CN114248818A - 一种基于轨道交通的智能化信息化运输监管方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于轨道交通的智能化信息化运输监管方法及系统，该方法包括以下步骤：获取列车内各区域监控视频影像与位置信息作为实时运输信息；列车车载终端获取车内运输信息，进行故障点检测；检测设备实时检测列车运行状态数据，并上传云端服务器；处理中心接收运行状态数据进行处理，得到列车健康状态信息；获取列车实际运行过程中能耗，计算列车行驶综合能耗信息；实时监管列车健康状态与综合能耗信息，超过预设阈值时进行报警。有益效果：通过实时监测轨道交通列车，实现车辆运输过程监测的同时，通过图像处理与特征点提取，实时分析车内设施的状态并检测故障点，便于维护人员及时进行维修更换，保证列车内人员设施安全健康。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，具体来说，涉及一种基于轨道交通的智能化信息化运输监管方法及系统。
背景技术
城市轨道交通是实现乘客运输的重要手段，近年来，城市轨道交通发展迅猛，开通城市轨道交通的城市越来越多，运营里程不断增加，由此带来的运营安全问题不容小觑。由于城市轨道交通人流密集、地下空间狭小，一旦发生人员踩踏、设备故障等突发事件，后果非常严重，据不完全统计，大多数的城市轨道交通事故是因设备故障或人为因素而引起的。因此需要对城市轨道交通进行实时的监管，保证轨道系统的健康稳定运行。
城市轨道交通中运行的各大子系统都由众多设备组成，如地铁系统中的CI监测并发送信号机、道岔、DRB信息等；ATP由主控板、记录板、电源板、输入板、输出板等设备构成，每个设备的安全可靠运行都关系到列车的行车安全和行车效率。由于行车特点的实时性和安全性要求，一旦现场行车过程中出现可能导致安全隐患或设备故障的现象，需要人工参与凭借经验进行及时分析、定位和处理，否则相关系统将直接或间接导向安全侧，影响运行效率。若不能及时定位问题所在则在后续故障原因定位时，需拷回该时间段内的数据采用维护工具或三方工具进行分析定位并整理产生故障说明报表，导致维护工作冗余复杂效率低下，需要付出大量人力物力去进行维护。而仅仅通过实时监测做到故障定位，及时进行维护仍然不能满足于目前的轨道交通系统，需要结合实时行车数据形成预测，做到提前预防，才能最大程度的避免故障造成意外的损失与伤亡，确保行车始终处于健康稳定。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种基于轨道交通的智能化信息化运输监管方法及系统，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
为此，本发明采用的具体技术方案如下：
根据本发明的一个方面，提供了一种基于轨道交通的智能化信息化运输监管方法，该方法包括以下步骤：
获取列车内各区域监控视频影像与位置信息作为实时运输信息；
列车车载终端获取车内运输信息，进行故障点检测；
检测设备实时检测列车运行状态数据，并上传云端服务器；
处理中心接收运行状态数据进行处理，得到列车健康状态信息；
获取列车实际运行过程中能耗，计算列车行驶综合能耗信息；
实时监管列车健康状态与综合能耗信息，超过预设阈值时进行报警。
进一步的，所述故障点包括设施故障与设施污染，且所述列车车载终端获取车内运输信息，进行故障点检测的方法为将运输信息与大数据平台及原始数据进行对比，判断是否存在设施故障与设施污染，若存在，则提取出特征图片并确定位置信息，若不存在则继续获取实时运输信息。
进一步的，所述提取出特征图片并确定位置信息包括以下步骤：
采用SIFT算法在所述运输信息中提取出故障图像特征点；
利用位置敏感散列算法对提取的所述故障图像特征点进行匹配，并使用鲁棒估计方法筛除错误的匹配点对，获得最终匹配结果；
根据所述最终匹配结果，对所述运输信息进行筛选，得到所述运输信息中包括的故障点的特征图片；
根据所述特征图片确定所述故障点所在的位置信息。
进一步的，所述运行状态数据包括列车速度、轨道光洁度、列车轮缘值、弓网电压、弓网电流以及风阻。
进一步的，所述处理中心接收运行状态数据进行处理，判断列车健康状态信息包括以下步骤：
根据通信协议内容对所述运行状态数据重新分条存储，得到若干条存储数据；
根据序列号或时间戳将各存储数据与云端服务器已接收的数据进行对比，若目标存储数据与云端服务器已接收的数据相同，则丢弃目标运行状态数据；
若目标存储数据与云端已接收的运行状态数据存在冲突，则在所述目标存储数据中添加对应的冲突代码进行标识。
进一步的，所述获取列车实际运行过程中能耗，计算列车行驶综合能耗数据包括以下步骤：
采用台架对列车的牵引系统实际能耗进行测试；
根据辅助电源系统供电的各耗电设备独立工作时的能耗，估算辅助电源系统能耗；
基于给定的全国典型工况的牵引能耗，分别对牵引系统实际能耗与辅助电源系统能耗进行计算，得到牵引系统实际能耗评价数据与辅助电源系统能耗评价数据，并确定综合能耗信息。
进一步的，所述基于给定的全国典型工况的牵引能耗，对牵引系统实际能耗进行计算公式如下：
Econ牵引In＝Econ牵引/(N/s)；
其中Econ牵引In表示牵引系统牵引能耗评价数据，s表示牵引能耗典型测试工况列车行驶总里程，N表示牵引能耗典型测试工况加权总人数。
进一步的，所述基于给定的全国典型工况的牵引能耗，对辅助电源系统能耗进行计算的公式如下：
其中Econ辅助In表示辅助电源系统能耗评价数据，Econ空调In表示空调系统能耗评价数据，Econ冷却In表示牵引变流器冷却单元能耗评价数据，Econ其他In表示其他设备能耗评价数据，Ei-In表示各耗电系统能耗评价数据，i表示con空调、con冷却及con其他，Eci表示测得的各耗电系统总能耗。
进一步的，所述综合能耗信息的计算公式如下：
Econ整车In＝Econ牵引In+Econ辅助In；
其中，Econ整车In表示综合能耗信息，Econ辅助In表示辅助电源系统能耗评价数据，Econ牵引In表示牵引系统牵引能耗评价数据。
根据本发明的另一个方面，提供了一种基于轨道交通的智能化信息化运输监管系统，该系统包括以下成分组成：
轨道交通设备，用于运输的基本载具；
监控模块，用于监测列车内实时运输信息；
车载终端模块，用于处理实时运输信息，自动监测单列车内故障点；
定位终端模块，用于实现定位，确定列车运行轨迹；
检测设备模块，用于实时监测列车运行状态数据，观测设备健康状态；
云端服务器模块，用于接收与传输数据信息，实时同步列车状态信息；
信号基站，用于保证信号传输速度与质量；
处理中心，用于处理列车组运行状态数据，并分析健康状态，发出预警。
本发明的有益效果为：通过实时监测轨道交通列车内的监控数据，实现车辆运输过程监测的同时，通过图像处理与特征点提取，实时分析车内设施的状态并检测故障点，便于维护人员及时进行维修更换，保证列车内人员设施的安全健康；通过实时监测得到的列车运行状态数据，结合多种主要参数分析检验列车运行过程中状态，能够实时评估出列车健康状态，并在数据出现异常可能导致列车运行故障时及时预警，从而降低故障发生的风险，利于维修人员及时进行故障定位与维修；同时通过对列车运行能耗的测量与计算，能够通过能耗的变化对列车运行状态进行进一步检测与评估，从而进一步提高监管的覆盖面与精确度。综上，本方法结合多项数据检测对列车进行实时评估监管，确保列车始终处于健康安全状态，并在故障发生前及时发生预警，保证轨道交通的安全便携。
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是根据本发明实施例的一种基于轨道交通的智能化信息化运输监管方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的一种基于轨道交通的智能化信息化运输监管系统的系统框图。
图中：
1、轨道交通设备；2、监控模块；3、车载终端模块；4、定位终端模块；5、检测设备模块；6、云端服务器模块；7、信号基站；8、处理中心。
具体实施方式
根据本发明的实施例，提供了一种基于轨道交通的智能化信息化运输监管方法。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明，如图1所示，根据本发明实施例的基于轨道交通的智能化信息化运输监管方法，该方法包括以下步骤：
S1、获取列车内各区域监控视频影像与位置信息作为实时运输信息；
S2、列车车载终端获取车内运输信息，进行故障点检测；
其中，所述故障点包括设施故障与设施污染，且所述列车车载终端获取车内运输信息，进行故障点检测的方法为将运输信息与大数据平台及原始数据进行对比，判断是否存在设施故障与设施污染，若存在，则提取出特征图片并确定位置信息，若不存在则继续获取实时运输信息。
其中，所述提取出特征图片并确定位置信息包括以下步骤：
S21、采用SIFT算法在所述运输信息中提取出故障图像特征点；
S22、利用位置敏感散列算法对提取的所述故障图像特征点进行匹配，并使用鲁棒估计方法筛除错误的匹配点对，获得最终匹配结果；
S23、根据所述最终匹配结果，对所述运输信息进行筛选，得到所述运输信息中包括的故障点的特征图片；
S24、根据所述特征图片确定所述故障点所在的位置信息。
S3、检测设备实时检测列车运行状态数据，并上传云端服务器；
其中，所述运行状态数据包括列车速度、轨道光洁度、列车轮缘值、弓网电压、弓网电流以及风阻。
S4、处理中心接收运行状态数据进行处理，得到列车健康状态信息；
其中，步骤S4包括以下步骤：
S41、根据通信协议内容对所述运行状态数据重新分条存储，得到若干条存储数据；
S42、根据序列号或时间戳将各存储数据与云端服务器已接收的数据进行对比，若目标存储数据与云端服务器已接收的数据相同，则丢弃目标运行状态数据；
S43、若目标存储数据与云端已接收的运行状态数据存在冲突，则在所述目标存储数据中添加对应的冲突代码进行标识。
S5、获取列车实际运行过程中能耗，计算列车行驶综合能耗信息；
其中，步骤S5包括以下步骤：
S51、采用台架对列车的牵引系统实际能耗进行测试；
S52、根据辅助电源系统供电的各耗电设备独立工作时的能耗，估算辅助电源系统能耗；
S53、基于给定的全国典型工况的牵引能耗，分别对牵引系统实际能耗与辅助电源系统能耗进行计算，得到牵引系统实际能耗评价数据与辅助电源系统能耗评价数据，并确定综合能耗信息。
其中，所述基于给定的全国典型工况的牵引能耗，对牵引系统实际能耗进行计算公式如下：
Econ牵引In＝Econ牵引/(N/s)；
其中Econ牵引In表示牵引系统牵引能耗评价数据，s表示牵引能耗典型测试工况列车行驶总里程，N表示牵引能耗典型测试工况加权总人数。
所述基于给定的全国典型工况的牵引能耗，对辅助电源系统能耗进行计算的公式如下：
其中Econ辅助In表示辅助电源系统能耗评价数据，Econ空调In表示空调系统能耗评价数据，Econ冷却In表示牵引变流器冷却单元能耗评价数据，Econ其他In表示其他设备能耗评价数据，Ei-In表示各耗电系统能耗评价数据，i表示con空调、con冷却及con其他，Eci表示测得的各耗电系统总能耗。
所述综合能耗信息的计算公式如下：
Econ整车In＝Econ牵引In+Econ辅助In；
其中，Econ整车In表示综合能耗信息，Econ辅助In表示辅助电源系统能耗评价数据，Econ牵引In表示牵引系统牵引能耗评价数据。
S6、实时监管列车健康状态与综合能耗信息，超过预设阈值时进行报警。
根据本发明的另一个实施例，如图2所示，还提供了一种基于轨道交通的智能化信息化运输监管系统，该系统包括以下成分组成：
轨道交通设备1，用于运输的基本载具；
监控模块2，用于监测列车内实时运输信息；
车载终端模块3，用于处理实时运输信息，自动监测单列车内故障点；
定位终端模块4，用于实现定位，确定列车运行轨迹；
检测设备模块5，用于实时监测列车运行状态数据，观测设备健康状态；
云端服务器模块6，用于接收与传输数据信息，实时同步列车状态信息；
信号基站7，用于保证信号传输速度与质量；
处理中心8，用于处理列车组运行状态数据，并分析健康状态，发出预警。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过实时监测轨道交通列车内的监控数据，实现车辆运输过程监测的同时，通过图像处理与特征点提取，实时分析车内设施的状态并检测故障点，便于维护人员及时进行维修更换，保证列车内人员设施的安全健康；通过实时监测得到的列车运行状态数据，结合多种主要参数分析检验列车运行过程中状态，能够实时评估出列车健康状态，并在数据出现异常可能导致列车运行故障时及时预警，从而降低故障发生的风险，利于维修人员及时进行故障定位与维修；同时通过对列车运行能耗的测量与计算，能够通过能耗的变化对列车运行状态进行进一步检测与评估，从而进一步提高监管的覆盖面与精确度。综上，本方法结合多项数据检测对列车进行实时评估监管，确保列车始终处于健康安全状态，并在故障发生前及时发生预警，保证轨道交通的安全便携。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于轨道交通的智能化信息化运输监管方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
获取列车内各区域监控视频影像与位置信息作为实时运输信息；
列车车载终端获取车内运输信息，进行故障点检测；
检测设备实时检测列车运行状态数据，并上传云端服务器；
处理中心接收运行状态数据进行处理，得到列车健康状态信息；
获取列车实际运行过程中能耗，计算列车行驶综合能耗信息；
实时监管列车健康状态与综合能耗信息，超过预设阈值时进行报警。
2.根据权利要求1所述的一种基于轨道交通的智能化信息化运输监管方法，其特征在于，所述故障点包括设施故障与设施污染，且所述列车车载终端获取车内运输信息，进行故障点检测的方法为将运输信息与大数据平台及原始数据进行对比，判断是否存在设施故障与设施污染，若存在，则提取出特征图片并确定位置信息，若不存在则继续获取实时运输信息。
3.根据权利要求2所述的一种基于轨道交通的智能化信息化运输监管方法，其特征在于，所述提取出特征图片并确定位置信息包括以下步骤：
采用SIFT算法在所述运输信息中提取出故障图像特征点；
利用位置敏感散列算法对提取的所述故障图像特征点进行匹配，并使用鲁棒估计方法筛除错误的匹配点对，获得最终匹配结果；
根据所述最终匹配结果，对所述运输信息进行筛选，得到所述运输信息中包括的故障点的特征图片；
根据所述特征图片确定所述故障点所在的位置信息。
4.根据权利要求3所述的一种基于轨道交通的智能化信息化运输监管方法，其特征在于，所述运行状态数据包括列车速度、轨道光洁度、列车轮缘值、弓网电压、弓网电流以及风阻。
5.根据权利要求4所述的一种基于轨道交通的智能化信息化运输监管方法，其特征在于，所述处理中心接收运行状态数据进行处理，判断列车健康状态信息包括以下步骤：
根据通信协议内容对所述运行状态数据重新分条存储，得到若干条存储数据；
根据序列号或时间戳将各存储数据与云端服务器已接收的数据进行对比，若目标存储数据与云端服务器已接收的数据相同，则丢弃目标运行状态数据；
若目标存储数据与云端已接收的运行状态数据存在冲突，则在所述目标存储数据中添加对应的冲突代码进行标识。
6.根据权利要求5所述的一种基于轨道交通的智能化信息化运输监管方法，其特征在于，所述获取列车实际运行过程中能耗，计算列车行驶综合能耗数据包括以下步骤：
采用台架对列车的牵引系统实际能耗进行测试；
根据辅助电源系统供电的各耗电设备独立工作时的能耗，估算辅助电源系统能耗；
基于给定的全国典型工况的牵引能耗，分别对牵引系统实际能耗与辅助电源系统能耗进行计算，得到牵引系统实际能耗评价数据与辅助电源系统能耗评价数据，并确定综合能耗信息。
7.根据权利要求6所述的一种基于轨道交通的智能化信息化运输监管方法，其特征在于，所述基于给定的全国典型工况的牵引能耗，对牵引系统实际能耗进行计算公式如下：
Econ牵引In＝Econ牵引/(N/s)；
其中Econ牵引In表示牵引系统牵引能耗评价数据，s表示牵引能耗典型测试工况列车行驶总里程，N表示牵引能耗典型测试工况加权总人数。
8.根据权利要求7所述的一种基于轨道交通的智能化信息化运输监管方法，其特征在于，所述基于给定的全国典型工况的牵引能耗，对辅助电源系统能耗进行计算的公式如下：
其中Econ辅助In表示辅助电源系统能耗评价数据，Econ空调In表示空调系统能耗评价数据，Econ冷却In表示牵引变流器冷却单元能耗评价数据，Econ其他In表示其他设备能耗评价数据，Ei-In表示各耗电系统能耗评价数据，i表示con空调、con冷却及con其他，Eci表示测得的各耗电系统总能耗。
9.根据权利要求8所述的一种基于轨道交通的智能化信息化运输监管方法，其特征在于，所述综合能耗信息的计算公式如下：
Econ整车In＝Econ牵引In+Econ辅助In；
其中，Econ整车In表示综合能耗信息，Econ辅助In表示辅助电源系统能耗评价数据，Econ牵引In表示牵引系统牵引能耗评价数据。
10.一种基于轨道交通的智能化信息化运输监管系统，用于权利要求1-9中所述基于轨道交通的智能化信息化运输监管方法的实现，其特征在于，该系统包括以下成分组成：
轨道交通设备(1)，用于运输的基本载具；
监控模块(2)，用于监测列车内实时运输信息；
车载终端模块(3)，用于处理实时运输信息，自动监测单列车内故障点；
定位终端模块(4)，用于实现定位，确定列车运行轨迹；
检测设备模块(5)，用于实时监测列车运行状态数据，观测设备健康状态；
云端服务器模块(6)，用于接收与传输数据信息，实时同步列车状态信息；
信号基站(7)，用于保证信号传输速度与质量；
处理中心(8)，用于处理列车组运行状态数据，并分析健康状态，发出预警。
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