CN116039722A - 一种全自动无人驾驶车辆移动值乘辅助装置及方法 - Google Patents

一种全自动无人驾驶车辆移动值乘辅助装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种全自动无人驾驶车辆移动值乘辅助装置及方法，该装置包括：车辆数据采集单元，接入全自动运行车辆数据以及轨旁关键运营信息；车辆数据处理单元，用于对采集的数据进行统一化处理，并写入实时数据库，根据状态信息生成故障报警；车辆数据分析单元，用于对采集处理后的数据进行融合分析，并对复杂故障进行定位、原因分析和影响分析；便携仪值乘单元，用于实时获取本车相关的关键故障和运行信息，让值乘人员快速主动获取全自动车辆运营信息，并提供相关的排故指导；LTE通信单元，用于通过LTE网络与便携式值乘单元进行通信，将车辆、车站等关键故障和运行推送给便携仪值乘单元。与现有技术相比，本发明具有保障运营可靠性等优点。

Description

一种全自动无人驾驶车辆移动值乘辅助装置及方法
技术领域
本发明涉及列车信号控制系统，尤其是涉及一种全自动无人驾驶车辆移动值乘辅助装置及方法。
背景技术
近几年城市轨道交通全自动无人驾驶项目蓬勃发展，国内越来越多的线路采用全自动无人驾驶建设和运营模式。由于全自动无人驾驶车辆不再配备司机，司机的职责转向运行控制中心(OCC)调度人员。运营方在OCC设置单独的车辆调度员负责全线全自动运行车辆的监督和故障应急处置。为了更好地服务乘客，同时在故障或应急情况下，能够快速的进行故障处置，一般全自动无人驾驶线路车辆还会设置车辆值乘人员，其主要负责车辆故障应急处置，快速响应乘客需求，特殊场景下人工驾驶车辆等。
但目前车辆值乘人员缺乏主动获取全自动运行车辆实时监督，乘客服务设施和请求的技术支持手段，也缺乏故障情况下高效排故的技术支持手段。其只能通过无线对讲设备被动的获取全自动运行车辆故障以及乘客诉求信息，被动接收控制中心调度人员的指挥，这种工作模式下，车辆值乘人员的排故、乘客服务等效率比较低，不利于全自动无人驾驶车辆的安全可靠运营；同时车辆值乘人员对于车辆运行区间的关键运营事件如区间水淹、车站火灾、大客流等情况也无法主动获取，不利于与调度人员、车站站务等岗位人员高效协同处置故障。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种全自动无人驾驶车辆移动值乘辅助装置及方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
根据本发明的第一方面，提供了一种全自动无人驾驶车辆移动值乘辅助装置，包括：
车辆数据采集单元，通过网络隔离设备接入全自动运行车辆数据以及轨旁关键运营信息；
车辆数据处理单元，与车辆数据采集单元连接，用于对采集的数据进行统一化处理，并写入实时数据库，根据状态信息生成故障报警；
车辆数据分析单元，用于对采集处理后的数据进行融合分析，并对复杂故障进行定位、原因分析和影响分析；
便携仪值乘单元，用于实时获取本车相关的关键故障和运行信息，让值乘人员快速主动获取全自动车辆运营信息，并提供相关的排故指导；
LTE通信单元，用于通过LTE网络与便携式值乘单元进行通信，将车辆、车站等关键故障和运行推送给便携仪值乘单元。
作为优选的技术方案，所述的全自动运行车辆数据包括牵引系统、辅助系统、制动系统、烟火系统、空调系统的运行和故障数据。
作为优选的技术方案，所述的轨旁关键运营信息包括区间水淹、区间火灾、车站火灾、车站站台门夹人和车站大客流信息。
作为优选的技术方案，所述便携仪值乘单元在故障情况下，发送车辆故障复位控制指令。
作为优选的技术方案，所述LTE网络为轨道交通综合承载网。
作为优选的技术方案，所述便携仪值乘单元包括LTE专网通信模块、图形化显示模块、实时报警管理模块、排故指导模块和远程控制模块；
所述LTE专网通信模块分别与图形化显示模块、实时报警管理模块和远程控制模块连接，所述排故指导模块与实时报警管理模块连接。
作为优选的技术方案，所述LTE专网通信模块用于接入轨道LTE综合承载网，用于同轨旁设备通信，获取车辆或轨旁关键故障和运营信息。
作为优选的技术方案，所述图形化显示模块负责向轨旁设备订阅数据车辆实时状态数据，并以图形化方式展现给值乘人员。
作为优选的技术方案，所述实时报警管理模块负责通过语音方式提醒值乘人员有严重报警需要关注，并提供详细的故障详情信息。
作为优选的技术方案，所述实时报警管理模块根据当前登录的角色判断是否将报警显示给当前登录人。
作为优选的技术方案，所述排故指导模块以视频、pdf文件或图片方式向值乘人员提供故障处置指导，同时提供可视化、可操作的应急处置预案，协助值乘人员高效正确的处置故障。
作为优选的技术方案，所述远程控制模块在特殊情况下，向车辆发送控制指令，控制车辆开关、故障复位；所述远程控制模块在车辆处于静止状态时，才允许控制命令下方。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于所述全自动无人驾驶车辆移动值乘辅助装置的方法，该方法包括以下步骤：
步骤S1、车辆数据采集单元通过专用协议从车辆TCMS、信号ATS系统实时获取全自动车辆实时运行和故障数据并负责实时解析，同步给车辆数据处理单元；
步骤S2、车辆数据处理单元对接收到的异构数据进行统一化处理，并写入实时数据库，供便携式值乘终端订阅；同时根据规则产生故障报警，并推送给LTE通信单元；
步骤S3、车辆数据分析单元结合多专业数据进行故障融合分析，定位出故障具体位置、给出故障原因分析和故障影响范围；
步骤S4、LTE通信单元将步骤S2产生的报警推送给便携式值乘单元；
步骤S5、便携式值乘单元从LTE通信单元实时获取报警信息，并根据登录用户角色判断是否要在值乘单元上显示，如果需要，则首先语音提醒值乘人员该车有严重报警产生，并在实时报警栏显示；
步骤S6、便携式值乘单元根据故障信息通过LTE通信单元向车辆数据处理单元获取该故障相关的排故指导。
作为优选的技术方案，所述的步骤S2推送报警的步骤为：
步骤S21，基于ATS发送的列车实时位置，实时计算列车所在的区间和车站范围，是否停靠在站台；
步骤S22，车辆数据处理单元产生报警时，检查运行在该站区间或停靠在站台的列车车组号，并填充到区域优先级字段Zone_Level；
步骤S23，便携式值乘单元接收到报警时，检查Zone_Level是否包括本车，如果包括，则将报警显示在该设备上，并语音提醒车辆值乘人员。
作为优选的技术方案，所述的步骤S3具体为：
步骤S31，基于多叉树建立故障分析模型，将故障和可能的触发原因通过多叉树建立关联；
步骤S32，车辆数据分析单元加载多叉树模型，并向实时库订阅故障数据并实时监督，当满足分析条件时遍历多叉树，定位故障位置和原因；
步骤S33，车辆数据分析单元根据故障位置和原因分析故障是否可通过远程控制或复位设备恢复；
步骤S34，车辆数据分析单元根据故障位置和原因以及列车运行区间，分析故障可能的影响范围，并给给出车辆是否需要下线或继续运行的决策建议；
步骤S35，将分析结果通过LTE通信单元，同步推送给便携式值乘单元，指导值乘人员进行故障处置。
根据本发明的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的方法。
根据本发明的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现所述的方法。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明设计了便携式值乘单元，可以让全自动车辆值乘人员主动实时获取全自动运行车辆故障及乘客动态；
2、本发明为全自动车辆值乘人员提供了可视化排故指导，可以指导值乘辅助人员高效、正确的处置故障；
3、本发明设计了列车动态区域分析功能，可以将轨旁相关严重故障或事件同步全自动车辆值乘人员，有利于多岗位协同处置，保障运营可靠性。
附图说明
图1为本发明全自动无人驾驶移动值乘辅助装置的结构示意图；
图2为本发明便携式值乘单元的结构示意图；
图3为本发明全自动无人驾驶移动值乘辅助方法的流程图；
图4为本发明轨旁车站报警分发计算逻辑示意图；
图5为本发明车辆数据分析单元分析方案的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明介绍全自动无人驾驶移动值乘辅助的方法，包括以步骤：
步骤S1、车辆数据采集单元通过专用协议从车辆TCMS、信号ATS等专业系统实时获取全自动车辆实时运行和故障数据并负责实时解析，同步给车辆数据处理单元；
步骤S2、车辆数据处理单元对接收到的异构数据进行统一化处理，并写入实时数据库，供便携式值乘终端订阅；同时根据规则产生故障报警，并推送给LTE通信单元。
步骤S3、车辆数据分析单元结合多专业数据进行故障融合分析，定位出故障具体位置、给出故障原因分析和故障影响范围；
步骤S4、LTE通信单元S2产生的报警推送给便携式值乘单元；
步骤S5、便携式值乘单元从LTE通信单元实时获取报警信息，并根据登录用户角色判断是否要在值乘单元上显示，如果需要，则首先语音提醒值乘人员该车有严重报警产生，并在实时报警栏显示；
步骤S6、便携式值乘单元根据可根据故障信息通过LTE通信单元向车辆数据处理单元获取该故障相关的排故指导。所述的排故指导包括视频、pdf文件或图片。
如图4所示，介绍步骤S2报警推送实现方案，包括以下步骤：
步骤S21，基于ATS发送的列车实时位置，实时计算列车所在的区间和车站范围，是否在停靠在站台等；
步骤S22，车辆数据处理单元产生报警时，检查运行在该站区间或停靠在站台的列车车组号，并填充到区域优先级字段Zone_Level。
步骤S23，便携式值乘单元接收到报警时，检查Zone_Level是否包括本车，如果包括，则将报警显示在该设备上，并语音提醒车辆值乘人员。
如图5所示，介绍本发明故障分析实现方案，包括以下步骤：
步骤S31，基于多叉树建立故障分析模型，将故障和可能的触发原因通过多叉树建立关联；
步骤S32，车辆数据分析单元加载多叉树模型，并向实时库订阅故障数据并实时监督，当满足分析条件时遍历多叉树，定位故障位置和原因；
步骤S33，车辆数据分析单元根据故障位置和原因分析故障是否可通过远程控制或复位设备恢复；
步骤S34，车辆数据分析单元根据故障位置和原因以及列车运行区间，分析故障可能的影响范围，并给给出车辆是否需要下线或继续运行的决策建议；
步骤S35，将分析结果通过LTE通信单元，同步推送给便携式值乘单元，指导值乘人员进行故障处置。
以上是关于方法实施例的介绍，以下通过装置实施例，对本发明所述方案进行进一步说明。
如图1所示，介绍本发明装置的总体构成，本发明一种全自动无人驾驶车辆移动值乘辅助装置，包括车辆数据采集单元、车辆数据处理单元、车辆数据分析单元、LTE通信单元、便携式值乘单元。
所述的车辆数据采集单元通过网络隔离设备接入全自动运行车辆数据以及轨旁关键运营信息；所述全自动运行车辆数据包括牵引系统、辅助系统、制动系统、烟火系统、空调系统等关键运行和故障数据；所述的轨旁关键运营信息包括区间水淹、区间火灾、车站火灾、车站站台门夹人、车站大客流等信息。
所述的车辆数据处理单元对采集的数据进行统一化处理，并写入实时数据库，根据状态信息生成故障报警。
所述的车辆数据分析单元对采集处理后的数据进行融合分析，并对复杂故障进行定位、原因分析和影响分析。
所述的LTE通信单元负责通过LTE网络与便携式值乘单元进行通信，将车辆、车站等关键故障和运行推送给便携仪单元，所述的LTE网络为轨道交通综合承载网。
所述的便携仪值乘单元为车辆值乘人员随身携带，可接入轨道交通LTE专用。所述的便携仪值乘单元可以通过LTE网络实时获取本车相关的关键故障和运行信息，让值乘人员可以快速主动获取全自动车辆运营信息，并提供相关的排故指导；所述的便携式值乘单元也可以在故障情况下，发送车辆故障复位控制指令。
如图2所示，介绍本发明便携式值乘装置的总体构成，包括以下内容：
所述的便携仪值乘单元主要由LTE专网通信模块、图形化显示模块、报警管理模块、排故指导模块、语音报警模块、远程控制模块组成。
所述的LTE专网通信模块用于接入轨道LTE综合承载网，用于同轨旁设备通信，获取车辆或轨旁关键故障和运营信息；
所述的图形化显示模块负责向轨旁设备订阅数据车辆实时状态数据，并以图形化方式展现给值乘人员；
所述的报警管理模块负责通过语音方式提醒值乘人员有严重报警需要关注，并提供详细的故障详情信息；所述的报警管理模块可根据当前登录的角色判断是否将报警显示给当前登录人；
所述的排故指导模块以视频、pdf文件或图片方式向值乘人员提供故障处置指导，同时提供可视化、可操作的应急处置预案，协助值乘人员高效正确的处置故障；
所述的远程控制模块可在特殊情况下，向车辆发送控制指令，控制车辆开关、故障复位等。所述的远程控制模块应在车辆处于静止状态时，才允许控制命令下方。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，所述描述的模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本发明电子设备包括中央处理单元(CPU)，其可以根据存储在只读存储器(ROM)中的计算机程序指令或者从存储单元加载到随机访问存储器(RAM)中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM中，还可以存储设备操作所需的各种程序和数据。CPU、ROM以及RAM通过总线彼此相连。输入/输出(I/O)接口也连接至总线。
设备中的多个部件连接至I/O接口，包括：输入单元，例如键盘、鼠标等；输出单元，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元，例如磁盘、光盘等；以及通信单元，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元允许设备通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
处理单元执行上文所描述的各个方法和处理，例如方法S1～S6。例如，在一些实施例中，方法S1～S6可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM和/或通信单元而被载入和/或安装到设备上。当计算机程序加载到RAM并由CPU执行时，可以执行上文描述的方法S1～S6的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，CPU可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行方法S1～S6。
本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、片上系统(SOC)、复杂可编程逻辑设备(CPLD)等等。
用于实施本发明的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本发明的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
以上所述，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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (17)

1.一种全自动无人驾驶车辆移动值乘辅助装置，其特征在于，包括：
车辆数据采集单元，通过网络隔离设备接入全自动运行车辆数据以及轨旁关键运营信息；
车辆数据处理单元，与车辆数据采集单元连接，用于对采集的数据进行统一化处理，并写入实时数据库，根据状态信息生成故障报警；
车辆数据分析单元，用于对采集处理后的数据进行融合分析，并对复杂故障进行定位、原因分析和影响分析；
便携仪值乘单元，用于实时获取本车相关的关键故障和运行信息，让值乘人员快速主动获取全自动车辆运营信息，并提供相关的排故指导；
LTE通信单元，用于通过LTE网络与便携式值乘单元进行通信，将车辆、车站等关键故障和运行推送给便携仪值乘单元。
2.根据权利要求1所述的一种全自动无人驾驶车辆移动值乘辅助装置，其特征在于，所述的全自动运行车辆数据包括牵引系统、辅助系统、制动系统、烟火系统、空调系统的运行和故障数据。
3.根据权利要求1所述的一种全自动无人驾驶车辆移动值乘辅助装置，其特征在于，所述的轨旁关键运营信息包括区间水淹、区间火灾、车站火灾、车站站台门夹人和车站大客流信息。
4.根据权利要求1所述的一种全自动无人驾驶车辆移动值乘辅助装置，其特征在于，所述便携仪值乘单元在故障情况下，发送车辆故障复位控制指令。
5.根据权利要求1所述的一种全自动无人驾驶车辆移动值乘辅助装置，其特征在于，所述LTE网络为轨道交通综合承载网。
6.根据权利要求1所述的一种全自动无人驾驶车辆移动值乘辅助装置，其特征在于，所述便携仪值乘单元包括LTE专网通信模块、图形化显示模块、实时报警管理模块、排故指导模块和远程控制模块；
所述LTE专网通信模块分别与图形化显示模块、实时报警管理模块和远程控制模块连接，所述排故指导模块与实时报警管理模块连接。
7.根据权利要求6所述的一种全自动无人驾驶车辆移动值乘辅助装置，其特征在于，所述LTE专网通信模块用于接入轨道LTE综合承载网，用于同轨旁设备通信，获取车辆或轨旁关键故障和运营信息。
8.根据权利要求6所述的一种全自动无人驾驶车辆移动值乘辅助装置，其特征在于，所述图形化显示模块负责向轨旁设备订阅数据车辆实时状态数据，并以图形化方式展现给值乘人员。
9.根据权利要求6所述的一种全自动无人驾驶车辆移动值乘辅助装置，其特征在于，所述实时报警管理模块负责通过语音方式提醒值乘人员有严重报警需要关注，并提供详细的故障详情信息。
10.根据权利要求6所述的一种全自动无人驾驶车辆移动值乘辅助装置，其特征在于，所述实时报警管理模块根据当前登录的角色判断是否将报警显示给当前登录人。
11.根据权利要求6所述的一种全自动无人驾驶车辆移动值乘辅助装置，其特征在于，所述排故指导模块以视频、pdf文件或图片方式向值乘人员提供故障处置指导，同时提供可视化、可操作的应急处置预案，协助值乘人员高效正确的处置故障。
12.根据权利要求6所述的一种全自动无人驾驶车辆移动值乘辅助装置，其特征在于，所述远程控制模块在特殊情况下，向车辆发送控制指令，控制车辆开关、故障复位；所述远程控制模块在车辆处于静止状态时，才允许控制命令下方。
13.一种用于权利要求1所述全自动无人驾驶车辆移动值乘辅助装置的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤S1、车辆数据采集单元通过专用协议从车辆TCMS、信号ATS系统实时获取全自动车辆实时运行和故障数据并负责实时解析，同步给车辆数据处理单元；
步骤S2、车辆数据处理单元对接收到的异构数据进行统一化处理，并写入实时数据库，供便携式值乘终端订阅；同时根据规则产生故障报警，并推送给LTE通信单元；
步骤S3、车辆数据分析单元结合多专业数据进行故障融合分析，定位出故障具体位置、给出故障原因分析和故障影响范围；
步骤S4、LTE通信单元将步骤S2产生的报警推送给便携式值乘单元；
步骤S5、便携式值乘单元从LTE通信单元实时获取报警信息，并根据登录用户角色判断是否要在值乘单元上显示，如果需要，则首先语音提醒值乘人员该车有严重报警产生，并在实时报警栏显示；
步骤S6、便携式值乘单元根据故障信息通过LTE通信单元向车辆数据处理单元获取该故障相关的排故指导。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述的步骤S2推送报警的步骤为：
步骤S21，基于ATS发送的列车实时位置，实时计算列车所在的区间和车站范围，是否停靠在站台；
步骤S22，车辆数据处理单元产生报警时，检查运行在该站区间或停靠在站台的列车车组号，并填充到区域优先级字段Zone_Level；
步骤S23，便携式值乘单元接收到报警时，检查Zone_Level是否包括本车，如果包括，则将报警显示在该设备上，并语音提醒车辆值乘人员。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述的步骤S3具体为：
步骤S31，基于多叉树建立故障分析模型，将故障和可能的触发原因通过多叉树建立关联；
步骤S32，车辆数据分析单元加载多叉树模型，并向实时库订阅故障数据并实时监督，当满足分析条件时遍历多叉树，定位故障位置和原因；
步骤S33，车辆数据分析单元根据故障位置和原因分析故障是否可通过远程控制或复位设备恢复；
步骤S34，车辆数据分析单元根据故障位置和原因以及列车运行区间，分析故障可能的影响范围，并给给出车辆是否需要下线或继续运行的决策建议；
步骤S35，将分析结果通过LTE通信单元，同步推送给便携式值乘单元，指导值乘人员进行故障处置。
16.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求13～15中任一项所述的方法。
17.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求13～15中任一项所述的方法。
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