一種高速動車組運行故障數(shù)據(jù)遠程實時傳輸和智能分析判斷系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高速動車組運行故障數(shù)據(jù)遠程實時傳輸和智能分析判斷系統(tǒng)，屬于動車故障檢測【技術領域】。基于GPRS的無線分組交換通信技術，所述系統(tǒng)包括車載數(shù)據(jù)采集嵌入式設備、動車所監(jiān)測中心、局級監(jiān)測中心、部級三級聯(lián)網安全監(jiān)測中心，按照三層架構的模式實現(xiàn)系統(tǒng)功能。本發(fā)明實現(xiàn)了高速CRH5型動車組運行數(shù)據(jù)的遠程、實時傳輸；滿足了對運行動車組動態(tài)跟蹤監(jiān)控、提供遠程技術支持、故障應急指導，并即時組織維修的實際運用需求，同時有效提高了檢修效率，降低了檢修成本；采用B/S架構實現(xiàn)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)，大大簡化了客戶端工作，便于不同用戶查看，減輕了系統(tǒng)維護和升級的成本和工作量，降低了用戶的總體成本。
【專利說明】一種高速動車組運行故障數(shù)據(jù)遠程實時傳輸和智能分析判斷系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于動車故障檢測【技術領域】，涉及一種動車組運行數(shù)據(jù)遠程傳輸系統(tǒng)，尤其涉及一種高速動車組運行故障數(shù)據(jù)遠程實時傳輸和智能診斷系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]TCMS (列車控制和管理系統(tǒng))是一種用于控制、監(jiān)督、管理動車組的大部分功能的分布式電腦系統(tǒng)，是安裝在列車上的計算機局域網絡系統(tǒng)，主要負責整車各部分信息的采集和傳遞，對整列車進行控制、檢測、診斷和記錄。TCMS系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲單元可以將列車運行中的基本信息和故障數(shù)據(jù)記錄下來，并預留出下載接口待列車檢修時由工程師進行有線下載，檢修人員會利用這些數(shù)據(jù)對列車進行檢修。然而該種操作方式無法實現(xiàn)對動車組運行數(shù)據(jù)的遠程傳輸和實時傳輸，因而無法對動車組的安全狀態(tài)與故障情況進行實時動態(tài)跟蹤監(jiān)控，更無法提供遠程技術支持和故障應急指導，也無法滿足即時組織維修的實際運用需求。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明基于GPRS的無線分組交換通信技術，提供一種高速動車組運行故障數(shù)據(jù)遠程實時傳輸和智能分析判斷系統(tǒng)(Trouble of moving EMU Detection and IntelligentDiagnose System,以下簡稱TIDS系統(tǒng))，應用于高速CRH5型動車組運行狀態(tài)信息的遠程采集。本發(fā)明通過數(shù)據(jù)實時傳輸算法實現(xiàn)了 CRH5型動車組運行數(shù)據(jù)的實時傳輸。采用基于Oracle數(shù)據(jù)庫客戶端軟件對實時接收和全程記錄的動車組運行數(shù)據(jù)進行存儲、處理、查詢、回放、分析等功能。動車組運行數(shù)據(jù)呈現(xiàn)采用B/S (Browser/Server)結構、瀏覽器和服務器結構。
[0004]本發(fā)明提供的高速動車組運行故障數(shù)據(jù)遠程實時傳輸和智能分析判斷系統(tǒng)，使動車組總線數(shù)據(jù)實現(xiàn)了遠程下載、實時更新和智能判斷。所述TIDS系統(tǒng)包括車載數(shù)據(jù)采集嵌入式設備、動車所監(jiān)測中心、局級監(jiān)測中心、部級三級聯(lián)網安全監(jiān)測中心。所述車載數(shù)據(jù)采集嵌入式設備安裝于動車組頭車和尾車中，用于采集動車組運行數(shù)據(jù)，并將動車組運行數(shù)據(jù)發(fā)送給動車所監(jiān)測中心。所述的動車所監(jiān)測中心對動車組運行數(shù)據(jù)進行存儲和分析判斷，得出動車組故障數(shù)據(jù)，并根據(jù)分級報警信息，分別將動車組運行數(shù)據(jù)包含故障數(shù)據(jù)發(fā)送給上級局級監(jiān)測中心，將調度信息指令反饋給動車所調度中心(動車所指揮生產、調車作業(yè)的職能單位)。局級監(jiān)測中心收到動車運行數(shù)據(jù)后，將動車運行數(shù)據(jù)轉發(fā)給部級三級聯(lián)網安全監(jiān)測中心，并且可以直接根據(jù)故障信息發(fā)出應急指令給動車所監(jiān)測中心。所述的部級三級聯(lián)網安全監(jiān)測中心接收并存儲動車組運行數(shù)據(jù)包含故障數(shù)據(jù)，并將根據(jù)報警信息，確定是否給出應急指揮指令。
[0005]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0006](a)實現(xiàn)了高速CRH5型動車組運行數(shù)據(jù)的遠程、實時傳輸。滿足了對運行動車組動態(tài)跟蹤監(jiān)控、提供遠程技術支持、故障應急指導，并即時組織維修的實際運用需求，同時有效提高了檢修效率，降低了檢修成本。
[0007](b)基于Oracle數(shù)據(jù)庫對動車組運行數(shù)據(jù)進行存儲和相應處理。檢修人員可方便的查看動車組運行歷史數(shù)據(jù)，有利于對動車組運行狀態(tài)和設備質量進行深層次的跟蹤和動態(tài)質量控制。
[0008](c)采用B/S (Browser/Server)架構實現(xiàn)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)，主要事務邏輯放在服務器端(Server)實現(xiàn)，極少部分事務在瀏覽器(Browser)實現(xiàn)，大大簡化了客戶端工作，便于不同用戶查看，減輕了系統(tǒng)維護和升級的成本和工作量，降低了用戶的總體成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明提供的動車組運行故障數(shù)據(jù)遠程實時傳輸和智能分析判斷系統(tǒng)(TIDS)組成示意圖；
[0010]圖2為本發(fā)明中車載數(shù)據(jù)采集嵌入式設備構成示意圖；
[0011]圖3為本發(fā)明中TIDS系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)構成圖；
[0012]圖4為本發(fā)明集中運用管理平臺功能架構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0014]本發(fā)明提供一種高速動車組運行故障數(shù)據(jù)遠程實時傳輸和智能分析判斷系統(tǒng)，簡稱為TIDS系統(tǒng)，所述TIDS系統(tǒng)按功能構架可分為以下及部分，如圖1所示:車載數(shù)據(jù)采集嵌入式設備、動車所監(jiān)測中心、局級監(jiān)測中心、部級三級聯(lián)網安全監(jiān)測中心。動車所監(jiān)測中心位于動車運用所，是TIDS數(shù)據(jù)接收、存儲和運用中心，包括數(shù)據(jù)存儲、分析服務器機房設備和監(jiān)測終端；局級監(jiān)測中心是鐵路局級指揮運用中心，由局級TIDS服務器和局級TIDS運用管理平臺組成；部級三級聯(lián)網安全監(jiān)測中心是部級指揮運用中心，由部級TIDS服務器，部級TIDS運用管理平臺組成。
[0015]TIDS車載數(shù)據(jù)采集嵌入式設備主要功能是采集并下載動車組實時狀態(tài)信息、基本信息和故障信息，并通過GPRS網絡實時傳輸至動車所監(jiān)測中心的數(shù)據(jù)存儲、分析服務器，動車所監(jiān)測中心采用數(shù)據(jù)挖掘技術對故障信息進行智能分析判斷，同時提供故障分級報警和實時遠程技術支持，工作人員通過監(jiān)測終端獲取動車故障信息。
[0016]動車組運行故障信息和遠程技術支持信息的傳輸是依靠基于GPRS和Internet的通信網絡實現(xiàn)的。
[0017]局級和部級的TIDS集中運用管理平臺是實現(xiàn)TIDS車載設備采集故障信息的處理、預警監(jiān)測信息的預報、故障的實時圖形化復現(xiàn)以及數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)計、查詢等功能。局級和部級TIDS運用管理平臺分別是局級和部級單位獲取TIDS信息、指導下級單位工作的平臺。車載數(shù)據(jù)采集嵌入式設備是動車組運行故障信息采集的核心設備，裝于動車組頭車和尾車中。車載數(shù)據(jù)采集嵌入式設備負責完成動車組信息的實時采集和無線上傳。圖2即為車載數(shù)據(jù)采集嵌入式設備構成示意圖。車載數(shù)據(jù)采集嵌入式設備包括中央處理器、GPRS模塊、32M的SDR0M、2M的NOR FLASH,64M的NAND FLASH、數(shù)據(jù)采集和輸出模塊、TCMS數(shù)據(jù)下載接口和SM卡，所述中央處理器采用S3C2440芯片，同時配置有工業(yè)級GPRS模塊；所述的32M的SDR0M、2M的NOR FLASH,64M的NAND FLASH、數(shù)據(jù)采集和輸出模塊分別與中央處理器連接；所述的SM卡連接GPRS模塊，所述TCMS數(shù)據(jù)下載接口通過串口方式與所述數(shù)據(jù)采集和輸出模塊連接。所述的數(shù)據(jù)采集和輸出模塊通過SPI接口與中央處理器連接。
[0018]所述的動車所監(jiān)測中心中的數(shù)據(jù)存儲、分析服務器機房設備包括網絡傳輸設備、雙機熱備服務器、磁盤陣列柜等，主要用來完成動車組運行信息的數(shù)據(jù)存儲、處理及傳輸?shù)裙δ?。所述的網絡傳輸設備接收車載數(shù)據(jù)采集嵌入式設備的采集數(shù)據(jù)，然后存儲在雙機熱備服務器的磁盤陣列柜中；所述的磁盤陣列柜采用基于Oracle數(shù)據(jù)庫。
[0019]動車組運行數(shù)據(jù)依靠GPRS通信網絡和Internet網絡傳輸至雙機熱備服務器。雙機熱備服務器對故障信息進行數(shù)據(jù)挖掘、智能分析判斷，而后將所述運行數(shù)據(jù)包含故障數(shù)據(jù)傳送至監(jiān)測終端，以進行故障圖像化瀏覽及分析。所述運行數(shù)據(jù)包括狀態(tài)信息、故障信息、基本信息。
[0020]狀態(tài)信息:主控端、受電弓、主斷、車況、電制動、附加斷路器、牽引手柄、方向手柄、換端、變壓器、充電機、牽引情況、靜態(tài)輔變、輔變工況等實時運行數(shù)據(jù)；
[0021]故障信息:TRACTION、N1、BRAKE、CCT、ILLUMINTION、SIGNALING、TRACTIONl、descr.1mpianto, ANTIFIRE等多個類型的故障信息；
[0022]基本信息:即時速度、車號、時間等基本運行信息。
[0023]動車所監(jiān)測中心實現(xiàn)對采集故障信息圖像化展現(xiàn)、故障分析及報警、數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計、報表打印等功能，監(jiān)測終端計算機與雙機熱備服務器組網，為值班人員提供接口，值班人員通過監(jiān)測終端計算機對動車組故障信息進行實時監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)及預報故障信息。
[0024]所述的雙機熱備服務器上還包括報警終端，雙機熱備服務器發(fā)現(xiàn)故障后，報警終端通過網絡將故障信息傳輸至監(jiān)測終端計算機進行報警，提交發(fā)現(xiàn)的故障信息、故障車輛信息，由監(jiān)測終端計算機根據(jù)故障情況進行實時處理，并將處理結果反饋至雙機熱備服務器。
[0025]如圖3所示，本發(fā)明還提供一種高速動車組運行故障數(shù)據(jù)遠程實時傳輸和智能分析判斷方法，用于實現(xiàn)所述方法的軟件包括車載數(shù)據(jù)采集嵌入式軟件、動車組信息采集軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、服務器軟件、系統(tǒng)集中運用管理平臺軟件、智能報警軟件和監(jiān)測終端。所述方法的實現(xiàn)步驟如下:
[0026]第一步，首先車載數(shù)據(jù)采集嵌入式設備采集動車組運行數(shù)據(jù)，采集方式有兩種:整體采集和實時采集；同時將采集到的動車組運行數(shù)據(jù)實時通過GPRS轉發(fā)給動車所監(jiān)測中心。
[0027]第二步，所述動車所監(jiān)測中心接收由車載數(shù)據(jù)采集嵌入式設備轉發(fā)的動車組運行數(shù)據(jù)，并對所述動車組運行數(shù)據(jù)進行處理后錄入數(shù)據(jù)庫。同時，將動車組運行數(shù)據(jù)進行分析判斷得到故障數(shù)據(jù)，并針對故障類型或級別，形成級別報警，然后將動車組運行數(shù)據(jù)包含故障信息的報警信息上傳轉發(fā)給局級監(jiān)測中心。
[0028]所述的級別報警通過動車所監(jiān)測中心的數(shù)據(jù)存儲、分析服務器機房設備實現(xiàn)。
[0029]第三步，所述的局級和部級的TIDS運用管理平臺分別對動車組運行數(shù)據(jù)(包含故障數(shù)據(jù))進行呈現(xiàn)，其架構采用B/S模式進行分布管理和控制，按照三層架構的模式實現(xiàn)系統(tǒng)功能。所述TIDS運用管理平臺結構如圖4所示。各層的功能如下:
[0030]1、平臺服務提供層:[0031]I)提供數(shù)據(jù)庫接口服務；
[0032]提供動車組運行數(shù)據(jù)訪問的接口，接收車載數(shù)據(jù)采集嵌入式設備的采集數(shù)據(jù)，便于分布式部署。
[0033]2)提供動車組故障圖像化瀏覽服務；
[0034]針對不同車次、不同級別、不同性質動車組故障，提供故障圖像化展示服務，便于集中監(jiān)測。
[0035]3)提供信息管理平臺服務
[0036]按運用需求，提供故障、信息閉環(huán)管理服務。
[0037]首先集中服務器接收車載終端數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)發(fā)送至智能判斷、報警終端，然后智能判斷報警終端對動車組運行數(shù)據(jù)進行分析判讀后，得到故障數(shù)據(jù)，并將包含有故障數(shù)據(jù)的動車組運行數(shù)據(jù)通過集中服務器發(fā)送給監(jiān)測終端，由監(jiān)測終端的調度中心向現(xiàn)場發(fā)送任務指令。
[0038]2、終端復示層，包括局級終端復示層和部級終端復示層；
[0039]I)動車組運行信息瀏覽終端；
[0040]設在動車所技術組(動車所監(jiān)測動車數(shù)據(jù)的職能單位)，可以瀏覽所有監(jiān)控動車組運行狀態(tài)信息。
[0041]2)預警發(fā)送終端；
[0042]設在動車所技術組，向動車所調度中心(動車所指揮生產、調車作業(yè)的職能單位)提交車輛故障。
[0043]3)預警處理終端；
[0044]設在調度所，分發(fā)通知處理車輛故障。
[0045]4)故障處理終端；
[0046]對故障進行確認處理，并提交處理結果，完成故障的閉環(huán)處理。
[0047]5)分級審查分析終端
[0048]為車間、段、局、部等各級部門提供審查分析接口，為科學決策提供數(shù)據(jù)依據(jù)。
[0049]6)智能判斷、報警終端；
[0050]基于數(shù)據(jù)挖掘技術，自動對動車組運行故障信息進行智能分析、判斷并進行預警處理。
[0051]集中運用管理平臺的功能還包括:
[0052](I)可自動導出任意動車組、任意時段的運行數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)。 [0053](2)在所述集中運用管理平臺上可以完成故障的確認，并生成已確認未處理故障表，可以按時間導出。
[0054](3)可以對動車組確認故障的處理人、處理方法、處理結果進行回填，并自動生成?艮表。
[0055](4)可以生成動車組故障日報表、周報表、故障類型統(tǒng)計報表、特定動車組歷史故障統(tǒng)計報表等各種報表。
【權利要求】
1.一種高速動車組運行故障數(shù)據(jù)遠程實時傳輸和智能分析判斷系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)包括車載數(shù)據(jù)采集嵌入式設備、動車所監(jiān)測中心、局級監(jiān)測中心、部級三級聯(lián)網安全監(jiān)測中心；所述車載數(shù)據(jù)采集嵌入式設備安裝于動車組頭車和尾車中，用于采集動車組運行數(shù)據(jù)，并將動車組運行數(shù)據(jù)發(fā)送給動車所監(jiān)測中心；所述的動車所監(jiān)測中心對動車組運行數(shù)據(jù)進行存儲和分析判斷，得出動車組故障數(shù)據(jù)，并根據(jù)分級報警信息，分別將動車組運行數(shù)據(jù)包含故障數(shù)據(jù)發(fā)送給上級局級監(jiān)測中心，將調度信息指令反饋給動車所調度中心；局級監(jiān)測中心收到動車運行數(shù)據(jù)后，將動車運行數(shù)據(jù)轉發(fā)給部級三級聯(lián)網安全監(jiān)測中心，并且直接根據(jù)故障信息發(fā)出應急指令給動車所監(jiān)測中心；所述的部級三級聯(lián)網安全監(jiān)測中心接收并存儲動車組運行數(shù)據(jù)包含故障數(shù)據(jù)，并將根據(jù)報警信息，確定是否給出應急指揮指令；動車所監(jiān)測中心位于動車運用所，是TIDS數(shù)據(jù)接收、存儲和運用中心，包括數(shù)據(jù)存儲、分析服務器機房設備和監(jiān)測終端；局級監(jiān)測中心是鐵路局級指揮運用中心，由局級TIDS服務器和局級TIDS運用管理平臺組成；部級三級聯(lián)網安全監(jiān)測中心是部級指揮運用中心，由部級TIDS服務器，部級TIDS運用管理平臺組成。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種高速動車組運行故障數(shù)據(jù)遠程實時傳輸和智能分析判斷系統(tǒng)，其特征在于:動車組運行故障信息和遠程技術支持信息的傳輸是依靠基于GPRS和Internet的通信網絡實現(xiàn)的。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種高速動車組運行故障數(shù)據(jù)遠程實時傳輸和智能分析判斷系統(tǒng)，其特征在于:所述車載數(shù)據(jù)采集嵌入式設備裝于動車組頭車和尾車中。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種高速動車組運行故障數(shù)據(jù)遠程實時傳輸和智能分析判斷系統(tǒng)，其特征在于:所述車載數(shù)據(jù)采集嵌入式設備包括中央處理器、GPRS模塊、32M的SDROM、2M的NOR FLASH、64M的NAND FLASH、數(shù)據(jù)采集和輸出模塊、TCMS數(shù)據(jù)下載接口和SM卡，所述中央處理器采用S3C2440芯片，同時配置有工業(yè)級GPRS模塊；所述的32M的SDR0M、2M的NOR FLASH、64M的NAND FLASH、數(shù)據(jù)采集和輸出模塊分別與中央處理器連接；所述的SIM卡連接GPRS模塊，所述TCMS數(shù)據(jù)下載接口通過串口方式與所述數(shù)據(jù)采集和輸出模塊連接；所述的數(shù)據(jù)采集和輸出模塊通過SPI接口與中央處理器連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種高速動車組運行故障數(shù)據(jù)遠程實時傳輸和智能分析判斷系統(tǒng)，其特征在于:所述的動車所監(jiān)測中心中的數(shù)據(jù)存儲、分析服務器機房設備包括網絡傳輸設備、雙機熱備服務器、磁盤陣列柜等，主要用來完成動車組運行信息的數(shù)據(jù)存儲、處理及傳輸?shù)裙δ?；所述的網絡傳輸設備接收車載數(shù)據(jù)采集嵌入式設備的采集數(shù)據(jù)，然后存儲在雙機熱備服務器的磁盤陣列柜中；所述的磁盤陣列柜采用基于Oracle數(shù)據(jù)庫。
6.一種高速動車組運行故障數(shù)據(jù)遠程實時傳輸和智能分析判斷方法，其特征在于:所述方法的實現(xiàn)步驟如下: 第一步，車載數(shù)據(jù)采集嵌入式設備采集動車組運行數(shù)據(jù)，采集方式有兩種:整體采集和實時采集；同時將采集到的動車組運行數(shù)據(jù)實時通過GPRS轉發(fā)給動車所監(jiān)測中心； 第二步，所述動車所監(jiān)測中心接收由車載數(shù)據(jù)采集嵌入式設備轉發(fā)的動車組運行數(shù)據(jù)，并對所述動車組運行數(shù)據(jù)進行處理后錄入數(shù)據(jù)庫；同時，將動車組運行數(shù)據(jù)進行分析判斷得到故障數(shù)據(jù)，并針對故障類型或級別，形成級別報警，然后將動車組運行數(shù)據(jù)包含故障信息的報警信息上傳轉發(fā)給局級監(jiān)測中心； 所述的級別報警通過動車所監(jiān)測中心的數(shù)據(jù)存儲、分析服務器機房設備實現(xiàn)；第三步，所述的局級和部級的TIDS運用管理平臺分別對動車組運行數(shù)據(jù)進行呈現(xiàn)，其架構采用B/S模式進行分布管理和控制，按照三層架構的模式實現(xiàn)系統(tǒng)功能。
7.根據(jù)權利要求6所述的一種高速動車組運行故障數(shù)據(jù)遠程實時傳輸和智能分析判斷方法，其特征在于:所述TIDS運用管理平臺各層的功能如下: (1)平臺服務提供層: (2)終端復示層，包括局級終端復示層和部級終端復示層； (3)自動導出任意動車組、任意時段的運行數(shù)據(jù)和故障數(shù)據(jù)； (4)在所述集中運用管理平臺上完成故障的確認，并生成已確認未處理故障表，按時間導出； (5)對動車組確 認故障的處理人、處理方法、處理結果進行回填，并自動生成報表； (6)生成動車組故障日報表、周報表、故障類型統(tǒng)計報表、特定動車組歷史故障統(tǒng)計報表等各種報表。
【文檔編號】H04L29/08GK103986758SQ201410198449
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月12日 優(yōu)先權日:2014年5月12日
【發(fā)明者】張卓, 石建偉, 郭新賀, 張鍇, 張世強, 張亨, 李新全, 高建齡, 王仲輝, 成亮 申請人:北京康拓紅外技術股份有限公司