CN211425889U - 一种机车信号设备的远程监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机车信号设备的远程监测系统，包括车载设备和地面设备，车载设备包括机车信号主机、机车信号信息转接装置和机车运行监测无线传输装置，地面设备包括服务器和监测终端；机车运行监测无线传输装置与服务器无线通信连接，机车信号信息转接装置分别与机车信号主机和机车运行监测无线传输装置有线通信连接，将机车信号主机记录的机车信号运行的实时信息转接到机车运行监测无线传输装置，由机车运行监测无线传输装置通过无线传输通道将所述的实时信息发送给服务器。本实用新型对机车信号设备的运用状态数据实时记录、实时分析，实时处理，符合《铁路信号维护规则》的要求。

Description

一种机车信号设备的远程监测系统

[技术领域]

本实用新型涉及机车信号设备，尤其涉及一种机车信号设备的远程监测系统。

[背景技术]

机车信号是铁路信号指挥调度信号系统重要组成设备之一。随着高铁时代的到来，机车信号已经成为了司机操纵机车运行主要信号依据。因此，机车信号对安全行车至关重要，必须保证其运用状态稳定、可靠、准确。机车信号设备由电务段管理、维护，保证其运用状态良好。机车信号设备的使用部门是机务段，使用者是司机。机车信号设备处于管用两家的状况。

目前，电务段对机车信号设备状态的测试，是在机车入库时，维护人员通过使用专用的U盘人工拷贝机车信号记录板上数据，拷贝数据主要包括机车信号运行状态数据，故障信息等，再将U盘数据转储到专用的电脑使用数据分析软件进行分析，以判断机车信号设备运用状态是否正常，属于事后管理，滞后延时较为严重。对照《铁路信号维修规则业务管理》[铁运〔2008〕142号]的要求，这种对机车信号设备测试、维护、管理方式，有很大的完善提高余地。

《铁路信号维修规则业务管理》[铁运〔2008〕142号]第94条：“电务调度实行三班轮流值班制度，实时掌握安全生产情况和设备运用状态，做到信息畅通，反应迅速，有效指挥设备故障处理和应急抢险。”显然，对机车信号设备的运用状态现在只做到了实时记录，并未做到“实时掌握”。《铁路信号维修规则业务管理》[铁运〔2008〕142号]第257条：“应充分利用微机信号监测系统实时检测、超限报警、存储再现、过程监督、远程监视等功能，发挥微机监测在信号设备日常维修及故障处理中的重要作用，指导维修工作，加强信号设备结合部管理，发现信号设备隐患，预防设备故障，保证设备正常运用。”也显然，对于车载信号设备的功能尚未做到充分利用。《铁路信号维修规则业务管理》[铁运〔2008〕142号]第258条：“信号微机监测系统随着信号、监测技术的发展要逐步完善其功能，实现对信号运用设备监测的同时，还要逐步实现对信号设备运用环境进行监测。信号微机监测系统实现铁路局(公司)、电务段、车间、工区联网，逐步实现与铁道部联网。”这就要求电务部门，要追随技术的发展，不断完善对信号设备运用监测，并逐步实现网络化检测体系。

目前，电务段对机车信号设备状态的测试，是在机车入库时，进行数据人工拷贝，再进行分析，以判断机车信号设备运用状态是否正常，对机车信号设备的运用状态数据只做到了实时记录，并未做到实时分析，属于事后管理，管理方式滞后延时较为严重,无法满足《铁路信号维护规则》[铁运〔2008〕142号]的要求。

[发明内容]

本实用新型要解决的技术问题是提供一种实时性能好的机车信号设备的远程监测系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种机车信号设备的远程监测系统，包括车载设备和地面设备，车载设备包括机车信号主机、机车信号信息转接装置和机车运行监测无线传输装置，地面设备包括服务器和监测终端；机车运行监测无线传输装置与服务器无线通信连接，机车信号信息转接装置分别与机车信号主机和机车运行监测无线传输装置有线通信连接，将机车信号主机记录的机车信号运行的实时信息转接到机车运行监测无线传输装置，由机车运行监测无线传输装置通过无线传输通道将所述的实时信息发送给服务器。

以上所述的远程监测系统，机车信号信息转接装置包括微控制器、隔离式串口模块、电源模块、以太网通信模块和三个接口，第一接口通过隔离式串口模块接微控制器，微控制器通过以太网通信模块接第三接口；第二接口接电源模块，并与第一接口连接；第一接口外接机车信号主机的信号输出接口，第二接口外接机车信号主机的八灯显示器，第三接口外接机车运行监测无线传输装置。

以上所述的远程监测系统，所述的接口为航空插头，包括通信引脚和电源引脚，机车信号主机通过第二接口向机车信号信息转接装置的电源模块供电；第一接口从机车信号主机的信号输出接口接收灯显信息、速度码信息、制式信息、上下行信息和故障信息输送到微控制器，经微控制器处理后的灯显信息、制式信息和上下行信息经第一接口和第二接口回输到机车信号主机的八灯显示器；经微控制器处理后的灯显信息、速度码信息、制式信息、上下行信息和故障信息经第三接口输送到机车运行监测无线传输装置。

以上所述的远程监测系统，所述的服务器包括LAIS服务器和机车信号远程监测服务器，机车运行监测无线传输装置通过无线传输通道将所述的实时信息发送给LAIS服务器；机车信号远程监测服务器与LAIS服务器连接，实时读取并存储机车信号运行的实时数据；监测终端包括移动终端和机车信号远程监测终端，移动终端与LAIS服务器无线连接，机车信号远程监测终端与机车信号远程监测服务器通过以太网有线连接。

本实用新型的远程监测系统对机车信号设备的运用状态数据不仅做到了实时记录，还可以实时进行分析，实时处理，可以满足《铁路信号维护规则》[铁运〔2008〕142号]的要求。

[附图说明]

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型实施例机车信号设备的远程监测系统的原理框图。

图2是本实用新型实施例机车信号信息转接装置的原理框图。

[具体实施方式]

本实用新型在现有的信号车载设备的基础上，尽量最少改动原有设备，利用现有机车信号主机中的信息记录板预留的RS485接口，实现数据传输，实现将已经记录在机车信号主机中的机车信号运用状态实时数据，通过列车运行监测无线传输系统使用无线传输方式转储到LAIS(列车运行状态信息系统)服务器中，机车信号远程监测服务器与LAIS服务器连接，实时读取存储机车信号运用状态的实时数据，授权用户通过互联网和终端设备，查看、下载、分析获得的机车信号运用状态实时数据。发现信号设备隐患，预防设备故障，保证设备正常运用。这样的改进方式不影响机车信号的安全性和可靠性，同时可降低改造成本。

本实用新型实施例的机车信号远程监测系统包括车载设备和地面设备，车载设备包括机车信号主机、机车信号信息转接装置(CID)和机车运行监测无线传输装置，地面设备包括服务器和监测终端。服务器包括LAIS服务器和机车信号远程监测服务器，监测终端包括移动终端和机车信号远程监测终端。

其中，机车信号信息转接装置(CID)、终端软件和机车信号远程监测服务器软件为新开发产品，其它设备使用既有的设备。

机车运行监测无线传输装置与服务器无线通信连接，机车信号信息转接装置(CID)分别与机车信号主机和机车运行监测无线传输装置有线通信连接，将机车信号主机记录的机车信号运行的实时信息转接到机车运行监测无线传输装置，由机车运行监测无线传输装置通过无线传输通道将所述的实时信息发送给LAIS服务器。机车信号远程监测服务器与LAIS服务器连接，实时读取并存储机车信号运行的实时数据。移动终端与LAIS服务器无线连接，机车信号远程监测终端与机车信号远程监测服务器通过以太网有线连接。

机车信号信息转接装置(CID)包括微控制器、隔离式RS-422模块、电源模块、以太网通信模块(W5500 TCP/IP网络芯片)和三个接口X1、X2和X3，接口X1、X2和X3为包括通信引脚和电源引脚。

接口X1通过隔离式RS-422模块接微控制器MCU，微控制器MCU通过以太网通信模块接接口X3。接口X2接电源模块，并与接口X1连接。接口X1外接机车信号主机的信号输出接口，接口X2外接机车信号主机的八灯显示器，接口X3外接机车运行监测无线传输装置。

机车信号主机通过接口X2向机车信号信息转接装置(CID)的电源模块供电。接口X1从机车信号主机的信号输出接口接收灯显信息、速度码信息、制式信息、上下行信息和故障信息输送到微控制器MCU，经微控制器MCU处理后的灯显信息、制式信息和上下行信息经接口X1和接口X2回输到机车信号主机的八灯显示器。经微控制器MCU处理后的灯显信息、速度码信息、制式信息、上下行信息和故障信息经接口X3输送到机车运行监测无线传输装置。

在机车信号远程监测系统中，机车信号主机记录板通过预留的RS422接口与机车信号信息转接装置(CID)进行有线通信连接，将记录板所记录的机车信号运行的实时信息传输到机车信号信息转接装置(CID)。机车信号信息转接装置(CID)的网络接口从W5500TCP/IP网络芯片输出与机车运行监测无线传输装置进行连接和通信，机车运行监测无线传输装置通过无线传输通道将机车信号实时信息发送给与机车运行监测无线传输装置对应的地面LAIS服务器进行存储，地面LAIS服务器通过以太网将机车信号实时信息发送给机车信号远程监测服务器，在机车信号远程监测终端上显示。

机车运行监测无线传输装置(本实施例采用的型号为MT30)是一种基于中国移动M2M平台(WMMP)标准要求的无线传输设备，通过网口与机车信号信息转接装置(CID)连接，采集由机车信号主机记录板传输过来的实时信号数据并输出给对应的LAIS服务器。

在机车信号远程监测系统中，机车运行监测无线传输装置与对应的地面服务器共同构成了机车信号实时数据无线传输通道。

LAIS服务器称作地面通信和数据服务器。该服务器可管理6万多个车载无线传输装置。优化的车地间可靠通讯协议，保证车载大容量数据传输的完整性。存储了所有接收到的列车运行状态实时数据，包括机车信号实时数据及相关数据。

在机车信号远程监测系统中，LAIS服务器提供运行中各机车信号运用状态实时数据支持。LAIS服务器可以兼作机车信号远程监测系统的服务器，但是考虑到减轻LAIS服务器的负荷和避免相互交叉影响，又考虑到服务器的价格相对低廉，在本实用新型实施例中增加一台机车信号远程监测服务器位于LAIS服务器和用户终端之间，它将LAIS服务器中相关数据实时转储到自身硬盘中，负责存储、管理、调用等数据处理工作。

当用户终端发出命令请求后，机车信号远程监测服务器系统按照命令，提供相应的服务，并对用户终端实施管理控制，利用可靠的技术措施保证系统安全、可靠、稳定、通畅。

铁路运营部门通过机车信号远程监测系统的监测终端查看JT-C(2000)型机车信号设备运营的实时状态，监测终端可以是PC机、笔记本、手机等设备，实现对JT-C(2000)型机车信号设备的在线实时监测功能。

对JT-C(2000)型机车信号设备的在线实时监测功能是软件通过接收到的机车信号状态数据判断的，数据传输的过程是通过CID将机车信号主机记录板的信息使用无线通信方式传输到服务器，用户终端使用公共网络接收状态数据，判断机车信号设备的状态。监测终端在机车信号远程监测服务器系统管理控制下，通过运行用户终端软件，将被监测的所有列车的机车信号实时运用状态，直观显示在交互界面上，并接受执行用户的操作命令。用户终端数据分析软件对机车信号实时运用状态数据文件进行分析，辅助用户分析判断异常状态和故障隐患。

负有监测机车信号实时运用状态部门或工作人员，通过接入互联网的用户终端执行监测机车信号实时运用状态的任务。

机车信号实时监测以图形的方式实时的查看机车信号的各种状态，包括机车信号状态信息(包括上下行、制式、绝缘节、I/II端、A/B套、灯显、电源曲线、信号幅度曲线等)和TAX2箱信息(包括机车类型，机车号、速度曲线、司机号、站名等)。

状态数据分析以表格形式列出每条数据的具体含义，并将一些异常信息以不同的颜色醒目的标识出来。并提供不同的查询方式，包括按照时间、灯显、A/B套、I/II端、故障等查询方式，最后可将感兴趣的数据打印或导出为EXCEL表格存放。

本实用新型以上实施例机车信号主机与机车信号信息转接装置通信接口采用RS485/422接口，可以提高抗干扰能力；通信协议采用应答方式，保证数据传输可靠性；机车信号远程监测服务器与LAIS服务器通过隔离RS422连接。系统服务器负责读取LAIS服务器中机车信号实时运用状态数据，存储并发送至互联网上，连接在互联网上的合法授权用户通过终端设备获取这些数据，以直观图形方式显示，可以随时选取时间段存储和分析。用户终端软件采用图形和报表相结合方式，将实时监测功能和数据分析功能整合在一起，方便数据处理和报表生成；采取加密狗和授权方式，保证合法用户正常监测，防止非法用户侵入。采用SSL数据加密技术，提高网络利用率，提高用户数据安全性，防止泄密。服务器软件采用DropBox客户端，将数据存储到云端，进一步保证了数据保存的可靠性。

本实用新型以上实施例具有以下有益效果：

本实用新型的机车信号远程监测装置在及时发现机车信号故障、提高设备维修效率、预测防止故障等方面发挥重要作用，产生的效益是多方面的，具有广泛的推广应用价值。

(1)较低的系统开发成本

机车信号远程监测系统可以说是现有车载信号设备潜在功能深层开发，提升了原有车载信号设备效益最大化水平，因此具有显著的成本效益。

(2)加强了机车信号安全信度

机车信号远程监测系统对机车信号实施远程、多点、实时监测，有利于及时发现故障隐患；数据分析软件可以通过对历史数据的分析，预测故障发生几率，可指导维修部门提前检查维修，防止故障。因此，机车信号远程监测系统为机车信号设备增设了又一道安全保护措施，从而为列车安全运行提供又一道安全保障，由此产生的安全效益不可小视。

⑶填补了信号设备监测空白

铁路信号设备运用的动态监测管理已经把室内设备和室外设备纳入其中，但机车信号设备运用的动态监测管理尚未涉及。机车信号远程监测系统填补了这一空白，从而与现有的监控系统共同组成了对固定和移动信号设备的全面监管系统，完善了信号设备的监管体系，提高了对信号设备监管效率，能够产生客观的监管效益。

⑷提高了机车信号设备的维修效率

机车信号远程监测系统可以使信号维修主管部门及时发现信号设备存在的问题，指导进行维护维修，在第一时间消除故障隐患，有助于提高信号设备的维修效率。当收到机车信号有问题的报告时，也可通过该系统调用机车信号历史记录，进行分析，及时判断问题原因，第一时间使问题得到解决。

⑸创造了新的市场契机

机车信号远程监测系统将无线通信应用于机车信号中，实现了机车信号运用状态信息远程实时传回到地面接收终端，这给监管部门、设备维修部门提供了有效的机车信号设备监测手段，在信号设备监管、维修领域具有很强的实用价值，可以向全路等同类机车信号设备单位推广，形成经济效益成长点。

Claims (4)

1.一种机车信号设备的远程监测系统，包括车载设备和地面设备，车载设备包括机车信号主机和机车运行监测无线传输装置，地面设备包括服务器和监测终端；机车运行监测无线传输装置与服务器无线通信连接，其特征在于，车载设备包括机车信号信息转接装置，机车信号信息转接装置分别与机车信号主机和机车运行监测无线传输装置有线通信连接，将机车信号主机记录的机车信号运行的实时信息转接到机车运行监测无线传输装置，由机车运行监测无线传输装置通过无线传输通道将所述的实时信息发送给服务器。

2.根据权利要求1所述的远程监测系统，其特征在于，机车信号信息转接装置包括微控制器、隔离式串口模块、电源模块、以太网通信模块和三个接口，第一接口通过隔离式串口模块接微控制器，微控制器通过以太网通信模块接第三接口；第二接口接电源模块，并与第一接口连接；第一接口外接机车信号主机的信号输出接口，第二接口外接机车信号主机的八灯显示器，第三接口外接机车运行监测无线传输装置。

3.根据权利要求2所述的远程监测系统，其特征在于，所述的接口为航空插头，包括通信引脚和电源引脚，机车信号主机通过第二接口向机车信号信息转接装置的电源模块供电；第一接口从机车信号主机的信号输出接口接收灯显信息、速度码信息、制式信息、上下行信息和故障信息输送到微控制器，经微控制器处理后的灯显信息、制式信息和上下行信息经第一接口和第二接口回输到机车信号主机的八灯显示器；经微控制器处理后的灯显信息、速度码信息、制式信息、上下行信息和故障信息经第三接口输送到机车运行监测无线传输装置。

4.根据权利要求1所述的远程监测系统，其特征在于，所述的服务器包括LAIS服务器和机车信号远程监测服务器，机车运行监测无线传输装置通过无线传输通道将所述的实时信息发送给LAIS服务器；机车信号远程监测服务器与LAIS服务器连接，实时读取并存储机车信号运行的实时数据；监测终端包括移动终端和机车信号远程监测终端，移动终端与LAIS服务器无线连接，机车信号远程监测终端与机车信号远程监测服务器通过以太网有线连接。

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