[发明专利]一种列车控制系统中的寿命预计系统及方法

说明书

本发明实施例提供一种列车控制系统中的寿命预计系统及方法，系统包括：车载设备和地面设备；车载设备包括：自组网传感器网络、非安全电源以及系统健康管理和寿命预计处理器；地面设备包括：云端服务器和物联网网关。本发明实施例通过利用云端服务器来实现列车控制系统的健康状态监控和寿命预计，将自组网功能的低功耗的多个自组网传感器和物联网结合起来实现对列车和列车控制系统的数据采集和数据传输，将列车控制系统的安全数据与非安全数据采用不同的方式进行传输，利用独立高性能的处理器实现安全功能和非安全功能的隔离，能更准确地预测系统健康状态并且进行寿命预计，安全功能和非安全功能低耦合度，数据传输无冲突，且可以实现故障预计。

技术领域

本发明实施例涉及轨道交通控制技术领域，具体涉及一种列车控制系统中的寿命预计系统及方法。

背景技术

目前，现有的列车控制系统的健康管理和系统寿命预计系统，在高铁上主要依据《铁路信号集中监测系统技术条件》和《铁路信号集中监测系统安全要求》施行集中监测，即利用机车信号终端通过车地通信系统传递给控制中心的机车信号远程监测系统。在城市轨道交通，如地铁等，主要利用行车综合自动化系统TIAS实现对包括列车控制系统在内的信号设备的监测。这些系统的数据来源主要通过自检与传感器等，同时使用列车控制系统的处理器进行数据处理，通过车地通信传递

现有列车控制系统的健康管理和系统寿命预计系统的结构如图1所示。其中，TIAS，实现列车控制系统寿命预计和人机界面；车地通信系统，实现列车和地面设备通信，把列车的数据传递给地面设备，并接收来自地面设备的信息，如来自区域控制器ZC的数据；列车控制系统处理器，在现有的寿命预计系统中实现对整个系统的系统自检以及采集并处理传感器数据。

但是，现有列车控制系统的健康管理和系统寿命预计系统中存在如下缺点：一、列车控制系统包含了电子部件，机械部件以及机电部件等，这些部件的故障规律不一致。通过自检可以发现故障却不能定位故障。二、列车控制系统是一种安全相关设备，处理器以及软件等要求有安全认证，而列车健康管理系统和寿命预计系统是非安全相关系统，使用同样的处理器和数据传输总线会造成安全功能和非安全功能的耦合度过高。三、车地通信的带宽有限，并且采用了安全通信协议，大量的安全数据和非安全数据使用相同的信道或手段传输容易引起数据的冲突或阻塞等问题，同时也存在非安全数据影响安全数据的风险；四、目前普遍使用的列车控制系统处理器，由于安全认证的相关标准限制，性能普遍较低，难以实现复杂的数据处理算法和复杂的寿命预计算法。

发明内容

鉴于此，本发明实施例旨在提供一种列车控制系统中的寿命预计系统及方法，能够解决现有列车控制系统的健康管理和系统寿命预计系统中可以发现故障却不能定位故障、安全功能和非安全功能耦合度过高、数据传输发生冲突或阻塞和处理性能普遍较低的问题。

第一方面，本发明实施例提出一种列车控制系统中的寿命预计系统，包括：车载设备和地面设备；

所述车载设备包括：自组网传感器网络、非安全电源以及系统健康管理和寿命预计处理器；

所述地面设备包括：云端服务器和物联网网关；

所述非安全电源，用于向所述系统健康管理和寿命预计处理器和所述自组网传感器网络供电；

所述自组网传感器网络包括多个自组网传感器，用于利用所述自组网传感器实时采集列车和列车控制系统工作的数据，并发送给所述系统健康管理和寿命预计处理器，以及利用自组网传感器网络通过所述物联网网关发送给所述云端服务器；

所述系统健康管理和寿命预计处理器，用于接收列车控制系统发送的自检信息和列车运行状态信息以及所述自组网传感器网络发送的列车和列车控制系统工作的数据，对接收的数据进行处理以对列车和列车控制系统的状况进行监控，并将所述自检信息和列车状态运行信息以及处理后的数据通过所述物联网网关发送给所述云端服务器，以及在列车和列车控制系统的某个关键零部件出现故障时，向列车控制系统处理器发送警报信息；