行处理的过程如下：
服务器接收到车载设备的波形数据后，进行波形数据的重复数据剔除和缺失数据的重传处理，处理后存储至数据库或自定义文件中。
被动发送方式为客户端发送指定的波形请求，车载设备接到波形请求后再发送波形数据；具体过程如下：
用户在客户端查看的波形数据，如果在本地客户端已经存在，则直接进行波形数据的展示、分析、预警和给出风险处理措施；如果不存在，则通过客户端向服务端发送指定的波形数据请求；服务端接收到正确的波形请求后，查找数据库中是否存在该波形数据，如果数据库中存在该波形数据，发送该波形数据至客户端，客户端对波形数据进行展示、分析、预警和给出风险处理措施；如果数据库中不存在该波形数据，那么服务端将客户端发送的波形请求发送至车载设备，车载设备接收到正确的波形请求后发送波形数据到服务端，服务端接收到波形数据后进行处理并发送至客户端，为了保证波形数据的完整性，整个系统在传输过程中具有断点续传功能。
客户端对波形数据进行展示、分析、预警和给出风险处理措施，具体过程如下：
客户端接收到服务端的波形数据后，展示原始波形、经带通滤波器滤波后的波形、傅里叶变换后的频谱；进行工频干扰分析、各奇次谐波幅值分析、载频频偏分析、低频频偏分析，邻线干扰分析等；结合上下行、端位、当前工作主机等状态信息及公里标、速度、监控状态等TAX箱信息对分析结果超出设定阈值进行故障报警及预警；根据故障项给出故障信息的合理化处理措施，通过如下实施例进行解释和说明：
实施例：HXD3C 0074机车所在区段的地面轨道电路发送的信号为UM71信号，载频为1700Hz，低频为18Hz，灯色为双黄灯；相邻区段的地面轨道电路发送的信号为UM71信号，载频为2300Hz，低频为26.8Hz，灯色为红黄灯；邻线间存在串码。
通过客户端展示接收到地面的原始波形信号，带通滤波信号，傅里叶变换后的频谱信号，频谱中能直观看到1700Hz位置处和2300Hz位置均有较大能量，通过分析后得知1700Hz与2300Hz信号大小比值为a，阈值设定为b，且a<b，则判断存在干扰信号(比值越大代表干扰越小)，客户端提示“2019-06-20 20:00:00HXD3C 0074机车担当K7103次任务，在某某站越过49进站信号机K80+500公里处存在载频2300Hz，低频26.8Hz红黄灯的干扰！”，处理措施“建议查看地面轨道电路是否发码正常、相邻轨道区段是否被干扰或串码、出入口电流调整不当，本区段过低，邻区段过高、接收线圈是否接收正常、机车信号主机板译码是否正常”。
Claims (10)
1.机车信号波形数据无线传输系统，其特征在于，该系统包括车载设备(1)、服务端(2)和客户端(3)；
车载设备(1)，用于获取钢轨上传输的轨道电路原始信号波形和与服务端(2)进行数据交互；
服务端(2)，用于与车载设备(1)数据交互获取轨道电路原始信号波形数据并存储和与客户端(3)进行数据交互；
客户端(3)，用于与服务端(2)数据交互进行轨道电路原始信号波形数据展示。
2.根据权利要求1所述机车信号波形数据无线传输系统，其特征在于，所述客户端(3)还用于波形数据分析、预警和给出风险处理措施。
3.根据权利要求1或2所述机车信号波形数据无线传输系统，其特征在于，所述车载设备(1)包括机车信号车载主机、无线通讯模块、天线；机车信号车载主机通过I-SZ或LX22接口与无线通讯模块连接；无线通讯模块通过信号线与天线连接。
4.根据权利要求3所述机车信号波形数据无线传输系统，其特征在于，所述机车信号车载主机为机车安装的JT-C系列机车信号车载系统设备。
5.根据权利要求1或2所述机车信号波形数据无线传输系统，其特征在于，所述服务端(2)包括服务器，车载设备通过因特网接入服务器。
6.根据权利要求1或2所述机车信号波形数据无线传输系统，其特征在于，所述客户端(3)通过因特网或者局域网连接服务器(2)。
7.机车信号波形数据无线传输方法，其特征在于，包括以下步骤：
车载设备(1)的数据采集：行车过程中，机车信号车载主机记录板通过接收线圈采集钢轨上传输的轨道电路原始信号，形成波形数据存储至车载设备主机记录板中；
车载设备(1)的数据发送：根据车载设备主机自身设置或通过客户端(3)配置的不同，车载设备(1)向服务端(2)发送波形数据可设置成主动式发送或者被动式发送：
主动式发送方式为车载设备(1)采集到钢轨上传输的轨道电路原始信号后主动发送至服务器(2)；服务器接收到正确数据后向车载设备(1)发送应答信号，同时对数据进行处理；车载设备(1)接收到服务器(2)正确应答信号后继续发送下一包波形数据；
被动发送方式为客户端(3)发送指定的波形请求，车载设备(1)接到波形请求后再发送波形数据；
客户端(3)对波形数据进行展示、分析、预警和给出风险处理措施。
8.根据权利要求7所述机车信号波形数据无线传输方法，其特征在于，服务器(2)接收到正确数据后向车载设备(1)发送应答信号同时对数据进行处理过程中所述的对数据进行处理的过程如下：
服务器(2)接收到车载设备(1)的波形数据后，进行波形数据的重复数据剔除和缺失数据的重传处理，处理后存储至数据库或自定义文件中。
9.根据权利要求8所述机车信号波形数据无线传输方法，其特征在于，所述被动发送方式为客户端(3)发送指定的波形请求，车载设备(1)接到波形请求后再发送波形数据的具体过程如下：
用户在客户端(3)查看的波形数据，如果在本地客户端(3)已经存在，则直接进行波形数据的展示、分析、预警和风险处理措施；如果不存在，则通过客户端(3)向服务端(2)发送指定的波形数据请求；服务端(2)接收到正确的波形请求后，查找数据库中是否存在该波形数据，如果数据库中存在该波形数据，发送该波形数据至客户端(3)，客户端(3)对波形数据进行展示、分析、预警和风险处理措施；如果数据库中不存在该波形数据，那么服务端(2)将客户端(3)发送的波形请求发送至车载设备(1)，车载设备(1)接收到正确的波形请求后发送波形数据到服务端(2)，服务端(2)接收到波形数据后进行处理并发送至客户端(3)。
10.根据权利要求7、8或9所述机车信号波形数据无线传输方法，其特征在于，客户端(3)对波形数据进行展示、分析、预警和给出风险处理措施的具体过程如下：
客户端(3)接收到服务端(2)的波形数据后，展示原始波形、经带通滤波器滤波后的波形、傅里叶变换后的频谱；进行干扰分析；结合上下行、端位、当前工作主机状态信息及公里标、速度、监控状态TAX箱信息对分析结果超出设置阈值进行故障报警及预警；根据故障项给出故障信息的合理化处理措施。
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