CN115373371A - 车载atp系统故障诊断方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种车载ATP系统故障诊断方法、装置及存储介质，该方法包括：输入车载ATP系统多种不同来源的故障原始数据；将故障原始数据按照所需数据协议进行转换，得到内部故障数据；对内部故障数据的来源类型进行识别，得到故障数据类别；根据故障数据类别进行故障诊断，得到故障诊断结果输出，其中当为第一类别时，从内部故障数据中提取所需类型的故障信息，并调用故障推理链路进行故障诊断；当为第二类别时，从内部故障数据中提取所需类型的故障信息，根据提取的故障信息以及历史故障数据进行故障诊断。本发明具有实现方法简单、成本低、诊断效率与精度高等优点。

Description

车载ATP系统故障诊断方法、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及列车控制设备技术领域，尤其涉及一种车载ATP系统故障诊断方法、装置及存储介质。

背景技术

车载ATP(Automatic Train Protection，列车自动防护)是列车运行控制系统的核心安全设备，包括车载主机、无线传输单元、应答器传输模块(BTM)、应答器天线、信息接收单元、轨道电路信息读取器(TCR)、测速测距单元、人机交互接口单元(DMI)、列车接口单元(TIU)等多个子系统。与列车的其他系统相比，车载ATP系统是控制列车运行的核心系统，列车在运行过程中发生的故障也是最先通过车载ATP系统直接的表现出来，而只有列车故障排除后才可以再次投入运行，因此是否能快速、准确的发现和处理故障，将直接影响列车运行的安全可靠性以及运行效率。

针对于列车的车载ATP故障处理，目前通常是采取人工分析的方式，当列车发生故障时，运营维护人员请点上车下载系统记录日志，借助系统日志根据既有人工维护经验和故障现象判断可能的故障原因，排查可能的故障部件。但是车载ATP系统的结构复杂，人工维护方式不仅排查难度大、效率低，且由于需要严重依赖运营维护人员的人工经验，易于发生故障误判或者漏判断，尤其是由于车载ATP系统中一个故障现象可能表现出多个组合故障症状，人工排查方式极易发生隐性故障漏诊的情况。

通过自动化、智能化的方式进行故障诊断，可以有效提高故障诊断的效率以及精度，从而更好的保证列车安全、高效的运行。现有技术中自动故障诊断方式通常是采用基于故障模型匹配的方式，即预先通过故障数据经过大量训练形成故障诊断模型，采集到实时故障数据后，将故障数据输入至故障诊断模型中进行匹配比较，得到诊断结果。但是上述基于故障模型匹配的方式并不适用于针对车载ATP系统的故障诊断，由于车载ATP系统结构复杂，其包含有大量设备且系统接口众多，众多设备所表现出的故障特性可能相近也可能千差万别，就难以构建能够精准反映出不同设备故障特性的故障诊断模型，致使故障诊断精度低、难以精准定位到故障点，且故障诊断模型也需要耗费大量的时间、成本进行训练。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种实现方法简单、成本低、诊断效率与精度高的车载ATP系统故障诊断方法、装置及存储介质。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种车载ATP系统故障诊断方法，步骤包括：

输入车载ATP系统多种不同来源的故障原始数据；

将所述故障原始数据按照所需数据协议进行转换，得到内部故障数据；

对所述内部故障数据的来源类型进行识别，得到故障数据类别；

根据所述故障数据类别进行故障诊断，得到故障诊断结果输出，其中当所述故障数据类别为第一类别时，从所述内部故障数据中提取所需类型的故障信息，并根据提取的故障信息调用故障推理链路进行故障诊断，所述故障推理链路为根据车载ATP系统的结构和/或功能确定多个节点，各节点之间按照关联关系连接构成的链路；当所述故障数据类别为第二类别时，从所述内部故障数据中提取所需类型的故障信息，根据提取的所述故障信息以及历史故障数据进行故障诊断，所述第一类别、第二类别根据数据的信息完整度进行划分，且所述第一类别的信息完整度高于所述第二类别。

进一步的，所述将所述故障原始数据按照所需数据协议进行转换包括：

根据故障原始数据的协议和所需故障诊断内部数据协议生成故障数据映射表；

使用所述故障数据映射表将所述故障原始数据转换为符合所需故障诊断内部数据协议的内部故障数据。

进一步的，所述根据故障原始数据的协议和所需故障诊断内部数据协议生成故障数据映射表包括：根据故障原始数据的协议查询转换字典，获取对应的多种字符，通过将获取的字符进行组合生成得到所述故障数据映射表，所述转换字典为根据所需故障诊断内部数据协议定义多种字符所形成的字典。

进一步的，所述转换字典包括数据类型、大小、起止标识、循环标识以及索引号中任意多种字符。

进一步的，所述故障诊断内部数据协议中定义有包括表头、状态数据、事件信息的类别，所述表头包括数据基地址、数据特征、数据ID、数据大小、数值任意多种信息，所述状态数据中定义有包括头尾通信、车地通信、ATO通信、BTM通信、DMI通信、红蓝网状态、驾驶模式、控制级别、最高预设、列车位置、门使能、门状态、折返状态中任意一种或多种的列车状态信息，所述事件信息定义有包括应答器丢失、位置丢失、紧急制动、牵引切除、屏蔽门不联动、折返失败中任意一种或多种的列车运行过程中发生的事件信息。

进一步的，所述故障原始数据包括ATP系统日志数据、运维系统数据、MSS系统数据、故障记录数据中任意多种。

进一步的，所述故障推理链路为基于系统架构的推理链路、基于网络结构的推理链路以及基于系统功能的推理链路中任意一种或两种以上组合，所述基于系统架构的推理链路为以车载ATP主控插件为主节点、与车载ATP系统关联的各个插件节点按照节点之间的关联关系建立形成的多个链路；所述基于网络结构的推理链路为以列车控制系统车地通信网络各节点为主链路节点，并从主链路节点向下展开直到底端子节点所构建形成的链路，所述基于系统功能的推理链路为以车载ATP核心功能为主链路节点，各主链路节点依次向下展开直到底端子节点所形成的链路。

进一步的，所述根据所述故障数据类别进行故障诊断时，如果所述故障数据类别为ATP系统日志数据，判定为所述第一类别，并分别从所述内部故障数据中提取事件信息、状态信息，根据提取的所述事件信息、状态信息检索所述故障推理链路，得到故障诊断结果输出。

进一步的，所述根据所述故障数据类别进行故障诊断时，如果所述故障数据类别为ATP系统日志数据，按照优先级先后顺序依次提取所述事件信息、状态信息，并按照优先级先后顺序依次根据提取的所述事件信息、状态信息检索所述故障推理链路。

进一步的，所述根据所述故障数据类别进行故障诊断时，如果所述故障数据类别为MSS(Maintenance Support System，维护支持系统)系统数据或运维系统数据，判定为所述第一类别，并从所述内部故障数据中提取状态信息，根据获取的所述状态信息检索所述故障推理链路，得到故障诊断结果输出。

进一步的，所述根据所述故障数据类别进行故障诊断时，如果所述故障数据类别为故障记录数据，判定为所述第二类别，并从所述内部故障数据中提取状态信息，将状态信息中状态特征值和/或故障征兆值输入至历史故障数据库进行匹配查找，将匹配成功的故障类型作为最终故障诊断结果输出。

一种车载ATP系统故障诊断装置，包括：

数据输入单元，用于获取车载ATP系统多种不同来源的故障原始数据；

转换单元，用于将所述故障原始数据按照所需数据协议进行转换，得到内部故障数据；

数据源分类单元，用于对所述内部故障数据的来源类型进行识别，得到故障数据类别；

故障诊断单元，用于根据所述故障数据类别进行故障诊断，得到故障诊断结果输出，其中当所述故障数据类别为第一类别时，从所述内部故障数据中提取所需类型的故障信息，并根据提取的故障信息调用故障推理链路进行故障诊断，所述故障推理链路为根据车载ATP系统的结构和/或功能确定多个节点，各节点之间按照关联关系连接构成的链路；当所述故障数据类别为第二类别时，从所述内部故障数据中提取所需类型的故障信息，根据提取的所述故障信息以及历史故障数据进行故障诊断。

进一步的，所述数据源分类单元以及故障诊断单元设置在一主控计算单元中，所述主控计算单元分别与所述数据输入单元、转换单元连接，以对各单元进行调度控制。

进一步的，还包括分别与所述转换单元、主控计算单元连接的知识管理单元，用于存储并管理外部输入的知识信息以及所述主控计算单元产生的诊断知识信息。

进一步的，所述故障诊断单元中，如果所述故障数据类别为ATP系统日志数据，判定为所述第一类别，并分别从所述内部故障数据中提取事件信息、状态信息，根据提取的所述事件信息、状态信息检索所述故障推理链路，得到故障诊断结果输出；

如果所述故障数据类别为MSS系统数据或运维系统数据，判定为所述第一类别，并从所述内部故障数据中提取状态信息，根据获取的所述状态信息检索所述故障推理链路，得到故障诊断结果输出；

如果所述故障数据类别为故障记录数据，判定为第二类别，并从所述内部故障数据中提取状态信息，将状态信息中状态特征值和/或故障征兆值输入至历史故障数据库进行匹配查找，将匹配成功的故障类型作为最终故障诊断结果输出。

一种计算机装置，包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序以执行如上述方法。

一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序执行时实现如上述的方法。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明通过获取多种不同来源的故障原始数据按照所需数据协议，转换为系统可识别的内部故障数据，然后对内部故障数据的来源类型进行识别，根据故障数据类别进行相适应的故障诊断，对于信息完整度较高的类别，利用信息完整度较高特性，通过提取出故障信息后调用故障推理链路进行诊断，以利用车载ATP系统的结构和/或功能特性实现快速、精准的自动故障推理诊断，对于信息完整度较低的类别，则直接利用故障信息与历史故障数据进行故障诊断，使得可以区分不同数据源类型实现精准、快速的自动化故障诊断，大大提高车载ATP故障处理的效率以及准确性。

附图说明

图1是本实施例车载ATP系统故障诊断方法的实现流程示意图。

图2是本实施例中故障数据转换的实现流程示意图。

图3是在具体应用实施例中不同故障数据类型实现故障诊断的实现流程示意图。

图4是本实施例中车载ATP系统故障诊断系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

如图1所示，本实施例车载ATP系统故障诊断方法的步骤包括：

S01.输入车载ATP系统多种不同来源的故障原始数据；

S02.将故障原始数据按照所需数据协议进行转换，得到内部故障数据；

S03.对内部故障数据的来源类型进行识别，得到故障数据类别；

S04.根据故障数据类别进行故障诊断，得到故障诊断结果输出，其中当故障数据类别为第一类别时，从内部故障数据中提取所需类型的故障信息，并根据提取的故障信息调用故障推理链路进行故障诊断，故障推理链路为根据车载ATP系统的结构和/或功能确定多个节点，各节点之间按照关联关系连接构成的链路；当故障数据类别为第二类别时，从内部故障数据中提取所需类型的故障信息，根据提取的故障信息以及历史故障数据进行故障诊断，第一类别、第二类别根据数据的信息完整度进行划分，且第一类别的信息完整度高于第二类别。

考虑到ATP系统的复杂性和故障数据来源的多样性，本实施例通过先获取多种不同来源的故障原始数据按照所需数据协议进行转换，以转换为系统可识别的内部故障数据，然后对内部故障数据的来源类型进行识别，根据故障数据类别进行相适应的故障诊断，对于信息完整度较高的类别(第一类别)，利用信息完整度较高特性，通过提取出故障信息后调用故障推理链路进行诊断，以利用车载ATP系统的结构和/或功能特性实现快速、精准的自动故障推理诊断，对于信息完整度较低的类别(第二类别)，则直接利用故障信息与历史故障数据进行故障诊断，使得可以区分不同数据源类型实现精准、快速的自动化故障诊断，大大提高车载ATP故障处理的效率以及准确率。

本实施例中，故障原始数据包括ATP系统日志数据、运维系统数据、MSS系统数据、故障记录数据等，其中故障记录数据可以是人工填写的行车故障表单数据、日检记录数据等等，除上述类型数据外，还可以根据实际需求采用ATP系统中其他外设或关联设备的故障数据。收集上述多源故障原始数据后，后续再对多源故障原始数据进行诊断识别，使得可以支持对车载ATP日志、MSS数据、人工填报行车故障单等多元化方式输入的故障数据的识别和诊断。

本实施例中，步骤S02将故障原始数据按照所需数据协议进行转换的具体包括：

S201.根据故障原始数据的协议和所需故障诊断内部数据协议生成故障数据映射表；

S202.使用故障数据映射表将故障原始数据转换为符合所需故障诊断内部数据协议的内部故障数据。

车载ATP系统结构复杂、系统接口众多，来自不同厂家车载日志的数据会存在差别，不同运行线路或运营公司的故障数据记录格式也并不统一。本实施例通过根据原始故障数据协议和所需的故障诊断内部数据协议生成转换映射表，转换映射表即为原始故障数据与内部故障数据之间的映射关系，然后基于该转换映射表中对应关系提取故障原始数据中的相关值，转换形成符合故障诊断内部数据协议的内部故障数据并存储以用于后续故障诊断，使得经过转换后可以对各类型协议的故障数据进行统一处理。

本实施例中，在内部数据协议中具体定义表头、状态、事件等内部故障数据类别，表头包括但不限于数据基地址、数据特征、数据ID、数据大小、数值等；状态数据用于定义列车状态信息，包括但不限于头尾通信、车地通信、ATO通信、BTM通信、DMI通信、红蓝网状态、驾驶模式、控制级别、最高预设、列车位置、门使能、门状态、折返状态等；事件信息用于定义列车运行过程中发生的事件信息，包括但不限于应答器丢失、位置丢失、紧急制动、牵引切除、屏蔽门不联动、折返失败等信息。上述内部数据协议的格式具体可以根据实际需求配置。

以如表1所示的内部数据协议为例，包括三大类数据，其中数据基地址是数据检索的入口地址，数据特征用于描述数据征兆，数据ID是数据唯一的识别码，数值是实际发生的数据值。如表1中示例，表头数据ID为0x10000001的数据0x01表示该数据是来自车载ATP日志数据，状态数据ID为0x20000001的数据0xAA表示头尾通信正常，事件数据ID为0x30000001的0x00A40000表示列车超速紧制。

表1：内部数据协议表

本实施例中，步骤S201根据故障原始数据的协议和所需故障诊断内部数据协议生成故障数据映射表包括：根据故障原始数据的协议查询转换字典，获取对应的多种字符，通过将获取的字符进行组合生成得到故障数据映射表，转换字典为根据所需故障诊断内部数据协议定义多种字符所形成的字典，使得该转换字典可以解释原始故障数据协议。上述转换字典具体包括数据类型、大小、起止标识、循环标识以及索引号等字符。上述转换字典具体为自定义字典，其中字符类型可以根据实际需求进行定义，例如字典中具体可包含数据类型、大小、起止标识、循环标识、索引号等字符，通过字符组合即可形成诊断系统可识别的内部数据。

以下以在具体应用实施中将故障原始数据转换为内部故障数据为例，对本实施例上述数据转换过程进行进一步说明。

某厂商车载ATP系统随车日志协议定义了时间、驾驶模式、运行级别等信息，但由于随车日志数据数值含义及顺序是自定义的，无法直接处理和运算数据。本实施例通过根据预先自定义的转换字典解释故障原始数据的协议，生成转换映射表，如表2所示，其中源数据ID0x00000001对应的源数据映射为目标数据ID0x20000003对应的数据，源数据MOD_RM大小为UINT8的0x01映射到目标数据MOD_RM值为大小UINT16的0x0003；字典字符MOD_RM表示RM驾驶模式，UINT8表示1个字节无符号整型数据，UINT16表示2个字节无符号整型数据。生成转换映射表后，根据转换映射表读取原始故障数据，即可转换为可识别的内部数据。

表2：转换映射表示例

在具体应用实施例中，原始故障数据转换流程如图2所示，先收集多源故障原始数据，根据故障原始数据的协议和所需数据协议生成故障数据映射表，由故障数据映射表记录故障原始数据与内部故障数据之间的对应关系，然后根据故障数据映射表转换故障原始数据，生成内部故障数据，存贮转换后的故障数据表单，以用于后续进行故障诊断逻辑运算，获得诊断故障结果。

车载ATP故障的故障原因通常与城轨车载ATP的系统架构、网络结构、系统功能强相关，本实施例中，故障推理链路具体包括基于系统架构的推理链路、基于网络结构的推理链路以及基于系统功能的推理链路三种，以结合车载ATP的系统架构、网络结构、系统功能搭建推理链路实现故障诊断。上述三种故障推理链路具体为：

(1、基于系统架构的推理链路：以车载ATP主控插件为主节点、与车载ATP系统关联的各个插件节点按照节点之间的关联关系建立形成的多个链路。在具体应用实施例中，以车载ATP主控插件为主节点，逐个梳理车载ATP系统关联各个插件节点，通过插件节点之间的关联关系、工作状态、数据流信息等建立若干推理链路，从顶层主节点开始逐个分解梳理，直到所有子节点梳理完毕，即构建形成基于系统架构的推理链路。

举例来说，如主控插件自检故障的推理链路，包括速度板插件自检失败、安全输入插件自检失败、安全输出插件自检失败、通用输入输出插件自检失败、通信插件自检失败、应用配置数据加载失败、自检输出回踩失败等若干条子链路。速度板插件故障的链路又包括双CPU计算速度差值超限、脉冲方向相反、速度突降等子链路。

(2基于网络结构的推理链路：以列车控制系统车地通信网络各节点为主链路节点，并从主链路节点向下展开直到底端子节点所构建形成的链路。

在具体应用实施例中，可以以列控系统车地通信网络各节点为主链路，再以各节点展开做子链路梳理。例如以车载ATP、车载网关、LTE、地面网关、地面ZC、地面CI、地面ATS为主链路，以其中车载ATP为例，对车载ATP又展开主控板、交换机插件、通信板、网关插件的子链路，各节点依次展开梳理，直至底端子节点。

(3基于系统功能的推理链路：以车载ATP核心功能为主链路节点，各主链路节点依次向下展开直到底端子节点所形成的链路。

在具体应用实施例中，可以以城轨车载ATP核心功能为主链路节点，例如主链路节点包括测速测距、列车定位、轮径矫正、超速防护、退行防护、车门监督、站台门监督、驾驶模式管理、控制级别管理、折返作业、通信状态监督等功能，各节点再依次展开，向下梳理推理链路，直到底端子节点。

本实施例基于车载ATP系统架构、网络架构、系统功能构建故障推理链路，后续根据故障信息搜索上述推理链路即可确定出故障类型、故障原因以及故障位置，可以利用车载ATP系统架构、网络架构、系统功能特性，快速、精准实现故障诊断，并利于精准定位故障位置。

本实施例步骤S03中进一步对内部故障数据的来源类型进行识别，以识别出故障数据是ATP系统日志数据、运维系统数据、MSS系统数据、故障记录数据等中的哪一种，步骤S04再基于识别结果采用分类故障诊断方式，以根据不同数据类型使用相适应的故障诊断方式。

考虑到车载ATP原始故障数据因数据来源不同而在故障数据完整度、准确度、规范性等方面存在较大差异，本实施例根据故障数据的来源采用分类诊断策略，如图3所示。由于来源ATP运行日志的故障数据，信息完整度高、信息规则性强，能够满足基础信息表、状态信息表、事件信息表对数据的要求，本实施例针对于来源ATP运行日志的故障数据，划分为第一类别，采用基于故障推理链路的诊断方式，同时所提取的故障信息为事件信息与状态信息两种；由于来源MSS、运维系统的故障数据信息完整度也较高，但以状态数据为主，本实施例针对于来源MSS、运维系统的故障数据，也划分为第一类别，采用基于故障推理链路的诊断方式，但是匹配MSS、运维系统的数据特性，仅提取状态信息进行诊断；而由于来源于如司机、信号工班人员等人工填写的故障表单数据，信息完整度低、数据残缺大，本实施例对于故障记录数据，则划分为第二类别，采用提取状态信息与历史故障数据库实现诊断的方式。

如图3所示，对故障数据源进行识别后，如果故障数据类别为ATP系统日志数据，分别从内部故障数据中提取事件信息、状态信息，根据提取的事件信息、状态信息检索故障推理链路，基于推理链路进行故障推理，得到故障诊断结果输出，还可以同步输出维修建议。优选的，如果故障数据类别为ATP系统日志数据，具体按照优先级先后顺序依次提取事件信息表、状态信息表中的故障值，并按照优先级先后顺序依次根据提取的事件信息、状态信息检索故障推理链路。如果故障数据类别为MSS系统数据或运维系统数据，从内部故障数据中提取状态信息表，根据状态信息表中故障值检索故障推理链路，基于推理链路进行故障推理，得到故障诊断结果输出，同步输出维修建议。如果故障数据类别为人工表单等故障记录数据，则提取状态信息，根据状态特征值、故障征兆值等在知识库查找类似故障，将查找到的类似故障作为故障诊断结果输出，以便维护人员参考。

本实施例具体通过以ATP系统日志文件、MSS系统接口数据、人工维护记录为故障诊断的原始故障数据，将形式多元的原始数据转换为可识别的内部故障数据，然后基于车载ATP系统架构、网络架构、系统功能构建故障推理链路，以故障类别、设备状态等的故障特征等作为驱动，利用推理链路的逻辑推理实现故障诊断，最终以图形化等方式在人机界面给出故障诊断结果、故障处理维修建议。

为进一步说明本发明故障诊断方法，以某地铁现场运营列车因与ZC通信故障发生紧急制动故障时的车载ATP日志为故障原始数据为例，实现故障诊断的具体步骤为：

步骤1)获取ATP系统日志数据、MSS系统数据、运维系统数据以及故障记录数据等的故障原始数据；

步骤2)将故障原始数据转换为内部能够识别的内部故障数据。

2.1)根据故障原始数据协议及ATP故障诊断系统内部协议生成数据转换映射表。

2.2)载入源故障数据协议、载入故障诊断系统内部协议以及载入转换映射表，按源故障原始数据协议提取源数据，按转换映射表生成故障诊断系统内部故障数据。

步骤3)识别故障数据类别，判断到故障数据源识别码为0x01，即ATP日志数据。

步骤4)优先检索事件信息故障值、其次检索状态信息故障值，ID为0x30000001的事件信息数据值为0x00A40000，ID为0x20000004的状态信息数据值为0x55。然后以检索的事件信息、状态信息ID为关键节点，检索关联故障推理链路，从推理链路0x1E000010获取到0x00A40000表示MA有效性失效，从推理链路0x5F000004获取到0x55表示与ZC通信故障。

步骤5)通过人机界面输出推理结果：MA有效性失效，与ZC通信故障。

本实施例车载ATP系统故障诊断装置包括：

数据输入单元，用于获取车载ATP系统多种不同来源的故障原始数据；

转换单元，用于将故障原始数据按照所需数据协议进行转换，得到内部故障数据；

数据源分类单元，用于对内部故障数据的来源类型进行识别，得到故障数据类别；

故障诊断单元，用于根据故障数据类别进行故障诊断，得到故障诊断结果输出，其中当故障数据类别为第一类别时，从内部故障数据中提取所需类型的故障信息，并根据提取的故障信息调用故障推理链路进行故障诊断，故障推理链路为根据车载ATP系统的结构和/或功能确定多个节点，各节点之间按照关联关系连接构成的链路；当故障数据类别为第二类别时，从内部故障数据中提取所需类型的故障信息，根据提取的故障信息以及历史故障数据进行故障诊断。

如图4所示，本实施例中数据源分类单元以及故障诊断单元设置在一主控计算单元中，主控计算单元分别与数据输入单元、转换单元连接，以对各单元进行调度控制，即由主控计算单元先控制由数据输入单元输入多源故障原始数据，然后控制由转换单元转换为所需协议格式的内部故障数据，再控制进行故障数据源类别识别，根据类别提取所需的故障信息，使用故障推理链路实现故障诊断，或者将故障信息与历史故障数据进行匹配实现故障诊断。可以理解的是，数据源分类单元以及故障诊断单元即可以由主控计算单元实现，也可以根据实际需求采用独立设置的单元实现。

本实施例中，还包括分别与转换单元、主控计算单元连接的知识管理单元，用于存储并管理外部输入的知识信息以及主控计算单元产生的诊断知识信息。

本实施例故障诊断单元中，如果故障数据类别为ATP系统日志数据，判定为第一类别，并分别从内部故障数据中提取事件信息、状态信息，根据提取的事件信息、状态信息检索故障推理链路，得到故障诊断结果输出；

如果故障数据类别为MSS系统数据或运维系统数据，判定为第一类别，并从内部故障数据中提取状态信息，根据获取的状态信息检索故障推理链路，得到故障诊断结果输出；

如果故障数据类别为故障记录数据，判定为第二类别，并从内部故障数据中提取状态信息，将状态信息中状态特征值和/或故障征兆值输入至历史故障数据库进行匹配查找，将匹配成功的故障类型作为最终故障诊断结果输出。

本实施例车载ATP系统故障诊断装置与上述车载ATP系统故障诊断方法为一一对应，在此不再一一赘述。

在具体应用实施例中，如图4所示，输入单元具体为输入输出集成的输入输出接口单元，输入输出接口单元可分别与外围设备如MSS、记录板、运维系统以及维护人员进行信息交互，获取和处理数据信息，最终给出故障诊断结果及维修建议。通过输入输出接口单元负责多样化通信管理，满足并预留与多种外设通信及人机交互的能力。转换单元采用转换存贮单元，用于负责对外围数据的解释转换，对进入故障诊断系统的来自不同外设的原始数据，按照所需内部协议根据预先设定的规则转换为故障诊断系统能够识别和可用的内部信息，并进行存储；还包括对来自人机交互界面的经验知识转换成知识库可以管理使用的推理链路数据；还包括对已完成诊断处理的故障信息及维修建议转换为知识库可以管理使用的数据。知识管理单元具体负责管理存储人工经验知识及诊断系统产生的知识，可以将经验知识及复杂人工处理故障的知识按设定规则录入系统，通过知识累积提升系统分析能力、准确度更以及覆盖面，另外故障诊断装置自身通过处理故障产生的知识也可以按规则自动录入知识管理单元。知识管理单元进一步还可支持知识数据的增删、调度、归类、相似度检查等管理功能。主控计算单元则作为故障诊断装置的核心部分，负责输入输出接口、转换单元、知识管理单元、人机信息交互的调度控制，从转换单元获取转换后的故障信息，识别并进行诊断分类，按类别调度故障诊断推理算法，搜索知识管理单元知识库相关信息，完成诊断后通过人机交互接口给出诊断结果及维修建议，将诊断结果和建议输出给运维系统等其他系统，将诊断产生的知识按规则存储到知识管理单元知识库。

本实施例还提供计算机装置，包括处理器以及存储器，存储器用于存储计算机程序，处理器用于执行计算机程序以执行如上述方法。

本实施例还提供存储有计算机程序的计算机可读存储介质，计算机程序执行时实现如上述方法。

如本公开所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

本发明可尤其适用于城市轨道交通列车(例如地铁)中，以实现车载ATP系统故障诊断，当然也可以根据实际需求适用于其他类似结构的列车中ATP系统故障诊断。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (17)

1.一种车载ATP系统故障诊断方法，其特征在于，步骤包括：

输入车载ATP系统多种不同来源的故障原始数据；

将所述故障原始数据按照所需数据协议进行转换，得到内部故障数据；

对所述内部故障数据的来源类型进行识别，得到故障数据类别；

根据所述故障数据类别进行故障诊断，得到故障诊断结果输出，其中当所述故障数据类别为第一类别时，从所述内部故障数据中提取所需类型的故障信息，并根据提取的故障信息调用故障推理链路进行故障诊断，所述故障推理链路为根据车载ATP系统的结构和/或功能确定多个节点，各节点之间按照关联关系连接构成的链路；当所述故障数据类别为第二类别时，从所述内部故障数据中提取所需类型的故障信息，根据提取的所述故障信息以及历史故障数据进行故障诊断，所述第一类别、第二类别根据数据的信息完整度进行划分，且所述第一类别的信息完整度高于所述第二类别。

2.根据权利要求1所述的车载ATP系统故障诊断方法，其特征在于，所述将所述故障原始数据按照所需数据协议进行转换包括：

根据故障原始数据的协议和所需故障诊断内部数据协议生成故障数据映射表；

使用所述故障数据映射表将所述故障原始数据转换为符合所需故障诊断内部数据协议的内部故障数据。

3.根据权利要求2所述的车载ATP系统故障诊断方法，其特征在于，所述根据故障原始数据的协议和所需故障诊断内部数据协议生成故障数据映射表包括：根据故障原始数据的协议查询转换字典，获取对应的多种字符，通过将获取的字符进行组合生成得到所述故障数据映射表，所述转换字典为根据所需故障诊断内部数据协议定义多种字符所形成的字典。

4.根据权利要求3所述的车载ATP系统故障诊断方法，其特征在于，所述转换字典包括数据类型、大小、起止标识、循环标识以及索引号中任意多种字符。

5.根据权利要求2所述的车载ATP系统故障诊断方法，其特征在于，所述故障诊断内部数据协议中定义有包括表头、状态数据、事件信息的类别，所述表头包括数据基地址、数据特征、数据ID、数据大小、数值任意多种信息，所述状态数据中定义有包括头尾通信、车地通信、ATO通信、BTM通信、DMI通信、红蓝网状态、驾驶模式、控制级别、最高预设、列车位置、门使能、门状态、折返状态中任意一种或多种的列车状态信息，所述事件信息定义有包括应答器丢失、位置丢失、紧急制动、牵引切除、屏蔽门不联动、折返失败中任意一种或多种的列车运行过程中发生的事件信息。

6.根据权利要求1所述的车载ATP系统故障诊断方法，其特征在于，所述故障原始数据包括ATP系统日志数据、运维系统数据、MSS系统数据、故障记录数据中任意多种。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的车载ATP系统故障诊断方法，其特征在于，所述故障推理链路为基于系统架构的推理链路、基于网络结构的推理链路以及基于系统功能的推理链路中任意一种或两种以上组合，所述基于系统架构的推理链路为以车载ATP主控插件为主节点、与车载ATP系统关联的各个插件节点按照节点之间的关联关系建立形成的多个链路；所述基于网络结构的推理链路为以列车控制系统车地通信网络各节点为主链路节点，并从主链路节点向下展开直到底端子节点所构建形成的链路，所述基于系统功能的推理链路为以车载ATP核心功能为主链路节点，各主链路节点依次向下展开直到底端子节点所形成的链路。

8.根据权利要求1～6中任意一项所述的车载ATP系统故障诊断方法，其特征在于，所述根据所述故障数据类别进行故障诊断时，如果所述故障数据类别为ATP系统日志数据，判定为所述第一类别，并分别从所述内部故障数据中提取事件信息、状态信息，根据提取的所述事件信息、状态信息检索所述故障推理链路，得到故障诊断结果输出。

9.根据权利要求8所述的车载ATP系统故障诊断方法，其特征在于，所述根据所述故障数据类别进行故障诊断时，如果所述故障数据类别为ATP系统日志数据，按照优先级先后顺序依次提取所述事件信息、状态信息，并按照优先级先后顺序依次根据提取的所述事件信息、状态信息检索所述故障推理链路。

10.根据权利要求1～6中任意一项所述的车载ATP系统故障诊断方法，其特征在于，所述根据所述故障数据类别进行故障诊断时，如果所述故障数据类别为MSS系统数据或运维系统数据，判定为所述第一类别，并从所述内部故障数据中提取状态信息，根据获取的所述状态信息检索所述故障推理链路，得到故障诊断结果输出。

11.根据权利要求1～6中任意一项所述的车载ATP系统故障诊断方法，其特征在于，所述根据所述故障数据类别进行故障诊断时，如果所述故障数据类别为故障记录数据，判定为所述第二类别，并从所述内部故障数据中提取状态信息，将状态信息中状态特征值和/或故障征兆值输入至历史故障数据库进行匹配查找，将匹配成功的故障类型作为最终故障诊断结果输出。

12.一种车载ATP系统故障诊断装置，其特征在于，包括：

数据输入单元，用于获取车载ATP系统多种不同来源的故障原始数据；

转换单元，用于将所述故障原始数据按照所需数据协议进行转换，得到内部故障数据；

数据源分类单元，用于对所述内部故障数据的来源类型进行识别，得到故障数据类别；

故障诊断单元，用于根据所述故障数据类别进行故障诊断，得到故障诊断结果输出，其中当所述故障数据类别为第一类别时，从所述内部故障数据中提取所需类型的故障信息，并根据提取的故障信息调用故障推理链路进行故障诊断，所述故障推理链路为根据车载ATP系统的结构和/或功能确定多个节点，各节点之间按照关联关系连接构成的链路；当所述故障数据类别为第二类别时，从所述内部故障数据中提取所需类型的故障信息，根据提取的所述故障信息以及历史故障数据进行故障诊断。

13.根据权利要求12所述的车载ATP系统故障诊断装置，其特征在于，所述数据源分类单元以及故障诊断单元设置在一主控计算单元中，所述主控计算单元分别与所述数据输入单元、转换单元连接，以对各单元进行调度控制。

14.根据权利要求13所述的车载ATP系统故障诊断装置，其特征在于，还包括分别与所述转换单元、主控计算单元连接的知识管理单元，用于存储并管理外部输入的知识信息以及所述主控计算单元产生的诊断知识信息。

15.根据权利要求12或13或14所述的车载ATP系统故障诊断装置，其特征在于，所述故障诊断单元中，如果所述故障数据类别为ATP系统日志数据，判定为所述第一类别，并分别从所述内部故障数据中提取事件信息、状态信息，根据提取的所述事件信息、状态信息检索所述故障推理链路，得到故障诊断结果输出；

如果所述故障数据类别为MSS系统数据或运维系统数据，判定为所述第一类别，并从所述内部故障数据中提取状态信息，根据获取的所述状态信息检索所述故障推理链路，得到故障诊断结果输出；

如果所述故障数据类别为故障记录数据，判定为第二类别，并从所述内部故障数据中提取状态信息，将状态信息中状态特征值和/或故障征兆值输入至历史故障数据库进行匹配查找，将匹配成功的故障类型作为最终故障诊断结果输出。

16.一种计算机装置，包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，其特征在于，所述处理器用于执行所述计算机程序以执行如权利要求1～11中任意一项所述方法。

17.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序执行时实现如权利要求1～11中任意一项所述的方法。

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