一種列控系統(tǒng)中車載風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)自動(dòng)識(shí)別裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高速鐵路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于高鐵控制技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)與故障控制 領(lǐng)域中的產(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0002] 列控系統(tǒng)是目前高速鐵路最重要的核心，系統(tǒng)本身的安全不僅由鐵軌本身加動(dòng)車 組組成，也包括固定基礎(chǔ)設(shè)施橋梁和隧道等、高速列車車組、列控中心、無線閉塞中心、限速 服務(wù)器、鐵軌探傷圖像服務(wù)器共同組成，近年來發(fā)生的幾起重大鐵路交通事故都與系統(tǒng)不 能直接或間接識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)和危險(xiǎn)相關(guān)。由于我國的尚鐵運(yùn)營剛剛起步，對尚速鐵路整個(gè)安全 系統(tǒng)潛在的安全隱患/危險(xiǎn)（Hazard)確實(shí)存在，嚴(yán)重威脅我國高速鐵路的安全運(yùn)營。高鐵 技術(shù)的發(fā)展，比如說列車經(jīng)過的路軌的沉降產(chǎn)生的軌道誤差就有可能存在風(fēng)險(xiǎn)隱患，但是 又不需要把這種沉降的數(shù)據(jù)進(jìn)行直接存儲(chǔ)，只需要產(chǎn)生一個(gè)標(biāo)志信息，提供給高鐵鐵軌的 維護(hù)人員，使維護(hù)人員到達(dá)標(biāo)志點(diǎn)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)排除，所以如果直接存儲(chǔ)大量的各種信息的不 同格式，就會(huì)產(chǎn)生沒有必要的冗余和溢出，甚至?xí)?dǎo)致需要在定位精度高的列車運(yùn)行中產(chǎn) 生數(shù)據(jù)讀取沖突，高速鐵路系統(tǒng)的安全從本質(zhì)來說，又分風(fēng)險(xiǎn)和故障，風(fēng)險(xiǎn)是整個(gè)系統(tǒng)的一 種常見的表現(xiàn)，比如說鐵路路基的沉降為3毫米就可能帶來風(fēng)險(xiǎn)，但風(fēng)險(xiǎn)卻不一定會(huì)帶來 故障，不能僅僅因?yàn)轱L(fēng)險(xiǎn)就武斷地認(rèn)為風(fēng)險(xiǎn)帶來故障，但是風(fēng)險(xiǎn)達(dá)到一定閾值就會(huì)帶來故 障，而風(fēng)險(xiǎn)與故障對于整個(gè)高鐵復(fù)雜巨系統(tǒng)來說，相當(dāng)于是一個(gè)巨大的空間存在的一些不 穩(wěn)定因素，尤其是在列車（業(yè)內(nèi)稱為車底）在高速運(yùn)行時(shí)，由多種系統(tǒng)對其發(fā)送數(shù)據(jù)，比如 說路基沉降監(jiān)控服務(wù)器發(fā)送當(dāng)前列車在一定的閉塞區(qū)間里的沉降數(shù)據(jù)表，并給予安全，警 示，危險(xiǎn)等提示，而供電系統(tǒng)又會(huì)發(fā)送當(dāng)前路段中（路段分區(qū)段路段和即時(shí)路段）的電壓、 頻率，此外限速服務(wù)器又會(huì)發(fā)送延遲數(shù)據(jù)，限速服務(wù)表到列車服務(wù)器中，此時(shí)列控中心也僅 僅只需要一部分的數(shù)據(jù)，甚至是不需要數(shù)據(jù)而是有用的安全信息或者信號(hào)！而不是把所有 的系統(tǒng)不同格式，不同時(shí)間軸全部發(fā)送，這樣會(huì)導(dǎo)致列控中心的存儲(chǔ)壓力，也會(huì)導(dǎo)致列車本 身的存儲(chǔ)壓力，并且在一趟車次進(jìn)行安排之后，存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可能有1T，如何把這些數(shù)據(jù)進(jìn)行 有效處理得到安全信息，并排除類似一些數(shù)據(jù)格式不對偶造成的誤判斷的情況擺在設(shè)計(jì)人 員的面前；
[0003] 并且由于所述所有風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)只是單個(gè)的風(fēng)險(xiǎn)，但列車的風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)生通過由多個(gè)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn) 集合并發(fā)產(chǎn)生，可能由單個(gè)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)引起的狀態(tài)變化導(dǎo)致不同的設(shè)備，線路，電力之間的狀態(tài) 變化，從而導(dǎo)致整個(gè)列車的運(yùn)營的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，所以把這種信息進(jìn)行符號(hào)轉(zhuǎn)換和表示，這樣就 可以在對一個(gè)符號(hào)體系進(jìn)行存儲(chǔ)，用以符號(hào)狀態(tài)來表示地震影響，軌道電路故障、異物侵入 或者車載臺(tái)關(guān)閉，導(dǎo)致列車及時(shí)定位。因此，能夠根據(jù)本發(fā)明迅速找到風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。基于以上問 題，本發(fā)明相較于以往司機(jī)人工操作等傳統(tǒng)方式，其應(yīng)用更有可靠性的有著明顯的增加。尤 其是人參與的繁復(fù)性及需要投入的人力物力成本都減少了不少，即本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了一種有助 于高鐵領(lǐng)域的列車安全運(yùn)營的裝置系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：1、風(fēng)險(xiǎn)定位精度提高。2、提高風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測的可靠性。 為解決上述問題，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：
[0005] -種列控系統(tǒng)中車載風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)自動(dòng)識(shí)別裝置，包括：故障識(shí)別裝置、數(shù)據(jù)處理裝 置、自動(dòng)定位裝置、密鑰供給模塊；其中故障識(shí)別裝置與數(shù)據(jù)處理裝置相連、數(shù)據(jù)處理裝置 與自動(dòng)定位裝置相連，定位自動(dòng)裝置與列控中心相連，通過列控中心的顯示器進(jìn)行顯示，通 過列控中心的鍵盤等輸入設(shè)備進(jìn)行輸入，密鑰供給模塊提供密鑰給數(shù)據(jù)處理裝置；
[0006] 故障識(shí)別裝置中包括有數(shù)據(jù)分析模塊、狀態(tài)轉(zhuǎn)換模塊和時(shí)間自動(dòng)定位戳模塊；首 先故障識(shí)別裝置通過數(shù)據(jù)分析模塊獲取在CTCS列控系統(tǒng)中的運(yùn)行列車的風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)，并且 發(fā)送給狀態(tài)轉(zhuǎn)換模塊，通過狀態(tài)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成符號(hào)風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)，然后通過時(shí)間自動(dòng)定位戳 模塊加蓋時(shí)間戳，生成帶有時(shí)間戳的符號(hào)風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)；
[0007] 數(shù)據(jù)分析模塊在列車運(yùn)行時(shí)根據(jù)不同的車底和不同的線路標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)不同的站場 的需求，并且根據(jù)列控中心的要求把風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)生成統(tǒng)一格式的數(shù)據(jù)；
[0008] 不同的車底和不同的線路標(biāo)準(zhǔn)包括有：車輛型號(hào)、信號(hào)系統(tǒng)、軌道區(qū)段；
[0009] 不同的站場的需求為：車站進(jìn)路閉鎖、車站道岔封鎖與轉(zhuǎn)動(dòng)、信號(hào)機(jī)交互；
[0010] 列控中心的要求為：權(quán)限賦予、密鑰供給、可信環(huán)境判斷、天氣和地震數(shù)據(jù)；
[0011] 數(shù)據(jù)分析模塊包括放大單元、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元、數(shù)據(jù)判斷單元、數(shù)據(jù)發(fā)送單元；放大 單元的作用是放大供電數(shù)據(jù)，軌道壓力數(shù)據(jù)，線路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，軌道沉降數(shù)據(jù)，然后通過數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元根據(jù)數(shù)據(jù)閾值指標(biāo)，使用公式一即進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后 再發(fā)送給數(shù)據(jù)判斷單元；
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種列控系統(tǒng)中車載風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)自動(dòng)識(shí)別裝置，其特征在于： 包括故障識(shí)別裝置、數(shù)據(jù)處理裝置、自動(dòng)定位裝置、密鑰供給模塊；其中所述故障識(shí)別 裝置與所述數(shù)據(jù)處理裝置相連、所述數(shù)據(jù)處理裝置與所述自動(dòng)定位裝置相連，所述定位自 動(dòng)裝置與列控中屯、相連，通過列控中屯、的顯示器進(jìn)行顯示，通過列控中屯、的鍵盤等輸入設(shè) 備進(jìn)行輸入，所述密鑰供給模塊提供密鑰給所述數(shù)據(jù)處理裝置； 所述故障識(shí)別裝置中包括有數(shù)據(jù)分析模塊、狀態(tài)轉(zhuǎn)換模塊和時(shí)間自動(dòng)定位戳模塊；首 先所述故障識(shí)別裝置通過數(shù)據(jù)分析模塊獲取在CTCS列控系統(tǒng)中的運(yùn)行列車的風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)， 并且發(fā)送給所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換模塊，通過所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成符號(hào)風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)，然后通過所 述時(shí)間自動(dòng)定位戳模塊加蓋時(shí)間戳，生成帶有時(shí)間戳的符號(hào)風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)； 所述數(shù)據(jù)分析模塊在列車運(yùn)行時(shí)根據(jù)不同的車底和不同的線路標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)不同的站場 的需求，并且根據(jù)列控中屯、的要求把所述風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)生成統(tǒng)一格式的數(shù)據(jù)； 所述不同的車底和所述不同的線路標(biāo)準(zhǔn)包括有；車輛型號(hào)、信號(hào)系統(tǒng)、軌道區(qū)段； 所述不同的站場的需求為；車站進(jìn)路閉鎖、車站道岔封鎖與轉(zhuǎn)動(dòng)、信號(hào)機(jī)交互； 所述列控中屯、的要求為；權(quán)限賦予、密鑰供給、可信環(huán)境判斷、天氣和地震數(shù)據(jù)； 所述數(shù)據(jù)分析模塊包括放大單元、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元、數(shù)據(jù)判斷單元、數(shù)據(jù)發(fā)送單元；所述 放大單元的作用是放大供電數(shù)據(jù)，軌道壓力數(shù)據(jù)，線路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，軌道沉降數(shù)據(jù)，然后通過 所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元根據(jù)數(shù)據(jù)闊值指標(biāo)，使用公式一即進(jìn) 行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后再發(fā)送給所述數(shù)據(jù)判斷單元；
其中cons為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后的值，Xi表示所述數(shù)據(jù)闊值指標(biāo)在供電數(shù)據(jù)、軌道壓力數(shù)據(jù)、線 路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、軌道沉降數(shù)據(jù)等的值，yi表示在供電數(shù)據(jù)、軌道壓力數(shù)據(jù)、線路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、軌道 沉降數(shù)據(jù)等的原始值，n代表供電數(shù)據(jù)、軌道壓力數(shù)據(jù)、線路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、軌道沉降數(shù)據(jù)等指標(biāo) 的數(shù)目，i是取值范圍是1到n的自然數(shù)；然后根據(jù)所述公式一得到的所述cons的值傳送 給所述數(shù)據(jù)判斷單元； 所述數(shù)據(jù)判斷單元的激勵(lì)模塊采用數(shù)據(jù)流和狀態(tài)帖的方式根據(jù)所述cons的值轉(zhuǎn)換成 統(tǒng)一格式的風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)，并建立基本模型，并且根據(jù)部分的統(tǒng)一格式的風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)建立基本模 型，預(yù)測整體的統(tǒng)一格式的風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)，計(jì)算相應(yīng)的誤差，然后在所述基本模型的基礎(chǔ)上，利 用在列車不同速度下產(chǎn)生的所述cons的值，分析出的需要轉(zhuǎn)換成符號(hào)的風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)發(fā)送給 數(shù)據(jù)發(fā)送單元，把不需要轉(zhuǎn)換成符號(hào)的風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行忽略，通過所述數(shù)據(jù)發(fā)送單元把所述 需要轉(zhuǎn)換成符號(hào)的風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)發(fā)送給所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換模塊； 所述狀態(tài)轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)數(shù)據(jù)分析模塊的輸出根據(jù)配置文件和風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)庫生成具體風(fēng) 險(xiǎn)點(diǎn)狀態(tài)表，生成的所述具體風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)狀態(tài)表是所有風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的實(shí)例化對象，是根據(jù)CTCS列控 系統(tǒng)中的列車在運(yùn)行中設(shè)備交互，數(shù)據(jù)傳輸、電壓、軌道壓力、軌道沉降等在誤差與安全范 圍之間根據(jù)自相關(guān)函數(shù)形成的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的狀態(tài)，自動(dòng)生成的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的狀態(tài)序列；由于設(shè)備交 互，數(shù)據(jù)傳輸、電壓、軌道壓力、軌道沉降等會(huì)產(chǎn)生不同的數(shù)據(jù)包大小，所W要根據(jù)CTCS列
控系統(tǒng)中的運(yùn)行列車和CTCS列控系統(tǒng)中的專用網(wǎng)絡(luò)特征設(shè)定自相關(guān)函數(shù)R(k)進(jìn)行決定， 所述自相關(guān)函數(shù)根據(jù)列車的實(shí)際情況設(shè)計(jì)為
；其中k為正整數(shù)，與所述需 要轉(zhuǎn)換成符號(hào)的風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)發(fā)送的時(shí)間間隔有關(guān)，H為根據(jù)數(shù)據(jù)包的延遲信息所設(shè)的參數(shù)，取 值范圍為0.5?1，ri2是kH的極限值，0 2是kH的方差，從而求得所述自相函數(shù)R(k); 所述時(shí)間自動(dòng)定位戳模塊接收所述具體風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)狀態(tài)表，提取摘要，濾掉不帶有時(shí)間鏈 接的所述風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的狀態(tài)，并發(fā)送給數(shù)據(jù)處理裝置，所述數(shù)據(jù)處理裝置中的加戳狀態(tài)接收模 塊根據(jù)密鑰控制模塊統(tǒng)一生成帶有時(shí)間戳的符號(hào)風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)；其中所述密鑰控制模塊的權(quán)限 由所述密鑰供給模塊進(jìn)行管理，所述密鑰供給模塊根據(jù)列控中屯、的要求進(jìn)行判斷屬于或不 屬于可信環(huán)境，由列控中屯、根據(jù)列車的運(yùn)行區(qū)間實(shí)時(shí)更新；所述帶有時(shí)間關(guān)系的符號(hào)轉(zhuǎn)換 模塊接收所述帶有時(shí)間戳的符號(hào)風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成符號(hào)體系進(jìn)行表示成符號(hào)化的風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài) 序列后，發(fā)送到所述自動(dòng)定位裝置中進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的集合，所述符號(hào)化的風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài) 序列包含有時(shí)間序列； 所述自動(dòng)定位裝置包括；初始狀態(tài)存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)原有的所述符號(hào)化的風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)序 列；有限狀態(tài)符號(hào)集存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)有限狀態(tài)符號(hào)集；字母表存儲(chǔ)器，其功能是用于表述 整個(gè)符號(hào)狀態(tài)空間，用于將所述符號(hào)化的風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)序列根據(jù)狀態(tài)遷移規(guī)則轉(zhuǎn)換到有限狀態(tài) 符號(hào)集存儲(chǔ)器； 首先從所述初始狀態(tài)存儲(chǔ)器自動(dòng)取出所述符號(hào)化的風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)序列，并且存儲(chǔ)到所述字 母表存儲(chǔ)器，并按所述狀態(tài)轉(zhuǎn)移規(guī)則進(jìn)行轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)到所述有限狀態(tài)符號(hào)集存儲(chǔ)器，所述狀 態(tài)轉(zhuǎn)移規(guī)則的作用是把所述字母表存儲(chǔ)器的符號(hào)和所述有限狀態(tài)符號(hào)集存儲(chǔ)器中的符號(hào) 生成笛卡兒積的形式，并存儲(chǔ)到所述有限狀態(tài)符號(hào)集存儲(chǔ)器，該樣由先前的一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)可 W識(shí)別出多個(gè)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，從而W帶有時(shí)間關(guān)系的笛卡兒積的形式自動(dòng)表達(dá)出來不同的設(shè)備、 信號(hào)、數(shù)據(jù)源的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種列控系統(tǒng)中車載風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)自動(dòng)識(shí)別裝置，包括故障識(shí)別裝置、數(shù)據(jù)處理裝置、自動(dòng)定位裝置、其中故障識(shí)別裝置與數(shù)據(jù)處理裝置相連、數(shù)據(jù)處理裝置與自動(dòng)定位裝置相連，自動(dòng)定位裝置與CTCS列控中心的控制臺(tái)相連，通過其中的顯示器進(jìn)行顯示。本發(fā)明相較于以往傳統(tǒng)方式，其應(yīng)用更有可靠性的有著明顯的增加。尤其是對于車速度非?？鞎r(shí)，人參與的繁復(fù)性及需要投入的人力物力成本都減少了不少，即本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了一種有助于高鐵領(lǐng)域的自動(dòng)安全風(fēng)險(xiǎn)自動(dòng)識(shí)別的系統(tǒng)。通過應(yīng)用本發(fā)明對CTCS運(yùn)輸系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)控制，顯著提高了CTCS交通運(yùn)輸?shù)陌踩?，更有效地保障了人民的生命?cái)產(chǎn)。
【IPC分類】G05B19-048
【公開號(hào)】CN104597828
【申請?zhí)枴緾N201510023481
【發(fā)明人】汪順生, 王愛麗, 高傳昌, 高新亮, 孟鵬濤, 劉慧
【申請人】汪順生
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年1月16日