车地通信系统的故障检测系统的制作方法

本发明涉及车地通信系统，尤其涉及一种车地通信系统的故障检测系统。

背景技术：

车地通信系统(简称twc)是中央、轨旁和列车信息交换系统，也是列车ato(ato即自动驾驶系统)运行、中央时刻表调整的重要环节。但是随着时间的推移，twc系统容易出现一些问题和故障。据统计，信号系统发生的故障中，与车地通信有关的故障占25％左右。现有的对于车地通信系统的故障检测手段，出于功耗、成本等方面的考虑，一般仅适用于进行单点测量，无法从系统层面整体掌握轨道交通中的整条线路甚至轨道交通系统整体的运行状况。

并且，现有的故障检测手段针对轨道交通系统中的各个组成部分通常是彼此独立的运作，只能对出现问题的单个节点的问题进行分析，在耗费大量人力物力的同时，数据不便汇总，也不便于对整个轨道交通系统的运行状况进行整体的管理、维护，历史数据无法对此后的轨道交通系统的运行和维护发挥足够的积极作用。

因此，亟需设计一种可联网且能够以更低的成本实现对于轨道交通系统中的整条列车运行线路的车地通信系统的故障进行检测，并且便于汇总各处数据以帮助对整个轨道交通系统进行高效的管理和维护的故障检测系统。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是为了克服现有的针对车地通信系统的故障检测手段仅适用于单点测量，无法高效地实现对轨道交通线路的整体故障检测，并且检测数据不便汇总及整体分析利用的缺陷，提出一种新的车地通信系统的故障检测系统。

本发明是通过采用下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供了一种车地通信系统的故障检测系统，其特点在于，其包括多个故障检测装置，每个故障检测装置被配置为能够接收所述车地通信系统中的轨旁频移键控信号、并通过解析所述轨旁频移键控信号获取其第一类参数，其中，所述第一类参数包括标记频率、空间频率、电压值及通信状态中的部分或全部；

所述故障检测系统还包括网络模块、计算中心服务器和轨道交通调度中心服务器，所述网络模块连接各个所述故障检测装置及所述计算中心服务器，以使得各个所述故障检测装置能够将所述轨旁频移键控信号的所述第一类参数传输至所述计算中心服务器，所述计算中心服务器被配置为根据预设的数据处理方式对收到的所述第一类参数进行处理，并将处理得到的数据集发送至所述轨道交通调度中心服务器，所述轨道交通调度中心服务器被配置为能够显示所述数据集包含的数据。

较佳地，所述计算中心服务器被配置为根据预设的数据处理方式对收到的所述第一类参数进行可视化处理，以得到可视化数据集，所述轨道交通调度中心服务器被配置为能够实时显示所述可视化数据集包含的数据。

较佳地，所述计算中心服务器配置有故障信号判别模块，所述故障信号判别模块被配置为能够根据预设的报警规则对所述轨旁频移键控信号的所述第一类参数进行分析，并提取符合所述报警规则的所述轨旁频移键控信号并向所述轨道交通调度中心服务器提供相应的报警信息。

较佳地，每个所述故障检测装置包括：

接收天线，其被配置为能够接收所述轨旁频移键控信号，并将所述轨旁频移键控信号传输至信号采集板；

所述信号采集板，其被配置为能够对所述轨旁频移键控信号进行滤波、模数转换及解析，以获得所述轨旁频移键控信号的所述第一类参数，并经由第一通信模块将所述轨旁频移键控信号的所述第一类参数传输至存储模块进行存储；

第二通信模块具有网络通信接口，并被配置为能够经由所述网络模块与所述计算中心服务器通信连接，并将所述存储模块中存储的所述第一类参数传输至所述计算中心服务器。

较佳地，所述网络模块包括基层网络和主干网络，各个所述故障检测装置依次经由所述基层网络和所述主干网络连接至所述计算中心服务器。

较佳地，所述存储模块具有处理器，所述处理器被配置为能够在存储所述第一类参数时为所述第一类参数添加时间信息。

较佳地，所述故障检测系统还包括中央数据存储中心，所述中央数据存储中心用于存储所述数据集，其中，所述中央数据存储中心还被配置为，在存储与符合所述报警规则的所述轨旁频移键控信号相关联的数据时为其添加故障标签。

较佳地，所述第一通信模块为连接所述信号采集板和所述存储模块的通信线路。

较佳地，所述网络通信接口为gprs接口、以太网接口、rs485接口或rs232接口。

较佳地，所述故障检测装置包括信号采集装置和移动终端设备，所述接收天线、所述信号采集板、所述存储模块、所述第二通信模块均布置于所述信号采集装置上，所述移动终端设备上布置有蓝牙模块，所述蓝牙模块被配置为能够与所述信号采集装置进行数据交互，从而自所述信号采集装置实时读取所述第一类参数或者读取所述第一类参数的历史记录。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

根据本发明的车地通信系统的故障检测系统，有助于更高效地集中处理相关检测数据，从而不仅有助于在后续处理中更为及时、迅速地对故障的原因进行分析和排查，还有助于汇总各处数据以帮助对整个轨道交通系统进行高效的管理和维护。

附图说明

图1为根据本发明优选实施例的车地通信系统的故障检测系统的示意图。

图2为根据本发明优选实施例的车地通信系统的故障检测系统中的故障检测装置的示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，进一步对本发明的优选实施例进行详细描述，以下的描述为示例性的，并非对本发明的限制，任何的其他类似情形也都将落入本发明的保护范围之中。

在以下的具体描述中，方向性的术语，例如“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”等，参考附图中描述的方向使用。本发明各实施例中的部件可被置于多种不同的方向，方向性的术语是用于示例的目的而非限制性的。

参考图1所示，根据本发明优选实施方式的一种车地通信系统的故障检测系统布置有包括多个底层的监测单元，每个监测单元均为一个故障检测装置。每个故障检测装置被配置为能够接收所述车地通信系统中的轨旁频移键控信号、并通过解析所述轨旁频移键控信号获取其第一类参数，其中，所述第一类参数包括标记频率、空间频率、电压值及通信状态中的部分或全部。

其中，所述故障检测系统还包括网络模块、计算中心服务器和轨道交通调度中心服务器，所述网络模块连接各个所述故障检测装置及所述计算中心服务器，以使得各个所述故障检测装置能够将所述轨旁频移键控信号的所述第一类参数传输至所述计算中心服务器，所述计算中心服务器被配置为根据预设的数据处理方式对收到的所述第一类参数进行处理，并将处理得到的数据集发送至所述轨道交通调度中心服务器，所述轨道交通调度中心服务器被配置为能够显示所述数据集包含的数据。

其中，如图1所示，所述网络模块可包括基层网络和主干网络，各个所述故障检测装置依次经由所述基层网络和所述主干网络连接至所述计算中心服务器。

根据本发明的一些优选实施方式，第一类参数包括标记频率、空间频率、电压值及通信状态。其中，频移键控信号简称fsk信号，标记频率即mark频率，空间频率即space频率。

根据本发明的一些优选实施方式，所述计算中心服务器被配置为根据预设的数据处理方式对收到的所述第一类参数进行可视化处理，以得到可视化数据集，所述轨道交通调度中心服务器被配置为能够实时显示所述可视化数据集包含的数据。

根据本发明的一些优选实施方式，参考图1所示，所述计算中心服务器配置有故障信号判别模块，所述故障信号判别模块被配置为能够根据预设的报警规则对所述轨旁频移键控信号的所述第一类参数进行分析，并提取符合所述报警规则的所述轨旁频移键控信号并向所述轨道交通调度中心服务器提供相应的报警信息。

根据本发明的一些进一步优选的实施方式，参考图1所示，所述故障检测系统还包括中央数据存储中心，所述中央数据存储中心用于存储所述数据集，其中，所述中央数据存储中心还被配置为，在存储与符合所述报警规则的所述轨旁频移键控信号相关联的数据时为其添加故障标签。

根据本发明的一些优选实施方式，参考图2所示，每个所述故障检测装置可包括：

接收天线，其被配置为能够接收所述轨旁频移键控信号，并将所述轨旁频移键控信号传输至信号采集板；

所述信号采集板，其被配置为能够对所述轨旁频移键控信号进行滤波、模数转换及解析，以获得所述轨旁频移键控信号的所述第一类参数，并经由第一通信模块将所述轨旁频移键控信号的所述第一类参数传输至存储模块进行存储；

第二通信模块具有网络通信接口，并被配置为能够经由所述网络模块与所述计算中心服务器通信连接，并将所述存储模块中存储的所述第一类参数传输至所述计算中心服务器。

进一步优选地，所述存储模块具有处理器，所述处理器被配置为能够在存储所述第一类参数时为所述第一类参数添加时间信息。所述第一通信模块可以布置为连接所述信号采集板和所述存储模块的通信线路。所述网络通信接口可采用gprs接口、以太网接口、rs485接口或rs232接口。

根据本发明的一些优选实施方式，不同于图2所示的架构，故障检测装置可以分为信号采集装置和移动终端设备两部分。其中，接收天线和信号采集板布置于采集装置上，存储模块和第二通信模块布置于移动终端设备上，信号采集装置和移动终端设备分别布置有第一通信模块，信号采集装置和移动终端被配置为经由各自的第一通信模块进行彼此间的数据传输。在其中的一些典型实施例中，移动终端设备可以为便携设备，而信号采集装置则可根据实际需要固定安装于轨道交通线路的各处附近，以实时采集轨旁频移键控信号。

根据本发明的一些可替代的优选实施方式，接收天线、信号采集板、储存模块、第二通信模块可布置于信号采集装置(例如轨旁信号采集装置)中，移动终端设备仅具有通过蓝牙模块读取轨旁信号采集装置的实时或历史的第一类参数信息的功能，而不布置其他模块或者仅另设存储模块。移动终端设备作用为现场调取，勘测数据。由此，可免去现场插拔接线的麻烦而且减少了轨旁信号采集装置物理开口，利于防水防潮。

可选地，信号采集装置和移动终端设备可分别布置有储存模块和蓝牙模块，便于移动终端设备从轨旁信号采集装置读取，写入实时和历史数据。可选地，移动终端设备也可仅具有用于通信的蓝牙模块，以及可选的存储模块。

采用根据本发明的上述优选实施方式的车地通信系统的故障检测系统，对诸如整个线路的车辆调度来说，将有助于高效甚至自动地完成整条轨道线路上运行列车的信号收集与上传分析以及备份，使调度运营人员可以直观了解整条线路的线路故障情况。对轨道线路的维护来说，自动联网上传数据使得维护人员不必经常进入现场采集数据，极大节约了人力物力，节省了时间。

同时，控制调度人员通过调度中心服务器可实时迅速地掌握各条线路的数据，对故障的信号即时反馈到调度中心进行告警指示，可提醒调度中心的值班人员注意异常，并还可在此基础上由系统根据预设算法智能化地给出相应的初步解决建议和维修办法。更进一步地，在后续的维修和排查中可重点关注，做到防患于未然，并可汇总梳理各条轨交线路已发生的故障信号的来源，从根本上解决故障问题，以保障列车系统的正点、高效、安全运行。由此，既可节约人力、物力、财力，还可提高检测和检修系统的总体效率，有利于保障轨交系统的安全运行。

此外，根据本发明的上述优选实施方式的车地通信系统的故障检测系统，在针对故障信号进行回溯分析时，可有效利用记录twc运行状态的参数的时间同步性，从而更容易地对信号进行整体复盘分析，从而发现系统中存在的故障问题。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，而且这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

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