一種列車綜合監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種列車綜合監(jiān)控系統(tǒng)，包括車載設備、無線傳輸設備和地面監(jiān)控中心；車載設備用于采集實時信息；無線傳輸設備用于傳遞實時信息；地面監(jiān)控中心用于處理實時信息并對車載設備進行反饋；本發(fā)明的益處為：各個設備體積小、組網靈活、安全，安裝和操作方便，可以進行列車信息的實時監(jiān)控、在線數據分析和預測，還實現(xiàn)了列車與地面監(jiān)控中心之間的數據實時傳輸、顯示和記錄，以及車載設備狀態(tài)的在線診斷，為列車的安全運營提供更可靠的技術保障。
【專利說明】一種列車綜合監(jiān)控系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種列車綜合監(jiān)控系統(tǒng)，尤其是一種基于無線通信的列車綜合監(jiān)控系統(tǒng)，屬于智能交通【技術領域】。

【背景技術】
[0002]目前，視頻監(jiān)控作為一種成熟的技術已經在各個領域得到運用。鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為行車設備的一部分已廣泛用于車站、咽喉區(qū)、重點線路、長大隧道等重點區(qū)域，在鐵路運輸生產中發(fā)揮了應有的作用，尤其是視頻分析技術的應用使鐵路綜合視頻監(jiān)控系統(tǒng)的作用得到很大提升。列車作為一種運輸量大的交通工具，它的安全不僅涉及到人民的生命和財產，還會影響到社會的穩(wěn)定。因此，在列車上部署視頻監(jiān)控，可為列車的運營安全、快速應對突發(fā)事件、監(jiān)控列車駕駛員的狀態(tài)等提供科學直觀的依據。但目前的列車上雖然安裝了視頻監(jiān)控系統(tǒng)，但視頻信息僅用于列車上駕駛操作員查看，沒有傳送到地面監(jiān)控中心。
[0003]對有軌電車上各種車載設備的狀態(tài)進行實時檢測、監(jiān)控是保證列車設備安全、正常運行的重要保障。目前這些信息在列車上進行存儲，并通過HMI設備顯示，沒有發(fā)送到地面監(jiān)控中心。而且這些數據僅僅是記錄、存儲，沒有進一步的分析以判別設備的當前狀態(tài)。
[0004]列車的智能化、信息化是軌道交通的發(fā)展方向，如果能實現(xiàn)列車設備狀態(tài)的在線診斷，需要大數據庫的支持，而大數據庫的建立是依賴于列車設備信息的積累。目前列車上的設備信息只能臨時放在列車上，不能實現(xiàn)共享。


【發(fā)明內容】

[0005]針對目前的列車智能化、信息共享的程度不高的現(xiàn)狀，結合軌道交通列車的實際需求，本發(fā)明提供一種新的列車綜合監(jiān)控系統(tǒng)。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:包括車載設備、無線傳輸設備和地面監(jiān)控中心；所述車載設備用于采集實時信息；所述無線傳輸設備用于傳遞所述實時信息；所述地面監(jiān)控中心用于處理所述實時信息并對所述車載設備進行反饋。
[0006]進一步地，所述車載設備包括，車載服務器、監(jiān)控攝像機、數據顯示裝置、電源模塊、通信天線、衛(wèi)星定位天線、列車控制管理系統(tǒng)和工業(yè)交換機；所述車載服務器用于對所述監(jiān)控攝像頭的視頻信息、所述衛(wèi)星定位天線接收的列車定位信息、所述列車控制管理系統(tǒng)發(fā)送的列車牽引、制動的信息以及列車上各種控制、檢測設備的信息進行實時采集；所述車載服務器采集的信息通過所述通信天線傳輸給地面監(jiān)控中心，通過數據顯示裝置傳輸給列車操作人員；所述工業(yè)交換機與所述車載服務器、所述監(jiān)控攝像機和所述數據顯示裝置電連接；所述電源模塊為所述工業(yè)交換機和所述車載服務器供電。
[0007]進一步地，所述車載服務器包括車載處理器、車輛總線接口模塊、衛(wèi)星定位模塊、無線通信模塊；所述車載處理器用于采集所述實時信息并以日志的形式存儲到地面監(jiān)控中心，供以后數據查閱，將得到的所述實時信息分別通過所述無線通信模塊以及所述數據顯示裝置發(fā)送給地面監(jiān)控中心和列車操作人員；所述車輛總線接口模塊用于連接所述列車控制管理系統(tǒng)；所述衛(wèi)星定位模塊用于進行衛(wèi)星定位。
[0008]進一步地，車載服務器通過車載總線接口模塊提供的車輛總線與列車控制系統(tǒng)的進行信息交互，獲取設備狀態(tài)；或通過網絡交換機，以以太網接口的方式進行信息交互。
[0009]進一步地，所述無線傳輸設備兼容3G/4G網絡無線傳輸，采用加密技術對列車視頻信息、車載設備狀態(tài)和位置信息進行加密，保證了數據傳送的可靠性。
[0010]進一步地，所述地面監(jiān)控中心包括，訪問控制器AC、監(jiān)控中心服務器、數據分析裝置、顯示裝置、存儲器和監(jiān)控中心PC;所述訪問控制器AC用于連接所述無線傳輸設備；所述監(jiān)控中心服務器用于接收所述車載設備發(fā)出的實時信息；所述存儲器用于存儲所述監(jiān)控中心服務器接收的所述實時信息；所述顯示裝置用于顯示述監(jiān)控中心服務器接收的所述實時信息；所述數據分析裝置用于對所述實時信息進行在線處理，并判別列車設備是否正常；所述監(jiān)控中心PC用于接收所述數據分析裝置處理后的結果，并將結果的反饋信息實時發(fā)送給所述車載設備。
[0011]進一步地所述數據分析裝置采用通用計算機或嵌入式系統(tǒng)設備，所述嵌入式系統(tǒng)設備嵌入在監(jiān)控中心服務器上運行，對車載設備信息進行在線診斷，基于列車的歷史狀態(tài)信息對車載設備的工作狀態(tài)進行預測。
[0012]進一步地，所述監(jiān)控中心PC用于查看監(jiān)控中心服務器的實時、歷史數據，對整個系統(tǒng)的配置及管理；所述監(jiān)控中心PC列車操作人員進行交互，實現(xiàn)列車的安全運營和調度作業(yè)。
[0013]本發(fā)明的益處為:各個設備體積小、組網靈活、安全，安裝和操作方便，可以長時間穩(wěn)定地進行列車信息的實時監(jiān)控、在線數據分析和預測，還實現(xiàn)了列車與地面監(jiān)控中心之間的數據實時傳輸、顯示和記錄，以及車載設備狀態(tài)的在線診斷，為列車的安全運營提供更可靠的技術保障。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明列車綜合監(jiān)控系統(tǒng)的組成示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明列車綜合監(jiān)控系統(tǒng)車載設備的組成示意圖；
[0016]圖3為本發(fā)明列車綜合監(jiān)控系統(tǒng)地面監(jiān)控中心的組成示意圖。

【具體實施方式】
[0017]當結合附圖考慮時，通過參照下面的詳細描述，能夠更完整更好地理解本發(fā)明以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點，但此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定，如圖其中:
[0018]顯然，本領域技術人員基于本發(fā)明的宗旨所做的許多修改和變化屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0019]實施例1:如圖1至圖3所示，本實施例提供一種列車綜合監(jiān)控系統(tǒng)，包括車載設備1、無線傳輸設備2和地面監(jiān)控中心3 ;車載設備I包括，車載服務器4、監(jiān)控攝像機6、數據顯示裝置7、電源模塊11、通信天線10、衛(wèi)星定位天線9、列車控制管理系統(tǒng)8和工業(yè)交換機5 ;無線傳輸設備2包括，位于鐵軌附近的一臺或多臺基站32和公共internet網絡；地面監(jiān)控中心3包括，訪問控制器AC16、監(jiān)控中心服務器17、數據分析裝置20、顯示裝置21、存儲器18和監(jiān)控中心PC19。
[0020]車載服務器4包括車載處理器12、車輛總線接口模塊13、衛(wèi)星定位模塊31、無線通信模塊15 ;車載處理器12用于對監(jiān)控攝像頭6的視頻信息、衛(wèi)星定位天線9接收的列車定位信息，以及從列車控制管理系統(tǒng)8發(fā)送過來的列車牽引、制動等列車上各種控制、檢測設備的信息進行實時采集并以日志的形式存儲到本地的存儲器上，供以后數據查閱，同時將得到的實時信息通過無線通信模塊15發(fā)送給地面監(jiān)控中心3 ;車輛總線接口模塊13用于連接列車控制管理系統(tǒng)；衛(wèi)星定位模塊31用于進行衛(wèi)星定位；車載處理器12采集的實時信息通過通信天線10傳輸給地面監(jiān)控中心3，通過數據顯示裝置7傳輸給列車操作人員；工業(yè)交換機5與車載服務器4、監(jiān)控攝像機6和數據顯示裝置7電連接；電源模塊11為工業(yè)交換機5和車載服務器4供電。
[0021]車載設備4發(fā)送的信息，經由無線通信模塊15和基站32之間的連接，進入公共無線傳輸網絡，最后通過公共internet網絡發(fā)送到所述地面監(jiān)控中心3。
[0022]訪問控制器AC16用于連接無線傳輸設備2 ;監(jiān)控中心服務器17用于接收車載設備I發(fā)出的實時信息；存儲器18用于存儲監(jiān)控中心服務器17接收的實時信息；顯示裝置21用于顯示監(jiān)控中心服務器17接收的實時信息；數據分析裝置20用于對實時信息進行在線處理，并判別列車設備是否正常；監(jiān)控中心PC19用于接收數據分析裝置20處理后的結果，并將結果的反饋信息實時發(fā)送給車載設備I。
[0023]工作原理:
[0024]車載服務器4將監(jiān)控攝像頭6的視頻信息、衛(wèi)星定位模塊31提供的列車定位信息，以及從列車控制管理系統(tǒng)8發(fā)送過來的列車牽引、制動等列車上各種控制、檢測設備的信息進行實時采集，并以日志的形式存儲到本地的存儲器18上，供以后數據查閱，同時將得到的實時信息通過無線通信模塊15發(fā)送給地面監(jiān)控中心3。這些實時信息通過數據顯示裝置7呈現(xiàn)給列車操作人員，以實現(xiàn)對列車狀態(tài)的掌控。車載服務器4通過無線通信模塊15實時接受來自地面監(jiān)控中心3的信息，并通過數據顯示裝置7將來自地面監(jiān)控中心3的信息展示給操作人員，列車操作員通過數據顯示裝置7可與地面監(jiān)控人員進行必要的交互。從車載設備I發(fā)送的信息，經由無線通信模塊15和列車附近的基站之間的連接，進入公共無線傳輸網絡，最后通過公共internet網絡發(fā)送到地面監(jiān)控中心3。監(jiān)控中心服務器17接受到的實時信息，通過顯示裝置21實時顯示。數據分析裝置20可對實時信息進行在線處理，以判別列車設備是否正常，并將結果發(fā)送到監(jiān)控中心PC19，供監(jiān)控人員做出決策。監(jiān)控人員通過監(jiān)控中心PC19對地面監(jiān)控中心3的各個設備，以及有連接的(工作狀態(tài)的)列車設備進行管理，并將一些決策信息實時發(fā)送給正在運營中的列車操作員。
[0025]本實施例的技術效果為:各個設備體積小、組網靈活、安全，安裝和操作方便，可以長時間穩(wěn)定地進行列車信息的實時監(jiān)控、在線數據分析和預測，還實現(xiàn)了列車與地面監(jiān)控中心之間的數據實時傳輸、顯示和記錄，以及車載設備狀態(tài)的在線診斷，為列車的安全運營提供更可靠的技術保障。
[0026]在優(yōu)選方案中，通過網絡交換機，以以太網接口的方式進行信息交互。
[0027]在優(yōu)選方案中，車載設備I包含有至少一個監(jiān)控攝像機。
[0028]在優(yōu)選方案中，無線傳輸設備2兼容3G/4G網絡無線傳輸，采用加密技術對列車視頻信息、車載設備狀態(tài)和位置信息進行加密，保證了數據傳送的可靠性。
[0029]在優(yōu)選方案中，地面監(jiān)控中心3為嵌入式系統(tǒng)設備，對車載設備4的信息進行在線診斷，基于列車的歷史狀態(tài)信息對車載設備I的工作狀態(tài)等進行預測。
[0030]在優(yōu)選方案中，監(jiān)控中心PC19用于查看監(jiān)控中心服務器17的實時、歷史數據，對整個系統(tǒng)的配置及管理；所述監(jiān)控中心PC19列車操作人員進行交互，實現(xiàn)列車的安全運營和調度作業(yè)。
[0031]在優(yōu)選方案中，車載設備I包括:兩臺普通?？低暪镜木W絡監(jiān)控攝像頭，研華工控機(PCM3363)，網絡交換機采用研華公司的EK1-2528，基于STM32F407的雙模嵌入式衛(wèi)星定位接收器，車輛總線接口模塊采用基于MVB，或者CANOpen總線；
[0032]無線傳輸設備2采用中興或華為的4G通信終端；
[0033]地面監(jiān)控中心3的監(jiān)控中心服務器17、數據分析裝置20，以及監(jiān)控中心PC19均采用研華公司生產的工業(yè)計算機，磁盤陣列作為數據存儲模塊。
[0034]在優(yōu)選方案中，車載設備I包括:一臺普通?？低暪镜木W絡監(jiān)控攝像頭，研華工控機(PCM9346)，網絡交換機采用研華公司的EK1-2528，基于STM32F407的雙模嵌入式衛(wèi)星定位接收器，和列車TCMS接口采用以太網口，經由交換機互聯(lián)；
[0035]無線傳輸設備2采用中興或華為的3G通信終端；
[0036]地面監(jiān)控中心3的監(jiān)控中心服務器17、數據分析裝置20，以及監(jiān)控中心PC19均采用研華公司生產的工業(yè)計算機。存儲器18采用大容量的電腦硬盤進行數據存儲。
[0037]以上僅是本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，所述【具體實施方式】只是用于幫助理解本發(fā)明的核心思想。應當指出，對于本【技術領域】的技術人員而言，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也屬于本發(fā)明權利要求的保護范圍。
【權利要求】
1.一種列車綜合監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于， 包括車載設備、無線傳輸設備和地面監(jiān)控中心； 所述車載設備用于采集實時信息； 所述無線傳輸設備用于傳遞所述實時信息； 所述地面監(jiān)控中心用于處理所述實時信息并對所述車載設備進行反饋。
2.根據權利要求1所述的列車綜合監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于， 所述車載設備包括，車載服務器、監(jiān)控攝像機、數據顯示裝置、電源模塊、通信天線、衛(wèi)星定位天線、列車控制管理系統(tǒng)和工業(yè)交換機； 所述車載服務器用于對所述監(jiān)控攝像頭的視頻信息、所述衛(wèi)星定位天線接收的列車定位信息、所述列車控制管理系統(tǒng)發(fā)送的列車牽引、制動的信息以及列車上各種控制、檢測設備的?目息進行實時米集； 所述車載服務器采集的信息通過所述通信天線傳輸給地面監(jiān)控中心，通過數據顯示裝置傳輸給列車操作人員； 所述工業(yè)交換機與所述車載服務器、所述監(jiān)控攝像機和所述數據顯示裝置電連接； 所述電源模塊為所述工業(yè)交換機和所述車載服務器供電。
3.根據權利要求2所述的列車綜合監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于， 所述車載服務器包括車載處理器、車輛總線接口模塊、衛(wèi)星定位模塊、無線通信模塊；所述車載處理器用于采集所述實時信息并以日志的形式存儲到地面監(jiān)控中心，供以后數據查閱，將得到的所述實時信息分別通過所述無線通信模塊以及所述數據顯示裝置發(fā)送給地面監(jiān)控中心和列車操作人員； 所述車輛總線接口模塊用于連接所述列車控制管理系統(tǒng)； 所述衛(wèi)星定位模塊用于進行衛(wèi)星定位。
4.根據權利要求3所述的列車綜合監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于， 所述地面監(jiān)控中心包括，訪問控制器AC、監(jiān)控中心服務器、數據分析裝置、顯示裝置、存儲器和監(jiān)控中心PC ； 所述訪問控制器AC用于連接所述無線傳輸設備； 所述監(jiān)控中心服務器用于接收所述車載設備發(fā)出的實時信息； 所述存儲器用于存儲所述監(jiān)控中心服務器接收日志形式的所述實時信息； 所述顯示裝置用于顯示述監(jiān)控中心服務器接收的所述實時信息； 所述數據分析裝置用于對所述實時信息進行在線處理，并判別列車設備是否正常；所述監(jiān)控中心PC用于接收所述數據分析裝置處理后的結果，并將結果的反饋信息實時發(fā)送給所述車載設備。
5.根據權利要求4所述的列車綜合監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于， 所述數據分析裝置采用通用計算機或嵌入式系統(tǒng)設備，所述嵌入式系統(tǒng)設備嵌入在監(jiān)控中心服務器上運行，對車載設備信息進行在線診斷，基于列車的歷史狀態(tài)信息對車載設備的工作狀態(tài)進行預測。
6.根據權利要求4所述的列車綜合監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于， 所述監(jiān)控中心PC用于查看監(jiān)控中心服務器的實時、歷史數據，對整個系統(tǒng)的配置及管理；所述監(jiān)控中心PC列車操作人員進行交互，實現(xiàn)列車的安全運營和調度作業(yè)。
【文檔編號】H04L29/08GK104506794SQ201410602322
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權日:2014年10月31日
【發(fā)明者】王忠立, 蔡伯根, 黃振暉, 王貴國, 賈春肖, 閆妍, 吳顯, 花義峰, 王劍, 劉江, 張?zhí)彀? 申請人:北京交通大學, 唐山軌道客車有限責任公司