CN116707142B - 一种基于无线通信的铁路信号电源远程监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铁路信号电源监控技术领域，具体公开了一种基于无线通信的铁路信号电源远程监控系统，该系统包括以下组成：远程管控中心、无线通信基站、电源监控终端、供电监控节点及移动共享终端；远程管控中心，用于接收来自各个分布式监控终端的监测数据；无线通信基站，用于接收与传输各终端与中心之间的通信连接；电源监控终端，用于对信号电源的健康状态进行实时监控，依据监控结果对信号电源进行控制调节；供电监控节点，用于对信号电源供给的信号设备及输送线路进行实时监控；移动共享终端，用于向运维人员提供通信服务。本发明通过智能化监控体系，显著提高信号电源监控范围及监测能力，从而提高信号电源远程监控的精度。

Description

一种基于无线通信的铁路信号电源远程监控系统

技术领域

本发明涉及铁路信号电源监控技术领域，具体来说，涉及一种基于无线通信的铁路信号电源远程监控系统。

背景技术

铁路信号系统是由各种信号设备、控制中心、通信设备等组成的用于控制列车行驶方向、速度和位置的系统。它包括了信号机、道岔、进路显示装置、联锁系统、闭塞系统等。这些设备和系统通过计算机控制中心进行集中管理和控制，确保列车在行驶过程中的安全性和准确性。铁路信号电源则是为铁路信号系统提供电力的设备。它通常采用直流电源，将电网的交流电经过整流、滤波等处理后，为信号设备提供稳定的直流电源。铁路信号电源具有过载保护、温度保护等功能，以确保信号设备的稳定运行。

铁路信号电源通常分为两种类型：第一种是直接接入电网的交流电源，第二种是采用蓄电池作为备用电源的直流电源。交流电源通过变压器降压后，再经整流、滤波、稳压等环节为信号设备供电。而直流电源则通过蓄电池作为备用电源，当交流电源故障时，可以切换到蓄电池供电。

铁路信号系统和铁路信号电源密切相关，因为信号系统的正常运行需要可靠的电源保障。如果信号电源出现故障或电压不稳定，可能会导致信号设备无法正常工作，从而影响列车的行驶安全。因此，需要为铁路信号电源设计严密的监控系统，实时对信号电源进行监控来保证其安全稳定运行。

随着科技的发展，现有技术已经可以实现对铁路信号电源的可靠远程监控，但是仍然存在一些弊端和待改进之处。1、有线通信技术的限制：有线通信技术在传输距离和带宽方面受到一定的限制，这可能会影响到铁路信号电源远程监控系统的稳定性和可靠性。2、传感器精度不足：传感器是铁路信号电源远程监控系统的核心组成部分，但是当前的传感器精度可能不够高，无法满足对铁路信号电源进行准确监测的要求。3、数据处理能力有限：铁路信号电源远程监控系统需要对大量的监测数据进行处理和分析，但是当前的数据处理能力可能有限，无法满足实时监测和快速响应的需求。

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

针对现有技术的不足，本发明提供了基于无线通信的铁路信号电源远程监控系统，具备可远程实时控制，构建单电源供电组网可显著提高监控精度，提高监控范围的优点，进而解决传统有线监控系统传输距离受限、传感监测精度低的问题。

为实现上述可远程实时控制，构建单电源供电组网可显著提高监控精度，提高监控范围的优点，本发明采用的具体技术方案如下：

一种基于无线通信的铁路信号电源远程监控系统，该系统包括以下组成：远程管控中心、无线通信基站、电源监控终端、供电监控节点及移动共享终端；

其中，远程管控中心，用于接收来自各个分布式监控终端的监测数据，实现信号电源状态的识别分析及预警，并向运维人员下发送指令及信息；

无线通信基站，用于接收与传输各终端与中心之间的通信连接，作为通信枢纽搭建分布式监控通信网络，实现远程监控的数据传输与共享；

电源监控终端，用于对信号电源的健康状态进行实时监控，依据监控结果对信号电源进行控制调节，并作为主节点构建单电源供电组网；

供电监控节点，用于对信号电源供给的信号设备及输送线路进行实时监控，并作为子节点利用无线通信技术融入单电源供电组网；

移动共享终端，用于向运维人员提供通信服务，并利用增强现实技术提供可视化的信号电源分布网络，实现信号电源的异常展示以及实时交互。

进一步的，电源监控终端包括电源控制单元、监控摄像单元、电源监测模块、基站通信单元、组网通信单元、终端定位单元及异常识别单元；

其中，电源控制单元，用于提供信号电源的硬件控制系统，依据控制指令对信号电源的通断、信号输入与信号输出进行调节控制；

监控摄像单元，用于提供数字摄像头对信号电源及其周围环境进行监控，获取用于信号电源状态异常监测及构建增强现实模型的监控数据；

电源监测模块，用于采集信号电源运行过程中健康指标，对信号电源的健康状态进行监测；

基站通信单元，用于建立与无线通信基站之间的无线通信连接，再与远程管控中心及移动共享终端实现通信与数据共享；

组网通信单元，用于作为主节点与若干供电监控节点进行加密通信并组建单电源供电组网，对信号电源所在区域进行全局监控；

终端定位单元，用于对信号电源及终端所在位置进行定位；

异常识别单元，用于对健康指标及全局监控数据进行分析识别，判断是否存在异常，若存在异常数据则标定该信号电源为异常电源。

进一步的，电源控制单元包括控制芯片、转换模块、切换模块、接口模块、降噪模块、保护模块、定时器及存储器；

其中，控制芯片，用于监控和控制信号电源的运行参数，实现信号电源的开关、调节和保护功能，并与其他模块进行通信和协调；

转换模块，用于实现信号电源中输入输出信号的数模转换；

切换模块，用于实现信号电源的变压站供电、备用电源供电之间的切换以及供电开关的通断；

接口模块，用于提供信号电源与监控系统、信号设备的接口连接；

降噪模块，用于过滤和抑制信号电源运行过程中的噪声和干扰信号；

保护模块，用于提供信号电源的过压、欠压、过流及短路保护；

定时器，用于设定和控制信号电源的定时任务和时间计划；

存储器，用于存储信号电源的配置参数、状态信息和历史数据。

进一步的，电源监测模块包括电压监测模块、电流监测模块、温度监测模块、网络监测模块及功率监测模块；

其中，电压监测模块，用于采集信号电源输出与输入的电压值；

电流监测模块，用于采集信号电源输出与输入的电流值；

温度监测模块，用于采集信号电源内部和外部的温度值；

网络监测模块，用于采集信号电源所在网络信号的信号强度；

功率监测模块，用于计算和采集信号电源的输出功率值。

进一步的，组网通信单元包括DSP控制器、无线收发模块、CAN总线收发器模块、通信加密模块及数据存储模块；

其中，DSP控制器，用于作为单电源供电组网运算的DSP芯片；

无线收发模块，用于采用ZigBee技术实现主节点与子节点之间的无线通讯；

CAN总线收发器模块，用于将DSP控制器内的CAN信号转换为符合CAN标准协议的差分信号，实现隔离保护；

通信加密模块，用于对主节点与子节点之间的通信进行加密；

数据存储模块，用于对主节点与子节点之间的访问及交互进行记录，并对定期内单电源供电组网内接收的监测数据进行存储。

进一步的，供电监控节点包括线路监测单元、节点通信单元及独立供电单元；

其中，线路监测单元，用于布置在信号电源供电区域内所有信号设备处，对信号设备的供电线路进行监测，采集每个信号设备的线路监测数据；

节点通信单元，用于作为子节点与主节点组建单电源供电组网，并将子节点采集的线路监测数据发送至主节点，汇集为全局监控数据；

独立供电单元，用于对子节点进行独立供电。

进一步的，位于同一个信号电源供电区域内的多个节点通信单元与该信号电源对应的组网通信单元构成单电源供电组网，且单电源供电组网为星型网络拓扑结构，节点通信单元向组网通信单元之间进行无线加密通信。

进一步的，节点通信单元向组网通信单元之间进行无线加密通信包括以下步骤：

节点组网单元将采集得到的线路监测数据转换为CAN数据帧，并将CAN数据帧汇集至CAN接收序列；

节点组网单元向组网通信单元发送通信需求，在需求响应后建立双方通信通道，并对线路监测数据进行加密；

将加密后的线路监测数据汇集至串口发送队列，基于ZigBee协议向组网通信节点发送数据。

进一步的，移动共享终端包括移动通信单元、交互展示单元、监控定位单元、增强现实单元、操作反馈单元及身份认证单元；

其中，移动通信单元，用于提供移动通信服务，利用无线通信基站建立与远程管控中心及电源监控终端之间的无线通信；

交互展示单元，用于提供可视化的交互界面，结合铁路网向运维人员展示信号电源分布网络，并对网络内异常电源进行特殊标记与展示；

监控定位单元，用于对信号电源分布网络内的异常电源的位置进行捕捉与定位，并获取该异常电源所在区域拍摄得到的监控数据；

增强现实单元，用于利用增强现实技术及监控数据构建信号电源的三维模型，并在三维模型中对异常电源进行异常定位与展示；

操作反馈单元，用于依据异常电源的健康状态推荐对应的维护解决方案，维护人员对信号电源进行实地维护并反馈操作记录；

身份认证单元，用于对维护人员身份进行核实认证。

进一步的，增强现实单元包括数据生成模块、数据匹配模块、三维注册模块、模型调取模块及同步编码模块；

其中，数据生成模块，用于提取监控数据中信号电源的图像编码数据；

数据匹配模块，用于将图像编码数据在特征图形库中进行匹配，生成信号电源三维注册的数据资料；

三维注册模块，用于根据信号电源匹配到的数据资料以及监控数据中的虚拟数据进行三维注册编码，建立监控数据与增强现实模型的匹配坐标系；

模型调取模块，用于生成三位注册指令的触发时刻，依据触发时刻及监控数据，在电源模型库中调取对应的空间三维模型；

同步编码模块，用于将异常电源存在的异常状态数据转换为编码数据，并同步至三维模型中进行展示。

与现有技术相比，本发明提供了基于无线通信的铁路信号电源远程监控系统，具备以下有益效果：

（1）通过基于无线通信技术构建铁路信号电源的智能化监控体系，在信号电源端，将信号电源及其所供电的信号设备所配置的监测终端组建单电源供电组网，进行全局范围的统一监控，能显著提高信号电源监控范围及监测能力，从而提高信号电源远程监控的精度，做到电源、线路及供电异常等多方面的全局监控，最大程度提高铁路信号系统的稳定性与安全性。

（2）通过构建集合信号电源控制、电源监控及通信组网的电源监控终端，可以实时监测信号电源的各项健康指标，及时发现异常情况和故障，提高故障的检测和诊断能力；利用无线通信技术，可实现远程控制和调节信号电源的参数和状态，提高电源的灵活性和适应性，减少现场操作的需求。

（3）通过设计运行增强现实技术及无线通信交互的移动共享终端，能够将信号电源的分布网络以虚拟的方式叠加在实际环境中，使运维人员能够直观地看到信号电源的位置和状态，从而更容易识别异常情况和进行故障排查；且在可视化界面上显示异常情况，终端可以发出报警提示，提醒运维人员及时处理异常情况；在增强现实界面上标示出故障位置和相关信息，运维人员可以准确快速地定位故障，并获取相应的维护指导，以便及时修复问题。

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基于无线通信的铁路信号电源远程监控系统的系统结构框图。

图中：

1、远程管控中心；2、无线通信基站；3、电源监控终端；301、电源控制单元；302、监控摄像单元；303、电源监测模块；304、基站通信单元；305、组网通信单元；306、终端定位单元；307、异常识别单元；4、供电监控节点；401、线路监测单元；402、节点通信单元；403、独立供电单元；5、移动共享终端；501、移动通信单元；502、交互展示单元；503、监控定位单元；504、增强现实单元；505、操作反馈单元；506、身份认证单元。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

根据本发明的实施例，提供了一种基于无线通信的铁路信号电源远程监控系统。

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无线通信的铁路信号电源远程监控系统，该系统包括以下组成：远程管控中心1、无线通信基站2、电源监控终端3、供电监控节点4及移动共享终端5。

远程管控中心1，用于接收来自各个分布式监控终端的监测数据，实现信号电源状态的识别分析及预警，并向运维人员下发送指令及信息。

远程管控中心作为监控系统的核心部分，主要负责接收来自各个分布式监控终端的监测数据，实现信号电源状态的识别分析及预警，并向运维人员发送指令及信息。它可以具备以下功能：

一、数据接收与处理：远程管控中心通过网络连接接收分布式监控终端发送的监测数据。它能够对接收到的数据进行处理和解析，提取关键信息进行后续分析。

二、信号电源状态识别与分析：通过对监测数据进行分析和算法处理，远程管控中心能够识别信号电源的状态，包括正常运行、异常情况和故障预警等。它可以根据预设的规则和模型，判断信号电源的健康状况，并生成相应的诊断报告。

三、预警与报警通知：当远程管控中心检测到信号电源出现异常或故障预警时，它能够实时生成预警信息，并通过各种通信方式向运维人员发送警报通知，包括短信、邮件、手机应用程序推送等。

四、远程指令与控制：远程管控中心具备向分布式监控终端发送指令和控制信号的能力。它可以向特定的监控终端发送指令，如调整电源参数、开启/关闭电源等。这样，远程管控中心可以远程控制和调节信号电源的工作状态，实现远程操作和维护。

五、数据存储与分析：远程管控中心可以将接收到的监测数据进行存储和管理。建立数据库或数据仓库，将历史数据进行归档和存档，以便后续的数据分析、故障诊断和性能评估。

六、实时监控与可视化展示：远程管控中心可以实时监控多个信号电源的状态，并通过可视化界面展示各个电源的实时数据和状态信息。运维人员可以在中心控制室通过监控大屏或计算机界面，直观地了解信号电源的整体状况和趋势变化。

无线通信基站2，用于接收与传输各终端与中心之间的通信连接，作为通信枢纽搭建分布式监控通信网络，实现远程监控的数据传输与共享。

电源监控终端3，用于对信号电源的健康状态进行实时监控，依据监控结果对信号电源进行控制调节，并作为主节点构建单电源供电组网。

其中，电源监控终端3包括电源控制单元301、监控摄像单元302、电源监测模块303、基站通信单元304、组网通信单元305、终端定位单元306及异常识别单元307。

电源控制单元301，用于提供信号电源的硬件控制系统，依据控制指令对信号电源的通断、信号输入与信号输出进行调节控制。

其中，电源控制单元301包括控制芯片、转换模块、切换模块、接口模块、降噪模块、保护模块、定时器及存储器。

其中，控制芯片，用于监控和控制信号电源的运行参数，实现信号电源的开关、调节和保护功能，并与其他模块进行通信和协调。

转换模块，用于实现信号电源中输入输出信号的数模转换。

切换模块，用于实现信号电源的变压站供电、备用电源供电之间的切换以及供电开关的通断。

接口模块，用于提供信号电源与监控系统、信号设备的接口连接。

降噪模块，用于过滤和抑制信号电源运行过程中的噪声和干扰信号。

保护模块，用于提供信号电源的过压、欠压、过流及短路保护。

定时器，用于设定和控制信号电源的定时任务和时间计划。

存储器，用于存储信号电源的配置参数、状态信息和历史数据。

监控摄像单元302，用于提供数字摄像头对信号电源及其周围环境进行监控，获取用于信号电源状态异常监测及构建增强现实模型的监控数据。

电源监测模块303，用于采集信号电源运行过程中健康指标，对信号电源的健康状态进行监测。

其中，电源监测模块303包括电压监测模块、电流监测模块、温度监测模块、网络监测模块及功率监测模块。

其中，电压监测模块，用于采集信号电源输出与输入的电压值。

具体的，通过实时监测电压值，可以了解电源的稳定性和输出是否符合要求。

电流监测模块，用于采集信号电源输出与输入的电流值。

具体的，通过监测电流值，可以判断电源的负载情况和工作状态，以确保电源正常运行。

温度监测模块，用于采集信号电源内部和外部的温度值。

具体的，温度采集可以用于监测电源的散热情况，防止过热导致故障，并及时采取保护措施。

网络监测模块，用于采集信号电源所在网络信号的信号强度。

具体的，对于无线网络，信号强度表示设备与无线访问点之间的信号质量。较强的信号强度通常意味着更稳定和更快的无线连接。

功率监测模块，用于计算和采集信号电源的输出功率值。

具体的，功率采集可以用于评估电源的能源消耗和效率，以及检测异常情况。

基站通信单元304，用于建立与无线通信基站2之间的无线通信连接，再与远程管控中心及移动共享终端5实现通信与数据共享。

组网通信单元305，用于作为主节点与若干供电监控节点4进行加密通信并组建单电源供电组网，对信号电源所在区域进行全局监控。

其中，组网通信单元305包括DSP控制器、无线收发模块、CAN总线收发器模块、通信加密模块及数据存储模块。

其中，DSP控制器，用于作为单电源供电组网运算的DSP芯片。

无线收发模块，用于采用ZigBee技术实现主节点与子节点之间的无线通讯。

CAN总线收发器模块，用于将DSP控制器内的CAN信号转换为符合CAN标准协议的差分信号，实现隔离保护。

通信加密模块，用于对主节点与子节点之间的通信进行加密。

数据存储模块，用于对主节点与子节点之间的访问及交互进行记录，并对定期内单电源供电组网内接收的监测数据进行存储。

终端定位单元306，用于对信号电源及终端所在位置进行定位。

异常识别单元307，用于对健康指标及全局监控数据进行分析识别，判断是否存在异常，若存在异常数据则标定该信号电源为异常电源。

具体的，异常识别单元307对采集到的健康指标和全局监控数据进行数据分析和处理。利用统计学方法、机器学习算法等技术，对数据进行预处理、特征提取和模式识别，以便后续的异常检测和识别。

基于分析处理的数据，异常识别单元307能够进行异常检测和识别。可以通过设定阈值、建立模型或使用其他算法，判断信号电源的运行状态是否正常。一旦发现异常数据，该单元会标定相应的信号电源为异常电源，并触发后续的报警或控制措施。

另外，异常识别单元307将检测到的异常进行分类和级别评估。根据异常的特征和严重程度，将异常电源分为不同的类别或级别，以便运维人员能够针对性地采取相应的措施进行处理和修复。

供电监控节点4，用于对信号电源供给的信号设备及输送线路进行实时监控，并作为子节点利用无线通信技术融入单电源供电组网。

其中，供电监控节点4包括线路监测单元401、节点通信单元402、独立供电单元403。

其中，线路监测单元401，用于布置在信号电源供电区域内所有信号设备处，对信号设备的供电线路进行监测，采集每个信号设备的线路监测数据。

节点通信单元402，用于作为子节点与主节点组建单电源供电组网，并将子节点采集的线路监测数据发送至主节点，汇集为全局监控数据。

独立供电单元403，用于对子节点进行独立供电。

具体的，位于同一个信号电源供电区域内的多个节点通信单元402与该信号电源对应的组网通信单元305构成单电源供电组网，且单电源供电组网为星型网络拓扑结构，节点通信单元402向组网通信单元之间进行无线加密通信，包括以下步骤：

节点组网单元将采集得到的线路监测数据转换为CAN数据帧，并将CAN数据帧汇集至CAN接收序列。

节点组网单元向组网通信单元发送通信需求，在需求响应后建立双方通信通道，并对线路监测数据进行加密。

将加密后的线路监测数据汇集至串口发送队列，基于ZigBee协议向组网通信节点发送数据。

移动共享终端5，用于向运维人员提供通信服务，并利用增强现实技术提供可视化的信号电源分布网络，实现信号电源的异常展示以及实时交互。

其中，移动共享终端5包括移动通信单元501、交互展示单元502、监控定位单元503、增强现实单元504、操作反馈单元505及身份认证单元506。

其中，移动通信单元501，用于提供移动通信服务，利用无线通信基站2建立与远程管控中心1及电源监控终端3之间的无线通信。

交互展示单元502，用于提供可视化的交互界面，结合铁路网向运维人员展示信号电源分布网络，并对网络内异常电源进行特殊标记与展示。

监控定位单元503，用于对信号电源分布网络内的异常电源的位置进行捕捉与定位，并获取该异常电源所在区域拍摄得到的监控数据。

增强现实单元504，用于利用增强现实技术及监控数据构建信号电源的三维模型，并在三维模型中对异常电源进行异常定位与展示。

其中，增强现实单元504包括数据生成模块、数据匹配模块、三维注册模块、模型调取模块及同步编码模块。

数据生成模块，用于提取监控数据中信号电源的图像编码数据。

具体的，数据生成模块负责从监控数据中提取信号电源的图像编码数据。可以分析监控数据中的图像信息，提取出与信号电源相关的特征和编码数据。

数据匹配模块，用于将图像编码数据在特征图形库中进行匹配，生成信号电源三维注册的数据资料。

具体的，数据匹配模块将图像编码数据与特征图形库中的数据进行匹配。通过比对和匹配，可以生成信号电源三维注册所需的数据资料，包括电源的位置、姿态、尺寸等信息。

三维注册模块，用于根据信号电源匹配到的数据资料以及监控数据中的虚拟数据进行三维注册编码，建立监控数据与增强现实模型的匹配坐标系。

具体的，三维注册模块根据信号电源匹配到的数据资料和监控数据中的虚拟数据进行三维注册编码。它建立了监控数据和增强现实模型之间的匹配坐标系，确保在展示过程中的准确性和一致性。

模型调取模块，用于生成三位注册指令的触发时刻，依据触发时刻及监控数据，在电源模型库中调取对应的空间三维模型。

具体的，模型调取模块根据触发时刻和监控数据，在电源模型库中调取对应的空间三维模型。根据监控数据中的异常电源信息，选择合适的模型进行展示，并将模型与实际场景进行叠加显示。

同步编码模块，用于将异常电源存在的异常状态数据转换为编码数据，并同步至三维模型中进行展示。

具体的，同步编码模块将异常电源的异常状态数据转换为编码数据，并将其同步至三维模型中进行展示。通过将异常状态数据与三维模型进行同步，可以实现实时的异常定位和展示效果。

通过增强现实单元504的功能，运维人员可以利用移动共享终端观察信号电源的三维模型，准确定位异常电源，并实时交互与处理异常情况。这种可视化的展示方式使得监控和管理更加直观和高效。

操作反馈单元505，用于依据异常电源的健康状态推荐对应的维护解决方案，维护人员对信号电源进行实地维护并反馈操作记录。

身份认证单元506，用于对维护人员身份进行核实认证。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过基于无线通信技术构建铁路信号电源的智能化监控体系，在信号电源端，将信号电源及其所供电的信号设备所配置的监测终端组建单电源供电组网，进行全局范围的统一监控，能显著提高信号电源监控范围及监测能力，从而提高信号电源远程监控的精度，做到电源、线路及供电异常等多方面的全局监控，最大程度提高铁路信号系统的稳定性与安全性。通过构建集合信号电源控制、电源监控及通信组网的电源监控终端，可以实时监测信号电源的各项健康指标，及时发现异常情况和故障，提高故障的检测和诊断能力；利用无线通信技术，可实现远程控制和调节信号电源的参数和状态，提高电源的灵活性和适应性，减少现场操作的需求。通过设计运行增强现实技术及无线通信交互的移动共享终端，能够将信号电源的分布网络以虚拟的方式叠加在实际环境中，使运维人员能够直观地看到信号电源的位置和状态，从而更容易识别异常情况和进行故障排查；且在可视化界面上显示异常情况，终端可以发出报警提示，提醒运维人员及时处理异常情况；在增强现实界面上标示出故障位置和相关信息，运维人员可以准确快速地定位故障，并获取相应的维护指导，以便及时修复问题。

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 (7)

1.一种基于无线通信的铁路信号电源远程监控系统，其特征在于，该系统包括以下组成：远程管控中心、无线通信基站、电源监控终端、供电监控节点及移动共享终端；

其中，所述远程管控中心，用于接收来自各个分布式监控终端的监测数据，实现信号电源状态的识别分析及预警，并向运维人员下发送指令及信息；

所述无线通信基站，用于接收与传输各终端与中心之间的通信连接，作为通信枢纽搭建分布式监控通信网络，实现远程监控的数据传输与共享；

所述电源监控终端，用于对信号电源的健康状态进行实时监控，依据监控结果对信号电源进行控制调节，并作为主节点构建单电源供电组网；

所述供电监控节点，用于对信号电源供给的信号设备及输送线路进行实时监控，并作为子节点利用无线通信技术融入所述单电源供电组网；

所述移动共享终端，用于向运维人员提供通信服务，并利用增强现实技术提供可视化的信号电源分布网络，实现信号电源的异常展示以及实时交互；

所述电源监控终端包括电源控制单元、监控摄像单元、电源监测模块、基站通信单元、组网通信单元、终端定位单元及异常识别单元；

其中，所述电源控制单元，用于提供信号电源的硬件控制系统，依据控制指令对信号电源的通断、信号输入与信号输出进行调节控制；

所述监控摄像单元，用于提供数字摄像头对信号电源及其周围环境进行监控，获取用于信号电源状态异常监测及构建增强现实模型的监控数据；

所述电源监测模块，用于采集信号电源运行过程中健康指标，对信号电源的健康状态进行监测；

所述基站通信单元，用于建立与所述无线通信基站之间的无线通信连接，再与所述远程管控中心及所述移动共享终端实现通信与数据共享；

所述组网通信单元，用于作为主节点与若干所述供电监控节点进行加密通信并组建单电源供电组网，对信号电源所在区域进行全局监控；

所述终端定位单元，用于对信号电源及终端所在位置进行定位；

所述异常识别单元，用于对所述健康指标及全局监控数据进行分析识别，判断是否存在异常，若存在异常数据则标定该信号电源为异常电源；

所述组网通信单元包括DSP控制器、无线收发模块、CAN总线收发器模块、通信加密模块及数据存储模块；

其中，所述DSP控制器，用于作为所述单电源供电组网运算的DSP芯片；

所述无线收发模块，用于采用ZigBee技术实现所述主节点与子节点之间的无线通讯；

所述CAN总线收发器模块，用于将所述DSP控制器内的CAN信号转换为符合CAN标准协议的差分信号，实现隔离保护；

所述通信加密模块，用于对所述主节点与子节点之间的通信进行加密；

所述数据存储模块，用于对所述主节点与子节点之间的访问及交互进行记录，并对定期内所述单电源供电组网内接收的监测数据进行存储；

所述供电监控节点包括线路监测单元、节点通信单元及独立供电单元；

所述节点通信单元，用于作为子节点与所述主节点组建单电源供电组网，并将子节点采集的线路监测数据发送至所述主节点，汇集为全局监控数据；

所述节点通信单元向所述组网通信单元之间进行无线加密通信，所述节点通信单元向所述组网通信单元之间进行无线加密通信包括以下步骤：

所述节点通信单元将采集得到的线路监测数据转换为CAN数据帧，并将所述CAN数据帧汇集至CAN接收序列；

所述节点通信单元向所述组网通信单元发送通信需求，在需求响应后建立双方通信通道，并对所述线路监测数据进行加密；

将加密后的所述线路监测数据汇集至串口发送队列，基于ZigBee协议向所述组网通信单元发送数据。

2.根据权利要求1所述的一种基于无线通信的铁路信号电源远程监控系统，其特征在于，所述电源控制单元包括控制芯片、转换模块、切换模块、接口模块、降噪模块、保护模块、定时器及存储器；

其中，所述控制芯片，用于监控和控制信号电源的运行参数，实现信号电源的开关、调节和保护功能，并与其他模块进行通信和协调；

所述转换模块，用于实现信号电源中输入输出信号的数模转换；

所述切换模块，用于实现信号电源的变压站供电、备用电源供电之间的切换以及供电开关的通断；

所述接口模块，用于提供信号电源与监控系统、信号设备的接口连接；

所述降噪模块，用于过滤和抑制信号电源运行过程中的噪声和干扰信号；

所述保护模块，用于提供信号电源的过压、欠压、过流及短路保护；

所述定时器，用于设定和控制信号电源的定时任务和时间计划；

所述存储器，用于存储信号电源的配置参数、状态信息和历史数据。

3.根据权利要求2所述的一种基于无线通信的铁路信号电源远程监控系统，其特征在于，所述电源监测模块包括电压监测模块、电流监测模块、温度监测模块、网络监测模块及功率监测模块；

其中，所述电压监测模块，用于采集信号电源输出与输入的电压值；

所述电流监测模块，用于采集信号电源输出与输入的电流值；

所述温度监测模块，用于采集信号电源内部和外部的温度值；

所述网络监测模块，用于采集信号电源所在网络信号的信号强度；

所述功率监测模块，用于计算和采集信号电源的输出功率值。

4.根据权利要求3所述的一种基于无线通信的铁路信号电源远程监控系统，其特征在于，

其中，所述线路监测单元，用于布置在信号电源供电区域内所有信号设备处，对信号设备的供电线路进行监测，采集每个信号设备的线路监测数据；

所述独立供电单元，用于对所述子节点进行独立供电。

5.根据权利要求4所述的一种基于无线通信的铁路信号电源远程监控系统，其特征在于，位于同一个信号电源供电区域内的多个所述节点通信单元与该信号电源对应的所述组网通信单元构成所述单电源供电组网，且所述单电源供电组网为星型网络拓扑结构。

6.根据权利要求5所述的一种基于无线通信的铁路信号电源远程监控系统，其特征在于，所述移动共享终端包括移动通信单元、交互展示单元、监控定位单元、增强现实单元、操作反馈单元及身份认证单元；

其中，所述移动通信单元，用于提供移动通信服务，利用所述无线通信基站建立与所述远程管控中心及所述电源监控终端之间的无线通信；

所述交互展示单元，用于提供可视化的交互界面，结合铁路网向运维人员展示所述信号电源分布网络，并对网络内异常电源进行特殊标记与展示；

所述监控定位单元，用于对所述信号电源分布网络内的异常电源的位置进行捕捉与定位，并获取该异常电源所在区域拍摄得到的监控数据；

所述增强现实单元，用于利用增强现实技术及所述监控数据构建信号电源的三维模型，并在所述三维模型中对异常电源进行异常定位与展示；

所述操作反馈单元，用于依据异常电源的健康状态推荐对应的维护解决方案，维护人员对信号电源进行实地维护并反馈操作记录；

所述身份认证单元，用于对维护人员身份进行核实认证。

7.根据权利要求6所述的一种基于无线通信的铁路信号电源远程监控系统，其特征在于，所述增强现实单元包括数据生成模块、数据匹配模块、三维注册模块、模型调取模块及同步编码模块；

其中，所述数据生成模块，用于提取所述监控数据中信号电源的图像编码数据；

所述数据匹配模块，用于将所述图像编码数据在特征图形库中进行匹配，生成信号电源三维注册的数据资料；

所述三维注册模块，用于根据信号电源匹配到的数据资料以及所述监控数据中的虚拟数据进行三维注册编码，建立所述监控数据与增强现实模型的匹配坐标系；

所述模型调取模块，用于生成三位注册指令的触发时刻，依据所述触发时刻及所述监控数据，在电源模型库中调取对应的空间三维模型；

所述同步编码模块，用于将异常电源存在的异常状态数据转换为编码数据，并同步至所述三维模型中进行展示。