CN112572546A - 用于远程管理轨道交通工具的操作的系统、装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于管理轨道交通工具（102）的操作的系统（100）、装置（105）和方法。所述方法包括：由处理单元（125）基于与轨道交通工具（102）相关联的操作数据来识别用于管理交通工具的具体操作的虚拟子系统。操作数据包括与轨道交通工具的操作相关联的参数的值。所述方法进一步包括：使用所识别的虚拟子系统、基于轨道交通工具的配置来生成能够管理轨道交通工具（102）的操作的一个或多个操作指令。所述方法进一步包括：在相对于处理单元（125）远程定位的系统部件（190）处发起能够管理轨道交通工具（102）的操作的所述一个或多个操作指令的执行。系统部件（190）被配置用于执行所述一个或多个操作指令。

Description

用于远程管理轨道交通工具的操作的系统、装置和方法

技术领域

本发明涉及轨道自动化，并且更具体地涉及用于远程管理轨道交通工具的操作的系统、装置和方法。

背景技术

当前，轨道交通工具具有对轨道交通工具的操作进行控制的机载控制单元。这种机载控制单元基于从多个源（诸如驾驶员的座舱控制装置、路边单元、在铁轨上提供的信标等等）接收到的数据来进行操作。数据进一步由在轨道交通工具上提供的机载控制单元处理，以执行一个或多个操作。例如，操作可以与当轨道交通工具处于预定义速度限制以上时制动器的应用相关联。然而，如果关于机载控制单元发生问题，则出于缺陷修复的目的而在远程开发站点处再现该问题可能是不可能的。换言之，机载控制单元的远程故障排除变得困难。因此，维护人员可能必须在轨道交通工具上执行物理检验，以便解决问题。在一个示例中，轨道交通工具可能被带到维护车间以用于解决问题。在另一示例中，维护人员可以拜访轨道交通工具的位置以用于解决问题。进一步地，这种问题的防止可能在机载控制单元的开发阶段期间要求严格测试。类似地，机载控制单元的升级也可能变得困难，这是由于升级与机载控制单元相关联的硬件和软件两者是必要的。上面的因素可能导致轨道交通工具的停机时间增加。由此，轨道交通工具的操作受影响。

鉴于上述内容，存在针对实时地远程管理轨道交通工具的操作的需要。

发明内容

因此，本发明的目的是提供用于实时地远程管理轨道交通工具的操作的系统、装置和方法。

本发明的目的由如本文公开的一种用于管理轨道交通工具的操作的方法实现。如本文所使用，术语“轨道交通工具”可以指代在铁轨上面运行以用于运输货物或乘客或者用于沿铁轨执行维护活动的任何交通工具。轨道交通工具的非限制性示例可以包括客运列车、城际列车、高速轨道服务、更高速轨道服务、捷运列车、单轨列车、旅客运输车、货运列车等等。轨道交通工具可以由单个轨道车厢或耦合在一起的多个轨道车厢构成。

所述方法包括：由第一处理单元基于与所述轨道交通工具相关联的操作数据来从多个虚拟子系统中识别用于管理所述轨道交通工具的具体操作的虚拟子系统。如本文所使用，术语“虚拟子系统”可以指代对用于管理所述轨道交通工具的操作的物理子系统的逻辑部件的功能进行仿真的虚拟机。所述操作数据是从一个或多个系统部件实时获得的。所述系统部件可以指代被配置用于与所述第一处理单元通信的任何远程定位的装备。所述装备可以包括轨迹装备和轨道装备。所述轨迹装备可以包括在所述铁轨上或沿所述铁轨安装的装备，且可以包括应答器、路边信令单元、互锁系统等等。所述轨道装备可以包括所述轨道交通工具上的装备，且可以包括感测单元、受电弓系统、制动系统、无线电通信系统、机载单元、司法记录单元（JRU）、雷达系统、里程计电路、轴加速度计、驾驶员座舱控制装置等等。所述轨道装备可以与正被管理的轨道交通工具或者另一轨道交通工具（例如，在平行轨迹上运行的轨道交通工具）相关联。除轨迹装备和轨道装备外，所述系统部件还可以包括诸如在与铁路监管权威机构相关联的设施处或在火车站处安装的发射机应答器之类的装备。进一步地，所述操作数据还可以由另一虚拟子系统生成。所述操作数据包括与所述轨道交通工具的操作相关联的参数的值。必须理解的是，与所述轨道交通工具的操作相关联的参数可以包括指示所述轨道交通工具的操作条件的任何参数。例如，与所述轨道交通工具的操作相关联的参数可以涉及下述各项：所述轨道交通工具的速度、所述轨道交通工具的所准许的速度、所述轨道交通工具的地理位置、由所述轨道交通工具从起始点覆盖的距离、即将到来的车站、所述轨道交通工具到即将到来的车站或停靠点的距离、停靠、制动的次数、所述轨道交通工具的方向、所述轨道交通工具所遵循的信号、所述轨道交通工具的操作模式、所述轨道交通工具上的通信接口的状态、与风扇相关的数字输入和输出的操作状态、灯和门等等。在一个示例中，所述参数的值可以直接被测量为数值，例如速度和距离。在另一示例中，所述参数的值可以不直接被测量为数值，而是可以使用合适编码系统而被转换成数值。例如，所述轨道交通工具的操作模式可以是下述各项之一：手动、自动、半自动或扩展自动。所述操作模式中的每一个可以被指派有数码，比如：手动是0，半自动是1，自动是2并且扩展自动是3。在一个示例中，所识别的虚拟子系统与用于确保所述轨道交通工具的安全的一个或多个性命攸关（vital）功能相关联。所述性命攸关功能可以包括例如强制执行对速度约束或信号的遵守。在另一示例中，所识别的虚拟子系统可以与一个或多个非性命攸关功能。所述非性命攸关功能可以包括以其他方式由所述轨道交通工具的驾驶员执行的功能，例如，维护火车站处的准确停靠位置、控制火车站处的月台屏蔽门、开启和关闭所述轨道交通工具上的门、操作光、触发通告或警报等等。在又一示例中，所识别的虚拟子系统可以与通信相关功能相关联。所述通信相关功能可以包括例如控制系统部件之间或者系统部件与所述第一处理单元之间的基于无线电的通信接口。在一个实施例中，所述虚拟子系统可以是基于所述操作数据的源来识别的。例如，如果所述操作数据是从所述应答器获得的，则可以识别出与所述性命攸关功能相关联的虚拟子系统。在另一实施例中，所述虚拟子系统可以是基于操作数据的类型来识别的。例如，如果所述操作数据与所述轨道交通工具上的通信接口的状态相关联，则可以识别出与通信相关功能相关联的虚拟子系统。在又一实施例中，所述虚拟子系统可以是基于与所述操作数据相关联的参数的值来识别的。例如，如果所述轨道交通工具的速度小于所述轨道交通工具的所准许的速度，则可以识别出与非性命攸关功能相关联的虚拟子系统。否则，可以识别出于性命攸关功能相关联的虚拟子系统。在又一实施例中，与非性命攸关功能相关联的虚拟子系统是基于与性命攸关功能相关联的虚拟子系统的输出来触发的。

有利地，本发明涉及对作为传统地基于硬件的子系统的子系统（诸如自动列车操作（ATO）、自动列车保护（ATP）等等）进行虚拟化。更具体地，在本发明中，与传统的基于硬件的子系统相对应的逻辑部件被定位为远程位置处的虚拟子系统（诸如云服务器）。由此，所述虚拟子系统对多个轨道交通工具来说可以是公共的，这与每个轨道交通工具上的分离的基于硬件的子系统的传统使用形成对照。进一步地，所述虚拟子系统可以作为基于云的服务而提供给铁路操作者，以用于管理轨道交通工具的操作，其中可以针对基于云的服务的使用而向所述铁路操作者收费。

所述方法进一步包括：基于所述轨道交通工具的配置来生成一个或多个操作指令，所述一个或多个操作指令能够使用所识别的虚拟子系统来管理所述轨道交通工具的操作。所述轨道交通工具的配置可以基于若干因素，诸如：所述轨道交通工具的长度、所述轨道交通工具上的轨道车厢（或车钩）的数目、所述轨道交通工具的操作模式、与所述轨道交通工具相关联的服务类型、与所述轨道交通工具相关联的OEM、在所述轨道交通工具上使用的硬件和关联软件、被所述硬件使用以与系统部件通信的通信协议等等。在一个示例中，所述轨道交通工具的配置可以被预先存储在数据库中。进一步地，可以基于所述轨道交通工具的标识来取得所述轨道交通工具的预先存储的配置，以用于生成所述一个或多个操作指令。在另一示例中，所述轨道交通工具的配置可以是基于与所述轨道交通工具相关联的操作数据、在自组织的基础上确定的。

有利地，子系统的虚拟化有助于轨道交通工具的操作的集中化监视。进一步地，子系统的虚拟化还促进了用于缺陷修复的以及还有在提供快速技术支持时的容易的远程故障排除。所述方法进一步包括：在被配置用于执行所述一个或多个操作指令的系统部件处发起能够管理所述轨道交通工具的操作的所述一个或多个操作指令的执行。在一个示例中，所述一个或多个操作指令可以与通过经由制动器的应用对所述轨道交通工具进行减速来控制所述轨道交通工具的速度相关联。在另一示例中，所述一个或多个操作指令可以与在适当位置处停靠所述轨道交通工具时开启门以用于在火车站处使乘客下车相关联。

有利地，本发明有助于通过使用虚拟子系统提供仅系统部件处的执行所需的必要操作指令而不是在轨道交通工具上具有用于生成操作指令的分离电路，来减少轨道交通工具上存在的硬件的量。

所述方法可以进一步包括：基于所述操作数据来确定所述轨道交通工具的操作中的异常。术语“异常”可以指代所述轨道交通工具的任何部件的正常操作中的偏差。所述轨道交通工具的部件可以是电气部件、电子部件、机械部件、机电部件等等。在一个示例中，所述轨道交通工具的操作中的异常可以与所述轨道交通工具中的加热、通风和空调（HVAC）相关联。在另一示例中，所述异常可以以所述轨道交通工具的部件的加热的形式存在。在又一示例中，所述异常可以以保险丝失效的形式存在。在又一示例中，所述异常可以以相对于预定义最大速度差的沿轴的大速度差的形式存在。在又一示例中，所述异常可以以由轴加速度计测量的异常速度的形式存在。在又一示例中，所述异常可以与将与所述轨道交通工具的操作相关联的数据记入日志相关联。在又一示例中，所述异常可以以异常噪声的形式存在。在又一示例中，所述异常可以以异常振动的形式存在。在又一示例中，所述异常可以以所述轨道交通工具的部件的失灵或无作用的形式存在。

在一个实施例中，基于所述操作数据来确定所述轨道交通工具的操作中的异常包括：分析所述操作数据，以确定一个或多个关键参数的值中相对于所述一个或多个关键参数的预定义值范围的偏差。进一步地，所述异常是基于所述一个或多个关键参数的值中的偏差来预测的。所述关键参数可以包括但不限于：速度、速、加速度、温度、压强、振动、摩擦力、噪声、频率等等。例如，所述轨道交通工具针对正常操作的速度可以处于150 kmph至200kmph的范围内。如果由轴加速度计测量的所述轨道交通工具的速度大于200 kmph，则所述轨道交通工具与异常速度的异常相关联。在又一示例中，如果机械部件的温度大于预定义温度（比如50℃），则所述轨道交通工具与所述机械部件的异常加热的异常相关联。所述关键参数的值中的偏差还可以基于针对其中所述轨道交通工具操作的地区而定义铁路安全监管。

有利地，本发明使得能够确定轨道交通工具的操作中的异常，而无需在轨道交通工具上执行物理测试。

所述方法可以进一步包括：使用根本原因分析技术来确定所述轨道交通工具的操作中的异常的根本原因。所述根本原因可以被定义为导致所述轨道交通工具的操作中的异常的任何因素。例如，所述根本原因可以与润滑的缺失、部件的磨损、部件的不适当耦合、电气故障、驾驶员所给出的不适当控制命令、有故障的信令等等相关联。所述根本原因可以是通过使用任何已知根本原因分析技术、基于所述异常的类型来确定的。在一个示例中，所述根本原因分析技术可以采用诸如神经网络、贝叶斯网络分类器、支持向量机（SVM）等等之类的根本原因分析模型，以用于基于异常类型来推断所述根本原因。可替换地，所述根本原因还可以是使用诸如故障树分析、失效模式和效果分析等等之类的根本原因分析技术来确定的。除了确定所述根本原因以外，还可以使用所述根本原因分析技术来识别所述根本原因的位置。

有利地，所述异常的根本原因可以是使用利用从所述轨道交通工具获取的操作数据的根本原因分析技术来预测的。

所述方法可以进一步包括：预测与所述轨道交通工具的操作中的异常相关联的安全风险。如本文所使用，术语“安全风险”可以指代由所述异常引起的丢失、损坏、损伤、债务或任何其他负面后果的可能性。在一个实施例中，所述安全风险可以是使用统计技术来预测的。例如，所述统计技术可以涉及：基于所述操作数据来计算风险指示符值。所述风险指示符值可以进一步用于确定所述安全风险。例如，所述安全风险可以与下述各项相关联：所述轨道交通工具的碰撞、所述轨道交通工具的脱轨、火灾爆发、所述轨道交通工具与系统部件之间的通信信道的丢失、所述轨道交通工具与所述第一处理单元之间的通信的丢失等等。所述方法进一步包括：确定用于减轻所述安全风险的一个或多个动作；以及生成用于实现所述用于减轻所述安全风险的一个或多个动作的操作指令。所述一个或多个动作可以包括但不限于啮合紧急制动器、触发警报等等。所述一个或多个动作还可以包括：传输包括针对所述驾驶员或其他铁路权威机构的推荐或指令的通知。所述推荐可以包括要采取以便减弱所述安全风险的检验或措施。例如，所述推荐可以包括最近的停靠点和在最近的停靠点处停靠以更换或修理有故障部件的建议。在另一示例中，所述轨道交通工具可以在自动模式中操作，并且所述推荐可以包括所述驾驶员可采取以便避免所述安全风险的步骤。例如，首先，可以询问驾驶员以将操作模式从自动模式改变成手动模式。进一步地，可以询问驾驶员以检验轨道交通工具内部的控制面板上的指示。进一步地，如果存在所述指示，则可以给所述驾驶员提供要执行以避免所述安全风险的一个或多个进一步步骤。用于执行所述用于减轻所述安全风险的一个或多个动作的操作指令可以由基于所述操作数据而识别的虚拟子系统生成。所述操作指令可以是在所述轨道交通工具处由所述系统部件执行的，以便减轻所述安全风险。

有利地，本发明能够自动将操作指令提供给系统部件以用于安全风险减轻，而不使由人类操作者进行干预成为必需。

所述方法可以进一步包括：基于所述轨道交通工具的操作中的异常来确定所述轨道交通工具的剩余寿命。在一个实施例中，所述轨道交通工具的剩余寿命是基于关键参数的值中距预定义值或预定义值范围的偏差来确定的。例如，可以基于关键参数的值中的偏差来计算条件指示符。进一步地，所述条件指示符可以适合于降级模型，以便确定所述轨道交通工具的剩余寿命。在一个示例中，所述轨道交通工具的剩余寿命可以是依照所述轨道交通工具的关键部件（比如轴）的剩余寿命来确定的。如本文所使用，术语“关键部件”可以指代在失效时导致针对所述轨道交通工具的高安全风险的任何部件。在另一实施例中，与所述操作数据、维护历史、操作条件、操作历史、部件的年头等等相关联的数据日志也可以用于确定所述轨道交通工具的剩余寿命，例如使用诸如回归之类的统计技术。对与所述轨道交通工具相关联的数据日志来说可替换地或者除了与所述轨道交通工具相关联的数据日志外，与其他类似轨道交通工具相关联的数据日志也可以用于确定所述轨道交通工具的剩余寿命。在一个示例中，所述其他类似轨道交通工具可以包括具有由与所述轨道交通工具的部件相同的原始装备制造商（OEM）制造的部件的轨道交通工具。在另一示例中，所述其他类似轨道交通工具可以包括具有与所述轨道交通工具类似的配置的轨道交通工具。在又一示例中，所述其他类似轨道交通工具可以包括在类似操作条件下操作（例如，在相同路线上或针对相同服务（公共运输、主流运输、货运）等等进行操作）的轨道交通工具。进一步地，使用与所述轨道交通工具的部件的失效时间相关联的危险模型和概率分布以基于所述数据日志来确定所述轨道交通工具的剩余寿命。在又一实施例中，所述轨道交通工具的剩余寿命可以是基于与所述轨道交通工具的不同部件相关联的故障检修数据来确定的。所述故障检修数据可以是从展现与所述轨道交通工具的部件类似的行为的其他部件获得的。进一步地，所述其他部件的降级简档是基于所述故障检修数据来确定的。进一步地，将与所述轨道交通工具相关联的数据日志中的操作数据或其他数据与所述降级简档进行比较，以便识别最接近匹配降级简档。进一步地，所述最接近匹配降级简档用于确定所述轨道交通工具的剩余寿命。

所述方法可以进一步包括：通过基于所述轨道交通工具的剩余寿命调度所述轨道交通工具的维护活动来优化所述轨道交通工具的停机时间。所述轨道交通工具的维护活动可以是当所述轨道交通工具的剩余寿命是比如30天时调度的。所述轨道交通工具的停机时间可以是基于包括但不限于下述各项的因素来估计的：所述轨道交通工具的地理位置、与所述轨道交通工具相关联的服务类型、与所述轨道交通工具的操作相关联的异常、与所述异常相关联的根本原因、备用装置和服务人员的可用性等等。所述轨道交通工具的地理位置可以用于确定到可针对维护而乘坐所述轨道交通工具的最近车站的距离。所述服务类型可以用于确定所述轨道交通工具的操作的频率和所述操作的关联时间表。所述异常和与所述异常相关联的根本原因可以用于估计实际修理时间或者所述轨道交通工具在所述停机时间期间的可维护性。例如，部件的更换可能耗费与修理所述部件相比更少的时间。备用装置和服务人员的可用性可以用于调度所述维护活动。例如，如果所述备用装置不可用，则可在所述维护活动开始之前取得所述备用装置的概率也可以被考虑以用于确定所述停机时间。在本发明的一个方面中，还可以告知所述服务人员以通过将通知发送到与所述服务人员相关联的电子设备（未示出）来在所述维护活动开始之前取得所述备用装置。所述电子设备可以是移动电话、个人计算机、平板等等。所述通知可以是在所述维护活动前预定义天数（比如20天）发送的，以便使所述服务人员能够取得所述备用装置。类似地，所述服务人员可以接收用于取得与一个或多个轨道交通工具相关联的备用装置的多个通知。另外，所述通知还可以包括到用于取得所述备用装置的源的web链接。所述web链接可以是基于例如所需的备用装置的类型来选择并添加到所述通知的。在另一示例中，所述维护活动可以是基于用于执行所述维护活动的所述服务人员的可用性来调度的。基于上面的因素，所述维护活动可以是在所述轨道交通工具的剩余寿命被耗尽之前调度的，以便优化所述停机时间。

有利地，本发明有助于优化所述轨道交通工具的停机时间，从而确保所述轨道交通工具的最大化生产力。

所述方法可以进一步包括：生成与所述轨道交通工具的操作相关联的报告。所述报告可以包括诸如下述各项之类的信息：与所述轨道交通工具的操作相关联的参数的值、所检测到的异常、所述轨道交通工具的剩余寿命、所调度的维护活动、经优化的所估计的停机时间、被提供给所述系统部件的操作指令、将所述操作指令提供给所述系统部件的后果等等。所述报告可以包括文本和图形表示两者，诸如图表、曲线图、表等等。在一个示例中，所述报告可以是实时地连续更新的。在另一示例中，所述报告可以是周期性地（比如每15分钟）生成的。所生成的报告可以进一步被传输到显示单元。所述显示单元可以与服务人员、铁路人员、监管期望结果等等相关联，且可以被安装在所述轨道交通工具上或被安装在远程位置处。所述显示单元可以是个人计算机、工作站、人机接口、个人数字助理等等的一部分。

有利地，本发明减少了管理轨道交通工具的操作所需的人工干预。

本发明的目的由一种装置实现，所述装置包括一个或多个第一处理单元和通信耦合到所述一个或多个第一处理单元的第一存储器单元。所述第一存储器单元包括：管理模块，以所述一个或多个第一处理单元可执行的机器可读指令的形式存储。所述管理模块被配置成执行上面描述的方法步骤。所述管理模块的执行还可以是使用诸如图形处理单元（GPU）、现场可编程门阵列（FPGA）或神经处理/计算引擎之类的协处理器来执行的。

根据本发明的实施例，所述装置可以是边缘计算设备。如本文所使用，“边缘计算”指代能够在边缘设备（例如，在一端处连接到所述系统部件且在另一端上连接到（一个或多个）远程服务器（诸如（一个或多个）计算服务器或（一个或多个）云计算服务器））上执行的计算环境，所述边缘设备可以是具有小形状因子和就计算能力而言的资源约束的紧致计算设备。可替换地，所述边缘计算设备的网络也可以用于实现所述装置。边缘计算设备的这种网络被称作雾网。

在优选实施例中，所述装置是具有基于云计算的平台的云计算系统，所述基于云计算的平台被配置成提供用于管理所述轨道交通工具的操作的云服务。如本文所使用，“云计算”指代包括可配置计算物理和逻辑资源（例如网络、服务器、储存器、应用、服务等）以及分布在网络（例如，互联网）上的数据的处理环境。云计算平台可以被实现为用于管理轨道交通工具的操作的服务。换言之，所述云计算系统提供对所述可配置计算物理和逻辑资源的共享池的按需网络接入。所述网络是例如有线网络、无线网络、通信网络或者由这些网络的任何组合形成的网络。

另外，本发明的目的由一种用于管理轨道交通工具的操作的系统实现。所述系统包括：一个或多个系统部件，用于提供与所述轨道交通工具的操作相关联的操作数据。所述操作数据包括与所述轨道交通工具的操作相关联的参数的值。所述系统进一步包括：如上描述的装置，通信耦合到所述一个或多个系统部件。所述装置被配置用于根据上面描述的方法、基于所述操作数据来管理所述轨道交通工具的操作。所述系统部件可以包括但不限于所述轨道交通工具上机载的装备以及诸如应答器和路边单元之类的轨迹装备。在一个实施例中，所述系统部件被配置用于在网络上除了与所述装置通信外还彼此通信。必须理解的是，所述轨道交通工具上的装备可以与其他轨道交通工具上的装备、轨迹装备和所述装置通信。更具体地，所述轨道交通工具内的系统部件可以基于以太网技术或使用无线电通信、利用例如列车通信网络（TCN）来彼此通信。所述轨道交通工具上的系统部件可以基于例如GSM技术、WLAN、卫星通信等等、基于例如列车到路边通信（TWC）来与轨迹装备或其他轨道交通工具上的装备通信。类似地，所述系统部件可以使用诸如Wi-Fi、卫星通信、无线电通信、微波信道通信、蜂窝通信等等之类的无线通信技术来与所述装置通信。在另一实施例中，所述系统部件之间的通信可以由所述装置例如使用云通信来控制。

在优选实施例中，所述系统进一步包括位于所述轨道交通工具上的机载单元。所述机载单元包括用于与所述一个或多个系统部件和所述装置通信以用于使所述一个或多个系统部件能够与所述装置通信的多个接口。所述装置进一步包括一个或多个第二处理单元和通信耦合到所述一个或多个第二处理单元的第二存储器。所述第二存储器包括以所述一个或多个第二处理单元可执行的机器可读指令的形式存储的离线紧急模块。所述离线紧急模块被配置用于：当所述机载单元与所述装置之间的通信被中断时，管理所述轨道交通工具的操作。在一个实施例中，当所述通信被中断时，所述机载单元可以基于先前存储的操作指令来管理所述轨道交通工具的操作。在一个示例中，所述机载单元可以将指示提供给所述驾驶员以当所述通信被中断时从自动模式切换到手动模式。在另一示例中，当所述通信被中断时，所述机载单元可以自动降级所述轨道交通工具的操作模式。在另一示例中，所述机载单元可以在所述轨道交通工具上的另一轨道车厢中指示另一机载单元以与用于管理交通工具的操作的装置通信。在又一示例中，当与所述装置的通信被打断时，所述机载单元可以激活紧急制动系统。在另一实施例中，所述机载单元可以使用在所述通信的打断之前立即捕获的操作数据，以生成所述系统部件要执行的操作指令。

本发明的目的由一种具有机器可读指令存储在其中的计算机程序产品实现，所述机器可读指令在由处理单元执行时使所述处理单元执行如上描述的方法。

计算机程序产品和/或计算机可读介质对本发明的实现具有下述优势：可以通过软件更新来容易地采用已经存在的管理系统，以便如本发明所提议的那样工作。

所述计算机程序产品可以是例如计算机程序或者包括除所述计算机程序外的另一元件。该另一元件可以是在其上存储所述计算机程序的硬件（例如存储器设备）、用于使用所述计算机程序等等的硬件密钥和/或软件（例如文档）或用于使用所述计算机程序的软件密钥。

在结合对应附图对本发明实施例进行以下描述的情况下，本发明的上面提及的属性、特征和优势以及实现它们的方式将变得更加明显和可理解。所说明的实施例意在说明而不是限制本发明。

附图说明

以下参考附图中所示的所说明的实施例来进一步描述本发明，在附图中：

图1A图示了根据本发明一个实施例的用于管理轨道交通工具的操作的系统的框图；

图1B图示了根据本发明一个实施例的用于管理轨道交通工具的操作的装置中存在的管理模块的框图；

图1C图示了根据本发明一个实施例的机载单元的框图；

图2图示了根据本发明一个实施例的用于管理轨道交通工具的操作的方法的流程图；

图3图示了根据本发明一个实施例的用于减轻与轨道交通工具相关联的安全风险的方法的流程图；

图4图示了根据本发明一个实施例的用于优化轨道交通工具的停机时间的方法的流程图；

图5图示了根据本发明一个示例性实施例的用于管理轨道交通工具的性命攸关操作的方法的流程图；以及

图6图示了根据本发明一个示例性实施例的用于管理轨道交通工具的非性命攸关操作的方法的流程图。

具体实施方式

以下，详细描述用于实施本发明的实施例。参考附图来描述各种实施例，其中自始至终，相似附图标记用于指代相似元件。在以下描述中，出于解释的目的，阐述许多具体细节，以便提供对一个或多个实施例的透彻理解。可以明显的是，这种实施例可以是在没有这些具体细节的情况下实践的。

参考图1A，根据本发明一个实施例，示出了用于管理多个轨道交通工具102-1、102-2……102-n的操作的系统100的框图。系统100包括装置105。装置105通信耦合到多个机载单元110-1、110-2……110-n。该多个机载单元110-1-n（此后统称为机载单元110）可以与该多个轨道交通工具102-1、102-2……102-n当中的一个或多个轨道交通工具相关联。机载单元110被配置成与一个或多个系统部件（未示出）和装置105通信。使用图1C来进一步详细地解释机载单元110的功能。

在本实施例中，机载单元110通过网络115通信耦合到装置105。机载单元110可以通过一个或多个接入点（未示出）连接到网络115。在一个实施例中，该一个或多个接入点可以位于比如轨道交通工具102-1（此后称为轨道交通工具102）上。在另一实施例中，该一个或多个接入点可以沿轨道交通工具102在其上移动的铁轨的路边而定位。例如，接入点可以集成到路边信令单元中。网络115可以基于5G通信、Wi-Fi通信、微波信道通信或其组合。

装置105可以是（个人）计算机、工作站、在主机硬件上运行的虚拟机、微控制器或集成电路。作为可替换方案，装置105可以是计算机的现实或虚拟组（计算机的现实组的技术术语是“集群”，计算机的虚拟组的技术术语是“云”）。

装置105包括彼此通信耦合的第一通信单元120、一个或多个第一处理单元125、第一显示器130、第一图形用户界面（GUI）135、第一存储器140和数据库145。在一个实施例中，第一通信单元120包括发射机（未示出）、接收机（未示出）和千兆比特以太网端口（未示出）。第一存储器140可以包括2千兆字节随机存取存储器（RAM）堆叠封装（PoP）堆叠和闪速储存器。该一个或多个第一处理单元125被配置成执行模块中的所定义的计算机程序指令。进一步地，该一个或多个第一处理单元125还被配置成同时执行第一存储器140中的指令。

第一处理单元125可以包括任何类型的计算电路，该计算电路包括但不限于微处理器、微控制器、复杂指令集计算微处理器、精简指令集计算微处理器、超长指令字微处理器、显式并行指令计算微处理器、图形处理器、数字信号处理器或任何其他类型的处理电路。第一处理单元125还可以包括嵌入式控制器，诸如通用或可编程逻辑设备或阵列、专用集成电路、单芯片计算机等等。一般地，第一处理单元125可以包括硬件元件和软件元件。第一处理单元125可以被配置用于多线程，该多线程同时托管不同计算进程且并行地执行它们或在主动和被动计算进程之间切换。

第一显示器130包括高清晰度多媒体接口（HDMI）显示器和冷却风扇（未示出）。另外，控制人员可以通过第一GUI 135来访问装置105。第一GUI 135可以包括基于web的接口、基于web的可下载应用接口等等。

数据库145可以存储与轨道交通工具102的操作相关联的数据日志。数据日志可以包括与轨道交通工具102的操作相关联的参数的值连同对应的时间戳。另外，数据库145还可以存储与轨道交通工具102的路线信息相关联的信息、与轨道交通工具102相关联的诊断、在轨道交通工具102上执行的维护活动等等。在一个实现方式中，数据库145可以被存储在第一存储器140中。在另一实施例中，数据库145可以被存储在数据库服务器（未示出）上。

第一存储器140可以是易失性存储器和非易失性存储器之一。第一存储器140可以耦合以用于与第一处理单元125通信。第一处理单元125可以执行第一存储器140中存储的机器可读指令和/或代码。多种计算机可读储存介质可以存储在第一存储器140中且从第一存储器140访问。第一存储器140可以包括用于存储数据和机器可读指令的任何合适元件，诸如只读存储器、随机存取存储器、可擦除可编程只读存储器、电可擦除可编程只读存储器、硬盘驱动器、用于处置致密盘的可移除介质驱动器、数字视频盘、磁盘、磁带盒、存储器卡等等。

在本实施例中，第一存储器140进一步包括管理模块148。如图1B中所示，管理模块148包括通信模块150、核心管理器模块152、配置模块154、数据分析模块156、数据日志模块158和报告生成模块160。上面的模块中的每一个以上面提及的储存介质中的任一个上的机器可读指令的形式存在，且可以与第一处理单元125通信并由第一处理单元125执行。管理模块148被配置成在由第一处理单元125执行时基于虚拟自动列车操作（ATO）子系统166、虚拟自动列车保护（ATP）子系统168和虚拟接口（ITF）子系统170中的至少一个来管理轨道交通工具102的具体操作。以下描述详细解释了管理模块148中的模块中的每一个在由该一个或多个第一处理单元125执行时的功能。

通信模块150被配置用于管理装置105与机载单元110之间的通信。例如，通信模块150可以控制用于在网络115上与机载单元110通信的装置105的第一通信单元120。另外，通信模块150还可以通过执行诸如数据转换、滤波、平滑化等等之类的操作来预处理从机载单元110接收到的操作数据。进一步地，通信模块150可以基于操作数据中存在的参数的源或值将经预处理的数据路由到装置105的一个或多个模块。

核心管理器模块152被配置成处置从该多个机载单元110接收到的操作数据。在一个示例中，核心管理器模块152可以隔离从该多个机载单元110当中的机载单元中的每一个接收到的操作数据。在隔离时，核心管理器模块152可以基于操作数据的类型或源或者基于另一虚拟子系统的输出来识别虚拟子系统。更具体地，与非性命攸关功能相关联的操作数据被提供给虚拟ATO子系统166，并且与性命攸关功能相关联的操作数据被提供给虚拟ATP子系统168。在一个示例中，从应答器获得的轨迹坐标可以被提供给虚拟ATP子系统168，基于该轨迹坐标，虚拟ATP子系统168可以确定是否要应用制动器或者轨道交通工具102是否应当继续移动，以便符合与轨道交通工具102的位置相关联的速度或信号约束。虚拟ATP子系统168可以进一步生成数字输出，以指示轨道交通工具102是应当继续移动还是应用制动器和对应操作指令。在另一示例中，可以向虚拟ATO子系统166给出从雷达系统190-3接收到的轨道交通工具102的速度。虚拟ATO子系统166可以进一步确定控制列车速度所需的加速度或减速度的速率。虚拟ITF子系统170可以生成用于控制系统部件之间以及还有一个或多个系统部件与机载单元110之间的无线电通信的操作指令。

配置模块154被配置成修改基于与轨道交通工具102相关联的配置而生成的一个或多个操作指令。轨道交通工具102的配置可以基于在配置与轨道交通工具102上的一个或多个系统部件相关联的软件时使用的“ini”文件或其他类似初始化文件的格式。另外，配置还可以基于与系统部件（比如，轨道交通工具102上的多个机载单元）相关联的硬件。

数据日志模块158可以将从机载单元110接收到的操作数据记日志到数据库145。操作数据可以是基于例如与操作数据相关联的时间戳、与机载单元110或轨道交通工具102相关联的标识等等来记入日志的。

数据分析模块156可以分析操作数据，以确定与操作数据相关联的趋势或模式。进一步地，数据分析模块156可以基于操作数据的分析来从操作数据得出推论。该分析可以是基于描述性技术、解释性技术、推论性技术、预测性技术、因果性技术、定性分析技术、定量分析技术等等来执行的。基于该分析而得出的推论可以与轨道交通工具102的健康状况、轨道交通工具102的剩余寿命、与轨道交通工具102的操作相关联的异常、轨道交通工具102的维护活动的调度等等相关联。

报告生成模块160可以生成与轨道交通工具102的操作相关联的报告。报告可以包括诸如下述各项之类的细节：轨道交通工具102的健康状况连同关联时间戳、轨道交通工具102的剩余寿命、轨道交通工具102的操作中的异常、所调度的维护活动、在执行维护活动的情况下轨道交通工具102的经优化的停机时间等等。可以在与第一GUI 135相关联的web用户界面上向终端用户进一步显示由报告生成模块160生成的报告。

本领域技术人员应当领会，图1A中描绘的硬件可以针对不同实现方式而变化。例如，除所描绘的硬件外或取代所描绘的硬件，还可以使用其他外围设备，诸如光盘驱动器等等、局域网（LAN）/广域网（WAN）/无线（例如，Wi-Fi）适配器、图形适配器、盘控制器、输入/输出（I/O）适配器、网络连接设备。所描绘的示例是仅出于解释的目的而提供的，且不意在暗示关于本公开的架构限制。

根据本公开实施例的系统包括采用图形用户界面的操作系统。该操作系统准许同时在图形用户界面中呈现多个显示窗口，其中每个显示窗口提供针对不同应用或针对相同应用的不同实例的界面。图形用户界面中的光标可以由用户通过指点设备来操控。可以改变光标的位置，和/或可以生成诸如点击鼠标按钮之类的事件以促动期望响应。

各种商用操作系统之一（诸如，Microsoft Windows™的版本）可以在被合适地修改的情况下被采用。根据如所描述的本公开来修改或创建操作系统。

本发明不限于特定计算机系统平台、处理单元、操作系统或网络。本发明的一个或多个方面可以分布在一个或多个计算机系统（例如，被配置成将一个或多个服务提供给一个或多个客户端计算机或者在分布式系统中执行完整任务的服务器）之间。例如，可以在包括分布在根据各种实施例执行多个功能的一个或多个服务器系统之间的部件的客户端-服务器系统上执行本发明的一个或多个方面。这些部件包括例如可执行、中间或解释代码，该代码使用通信协议在网络上通信。本发明不限于在任何特定系统或系统组上可执行，且不限于任何特定分布式架构、网络或通信协议。

参考图1C，根据本发明一个实施例，示出了机载单元110的框图。机载单元110包括第二处理单元175、第二存储器180、第二GUI 182和第二通信单元184。第二GUI 182可以包括基于web的接口、基于web的可下载应用接口等等。第二通信单元184可以由用于直接或通过接入点连接到网络接口的发射机（未示出）、接收机（未示出）和通信端口（未示出）构成。更具体地，第二通信单元184使机载单元110能够与装置105通信。

如本文所使用，第二处理单元175意指任何类型的计算电路，该计算电路诸如是但不限于微处理器、微控制器、复杂指令集计算微处理器、精简指令集计算微处理器、超长指令字微处理器、显式并行指令计算微处理器、图形处理器、数字信号处理器或任何其他类型的处理电路。第二处理单元175还可以包括嵌入式控制器，诸如通用或可编程逻辑设备或阵列、专用集成电路、单芯片计算机等等。一般地，第二处理单元175可以包括硬件元件和软件元件。第二处理单元175可以被配置用于多线程，该多线程同时托管不同计算进程且并行地执行任一个或在主动和被动计算进程之间切换。

第二存储器180可以是易失性存储器和非易失性存储器。第二存储器180可以耦合以用于与第二处理单元175通信。第二处理单元175可以执行第二存储器180中存储的机器可读指令和/或代码。多种计算机可读储存介质可以存储在第二存储器180中且从第二存储器180访问。第二存储器180可以包括用于存储数据和机器可读指令的任何合适元件，诸如只读存储器、随机存取存储器、可擦除可编程只读存储器、电可擦除可编程只读存储器、硬盘驱动器、用于处置致密盘的可移除介质驱动器、数字视频盘、磁盘、磁带盒、存储器卡等等。

机载单元110进一步包括：多个输入/输出（I/O）接口185-1、185-2……185-9，用于实时地从系统部件190-1、190-2……190-3（此后统称为系统部件190）接收与轨道交通工具102相关联的操作数据，且用于将由装置105生成的操作指令提供给系统部件190以用于在系统部件190处执行。为了简明且易于解释，通过将人机接口（HMI）190-1、司法记录单元（JRU）190-2、雷达系统190-3、里程计脉冲发生器（OPG）190-4、应答器190-5、乘客信息系统/运输管理系统（PIS/TMS）190-6、诊断系统190-7、驾驶员的座舱控制装置190-8和列车控制装置190-9视为系统部件190来解释本实施例。相应地，该多个I/O接口185-1、185-2……185-9包括人机接口（HMI）接口185-1、司法记录单元（JRU）接口185-2、雷达接口185-3、里程计脉冲发生器（OPG）接口185-4、应答器接口185-5、乘客信息系统/运输管理系统（PIS/TMS）接口185-6、诊断接口185-7、驾驶员的座舱接口185-8和列车控制接口185-9。I/O接口185-1、185-2……185-9中的每一个可以包括使机载单元110能够与相应系统部件通信的发射机（未示出）、接收机（未示出）和通信端口（未示出）。

HMI接口185-1被配置成使机载单元110能够与轨道交通工具102上的HMI 190-1通信。机载单元110可以在HMI接口185-1上接收由驾驶员通过HMI 190-1提供的输入或控制命令。机载单元110还可以在HMI接口185-1上通过HMI 190-1将反馈提供给驾驶员。在一个示例中，HMI 190-1可以是用于接收触摸手势的LCD触摸屏。例如，人类操作者可以提供用于将轨道交通工具102的操作模式从手动改变成半自动的触摸手势。LCD触摸屏还可以提供与轨道交通工具102的操作的状态相关的视觉指示。例如，该状态可以包括轨道交通工具102的速度、轨道交通工具102的所准许的速度、即将到来的车站、到达即将到来的车站的估计时间等等。视觉指示还可以涉及去往轨道交通工具102的驾驶员的警报或指令。

司法记录单元（JRU）接口185-2被配置成使机载单元110能够与JRU 190-2通信。JRU 190-2是便于收集、存储和取回与轨道交通工具102相关联的性命攸关信息的设备。性命攸关信息可以包括涉及与轨道交通工具102相关联的事件的音频和视频信号。例如，视频信号是从跨轨道交通工具102安装的CCTV单元收集的。机载单元110可以通过JRU接口185-2来存储和取回JRU 190-2中存储的信息。

雷达接口185-3被配置成使机载单元110能够从雷达系统190-3接收轨道交通工具102的速度。在一个示例中，雷达系统190-3可以被安装在轨道交通工具102上，且被配置成例如基于多普勒效应测量轨道交通工具102的速度。

里程计脉冲发生器（OPG）接口185-4被配置成使机载单元110能够与OPG 190-4通信。OPG 190-4可以位于轨道交通工具102的轴上且可以测量轨道交通工具102所覆盖的距离。

应答器接口185-5被配置成使机载单元110能够与在轨道交通工具102上提供的应答器传输模块或在铁轨上提供的应答器190-5中的至少一个通信。每个应答器可以与唯一轨迹坐标相关联，该唯一轨迹坐标使机载单元110能够确定轨道交通工具102的准确位置。

乘客信息系统/运输管理系统（PIS/TMS）接口185-6被配置成使机载单元110能够与PIS/TMS 190-6通信。在一个示例中，PIS/TMS接口185-6从PIS/TMS 190-6接收操作数据，诸如到即将到来的车站的距离、到达即将到来的车站的估计时间、在即将到来的车站处停靠的持续时间。

诊断接口185-7被配置成使机载单元110能够与轨道交通工具102上的诊断系统190-7通信。诊断系统190-7可以记录和存储诊断信息，诸如与轨道交通工具102相关联的故障、与轨道交通工具102相关联的操作数据、故障之间的相关性、轨道交通工具102的操作状态等等。

驾驶员的座舱接口185-8被配置成使机载单元110能够与在驾驶员的座舱中提供的驾驶员的座舱控制装置190-8通信。例如，机载单元110可以接收与驾驶员的座舱控制装置190-8相关联的操作数据，该操作数据与门的开启和关闭、灯的操作、通信系统等等相关联。在另一示例中，操作数据可以包括轨道交通工具102的操作模式。操作模式可以是下述各项之一：手动、自动、全自动、半自动和扩展自动。

列车控制接口185-9被配置成使机载单元110能够与一个或多个列车控制装置190-9通信。列车控制装置190-9被配置用于提供用于驾驶轨道交通工具102的控制信号，且还用于促动制动器。制动器可以包括用于首要制动的电气制动系统和用于备用或次要目的的气动制动系统。除上面的内容外，第二存储器180还包括离线紧急模块195。离线紧急模块包括机器可读指令集，当机载单元110与装置105之间的通信被中断时（例如，当轨道交通工具102经过隧道时），该机器可读指令集在由处理器执行时管理轨道交通工具102的操作。第二存储器还可以存储要在机载单元110与装置105之间的通信被中断时执行的预定义操作指令。例如，预定义操作指令之一可以与降低轨道交通工具102的操作模式的等级（比如从自动到手动模式）相关联。

参考图2，结合图1A、1B和1C，根据本发明一个实施例，示出了用于管理轨道交通工具102的操作的方法200。该方法包括步骤205-215。在一个实施例中，方法200是使用装置105来实现的。

在步骤205处，基于与轨道交通工具102相关联的操作数据来从多个虚拟子系统中识别用于管理轨道交通工具102的具体操作的虚拟子系统。操作数据包括与轨道交通工具102的操作相关联的参数的值。

在步骤210处，使用所识别的虚拟子系统、基于轨道交通工具102的配置来生成能够管理轨道交通工具102的操作的一个或多个操作指令。

在步骤215处，在被配置用于执行该一个或多个操作指令的系统部件190处发起能够管理轨道交通工具102的操作的该一个或多个操作指令的执行。系统部件190是相对于第一处理单元125（即，装置105）远程定位的。

参考图3，结合图1A、1B和1C，根据本发明一个实施例，示出了用于减轻与轨道交通工具102相关联的安全风险的方法300。该方法包括步骤305-325。在一个实施例中，方法300是使用装置105来实现的。

在步骤305处，通过首先关于一个或多个关键参数的值中相对于该一个或多个关键参数的预定义值范围的偏差分析操作数据，来确定基于操作数据的轨道交通工具102的操作中的异常。进一步地，确定一个或多个关键参数的值中相对于该一个或多个关键参数的预定义值范围的偏差。基于该一个或多个关键参数的值中的偏差，确定轨道交通工具102的操作中的异常。例如，假定异常是轨道交通工具102上存在的轴箱的加热。异常可以是通过将轴的温度与预定义温度进行比较来确定的。轴上的温度可以是使用红外传感器来测量的，且在机载单元110上被传输到装置105。进一步地，如果所测量的轴温度大于预定义温度，则轨道交通工具102可以与轴的过热的异常相关联。

在步骤310处，使用根本原因分析技术来确定与轨道交通工具102的操作中的异常相关联的根本原因。例如，与异常相关联的根本原因可以是使用神经网络模型来确定的。神经网络模型可以使用与一个或多个轨道交通工具相关联的偏差数据而预先训练，以确定根本原因。根本原因可以被识别为例如在轴上安装的车轮轴承中缺少润滑。

在步骤315处，预测与轨道交通工具102的操作中的异常相关联的安全风险。安全风险可以是基于从操作数据确定的风险指示符值来预测的。例如，如果风险指示符值大于比如8，则安全风险可以与轨道交通工具102的脱轨相关联。

在步骤320处，确定用于减轻安全风险的一个或多个动作。例如，该一个或多个动作可以包括使车轮轴承润滑。

在步骤325处，生成用于实现用于减轻安全风险的一个或多个动作的操作指令。例如，操作指令可以与在HMI 190-1上显示指示安全风险的通知和用于减轻安全风险的一个或多个推荐相关联。用于减轻安全风险的该一个或多个推荐可以被预先存储在数据库145中。例如，推荐可以包括在即将到来的停靠点处使车轮轴承润滑。操作指令进一步被传输到机载单元110。机载单元110可以进一步在HMI 190-1上显示通知。

参考图4，结合图1A、1B和1C，根据本发明一个实施例，示出了用于优化轨道交通工具102的停机时间的方法400。方法400包括步骤405-415。在一个实施例中，方法400是使用装置105来实现的。

在步骤405处，确定轨道交通工具102的操作中的异常。

在步骤410处，基于轨道交通工具102的操作中的异常来确定轨道交通工具102的剩余寿命。在一个实施例中，可以基于由数据日志模块158记入日志的数据来确定轨道交通工具102的剩余寿命。更具体地，剩余寿命是基于从数据日志中的维护数据可用的与关键部件的失效时间相关联的危险模型和概率分布来确定的。例如，关键部件的失效时间可以是使用浴盆降级模型来确定的，另一关键部件的失效时间可以基于泊松分布等等。进一步地，轨道交通工具102的剩余寿命可以是基于例如轨道交通工具102的所有关键部件当中的最短失效时间来确定的。

在步骤415处，通过基于轨道交通工具102的剩余寿命调度轨道交通工具102的维护活动来优化轨道交通工具102的停机时间。例如，假定车轮轴承的剩余寿命是28天。停机时间可以是通过基于备用车轮轴承和服务人员的可用性调度维护活动来优化的。如果备用车轮轴承容易可用并且服务人员在相同的一天从比如3 pm至5 pm空闲，并且更换车轮轴承所需的实际修理时间是30分钟，则可以在相同的一天的3 pm至4 pm之间的时间内调度维护活动。然而，如果备用车轮轴承不可用，则装置105可以将取得备用车轮轴承（例如，使用连同通知一起发送的与车轮轴承的卖家相关联的交易门户链接）的通知传输到服务人员的电子设备。进一步地，可以在交易门户链接上提供的估计到达时间之后、在服务人员在交易门户上针对车轮轴承下单之后、以及在轨道交通工具102上的车轮轴承的剩余寿命被耗尽之前基于服务人员的可用性，调度维护活动。

参考图5，结合图1A、1B和1C，根据本发明一个示例性实施例，示出了用于管理轨道交通工具102的性命攸关操作的方法500的流程图。该方法被实现在装置105上，且通过举对轨道交通工具102的速度进行控制的示例加以解释。该方法包括步骤505-520。

在步骤505处，装置105从位于轨道交通工具102上的机载单元110接收与轨道交通工具102相关联的操作数据。操作数据是从通信耦合到机载单元110的系统部件190获得的。在本示例中，操作数据包括从雷达系统190-3接收到的轨道交通工具102的速度以及如从路边信令单元接收到的轨道交通工具102的所准许的速度。

在步骤510处，核心管理器模块152基于与轨道交通工具102相关联的操作数据来识别用于控制轨道交通工具102的虚拟ATP子系统168。核心管理器模块152将轨道交通工具102所覆盖的距离、轨道交通工具102的速度、轨道交通工具102的所准许的速度和轨道交通工具102的位置提供给虚拟ATP子系统168。

在步骤515处，虚拟ATP子系统168可以确定轨道交通工具102的速度处于轨道交通工具102的所准许的速度以下。如果轨道交通工具102的速度处于所准许的速度以上或者如果轨道交通工具102的速度接近于所准许的速度，则虚拟ATP子系统168可以基于轨道交通工具102的配置来生成用于限制轨道交通工具102的速度的一个或多个操作指令。该一个或多个操作指令可以用于应用制动器。

在步骤520处，将该一个或多个操作指令传输到机载单元110。机载单元110可以通过列车控制接口185-9来进一步将控制信号提供给与制动相关联的列车控制装置。列车控制装置可以进一步促动与用于啮合制动器的气动或电气制动系统相关联的制动阀。

参考图6，结合图1A、1B和1C，根据本发明一个示例性实施例，示出了用于管理轨道交通工具102的非性命攸关操作的方法600的流程图。通过举当在火车站处的适当位置处停靠轨道交通工具102时开启轨道交通工具102上的门连同月台屏蔽门的非性命攸关操作的示例，来解释方法600。该方法可以被实现在装置105上。方法600包括步骤605-620。假定轨道交通工具102的操作模式是自动。操作模式可以由虚拟ATP子系统168确定。

在步骤605处，装置105从位于轨道交通工具102上的机载单元110接收与轨道交通工具102相关联的操作数据。操作数据可以包括从装置105的虚拟ATP子系统168接收到的操作模式、从铁轨上的应答器190-5接收到的轨迹坐标以及还有从轨迹装备（诸如路边单元）或从数据库145获得的轨迹数据。轨迹数据可以包括与轨道交通工具102要遵循的路线相关联的信息。

在步骤610处，核心管理器模块152识别用于管理轨道交通工具102上的门的开启和关闭的虚拟子系统。在本示例中，尽管门的开启是非性命攸关功能，但确保不在对于上或下轨道交通工具102的乘客而言不安全的位置处开启轨道交通工具102的门是必要的。因此，核心管理器模块152最初识别用于管理轨道交通工具102的门的开启的虚拟ATP子系统168。

在步骤615处，虚拟ATP子系统168分析轨迹数据和轨迹坐标，以确定门是否可以被开启。进一步地，虚拟ATP子系统168基于轨迹数据和轨迹坐标的分析来生成数字输出。更具体地，虚拟ATP子系统168可以生成指示门是否可以被开启的数字输出。例如，假定虚拟ATP子系统168生成指示门可以被开启的数字输出“1”。数字输出“1”使虚拟ATO子系统166被触发，以用于生成用于开启门的操作指令。

在步骤620处，将操作指令传输到机载单元110。机载单元110可以进一步提供来自虚拟ATO子系统166的操作指令，以训练控制接口185-9，以用于开启轨道交通工具102上的门。类似地，虚拟ATO子系统166还可以提供用于月台屏蔽门与轨道交通工具102的门的同步操作的操作指令。

装置105还可以生成包括下述各项的报告：与操作数据相关联的参数的值、被提供给轨道交通工具102的命令、所检测到的异常、异常的根本原因、与异常相关联的安全风险、被采取以用于减轻安全风险的动作、所调度的维护活动、基于所调度的维护活动的轨道交通工具102的经优化的停机时间等等。报告可以是例如在轨道交通工具102的操作的每5分钟期间生成的。

本发明可以采取计算机程序产品的形式，该计算机程序产品包括可从存储程序代码以供一个或多个计算机、处理器或指令执行系统使用或者结合一个或多个计算机、处理器或指令执行系统使用的计算机可使用或计算机可读介质访问的程序模块。出于该描述的目的，计算机可使用或计算机可读介质是可包含、存储、传送、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备使用或者结合指令执行系统、装置或设备使用的任何装置。介质可以是电子、磁、光学、电磁、红外或半导体系统（或者装置或设备），或者信号载体中的传播介质和自身作为信号载体的传播介质未被包括在物理计算机可使用介质的定义中，该定义包括半导体或固态存储器、磁带、可移除计算机磁盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、刚性磁盘和光盘，诸如致密盘只读存储器（CD-ROM）、致密盘读/写和DVD。用于实现技术的每个方面的处理器和程序代码两者都可以是集中式的或分布式的（或者其组合），如本领域技术人员已知的那样。

尽管已经借助优选实施例详细地说明和描述了本发明，但本发明不限于所公开的示例。本领域技术人员可以在不脱离要求保护的本发明的保护范围的情况下演绎出其他变型。

Claims (15)

1.一种用于远程管理轨道交通工具（102）的操作的计算机实现方法，所述方法包括：

由处理单元（125）基于与所述轨道交通工具（102）相关联的操作数据来从多个虚拟子系统中识别用于管理所述轨道交通工具（102）的具体操作的虚拟子系统，其中所述操作数据包括与所述轨道交通工具（102）的操作相关联的参数的值；

使用所识别的虚拟子系统、基于所述轨道交通工具（102）的配置来生成能够管理所述轨道交通工具（102）的操作的一个或多个操作指令；以及

在被配置用于执行所述一个或多个操作指令的系统部件（190）处发起能够管理所述轨道交通工具（102）的操作的所述一个或多个操作指令的执行，其中所述系统部件（190）是相对于所述处理单元（125）远程定位的。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述虚拟子系统与用于确保所述轨道交通工具（102）的安全的一个或多个性命攸关功能相关联。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述虚拟子系统与用于对所述轨道交通工具（102）的操作进行自动化的一个或多个非性命攸关功能相关联。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述虚拟子系统与管理所述轨道交通工具（102）上存在的通信接口相关联。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，进一步包括：

基于所述操作数据来确定所述轨道交通工具（102）的操作中的异常。

6.根据权利要求5所述的方法，其中基于所述操作数据来确定所述轨道交通工具（102）的操作中的异常包括：

关于一个或多个关键参数的值中相对于所述一个或多个关键参数的预定义值范围的偏差，分析所述操作数据；

确定一个或多个关键参数的值中相对于所述一个或多个关键参数的预定义值范围的偏差；以及

基于所述一个或多个关键参数的值中的偏差来确定所述轨道交通工具（102）的操作中的异常。

7.根据权利要求5或6所述的方法，进一步包括：

使用根本原因分析技术来确定与所述轨道交通工具（102）的操作中的异常相关联的根本原因。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，进一步包括：

预测与所述轨道交通工具（102）的操作中的异常相关联的安全风险；

确定用于减轻所述安全风险的一个或多个动作；以及

生成用于实现所述用于减轻所述安全风险的一个或多个动作的操作指令。

9.根据权利要求5至9中任一项所述的方法，进一步包括：

基于所述轨道交通工具（102）的操作中的异常来确定所述轨道交通工具（102）的剩余寿命。

10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：

通过基于所述轨道交通工具（102）的剩余寿命调度所述轨道交通工具（102）的维护活动，来优化所述轨道交通工具（102）的停机时间。

11.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

生成与所述轨道交通工具（102）的操作相关联的报告。

12.一种用于远程管理轨道交通工具（102）的操作的装置（105），所述系统包括：

一个或多个处理单元（125）；以及

存储器单元（140），通信耦合到所述一个或多个处理单元（125），其中所述存储器单元（140）包括以所述一个或多个处理单元（125）可执行的机器可读指令的形式存储的管理模块（148），其中所述管理模块（148）被配置用于根据方法权利要求1至11中的任一项来管理所述轨道交通工具（102）的操作。

13.一种用于管理轨道交通工具（102）的操作的系统（100），所述系统（100）包括：

一个或多个系统部件（190），用于提供与所述轨道交通工具（102）的操作相关联的操作数据，其中所述操作数据包括与所述轨道交通工具（102）的操作相关联的参数的值；以及

根据权利要求12所述的装置（105），通信耦合到所述一个或多个系统部件（190），其中所述装置（105）被配置用于根据方法权利要求1至11中的任一项基于所述操作数据来管理所述轨道交通工具（102）的操作。

14.根据权利要求13所述的系统（100），进一步包括位于所述轨道交通工具（102）上的机载单元（110），所述机载单元（110）包括：

多个接口，用于与所述一个或多个系统部件（190）和所述装置（105）通信以用于使所述一个或多个系统部件（190）能够与所述装置（105）通信耦合；

一个或多个处理单元（175）；以及

存储器单元（180），通信耦合到所述一个或多个处理单元（175），其中所述存储器单元（180）包括以所述一个或多个处理单元（175）可执行的机器可读指令的形式存储的离线紧急模块（195），其中所述离线紧急模块（195）被配置用于：当所述机载单元（110）与所述装置（105）之间的通信被中断时，管理所述轨道交通工具（102）的操作。

15.一种具有机器可读指令存储在其中的计算机程序产品，所述机器可读指令在由一个或多个处理单元（125）执行时使所述处理单元（125）执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法。

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