專利名稱：一種嵌入式車載信號設備狀態(tài)監(jiān)視方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及軌道交通信號設備的監(jiān)視裝置，尤其是涉及一種嵌入式車載信號設備
狀態(tài)監(jiān)視方法及裝置。
背景技術：
目前，軌道交通車載信號設備的維護，一般由信號維護人員，直接上車(司機室)， 通過便攜電腦讀取車載信號設備的維護報警信息，并只能依賴國外廠商提供的專用軟件進 行問題分析與處理。 為此，需要實現(xiàn)車載信號ATO (Automatic Train Operation,列車自動運行系統(tǒng))/ ATP(Automatic Train Protection System,列車自動防護系統(tǒng))的維護系統(tǒng)國產化。
通過自主研發(fā)的嵌入式車載信號設備狀態(tài)監(jiān)視裝置，實現(xiàn)車載ATO/ATP設備狀態(tài) 的實時采集與分析，并通過車地無線傳輸通道，傳遞給地面維護系統(tǒng)進行存儲。最終在地面 信號維護終端進行狀態(tài)顯示、故障處理及離線維護數(shù)據(jù)回放等功能。 在提高車載信號設備維護效率的同時，也通過記錄車載信號設備基礎維護數(shù)據(jù)， 為車載信號設備的預防修、計劃修提供決策支持。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供一種提高車載信號
設備維護效率、節(jié)約成本的嵌入式車載信號設備狀態(tài)監(jiān)視方法及裝置。 本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn) —種嵌入式車載信號設備狀態(tài)監(jiān)視方法，其特征在于，該方法包括以下步驟
1)嵌入式車載信號設備狀態(tài)監(jiān)視裝置啟動后，周期性地通過RS232串口采集車載 AT0/ATP系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)； 2)監(jiān)視裝置通過向車載AT0/ATP系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)獲取命令后，等待接收車載AT0/ ATP系統(tǒng)反饋的列車狀態(tài)數(shù)據(jù)，并設定等待時間與接收數(shù)據(jù)失敗次數(shù)；
3)判斷等待接收數(shù)據(jù)的時間是否超過設定等待時間，若為是，則接收數(shù)據(jù)失敗，執(zhí) 行步驟4)，若為否，則執(zhí)行步驟5); 4)判斷接收數(shù)據(jù)失敗次數(shù)是否超過設定接收數(shù)據(jù)失敗次數(shù)，若為是，則所述的監(jiān) 視裝置與AT0/ATP系統(tǒng)斷開連接，同時記錄日志，并向地面維護系統(tǒng)發(fā)出故障報警信息，若 為否，則返回步驟l); 5)所述的監(jiān)視裝置接收到AT0/ATP系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)后，校驗數(shù)據(jù)幀校驗和，并判 讀是否為完整的信號數(shù)據(jù)幀，若為是，則丟棄錯誤的信號數(shù)據(jù)幀，同時記錄日志，返回步驟 1)，若為否，執(zhí)行步驟6); 6)判斷此完整的信號數(shù)據(jù)幀較前一幀是否變化，若為否，忽略此信號數(shù)據(jù)幀，并返 回步驟1)，若為是，則解析收到的數(shù)據(jù)，按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結構進行編碼，并執(zhí)行步驟7);
7)判斷接收到的數(shù)據(jù)是否為ATO/ATP系統(tǒng)的實時狀態(tài)信息，若為是，則不論處于
3車輛運營還是停運時間，都實時通過無線網絡將數(shù)據(jù)發(fā)送到地面維護系統(tǒng)進行分析，并返 回步驟1)，若為否，則執(zhí)行步驟8); 8)判斷是否處于車輛停運時間內，若為否，通過無線網絡，將ATO/ATP系統(tǒng)的離線 維護數(shù)據(jù)發(fā)送到地面維護系統(tǒng)進行分析，并判斷發(fā)送是否成功，若為是，返回步驟1)，若為 否，則將ATO/ATP系統(tǒng)的離線維護數(shù)據(jù)本地緩存；若處于車輛運營時間內，則將AT0/ATP系 統(tǒng)的離線維護數(shù)據(jù)本地緩存。 —種嵌入式車載信號設備狀態(tài)監(jiān)視裝置，其特征在于，該裝置包括主控模塊、電源 模塊、自由無線通信模塊，所述的主控模塊包括微處理器、板載DRAM、工業(yè)級固態(tài)硬盤，所述 的自由無線通信模塊包括車載天線、饋線、Modem,所述的電源模塊分別與主控模塊、自由無 線通信模塊連接，所述的主控模塊分別與自由無線通信模塊、車載AT0/ATP系統(tǒng)連接，所述 的自由無線通信模塊通過無線網絡與地面維護系統(tǒng)連接。
所述的車載天線通過饋線與Modem連接。
所述的主控模塊的操作系統(tǒng)為VxWorks嵌入式操作系統(tǒng)。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點 1、通過采集車載AT0/ATP系統(tǒng)狀態(tài)，進行實時分析與處理，并通過車地無線傳輸 通道傳送到地面維護系統(tǒng)進行保存，有助于提高車載信號設備維護效率；
2、通過記錄車載信號設備基礎維護數(shù)據(jù)，為車載信號設備的預防修、計劃修提供 決策支持； 3、同時，隨著CBTC模式信號系統(tǒng)(Communication Based Train Control，基于通 信的列車運行控制)為國內軌道交通領域所認可，本裝置可以與信號系統(tǒng)共享車地無線傳 輸通道，節(jié)省投資成本。


圖1為本發(fā)明一種嵌入式車載信號設備狀態(tài)監(jiān)視方法及裝置的流程圖；
圖2為本發(fā)明一種嵌入式車載信號設備狀態(tài)監(jiān)視方法及裝置的硬件結構圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
如圖1所示，一種嵌入式車載信號設備狀態(tài)監(jiān)視方法，該方法包括以下步驟
1 、嵌入式車載信號設備狀態(tài)監(jiān)視裝置啟動后，周期性地通過RS232串口采集車載 AT0/ATP系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)； 2、監(jiān)視裝置通過向車載AT0/ATP系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)獲取命令后，等待接收車載AT0/ ATP系統(tǒng)反饋的列車狀態(tài)數(shù)據(jù)，并設定等待時間與接收數(shù)據(jù)失敗次數(shù)；
3、判斷等待接收數(shù)據(jù)的時間是否超過設定等待時間，若為是，則接收數(shù)據(jù)失敗，執(zhí) 行步驟4，若為否，則執(zhí)行步驟5 ; 4、判斷接收數(shù)據(jù)失敗次數(shù)是否超過設定接收數(shù)據(jù)失敗次數(shù)，若為是，則所述的監(jiān) 視裝置與ATO/ATP系統(tǒng)斷開連接，同時記錄日志，并向地面維護系統(tǒng)發(fā)出故障報警信息，若 為否，則返回步驟l; 5、所述的監(jiān)視裝置接收到AT0/ATP系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)后，校驗數(shù)據(jù)幀校驗和，并判
4讀是否為完整的信號數(shù)據(jù)幀，若為是，則丟棄錯誤的信號數(shù)據(jù)幀，同時記錄日志，返回步驟 1，若為否，執(zhí)行步驟6 ; 6、判斷此完整的信號數(shù)據(jù)幀較前一幀是否變化，若為否，忽略此信號數(shù)據(jù)幀，并返 回步驟l，若為是，則解析收到的數(shù)據(jù)，按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結構進行編碼，并執(zhí)行步驟7 ;
7、判斷接收到的數(shù)據(jù)是否為AT0/ATP系統(tǒng)的實時狀態(tài)信息，若為是，則不論處于 車輛運營還是停運時間，都實時通過無線網絡將數(shù)據(jù)發(fā)送到地面維護系統(tǒng)進行分析，并返 回步驟l，若為否，則執(zhí)行步驟8 ; 8、判斷是否處于車輛停運時間內，若為否，通過無線網絡，將AT0/ATP系統(tǒng)的離線 維護數(shù)據(jù)發(fā)送到地面維護系統(tǒng)進行分析，并判斷發(fā)送是否成功，若為是，返回步驟l，若為 否，則將AT0/ATP系統(tǒng)的離線維護數(shù)據(jù)本地緩存；若處于車輛運營時間內，則將AT0/ATP系 統(tǒng)的離線維護數(shù)據(jù)本地緩存。 如圖2所示， 一種嵌入式車載信號設備狀態(tài)監(jiān)視裝置，該裝置包括主控模塊b、電 源模塊a、自由無線通信模塊c，所述的主控模塊b包括微處理器、板載DRAM、工業(yè)級固態(tài)硬 盤，所述的自由無線通信模塊c包括車載天線cl、饋線c2、Modem，所述的電源模塊a分別與 主控模塊b、自由無線通信模塊c連接，所述的主控模塊b分別與自由無線通信模塊c、車載 AT0/ATP系統(tǒng)d連接，所述的自由無線通信模塊c通過無線網絡與地面維護系統(tǒng)連接。
自由無線通信模塊c采用802. llg協(xié)議，與地面維護系統(tǒng)之間采用全雙工方式進 行通信。 車載天線c2通過饋線cl接入自由無線通信模塊的Modem,支持2. 4GHz頻率，并通 過以太網接口 (M12)連接到主控模塊a。 主控模塊b同時連接到其它各模塊，并負責采集、處理車載AT0/ATP系統(tǒng)d的實時 狀態(tài)及離線信息。 電源模塊a負責為整個嵌入式車載信號設備狀態(tài)監(jiān)視裝置供電，采用一路110V直 流輸入，并輸出兩路24V直流電源，驅動主控模塊b及自由無線通信模塊c的正常工作。
主控模塊b采用VxWorks嵌入式操作系統(tǒng)，采用標準C++進行開發(fā)。
嵌入式車載信號設備狀態(tài)監(jiān)視裝置的軟件結構如下
l)串口通信模土央 通過串口協(xié)議與車載AT0/ATP設備交換數(shù)據(jù)(命令、應答信息等)。
2)加密/解密模塊 采用Tri DES加密算法，對敏感數(shù)據(jù)進行加密/解密操作，防止信息泄漏。
3)持久化模塊 用于對緩存的車載AT0/ATP的離線維護數(shù)據(jù)進行壓縮處理，并作為二進制文件存 儲在本地。 4)車地通信模塊 車地之間的通信模塊，主要利用自由無線，實現(xiàn)車地之間數(shù)據(jù)的傳輸?；赨DP協(xié) 議進行通信，并實現(xiàn)心跳、QoS控制、身份驗證等傳輸機制。
5)自診斷模塊 記錄嵌入式車載信號設備狀態(tài)監(jiān)視裝置的運行狀態(tài)信息，通過該診斷接口 ，可以 查看裝置各模塊及車地通信狀態(tài)等；并能夠執(zhí)行遠程重啟、休眠、喚醒裝置等控制功能。
6)遠程更新模塊 將最新的裝置軟件更新文件存放在地面更新服務器上，遠程更新模塊通過FTP的
方式訪問該更新服務器，獲取程序更新包，并通知看門狗模塊進行更新操作。 7)看門狗模塊 對裝置的運行狀況進行監(jiān)視，并針對異常情況進行自動處理。例如相關通信進程 異常退出后，重新啟動該進程，并記錄相關日志等等。 在得到遠程更新模塊的更新通知后，本模塊將暫停裝置的工作，替換相應的更新 文件，并重啟裝置，達到更新系統(tǒng)軟件程序的目的。 本發(fā)明進行了實地驗證工作，以上海1號線錦江樂園站、上海南站、漕寶路站，共 三站兩區(qū)間，另加梅隴停車場作為實地驗證區(qū)間，以上海1號線列車為實地驗證對象，對其 車載信號AT0/ATP設備，進行實時監(jiān)視及維護工作。 從現(xiàn)場試驗效果看，嵌入式車載信號設備狀態(tài)監(jiān)視裝置工作良好，有效地提高了 車載信號設備維護效率。
權利要求
一種嵌入式車載信號設備狀態(tài)監(jiān)視方法，其特征在于，該方法包括以下步驟1)嵌入式車載信號設備狀態(tài)監(jiān)視裝置啟動后，周期性地通過RS232串口采集車載ATO/ATP系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)；2)監(jiān)視裝置通過向車載ATO/ATP系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)獲取命令后，等待接收車載ATO/ATP系統(tǒng)反饋的列車狀態(tài)數(shù)據(jù)，并設定等待時間與接收數(shù)據(jù)失敗次數(shù)；3)判斷等待接收數(shù)據(jù)的時間是否超過設定等待時間，若為是，則接收數(shù)據(jù)失敗，執(zhí)行步驟4)，若為否，則執(zhí)行步驟5)；4)判斷接收數(shù)據(jù)失敗次數(shù)是否超過設定接收數(shù)據(jù)失敗次數(shù)，若為是，則所述的監(jiān)視裝置與ATO/ATP系統(tǒng)斷開連接，同時記錄日志，并向地面維護系統(tǒng)發(fā)出故障報警信息，若為否，則返回步驟1)；5)所述的監(jiān)視裝置接收到ATO/ATP系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)后，校驗數(shù)據(jù)幀校驗和，并判讀是否為完整的信號數(shù)據(jù)幀，若為是，則丟棄錯誤的信號數(shù)據(jù)幀，同時記錄日志，返回步驟1)，若為否，執(zhí)行步驟6)；6)判斷此完整的信號數(shù)據(jù)幀較前一幀是否變化，若為否，忽略此信號數(shù)據(jù)幀，并返回步驟1)，若為是，則解析收到的數(shù)據(jù)，按照統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結構進行編碼，并執(zhí)行步驟7)；7)判斷接收到的數(shù)據(jù)是否為ATO/ATP系統(tǒng)的實時狀態(tài)信息，若為是，則不論處于車輛運營還是停運時間，都實時通過無線網絡將數(shù)據(jù)發(fā)送到地面維護系統(tǒng)進行分析，并返回步驟1)，若為否，則執(zhí)行步驟8)；8)判斷是否處于車輛停運時間內，若為否，通過無線網絡，將ATO/ATP系統(tǒng)的離線維護數(shù)據(jù)發(fā)送到地面維護系統(tǒng)進行分析，并判斷發(fā)送是否成功，若為是，返回步驟1)，若為否，則將ATO/ATP系統(tǒng)的離線維護數(shù)據(jù)本地緩存；若處于車輛運營時間內，則將ATO/ATP系統(tǒng)的離線維護數(shù)據(jù)本地緩存。
2. —種嵌入式車載信號設備狀態(tài)監(jiān)視裝置，其特征在于，該裝置包括主控模塊、電源模 塊、自由無線通信模塊，所述的主控模塊包括微處理器、板載DRAM、工業(yè)級固態(tài)硬盤，所述的 自由無線通信模塊包括車載天線、饋線、Modem,所述的電源模塊分別與主控模塊、自由無線 通信模塊連接，所述的主控模塊分別與自由無線通信模塊、車載AT0/ATP系統(tǒng)連接，所述的 自由無線通信模塊通過無線網絡與地面維護系統(tǒng)連接。
3. 根據(jù)權利要求2所述的一種嵌入式車載信號設備狀態(tài)監(jiān)視裝置，其特征在于，所述 的車載天線通過饋線與Modem連接。
4. 根據(jù)權利要求2所述的一種嵌入式車載信號設備狀態(tài)監(jiān)視裝置，其特征在于，所述 的主控模塊的操作系統(tǒng)為VxWorks嵌入式操作系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種嵌入式車載信號設備狀態(tài)監(jiān)視方法，該方法包括以下步驟1)嵌入式車載信號設備狀態(tài)監(jiān)視裝置啟動后，周期性地通過RS232串口采集車載ATO/ATP系統(tǒng)的狀態(tài)數(shù)據(jù)；2)監(jiān)視裝置通過向車載ATO/ATP系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)獲取命令后，等待接收車載ATO/ATP系統(tǒng)反饋的列車狀態(tài)數(shù)據(jù)，并設定等待時間與接收數(shù)據(jù)失敗次數(shù)；3)判斷等待接收數(shù)據(jù)的時間是否超過設定等待時間，若為是，則接收數(shù)據(jù)失敗，執(zhí)行步驟4)，若為否，則執(zhí)行步驟5)等步驟。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有提高車載信號設備維護效率、節(jié)約成本等優(yōu)點。
文檔編號B61L27/04GK101734265SQ200910259918
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月23日 優(yōu)先權日2009年12月23日
發(fā)明者周庭梁, 周雄軍, 張立鵬 申請人:卡斯柯信號有限公司