CN110497938A - 一种用于列车运行监控系统的质量实时监测诊断方法、装置以及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于列车运行监控系统的质量实时监测诊断方法、装置以及计算机可读存储介质。所述方法包括：利用无线传输设备接收CAN数据，其中，所述CAN数据来自所述列车运行监控系统；对CAN数据进行校验；对校验通过后的数据进行解析，得到列车运行监控系统及其相关设备的状态信息；将获得的最新状态信息与前一次的状态信息进行比较，如果最新状态信息中的某个状态信息发生了变化且变化量达到了列车运行监控系统记录条件，则生成一条列车运行监控系统事件记录；将该记录存入链表，分析所记录的链表并得到列车运行监控系统的监测结果。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通领域，尤其涉及铁路行业信息化管理领域。
背景技术
列车运行监控系统(LKJ)每天产生大量的记录数据，这些记录数据称为列车运行监控系统记录，即LKJ记录。对于这些LKJ记录，需要大量的人力进行转储、分析。目前，对LKJ记录的分析是等机车回库后，由司机或转储人员通过IC卡或转储器将列车运行监控系统的记录文件转储下来，再通过地面转储盒传到微机进行分析，进而判断出列车运行监控系统的工作状态。因此，目前对列车运行监控系统的监测是一种事后监测，不能实时分析车载设备状态。
因此，亟需一种能实时监测并分析车载设备状态的方法和装置。
发明内容
为了解决现有技术中的技术问题，本发明提供了一种用于列车运行监控系统的质量实时监测诊断方法、装置以及计算机可读存储介质。
本发明提供了一种用于列车运行监控系统的质量实时监测诊断方法，所述方法包括：
利用无线传输设备接收来自所述列车运行监控系统的CAN数据；
对CAN数据进行校验；
对校验通过后的CAN数据进行解析，得到列车运行监控系统及其相关设备的状态信息；
将获得的最新状态信息与前一次的状态信息进行比较，如果最新状态信息中的某个状态信息发生了变化且变化量达到了列车运行监控系统记录条件，则生成一条列车运行监控系统记录；
将该记录存入链表，分析所记录的链表并得到所述列车运行监控系统的监测结果。
在一个实施例中，所述列车运行监控系统及其相关设备的状态信息包括以下的一者或多者：
机车信号、速度信号、管压信号、列车运行监控系统的设备运行情况、列车运行监控系统制动以及其他监测。
在一个实施例中，所述机车信号的变化包括以下的一者或多者：
灭灯；
信号掉码；
半自闭区间上码；
绿灯变红黄灯。
在一个实施例中，所述速度信号的变化包括以下的一者或多者：
速度通道差值大于预设值；
速度抖动；
速度通道切换频繁；
速度突变。
在一个实施例中，所述管压信号的变化包括以下的一者或多者：
开车对标事件的列车管压力值超出额定值正负20kpa，闸缸压力超过20kpa；
途中管压为零；
管压抖动。
在一个实施例中，所述列车运行监控系统设备运行情况的变化包括以下的一者或多者：
单机运行；
主备切换；
列车运行监控系统自检故障。
在一个实施例中，所述列车运行监控系统制动的变化包括以下的一者或多者：
出现“紧急制动”记录，且紧急制动后6秒内管压未到零；；
出现“常用制动”记录，且常用制动后20秒内管压未下降80KPa以上；
出现“卸载动作”记录。
在一个实施例中，所述其他监测包括以下的一者或多者：
长时间无鸣笛或鸣笛记录频繁；
长时间无非零位工况、长时间无前后工况、长时间无牵引工况、长时间前后工况异常或长时间牵制工况异常；
所述无线传输设备与列车运行监控系统通信中断频繁或所述无线传输设备与列车运行监控系统通信超时过长；
在监控状态且速度不为0的情况下，限速从上一条记录突然下降30KM/H到本条记录；
实时计算最近一定数量的信号机的过机丢失率，如果超过设定值，进行报警提醒；
相邻两条记录的柴油机转速值大于设定值，认为是柴速突变；
对于区间或进站分区的非正常停车(可排除设置的固定停车点)，认为是异常停车，进行报警提醒。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行上述用于列车运行监控系统的质量实时监测诊断方法。
本发明还提供了一种用于列车运行监控系统的质量实时监测诊断装置，所述装置包括：无线传输设备。
所述无线传输设备包括无线传输模块和列车运行监控系统实时分析模块。
所述无线传输模块，用于接收列车运行监控系统的CAN数据，并将这些CAN数据完整地传输给列车运行监控系统实时分析模块。
所述列车运行监控系统实时分析模块，用于对CAN数据进行校验；对校验通过后的数据进行解析，得到列车运行监控系统及其相关设备的状态信息；将获得的最新状态信息与前一次的状态信息进行比较，如果最新状态信息中的某个状态信息发生了变化且变化量达到了列车运行监控系统记录条件，则生成一条列车运行监控系统记录；以及将该记录存入链表，分析所记录的链表并得到列车运行监控系统的监测结果。
本发明通过在TSC设备中分析CAN数据，得到LKJ的状态，然后根据LKJ状态变化形成LKJ事件记录，再分析LKJ事件记录得到设备的监测结果，实现了对LKJ的实时监测，即机车在运行途中，LKJ设备一旦有异常，在地面终端能实时监测到该异常。本发明的LKJ实时监测技术，使铁路部门能及时得到LKJ的事件变化记录和设备状态，省去了目前的转储环节，也无需机车入库才能分析，能及时发现设备的安全隐患，对设备的维护具有重要意义。
附图说明
本发明的以上发明内容以及下面的具体实施方式在结合附图阅读时会得到更好的理解。需要说明的是，附图仅作为所请求保护的发明的示例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的元素。
图1示出根据本发明一实施例的LKJ实时监测方法。
图2示出对LKJ及其相关设备的主要监测项点。
具体实施方式
以下在具体实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的说明书、权利要求及附图，本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。
无线通信技术近年来发展迅速，短短几年时间，从2G发展到了4G，5G也正在研究之中，目前4G的通信速率已经能满足大部分应用程序的需求。另一方面，列车运行监控系统(下称LKJ)每天产生大量的记录数据，需要大量的人力进行转储、分析。
本发明实现了在无线传输设备(即TSC设备)中生成LKJ记录，然后对记录进行分析形成设备的监测结果，再将监测结果通过无线网络(例如，3G或4G)发到地面服务器，供铁路方面定位机车及进行相关作业卡控用，从而实现了实时监测LKJ设备工作状态的功能。
TSC设备是安装于机车上的无线通信装置，负责与LKJ进行通信，实时采集LKJ运行状态信息将其通过无线移运通信网络传输至地面系统。
LKJ记录包含了LKJ及其相关设备的运行状态(例如，速度、管压、信号等的变化)以及司机的操作，目前对LKJ记录的分析是等机车回库后，由司机或转储人员将LKJ记录文件转至地面微机进行分析。要实现LKJ设备实时监测就必须要实时分析这些记录，现在要解决的问题就是，将地面微机上的分析移植到车载TSC设备上，LKJ一有状态变化，TSC里的相应模块就实时分析，并将分析结果实时发送到地面服务器。这里主要有三个方面的技术问题需要解决：一是要按照LKJ形成记录的条件在TSC中形成LKJ记录；二是要将原来在地面微机(或服务器)上的分析逻辑移植到车载TSC设备的程序中；三是要在地面服务器上将车载TSC发下的实时记录和报警信息进行及时解析，并按照不同机车和时间顺序将这些信息组织起来，方便终端用户查看。
LKJ主机产生的CAN数据，包含了LKJ及其相关设备(例如，传感器)的状态、司机的操作等，这些数据以周期性(不同的数据周期不同，一般为毫秒级)的方式向外发送。
TSC设备通过解析这些CAN数据，可以得到LKJ及其相关设备的状态、司机的操作等。本发明在TSC设备中增设LKJ实时分析模块，其中，该LKJ实时分析模块还包括校验单元和分析单元。下面介绍LKJ实时分析模块的原理及方法。
图1示出根据本发明一实施例的LKJ实时监测方法。TSC设备的无线传输模块接收到LKJ的CAN数据后，将这些CAN数据完整地交给TSC中的LKJ实时分析模块，并进行以下操作。
步骤101：LKJ实时分析模块接收CAN数据。
步骤102：LKJ实时分析模块中的校验单元对CAN数据进行校验，校验通过后的数据交给分析单元。校验未通过，则继续接收CAN数据。
步骤103：分析单元对这些CAN数据进行解析，得到LKJ及其相关设备的最新状态，如时间、信号、速度、限速、管压、工况等，分析单元会将这些数据保存。
步骤104：得到最新状态后，分析单元会将新状态与前一次的状态进行比较，如果某个状态发生了变化且变化量达到了LKJ记录的条件，则执行步骤105；若未发生状态变化，则继续接收CAN数据。
步骤105：LKJ实时分析模块生成一条LKJ事件记录。
步骤106：LKJ实时分析模块将该记录存入链表。
例如，如速度变化了2km/h，就会生成一条“速度变化”的记录。
步骤107：分析记录链表。
步骤108：得到LKJ的监测结果。
根据上述流程，在TSC设备中就有一个记录链表，这个就相当于地面分析软件解析LKJ文件后形成的全程记录。有了这个全程记录，就能够分析LKJ及其相关设备的运行情况了，下面介绍一些主要的监测项点，如下表(或图2)所示。
具体而言，监测内容可包括，但不限于：机车信号、速度信号、管压信号、LKJ设备运行情况、LKJ制动以及其他监测。
在一个实施例中，机车信号的监测内容包括以下中的一者或多者：
灭灯：机车信号从正常状态变为无灯状态；
信号掉码：运行中，机车信号从绿、绿黄、黄、双黄、黄2、黄2闪、双黄闪、红黄灯变为白灯或单红灯；
半自闭区间上码：在半自闭的预告分区，机车信号从白灯或单红灯变为绿、绿黄、黄、双黄、黄2、黄2闪、双黄闪、红黄、红黄闪灯，然后又变为白灯或单红灯；
绿变红黄：运行中，机车信号由绿灯或绿黄灯突变为红黄灯。
在一个实施例中，速度信号的监测内容包括以下中的一者或多者：
速度通道差值过大：三个速度通道中任何两个通道的速度差值大于5km/h(可设置)；
速度抖动：通过分析记录链表中速度是否是一条平滑的曲线来判断，目前是通过看连续20条记录里是否有超过12条记录的速度值出现“V”字型(或倒“V”)变化，如果有就认为是速度抖动；
速度通道切换频繁：在设置的时间内，速度通道切换次数超过设定的次数，认为是速度通道切换频繁；
速度突变：相邻两条记录的速度差值大于设定值，认为是速度突变。
在一个实施例中，管压信号的监测内容包括以下中的一者或多者：
“开车对标”事件的列车管压力值超出额定值(客车600kpa，货车500kpa)正负20kpa(排除速度为0的情况)，闸缸压力超过20kpa(排除速度为0的情况)；
途中管压为零：在监控状态下，列车速度>0时管压为0；
管压抖动：连续20条记录里超过15条记录的管压值出现“V”字型(或倒“V”)变化。
在一个实施例中，LKJ设备运行情况的监测内容包括以下中的一者或多者：
单机运行：出现“A机单机”记录，出现“B机单机”记录；
主备切换：发生A、B机切换；
LKJ自检故障：当各插件由自检正常状态变为自检故障状态超过设定时间时。
在一个实施例中，LKJ制动的监测内容包括以下中的一者或多者：
紧急：出现“紧急制动”记录，紧急制动后6秒内管压未到零；；
常用：出现“常用制动”记录，常用制动后20秒内管压未下降80KPa以上；
卸载：出现“卸载动作”记录。
在一个实施例中，其他监测内容包括以下中的一者或多者：
鸣笛：长时间无鸣笛，鸣笛记录频繁；
工况：长时间无非零位工况，长时间无前后工况，长时间无牵引工况，长时间前后工况异常(既是向前同时又是向后)，长时间牵制工况异常(既是牵引同时又是制动)；
通信：TSC与LKJ设备通信中断频繁，TSC与LKJ通信超时过长(排除LKJ正常关机的情况)；
限速：在监控状态且速度不为0的情况下，限速从上一条记录突然下降30KM/H到本条记录；
过机：实时计算最近30个信号机的过机丢失率，如果超过设定值，进行报警提醒；
柴速：相邻两条记录的柴油机转速值大于设定值，认为是柴速突变；
停车：对于区间或进站分区的非正常停车(可排除设置的固定停车点)，认为是异常停车，进行报警提醒。
本发明还提供了一种用于列车运行监控系统的质量实时监测诊断装置，所述装置包括：无线传输设备，即TSC设备。
所述无线传输设备包括：
无线传输模块，用于接收LKJ的CAN数据，并将这些CAN数据完整地交给TSC中的LKJ实时分析模块；
LKJ实时分析模块，用于对CAN数据进行校验；对校验通过后的数据进行解析，得到列车运行监控系统及其相关设备的状态信息；将获得的最新状态信息与前一次的状态信息进行比较，如果最新状态信息中的某个状态信息发生了变化且变化量达到了列车运行监控系统记录条件，则生成一条列车运行监控系统记录；以及将该记录存入链表，分析所记录的链表并得到列车运行监控系统的监测结果。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行上述用于列车运行监控系统的质量实时监测诊断方法。
本发明实现了在TSC设备中分析CAN数据，得到LKJ的状态，然后根据LKJ状态变化形成LKJ事件记录，再分析LKJ事件记录得到设备的监测结果。本发明的LKJ实时监测技术，使铁路部门能及时得到LKJ的事件变化记录和设备状态，省去了目前的转储环节，也无需机车入库才能分析，能及时发现设备的安全隐患，对设备的维护具有重要意义。
本领域技术人员可以理解，本申请的各方面可以通过若干具有可专利性的种类或情况进行说明和描述，包括任何新的和有用的工序、机器、产品或物质的组合，或对他们的任何新的和有用的改进。相应地，本申请的各个方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。此外，本申请的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。
计算机可读信号介质可能包含一个内含有计算机程序编码的传播数据信号，例如在基带上或作为载波的一部分。该传播信号可能有多种表现形式，包括电磁形式、光形式等等、或合适的组合形式。计算机可读信号介质可以是除计算机可读存储介质之外的任何计算机可读介质，该介质可以通过连接至一个指令执行系统、装置或设备以实现通讯、传播或传输供使用的程序。位于计算机可读信号介质上的程序编码可以通过任何合适的介质进行传播，包括无线电、电缆、光纤电缆、RF、或类似介质、或任何上述介质的组合。
本申请各部分操作所需的计算机程序编码可以用任意一种或多种程序语言编写，包括面向对象编程语言如Java、Scala、Smalltalk、Eiffel、JADE、Emerald、C++、C#、VB.NET、Python等，常规程序化编程语言如C语言、Visual Basic、Fortran 2003、Perl、COBOL 2002、PHP、ABAP，动态编程语言如Python、Ruby和Groovy，或其他编程语言等。该程序编码可以完全在用户计算机上运行、或作为独立的软件包在用户计算机上运行、或部分在用户计算机上运行部分在远程计算机运行、或完全在远程计算机或服务器上运行。在后种情况下，远程计算机可以通过任何网络形式与用户计算机连接，比如局域网(LAN)或广域网(WAN)，或连接至外部计算机(例如通过因特网)，或在云计算环境中，或作为服务使用如软件即服务(SaaS)。
此外，除非权利要求中明确说明，本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。
同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
这里采用的术语和表述方式只是用于描述，本发明并不应局限于这些术语和表述。使用这些术语和表述并不意味着排除任何示意和描述(或其中部分)的等效特征，应认识到可能存在的各种修改也应包含在权利要求范围内。其他修改、变化和替换也可能存在。相应的，权利要求应视为覆盖所有这些等效物。
同样，需要指出的是，虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可做出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。
Claims (10)
1.一种用于列车运行监控系统的质量实时监测诊断方法，其特征在于，所述方法包括：
利用无线传输设备接收来自所述列车运行监控系统的CAN数据；
对CAN数据进行校验；
对校验通过后的CAN数据进行解析，得到列车运行监控系统及其相关设备的状态信息；
将获得的最新状态信息与前一次的状态信息进行比较，如果最新状态信息中的某个状态信息发生了变化且变化量达到了列车运行监控系统记录条件，则生成一条列车运行监控系统记录；
将该记录存入链表，分析所记录的链表并得到所述列车运行监控系统的监测结果。
2.如权利要求1所述的用于列车运行监控系统的质量实时监测诊断方法，其特征在于，所述列车运行监控系统及其相关设备的状态信息包括以下的一者或多者：
机车信号、速度信号、管压信号、列车运行监控系统的设备运行情况、列车运行监控系统制动以及其他监测。
3.如权利要求2所述的用于列车运行监控系统的质量实时监测诊断方法，其特征在于，所述机车信号的变化包括以下的一者或多者：
灭灯；
信号掉码；
半自闭区间上码；
绿灯变红黄灯。
4.如权利要求2所述的用于列车运行监控系统的质量实时监测诊断方法，其特征在于，所述速度信号的变化包括以下的一者或多者：
速度通道差值大于预设值；
速度抖动；
速度通道切换频繁；
速度突变。
5.如权利要求2所述的用于列车运行监控系统的质量实时监测诊断方法，其特征在于，所述管压信号的变化包括以下的一者或多者：
开车对标事件的列车管压力值超出额定值正负20kpa，闸缸压力超过20kpa；
途中管压为零；
管压抖动。
6.如权利要求2所述的用于列车运行监控系统的质量实时监测诊断方法，其特征在于，所述列车运行监控系统设备运行情况的变化包括以下的一者或多者：
单机运行；
主备切换；
列车运行监控系统自检故障。
7.如权利要求2所述的用于列车运行监控系统的质量实时监测诊断方法，其特征在于，所述列车运行监控系统制动的变化包括以下的一者或多者：
出现“紧急制动”记录，且紧急制动后6秒内管压未到零；；
出现“常用制动”记录，且常用制动后20秒内管压未下降80KPa以上；
出现“卸载动作”记录。
8.如权利要求2所述的用于列车运行监控系统的质量实时监测诊断方法，其特征在于，所述其他监测包括以下的一者或多者：
长时间无鸣笛或鸣笛记录频繁；
长时间无非零位工况、长时间无前后工况、长时间无牵引工况、长时间前后工况异常或长时间牵制工况异常；
所述无线传输设备与列车运行监控系统通信中断频繁或所述无线传输设备与列车运行监控系统通信超时过长；
在监控状态且速度不为0的情况下，限速从上一条记录突然下降30KM/H到本条记录；
实时计算最近一定数量的信号机的过机丢失率，如果超过设定值，进行报警提醒；
相邻两条记录的柴油机转速值大于设定值，认为是柴速突变；
对于区间或进站分区的非正常停车(可排除设置的固定停车点)，认为是异常停车，进行报警提醒。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行如权利要求1至8中任一项所述的用于列车运行监控系统的质量实时监测诊断方法。
10.一种用于列车运行监控系统的质量实时监测诊断装置，其特征在于，所述装置包括：
无线传输设备，所述无线传输设备包括：
无线传输模块，用于接收列车运行监控系统的CAN数据，并将这些CAN数据完整地传输给列车运行监控系统实时分析模块；
列车运行监控系统实时分析模块，用于对CAN数据进行校验；对校验通过后的数据进行解析，得到列车运行监控系统及其相关设备的状态信息；将获得的最新状态信息与前一次的状态信息进行比较，如果最新状态信息中的某个状态信息发生了变化且变化量达到了列车运行监控系统记录条件，则生成一条列车运行监控系统记录；以及将该记录存入链表，分析所记录的链表并得到列车运行监控系统的监测结果。
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