CN209535113U - 城轨列车车载信号系统实时监测平台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种城轨列车车载信号系统实时监测平台，包括：车载设备与地面设备；其中：所述车载设备，用于采集车载信号系统数据，并通过4G网络发送给地面设备；所述地面设备，用于将车载信号系统数据存储在数据库中，同时，对车载信号系统数据进行分析，当车载信号系统故障时，能够通过分析定位发生故障的板卡，并产生告警信息向外推送。该系统提高了故障分析报警能力和备灾能力，同时，通过推送告警信息，极大的提高了列车信号系统的的可视化程度和数据维修管理的便利，为CBTC系统运行环境，提供了一个很好的系统监测方案。
Description
技术领域
本实用新型涉及城市轨道交通技术领域，尤其涉及一种城轨列车车载信号系统实时监测平台。
背景技术
随着城市轨道交通事业和信息技术的发展，基于通信的列车控制系统(CBTC系统)已成为当前国内外轨道交通行业的主流列车控制技术。CBTC系统是列车安全、高效运行的重要保障，有极高的安全性和可靠性要求。在实际工程应用中，为适应运营需求，需要调整系统配置。在长沙磁浮工程中，车载信号系统即是点-连式，系统主要由计轴设备、轨旁应答器、轨旁车-地双向连续式通信设备(道岔和站台区域局部设置)和车载设备组成。点-连式信号系统技术方案与常规城轨CBTC系统构成要素基本一致。系统采用固定闭塞控制，支持点式ATO运行。与常规CBTC最大的区别是仅在车站及濒临区域(车站上、下行方向约2公里左右)设置车地双向连续数据通信设备。线路大部分区域为非连续区域，无法实现列车在线实时状态信息的下发功能。
车载信号系统作为列车控制系统的一部分，对于车载信号系统的数据监测，当前城轨车载信号设备的监测，主要还是将数据记录在车载电脑中，并不能实时将设备状态数据传输到地面设备。该车载记录的基本原理为：采用嵌入式电脑模块，该模块内装开源操作系统，模块外围通过网络接口与车载信号单元设备实现数据交换，提取到信息存于SD卡或者硬盘中，文件按照对应日期时间存储相关的运行信息。维护人员携带便携维护终端上车后，连接该模块，才能查看记录信息。
现有的上述方案主要存在如下缺陷：
1)车载信号监测数据无法发送至地面监控单元。车载信号设备中，车辆单端由1套集成的车载控制设备和一套轨旁设备接收单元设备组成，运行产生的数据和设备状态信息均存储在各自的系统中，由于数据量太大，只能车辆回库后，人工下载数据。车载信号数据需要采集2套独立设备的多种类型数据信号。
2)某些车载信号系统与地面交互不连续。由于目前磁浮列控系统通信方式采用车地局部通信方式，不具备对车载信号系统进行监测的能力，所以车辆信号数据不能及时送达地面设备。
3)集中监测子系统无法监测车辆状态。由于集中监测子系统主要多用于监测联锁设备状态，对车载信号系统的监控，受通信方式和设备结构影响，暂时监测不到车载信号系统的设备状态。
4)应急处理能力上的普遍短板。城轨运营过程中，由于列控系统的掉电、网络/通信失败、硬件/软件错误和人为操作错误等灾难时，地面完全不能掌握车辆信号系统的状态。只有通过实时同步的数据通信方式，实现远程的数据复制机制(容灾)，确保任意车载信号系统设备故障和人为运营异常，都能被及时的监测到。车载信号系统出现任何故障，其关键的都将通过容灾系统存储下来，并保证用户数据的安全性。
5)车载信号系统失效原因不能分析。当前对车载信号系统的故障分析中，均是采用下载日志的方式，事后分析。各个子系统独立分析，需要耗费大量时间逐条查找可能的故障数据，并根据数据推测失效原因。
6)信息推送。当前系统中，车载信号系统数据没有推送给运营用户，只存在系统内部。运营用户不清楚车载信号系统设备状态，只有信号系统出问题后，用户才能被动检查、测试、定位故障，耗时较长。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种城轨列车车载信号系统实时监测平台，提高了故障分析报警能力和备灾能力。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种城轨列车车载信号系统实时监测平台，包括：车载设备与地面设备；所述车载设备与地面设备通信连接；其中：
所述车载设备包括：第一与第二4G通信模块、第一与第二车载交换机、第一与第二车载主机单元、以及第一与第二天馈配件；
其中，第一车载主机单元、第一车载交换机、第一4G通信模块及第一天馈配件依次相连，设置在列车车头部分；
所述第二车载主机单元、第二车载交换机、第二4G通信模块及第二天馈配件依次相连，设置在列车车头部分；
所述第一与第二车载主机单元中均与车载TIU系统及BTM系统相连。
由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，采用了独立的4G网络，既不影响既有信号设备的正常工作的情况下，将车载信号系统关键数据实时传送到地面集中监测子系统，进一步完善了集中监测子系统的监测范围，提高了故障分析报警能力和备灾能力，同时，通过推送告警信息，极大的提高了列车信号系统的的可视化程度和数据维修管理的便利，为CBTC系统运行环境，提供了一个很好的系统监测方案。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述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实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。
图1为本实用新型实施例提供的一种城轨列车车载信号系统实时监测平台的总体结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的车载设备的示意图；
图3为本实用新型实施例提供的地面设备的示意图。
具体实施方式
下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
本实用新型实施例提供一种城轨列车车载信号系统实时监测平台，该平台可用于在非连续通信的列控环境下，实现车载信号系统关键数据实时传回地面，汇入集中监测子系统平台，统一管理，是对信号系统的集中检测报警子系统进行强化或补充。
如图1所示，该平台主要包括：车载设备与地面设备，二者通信连接。
如图2所示，所述车载设备主要包括：第一与第二4G通信模块、第一与第二车载交换机、第一与第二车载主机单元、以及第一与第二天馈配件；
其中，第一车载主机单元、第一车载交换机、第一4G通信模块及第一天馈配件依次相连，设置在列车车头部分；
所述第二车载主机单元、第二车载交换机、第二4G通信模块及第二天馈配件依次相连，设置在列车车头部分；
所述第一与第二车载主机单元中均与车载TIU(列车接口单元)系统及BTM系统(应答器传输单元)相连。
如图3所示，所述地面设备包括：依次连接的第三天馈配件、监测维护系统适配接口、联锁交换机、集中监测子系统以及信息推送系统；所述第三天馈配件与第一及第二天馈配件通信连接。
以上为该平台的主要组成结构，下面针对其功能与原理进行介绍。值得注意的是，本实用新型仅保护平台的组成与结构，功能与原理的介绍仅为了便于理解。
1、车载设备
所述车载设备，主要用于采集车载信号系统数据，并通过4G网络发送给地面设备。
示例性的，可以在所述第一与第二车载主机单元中搭配有车载TIU适配接口软件，可以采集车载TIU系统反馈的车载ATO(列车自动运行)、ATP(列车自动防护)与DMI(人机交互界面)的数据及相关设备板卡的工作状态。
本实用新型实施例中，所述第一与第二车载主机单元对接收到的数据进行处理，提取出关键数据后通过4G网络发送给地面设备；其中的关键数据包括：速度、位置、无线信号质量(该信息来自车载TIU系统)以及设备板卡的工作状态信息。地面设备通过收到的关键数据，可以对车载信号设备和测速定位设备的状态实时监测，结合相关算法和显示设备可以展示列控设备报警和状态信息，缩短了故障定位时间。另外，该平台可以兼容CBTC的连续式、点连式等多种列控模式，各种列控模式下都可以实时监控车载列控和测速定位设备的工作状态。
此外，考虑到网络的安全性，通过4G网络，并结合APN和VPN技术实现车载设备与地面设备的数据传输。同时，基于通用4G网络通信，还克服了原有的CBTC无线覆盖的缺陷。
2、地面设备。
所述地面设备，用于将车载信号系统数据存储在数据库中，同时，对车载信号系统数据进行分析，当车载信号系统故障时，能够通过分析定位发生故障的板卡，并产生告警信息向外推送。
由第三天馈配件接收车载设备发送的车载信号系统数据，由监测维护系统适配接口存储后通过联锁交换机发送至集中监测子系统进行数据分析；
信息推送系统为集中监测子系统的后端，获取监测子系统的信息，当集中监测子系统检测到车载信号系统故障时，由信息推送系统将相应的板卡的状态信息及产生的告警信息向外推送。
本实用新型实施例中，地面设备主要具有如下功能：
1)灾备能力。实时监测列控系统运行状态，并将数据定时存储在数据库中。
2)故障诊断能力。对监测的车载列控数据，在集中监测平台的软件中制定故障处理规则，在观测症状已知的前提下，推理查找故障组件，及时处理相应的故障对象。当观测症状足够详细，能实现故障定位到板卡层次(最小可更换单元)，可直接指导维修人员进行故障隔离，提高维修效率。
3)信息推送能力。对列控系统运行状态和故障告警信息，除了显示在集中监测子系统上外，还能将数据发送给监听平台，以便信息推送系统获取信息，进行下一步推送操作。
本实用新型实施例提供的上述平台，应用于城轨CBTC车载列控设备，为CBTC列车安全运行提供监控保障，扩展并完善了集中监控子系统的监控范围。独立的车载监控设备不受信号的通信系统影响，不影响信号系统正常工作。同时，该平台可以提高车载设备灾备能力：在当前信号系统故障频发的情况下，建立系统化的数据应急方式，以应对灾难的发生；通过将重要的车载列控数据实时通过公网传送回地面监测系统，提高列控系统高可用和灾备能力，保护运行数据，减少运营业务风险。此外，该平台提高故障诊断能力：故障诊断由故障检测和故障隔离组成。通过在地面建立集中监测平台，实时分析车载列控关键数据，在观测症状已知的前提下，通过推理查找故障组件，在集中监测子系统中制定处理规则，能及时处理相应对象；由于监测数据来自列控各子系统部件和传感器，能够将故障定位到板卡层次(最小可更换单元)，把故障定位到可修理时程度，以便故障隔离。另外，建立独立的信息推送系统，将其与集中监控子系统连接，便于信息推送系统自身的维护和功能扩展，不受集中监控子系统的性能影响，信息推送系统采用预定义的监听接口，作为监听接收器，与集中监控子系统接口，将集中监控子系统的数据信息进行协议转换后，形成推送信息格式，最终反馈给相关用户。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (2)
1.一种城轨列车车载信号系统实时监测平台，其特征在于，包括：车载设备与地面设备；所述车载设备与地面设备通信连接；其中：
所述车载设备包括：第一与第二4G通信模块、第一与第二车载交换机、第一与第二车载主机单元、以及第一与第二天馈配件；
其中，第一车载主机单元、第一车载交换机、第一4G通信模块及第一天馈配件依次相连，设置在列车车头部分；
所述第二车载主机单元、第二车载交换机、第二4G通信模块及第二天馈配件依次相连，设置在列车车头部分；
所述第一与第二车载主机单元中均与车载TIU系统及BTM系统相连。
2.根据权利要求1所述的一种城轨列车车载信号系统实时监测平台，其特征在于，所述地面设备包括：依次连接的第三天馈配件、监测维护系统适配接口、联锁交换机、集中监测子系统以及信息推送系统；所述第三天馈配件与第一及第二天馈配件通信连接。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN115092218A (zh) * | 2022-08-24 | 2022-09-23 | 吉林铁道职业技术学院 | 高速铁路信号系统全生命周期智能运维系统 |
| WO2022217874A1 (zh) * | 2021-04-16 | 2022-10-20 | 湖南中车时代通信信号有限公司 | 一种车载atc网络系统及轨道交通系统 |
| CN116192534A (zh) * | 2023-04-24 | 2023-05-30 | 北京全路通信信号研究设计院集团有限公司 | 列控数据通信传输方法、装置、设备及存储介质 |
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2018
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