CN111429606B - 应用列车显示屏进行故障诊断、存储与显示的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用列车显示屏进行故障诊断、存储与显示的方法及系统，所述方法通过网络设定端口每个数据位的变化判断整车和车载子系统是否有故障发生，是哪个子系统发生了何种故障，再将对应的故障信息写入BIN格式的文件中并存储于显示屏闪存，能够准确、实时地进行列车故障的诊断、存储和显示；采用BIN文件来存储，可以将内存中的故障信息直接写入文件，无需进行格式转换，同时从文件中读取数据至内存时也无需进行格式转换，提高了存储效率，节省了CPU资源；相对于文本文件，BIN文件节省了显示屏的存储空间；相对于数据库存储方式，BIN文件无需额外的用于数据管理的存储空间开销和CPU资源开销，进一步地节省了存储空间和CPU资源。

Description

应用列车显示屏进行故障诊断、存储与显示的方法及系统

技术领域

本发明属于轨道交通信息显示技术领域，尤其涉及一种应用列车显示屏进行故障诊断、存储与显示的方法及系统。

背景技术

现代列车高速发展，列车司乘人员需获取车辆的大量状态信息与诊断信息，这些信息对列车安全运行十分重要。列车显示屏用于显示列车运行过程中的各种状态数据与诊断数据，且驾驶员通过司机室内的显示屏与车载设备进行信息交互，其中列车故障提示与预警，对于司乘人员安全操作列车尤为关键。行车时司乘人员对车辆系统关键参数和状态进行实时监视，也有利于检修人员全面了解列车各项参数并进行机车维护保养。因此，司机室显示屏是列车控制管理系统的重要组成部分。

列车显示屏一般包含车辆状态显示模块、故障诊断模块、功能设置模块、车辆功能测试模块等。故障诊断模块负责列车整车与各子系统故障诊断信息的存储、显示与统计，同时，需要将故障诊断信息实时展示给司乘人员。为便于列车故障的后续分析与解决，故障诊断信息存储功能尤为重要，需实时准确的记录故障发生时间、等级、故障类型、详细信息等。故为保障列车正常安全运行，列车显示屏需采用成熟稳定可靠的显示屏存储与显示方法。

现有列车显示屏所采用的故障诊断模块，大多采用文本文件存储或轻量级数据库存储的方式进行故障存储。对于文本文件存储方式，首先在存储过程中需要先将数据转换成字符串，再写入文本文件，存储效率低，浪费CPU资源；其次，文本文件是基于字符编码的文件，每个字符在具体编码中长度是固定的，即定长编码方式，这使得存储不同类型的字符所占有的存储空间相同，常见的编码有ASCII编码，UNICODE编码等，提高了文本文件所占有的存储空间。

对于数据库存储方式，首先数据库存储方式需要在操作系统中配置有数据库驱动引擎，且系统上电开机之后，驱动引擎一直保持运行状态，需占用显示屏CPU资源；其次，数据库存储文件需要保存表单信息，需要额外占用存储空间。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种应用列车显示屏进行故障诊断、存储与显示的方法及系统，以解决现有技术中存储效率低，浪费存储空间与CPU资源的问题。

本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种应用列车显示屏进行故障诊断、存储与显示的方法，包括：

步骤1：根据列车各子系统的故障数目为每个子系统匹配相应大小的网络设定端口，所述网络设定端口每个字节中的每个数据位与对应子系统的每条故障一一对应；

步骤2：列车显示屏根据设定周期读取各个网络设定端口的数据位；

步骤3：当所述步骤2中网络设定端口的数据位发生变化且有新故障发生时，判断是否存在BIN格式的故障文件；

如果不存在，则创建BIN格式的故障文件，并将所述故障文件存储于列车显示屏中，将所述新故障的信息写入故障文件内；如果存在，则直接将所述新故障的信息写入存储于列车显示屏中的BIN格式的故障文件内；

当所述步骤2中网络设定端口的数据位发生变化且无新故障发生时，即为有故障消失，获取当前时间，并将所述当前时间写入到所述数据位对应的故障的消失时间处；

步骤4：重复步骤2～3，对各子系统进行故障诊断，且将故障信息写入存储于列车显示屏中的BIN格式的故障文件内；

步骤5：读取存储于列车显示屏中的BIN格式的故障文件，根据故障文件内的故障信息对故障进行排序、统计，并在列车显示屏的界面进行显示。

本发明的方法，网络设定端口每个字节的每个数据位对应一条故障，通过每个数据位的变化判断整车和车载子系统是否有故障发生，是哪个子系统发生了何种故障，再将对应的故障信息写入BIN格式的文件中并存储于显示屏闪存，能够准确、实时地进行列车故障的诊断、存储和显示；采用BIN文件来存储，可以将内存中的故障信息直接写入文件，无需进行格式转换，同时从文件中读取数据至内存时也无需进行格式转换，提高了存储效率，节省了CPU资源；BIN文件是基于值编码的文件，即根据数据类型的不同则分配不同的存储空间，相对于文本文件，BIN文件节省了显示屏的存储空间；相对于数据库存储方式，BIN文件无需额外的用于数据管理的存储空间开销和CPU资源开销，进一步地节省了存储空间和CPU资源。

进一步地，所述步骤3中，根据数据位的变化来判断有无新故障发生，具体判断方式为：

如果数据位从0变为1，则有新故障发生，且数据位的变化时间即为所述数据位对应的故障的发生时间；

如果数据位从1变为0，则无新故障发生，且数据位的变化时间即为所述数据位对应的故障的消失时间。

进一步地，所述步骤3中，在将新故障的信息写入故障文件内之前，先判断故障文件内故障信息的数目是否超过设定的最大数目；如果大于或等于设定的最大数目，则新故障以覆盖故障文件内时间最早的故障的形式写入故障文件内；否则将新故障写在故障文件内时间最晚的故障的下一个位置，避免了故障文件超过存储空间而造成系统崩溃。

进一步地，所述步骤3中，故障信息写入故障文件内的具体方式为：

在故障文件的起始位置写入占4个字节长度的故障序号，再在所述故障序号后依次写入该故障的发生时间、消失时间、故障代码、故障等级以及故障描述；

故障的消失时间的初始值为0。

本发明还提供一种应用列车显示屏进行故障诊断、存储与显示的系统，包括通过MVB网络与列车各子系统通讯连接的列车显示屏，根据列车各子系统的故障数目为每个子系统匹配相应大小的MVB网络设定端口，所述MVB网络设定端口每个字节中的每个数据位与对应子系统的每条故障一一对应，所述列车显示屏包括：

端口扫描模块，用于根据设定周期扫描MVB网络设定端口，并读取各个MVB网络设定端口的数据位；

文件创建模块，用于在MVB网络设定端口的数据位发生变化且有新故障发生时，判断是否存在BIN格式的故障文件，且在不存在BIN格式的故障文件时创建BIN格式的故障文件；

故障信息写入模块，用于在MVB网络设定端口的数据位发生变化时将故障信息写入BIN格式的故障文件内；

存储模块，用于存储所述BIN格式的故障文件；

显示模块，用于从存储模块内读取BIN格式的故障文件，根据故障文件内的故障信息对故障进行排序和统计，并在界面显示。

进一步地，所述故障信息写入模块还用于在故障信息写入BIN格式的故障文件内之前，先判断所述故障文件内故障信息的数据是否超过设定的最大数目；如果大于或等于设定的最大数目，则以覆盖故障文件内时间最早的故障的形式将故障信息写入故障文件内；否则将故障信息写在故障文件内时间最晚的故障的下一个位置。

有益效果

与现有技术相比，本发明所提供一种应用列车显示屏进行故障诊断、存储与显示的方法及系统，通过列车显示屏扫描网络设定端口的数据位的变化来进行整车和车载子系统的故障诊断，并将故障信息写入BIN格式的文件并进行存储，采用BIN文件来存储，可以将内存中的故障信息直接写入故障文件，无需进行格式转换，同时从故障文件中读取数据至内存时也无需进行格式转换，提高了存储效率，节省了CPU资源；BIN文件是基于值编码的文件，即根据数据类型的不同则分配不同的存储空间，相对于文本文件，BIN文件节省了显示屏的存储空间；相对于数据库存储方式，BIN文件无需额外的用于数据管理的存储空间开销和CPU资源开销，进一步地节省了存储空间和CPU资源。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例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个实施例，对于本领域普通技术人员来说，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是本发明实施例中应用列车显示屏进行故障诊断、存储及显示的流程图；

图2是本发明实施例中新故障的写入流程图；

图3是本发明实施例中故障消失时间的写入流程图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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的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。

如图1所示，本发明所提供的一种应用列车显示屏进行故障诊断、存储与显示的方法，包括以下步骤：

1、根据列车各子系统的故障数目为每个子系统匹配相应大小的网络设定端口，网络设定端口每个字节中的每个数据位与对应子系统的每条故障一一对应。

列车显示屏通过MVB网络与列车上的各个子系统通信连接，在列车所有接入控制网络的子系统（或设备）中，列车控制单元（CCU）负责整车控制的故障诊断，其他子系统负责各自的子系统故障诊断，如：牵引系统、制动系统、PIS系统、空调系统、火灾系统、门控系统、走行部系统等子系统，列车显示屏参与所有子系统与整车的故障诊断，并提供故障显示，存储以及预警功能。列车上电激活后，各子系统运行，判断各子系统内部设备状态是否正常，如出现异常，将故障信号发送至MVB网络设定端口，列车显示屏根据设定周期扫描并读取列车网络设定端口的各故障诊断数据，将故障信息进行显示、存储与统计。

根据列车以及列车各子系统或设备出现的常见故障列出车辆故障清单，车辆故障清单包括整个列车各子系统的故障信息，每条故障信息包含有故障代码、车辆号、故障所在端口号（即该故障分配在哪个网络设定端口）、故障在端口的字节偏移量（即故障在网络设定端口的第几字节）、故障在字节的位偏移量（即故障在网络设定端口的该字节的第几个数据位）、故障等级、故障名称、故障描述、检修指引等信息，且每一个故障代码唯一且不重复。根据车辆故障清单确定每个子系统的故障数目，再根据每个子系统的故障数目为每个子系统匹配相应大小的MVB网络设定端口，MVB网络设定端口有32字节、16字节、8字节等等，每个字节有8个数据位，每个网络设定端口的每个字节中的每个数据位对应一条故障。假设在车辆故障清单中，牵引系统有256条故障，则为该牵引系统分配一个32字节的网络设定端口A，每个字节的每个数据位对应一条故障，即32字节×8个数据位=256条故障，网络设定端口的数据位与车辆故障清单中定义的故障是一一对应的，即某一网络设定端口的某一字节的某一位对应车辆的某个子系统的某条特定故障。假设网络设定端口A的第x个字节的第y位的数据从0变为1，则认为与该网络设定端口A对应的牵引系统的对应故障发生，数据从1变为0，则认为该故障消失，数据变化时间即为故障消失时间。网络设定端口每个字节中的每个数据位的默认值为0。

2、列车显示屏根据设定周期读取各个网络设定端口的数据位。

列车显示屏根据设定周期扫描每个网络设定端口的数据位，将当前周期的扫描结果与上一周期的扫描结果进行比较，如果有数据位发生变化，则说明存在故障的发生或消失。

3、根据网络设定端口数据位的变化判断是否有故障发生，并将故障信息写入到BIN格式的故障文件中，故障文件存储于列车显示屏闪存内。

3.1 当网络设定端口的数据位发生变化且有新故障发生时，判断是否存在BIN格式的故障文件；如果不存在，则创建BIN格式的故障文件，并将故障文件存储于列车显示屏中，将新故障的信息写入故障文件内；如果存在，则直接将新故障的信息写入存储于列车显示屏中的BIN格式的故障文件内。

根据数据位的变化即可判断出是否有新故障发生，当数据位从0变为1时，表明有新故障发生，当数据位从1变为0时，表明无新故障发生，且有故障消失，数据位的变化时间即为数据位所对应故障的消失时间。数据位的默认值为0，当数据位从1变为0时，表明数据位所对应的故障已发生，此时是该故障的消失信号，即已存在BIN格式的故障文件，无需创建新的故障文件。因此，只有在有数据位发生变化且有新故障发生时（即数据位是从0变为1时），才需要进行BIN格式的故障文件是否存在的判断，在无BIN格式的故障文件时，创建BIN格式的故障文件。

当有新故障发生时，需要将新故障的信息写入到BIN格式的故障文件中，在写入故障信息之前，先判断故障文件内故障信息的数目（即故障的数目）是否超过设定的最大数目；如果大于或等于设定的最大数目，则新故障以覆盖故障文件内时间最早的故障的形式写入到故障文件内；否则将新故障写在故障文件内时间最晚的故障的下一个位置，避免了故障文件超过存储空间而造成系统崩溃，如图2所示。

有BIN格式的故障文件存在，读取故障文件中时间最晚的故障（或时间最新的故障），并计算历史故障信息的数目ListNoHisShow：ListNoHisShow = ( Lengthoffile - 4)/ wronglen，其中，Lengthoffile为文件长度，wronglen为单条故障占用空间长度。

在将新故障的信息写入到故障文件时，预留故障的消失时间，故障消失时间的默认值为0，同时记录该故障在故障文件中的存储位置以及该故障的故障代码。故障信息写入故障文件内的具体方式为：

显示屏根据网络设定端口数据发生变化的端口号、字节偏移、位偏移以及车辆故障清单获得该故障对应的故障代码、故障描述等故障信息，在BIN格式的故障文件的起始位置写入占4个字节长度的故障序号（表明该条故障在故障文件中存储的序列号），再在故障序号后依次写入该故障的发生时间、消失时间、故障代码、故障等级以及故障描述等故障信息。例如：故障文件中存储有1000条故障，此1000条故障依次在故障文件中的位置为1、2、3… 1000等，在未超过设定的最大数目时，有新故障发生时，新故障的故障序号为1001，再在1001后依次写入故障发生时间、故障消失时间、故障代码、故障等级以及故障描述等信息。

3.2 当网络设定端口的数据位发生变化且无新故障发生时，获取当前时间，并将当前时间写入到所述数据位对应的故障的消失时间处。

数据位发生变化而又无新故障发生，表明是该数据位所对应的故障消失，即可获得故障的消失时间，根据该故障在故障文件中的存储位置和该故障的故障代码，将当前时间写在故障文件的指定位置（之前预留的故障消失时间的位置），如图3所示。

4、重复步骤2～3，对各子系统进行故障诊断，且将故障信息写入存储于列车显示屏中的BIN格式的故障文件内。

通过列车显示屏定周期的扫描网络设定端口，获取列车和/或各个子系统的故障信息，并将故障信息写入到存储于列车显示屏中的BIN格式的故障文件，能够准确、实时地对列车进行故障诊断，并将列车故障信息进行存储与显示。

5、读取存储于列车显示屏中的BIN格式的故障文件，根据故障文件内的故障信息对故障进行排序、统计，并在列车显示屏的界面进行显示。

根据故障文件可以获取每条发生过的故障的发生时间、消失时间、故障代码、故障等级以及故障描述等信息，根据故障代码对故障进行排序以及发生次数的统计，并将故障排序信息、次数统计信息以及相关的故障信息在显示屏界面上显示，为车辆检修提供参考。

本发明的方法，根据网络设定端口数据位的变化对列车各子系统发生的故障进行诊断，并将故障信息写入到BIN格式的故障文件内，能够实时、准确地实现列车故障的诊断、存储与显示，采用BIN文件来存储，可以将内存中的故障信息直接写入文件，无需进行格式转换，同时从文件中读取数据至内存时也无需进行格式转换，提高了存储效率，节省了CPU资源；BIN文件是基于值编码的文件，即根据数据类型的不同则分配不同的存储空间，相对于文本文件，BIN文件节省了显示屏的存储空间；相对于数据库存储方式，BIN文件无需额外的用于数据管理的存储空间开销和CPU资源开销，进一步地节省了存储空间和CPU资源。

本发明还提供一种应用列车显示屏进行故障诊断、存储与显示的系统，包括通过MVB网络与列车各子系统通讯连接的列车显示屏，根据列车各子系统的故障数目为每个子系统匹配相应大小的MVB网络设定端口，所述MVB网络设定端口每个字节中的每个数据位与对应子系统的每条故障一一对应，所述列车显示屏包括：

端口扫描模块，用于根据设定周期扫描MVB网络设定端口，并读取各个MVB网络设定端口的数据位；

文件创建模块，用于在MVB网络设定端口的数据位发生变化且有新故障发生时，判断是否存在BIN格式的故障文件，且在不存在BIN格式的故障文件时创建BIN格式的故障文件；

故障信息写入模块，用于在MVB网络设定端口的数据位发生变化时将故障信息写入BIN格式的故障文件内；

存储模块，用于存储所述BIN格式的故障文件；

显示模块，用于从存储模块内读取BIN格式的故障文件，根据故障文件内的故障信息对故障进行排序和统计，并在界面显示。

所述故障信息写入模块还用于在故障信息写入BIN格式的故障文件内之前，先判断该故障文件内故障信息的数据是否超过设定的最大数目；如果大于或等于设定的最大数目，则以覆盖故障文件内时间最早的故障的形式将故障信息写入故障文件内；否则将故障信息写在故障文件内时间最晚的故障的下一个位置。

以上所揭露的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种应用列车显示屏进行故障诊断、存储与显示的方法，其特征在于，包括：

步骤1：根据列车各子系统的故障数目为每个子系统匹配相应大小的网络设定端口，所述网络设定端口每个字节中的每个数据位与对应子系统的每条故障一一对应；

步骤2：列车显示屏根据设定周期读取各个网络设定端口的数据位；

步骤3：当所述步骤2中网络设定端口的数据位发生变化且有新故障发生时，判断是否存在BIN格式的故障文件；

如果不存在，则创建BIN格式的故障文件，并将所述故障文件存储于列车显示屏中，将所述新故障的信息写入故障文件内；

如果存在，则判断故障文件内故障信息的数目是否超过设定的最大数目；如果大于或等于设定的最大数目，则新故障以覆盖故障文件内时间最早的故障的形式写入故障文件内；否则将新故障写在故障文件内时间最晚的故障的下一个位置；

当所述步骤2中网络设定端口的数据位发生变化且无新故障发生时，即为有故障消失，获取当前时间，并将所述当前时间写入到所述数据位对应的故障的消失时间处；

故障信息写入故障文件内的具体方式为：在故障文件的起始位置写入占4个字节长度的故障序号，再在所述故障序号后依次写入该故障的发生时间、消失时间、故障代码、故障等级以及故障描述；其中故障的消失时间的初始值为0；

步骤4：重复步骤2～3，对各子系统进行故障诊断，且将故障信息写入存储于列车显示屏中的BIN格式的故障文件内；

步骤5：读取存储于列车显示屏中的BIN格式的故障文件，根据故障文件内的故障信息对故障进行排序、统计，并在列车显示屏的界面进行显示。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤3中，根据数据位的变化来判断有无新故障发生，具体判断方式为：

如果数据位从0变为1，则有新故障发生，且数据位的变化时间即为所述数据位对应的故障的发生时间；

如果数据位从1变为0，则无新故障发生，且数据位的变化时间即为所述数据位对应的故障的消失时间。

3.一种应用列车显示屏进行故障诊断、存储与显示的系统，其特征在于，包括通过MVB网络与列车各子系统通讯连接的列车显示屏，根据列车各子系统的故障数目为每个子系统匹配相应大小的MVB网络设定端口，所述MVB网络设定端口每个字节中的每个数据位与对应子系统的每条故障一一对应，所述列车显示屏包括：

端口扫描模块，用于根据设定周期扫描MVB网络设定端口，并读取各个MVB网络设定端口的数据位；

文件创建模块，用于在MVB网络设定端口的数据位发生变化且有新故障发生时，判断是否存在BIN格式的故障文件，且在不存在BIN格式的故障文件时创建BIN格式的故障文件；

故障信息写入模块，用于在MVB网络设定端口的数据位发生变化且有新故障发生时，判断故障文件内故障信息的数目是否超过设定的最大数目；如果大于或等于设定的最大数目，则新故障以覆盖故障文件内时间最早的故障的形式写入故障文件内；否则将新故障写在故障文件内时间最晚的故障的下一个位置；在MVB网络设定端口的数据位发生变化且无新故障发生时，即为有故障消失，获取当前时间，并将所述当前时间写入到所述数据位对应的故障的消失时间处；故障信息写入故障文件内的具体方式为：在故障文件的起始位置写入占4个字节长度的故障序号，再在所述故障序号后依次写入该故障的发生时间、消失时间、故障代码、故障等级以及故障描述；其中故障的消失时间的初始值为0；

存储模块，用于存储所述BIN格式的故障文件；

显示模块，用于从存储模块内读取BIN格式的故障文件，根据故障文件内的故障信息对故障进行排序和统计，并在界面显示。

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