CN111830927A - 车辆故障的监测方法、装置以及车载诊断设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种车辆故障的监测方法、装置以及车载诊断设备。该方法包括：获取待监测车辆的列车控制和管理系统TCMS通过以太网发送的车辆数据，所述车辆数据包括通信数据，并根据车辆数据，得到待监测车辆的诊断结果，所述诊断结果用于提示所述待监测车辆的当前状态以及预测结果，并将诊断结果发送给TCMS，通过人机界面进行显示，同时，通过车载无线设备将诊断结果发送给地面监控设备，实现了对待监测车辆的车辆状态进行实时的监测和分析，通过以太网和TCMS进行信息交互，提高了待监测车辆的诊断的有效性和稳定性，并及时通知给车辆上和地面的检测维护人员。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通控制领域，尤其涉及一种车辆故障的监测方法、装置以及车载诊断设备。
背景技术
随着轨道交通的不断发展，为保证轨道交通的正常运行，对于轨道交通车辆的故障需要进行及时的检测和维修。
现有技术中，通过地铁故障专家诊断系统实现对多个车辆的故障诊断，地铁故障专家诊断系统设置于地面监控中心，如图1所示，地铁车辆(例如001车、002车至N车的N辆车)的列车控制和管理系统(Train Control and Management System，TCMS)通过各自的车载无线设备将部分车辆状态、故障等信息按照特定的周期推送至地面故障专家诊断系统，地面专家诊断系统根据各车辆所上传的数据包进行校验、区分和处理，对应输出每列车的诊断结果和预测内容。
然而，车载信号的内容、周期、传输通道信号强弱以及外界环境的不确定因素容易对车辆信息的传输带来影响，并且，地面专家诊断系统需要对各车辆上传的数据包进行区分、识别和诊断，处理压力较大，将影响处理效率，因此，现有技术对于车辆的故障监测存在稳定性较差、效率较低的问题。
发明内容
本发明提供一种车辆故障的监测方法、装置以及车载诊断设备，解决了现有技术中对于车辆的故障监测的稳定性较差、效率较低的问题。
第一方面，本发明提供一种车辆故障的监测方法，应用于车载诊断设备，包括：
获取待监测车辆的列车控制和管理系统TCMS通过以太网发送的车辆数据，所述车辆数据包括通信数据；
根据所述车辆数据，得到所述待监测车辆的诊断结果，所述诊断结果用于提示所述待监测车辆是否存在故障，并用于预测故障。
进一步地，所述方法还包括：
将所述诊断结果通过以太网发送给TCMS，并通过人机界面进行显示。
在一种具体的实现方式中，所述方法还包括：
将所述诊断结果发送给地面监控设备,以便于监控所有待监测车辆的诊断结果。
在一种具体的实现方式中，所述车辆数据还包括：数字量数据和模拟量数据，则所述根据所述车辆数据，得到所述待监测车辆的诊断结果，包括：
根据所述车辆数据、硬线输入输出I/O信号、预先存储的专家知识故障树以及推算机制，得到所述待监测车辆的诊断结果。
第二方面，本发明提供一种车辆故障的监测装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取待监测车辆的列车控制和管理系统TCMS通过以太网发送的车辆数据，所述车辆数据包括通信数据；
处理模块，用于根据所述车辆数据，得到所述待监测车辆的诊断结果，所述诊断结果用于提示所述待监测车辆是否存在故障，并用于预测故障。
进一步地，所述装置还包括：发送模块和显示模块：
所述发送模块用于将所述诊断结果发送给TCMS；
所述显示模块用于通过人机界面显示所述诊断结果。
在一种具体的实现方式中，所述发送模块还用于将所述诊断结果发送给地面监控设备，以便于监控所有待监测车辆的诊断结果。
在一种具体的实现方式中，所述车辆数据还包括：硬线输入输出I/O信号，则所述处理模块具体用于：
根据所述车辆数据、硬线输入输出I/O信号、预先存储的专家知识故障树以及推算机制，得到所述待监测车辆的诊断结果。
第三方面，本发明提供一种车载诊断设备，包括：如第二方面所述的车辆故障的监测装置、存储器和处理器；
所述存储器存储计算机执行指令；
所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述处理器执行如第一方面所述的车辆故障的监测方法。
第四方面，本发明提供一种存储介质，其特征在于，包括：
可读存储介质和计算机程序，所述计算机程序用于实现第一方面所述的车辆故障的监测方法。
本发明实施例提供的车辆故障的监测方法、装置以及车载诊断设备，通过安装在待监测车辆上的车辆故障的监测装置，获取待监测车辆的列车控制和管理系统TCMS通过以太网发送的车辆数据，所述车辆数据包括通信数据，根据所述车辆数据，得到所述待监测车辆的诊断结果，所述诊断结果用于提示所述待监测车辆的当前状态以及预测结果，通过设置于车辆上的车载诊断设备对待监测车辆的车辆状态进行实时诊断和分析，车载诊断设备和TCMS通过以太网进行信息交互，提高了待监测车辆的诊断的有效性和稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中的一种地面故障专家诊断系统的布控方式示意图；
图2为本发明实施例提供的一种车辆故障的监测方法实施例一的流程示意图；
图3为本发明一实施例提供的一种车载诊断设备的布控方式示意图；
图4为本发明实施例提供的一种车辆故障的监测方法实施例二的流程示意图；
图5为本发明一实施例提供的一种车辆故障的监测方法的信息交互方式的示意图；
图6为本发明实施例提供的一种车辆故障的监测装置实施例一的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种车辆故障的监测装置实施例二的结构示意图；
图8为本发明一实施例提供的车载诊断设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本文中使用的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明的说明书中通篇提到的“一实施例”或“另一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一实施例中”或“本实施例中”未必一定指相同的实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
对于既有的地面故障专家诊断系统，虽然在一些繁琐问题的诊断和解决上提供了一定的支持，但对于当前现代化地铁车辆的运营和维护需求，仍存在一定的技术缺陷和应用缺陷，主要体现为：
1)受限于车载信号的内容、周期、传输通道信号强弱以及外界环境的不确定因素，导致无法对车辆既有信息的实时获取或获取失败，对应的输出结果的正确性也必然受到一定的限制。
2)现有的地面故障专家诊断系统的功能实现均采用集中式的处理方式，即所有车辆将部分车辆状态、故障数据上传至地面唯一的故障专家诊断系统，地面专家诊断系统对各数据包进行区分和识别，统一处理。这种集中式专家诊断控制方式大幅的增加地面专家诊断系统的处理压力，不仅在功能的技术实现上更为复杂，在对地面专家诊断系统设备的硬件参数也有较高的要求。
3)由于布局上的限制，地面故障专家诊断系统输出的指导结果仅可在地面获取，无法实时共享给其他参与人员，对于危险、紧急故障的预知和处理意见也无法实时共享，对于大修、检修车辆，地面专家故障诊断系统更是难以投入应用，从一定程度上限制了地面故障专家诊断系统应用的灵活性和实用性。
针对现有技术存在的问题，本方案提供的一种车辆故障的监测方法、装置以及车载诊断设备，将用于故障诊断的地面专家诊断系统设置于车辆内部，为车辆提供实时的稳定的故障诊断和预测。
下面通过几个实施例对本方案进行具体的说明。
图2为本发明实施例提供的一种车辆故障的监测方法实施例一的流程示意图，本方案的执行主体为一种车辆故障的监测装置，该车辆故障的监测装置用于根据车辆数据对车辆的故障进行诊断和预测，其具体为一种车载式的故障专家诊断系统，可以安装于车载诊断设备，车载诊断设备具体可以是一种具有故障诊断功能的工业控制计算机，该车载诊断设备可应用于有轨交通车辆的车辆内部，例如地铁、高铁、有轨电车等，如图2所示，该方法包括：
S101：获取待监测车辆的列车控制和管理系统(Train Control and ManagementSystem，TCMS)通过以太网发送的车辆数据。
图3为本发明一实施例提供的一种车载诊断设备的布控方式示意图，结合图3所示的车载诊断设备的连接方式，可知，车载诊断设备与TCMS通过以太网网线连接，相比于现有技术中设置于地面的地铁故障专家与TCMS通过无线网连接，保证了数据快速稳定的传输。
应理解，如图3所示的TCMS通过通信总线与各子系统(子系统1至子系统N)连接，获取各子系统的通信数据，以及通过列车硬线与数字量输入输出和模拟量输入输出连接，获取硬线输入输出I/O信号，包括数字量和模拟量的电流和电压数据，车辆数据包括通信数据和/或硬线I/O信号，TCMS将获取的车辆数据再通过以太网发送给车载诊断设备。
S102：根据车辆数据，得到待监测车辆的诊断结果。
车载诊断设备根据步骤S101获取的车辆数据，得到待监测车辆的诊断结果，该诊断结果用于提示待监测车辆是否存在故障，并用于预测故障，并对已经发生故障的问题点进行报警，对预测出的即将发生故障的问题进行预警。
车载诊断设备通过分析车辆数据，能够对车辆中各子系统以及各部件的使用情况进行诊断，以得出车辆中各子系统和/或部件是否存在故障，或者预测各系统或者部件的剩余寿命。
在一种具体的实现方式中，车载诊断设备可以根据获取的车辆数据、以及预先存储的专家知识故障树和推算机制，得到待监测车辆的诊断结果。
本实施例提供的一种车辆故障的监测方法，通过获取待监测车辆的列车控制和管理系统TCMS通过以太网发送的车辆数据，该车辆数据包括通信数据，根据车辆数据，得到待监测车辆的诊断结果，诊断结果用于提示待监测车辆的当前状态以及预测结果，实现了对待监测车辆的车辆状态进行实时的诊断和分析，通过以太网和TCMS进行信息交互，提高了待监测车辆的诊断的有效性和稳定性。
在一种具体的实现方式中，车辆数据还包括：硬线输入输出I/O信号，则根据车辆数据，得到待监测车辆的诊断结果，包括：根据通信数据、硬线输入输出I/O信号、预先存储的专家知识故障树以及推算机制，得到所述待监测车辆的诊断结果。
在图2和图3所示实施例的基础上，图4为本发明实施例提供的一种车辆故障的监测方法实施例二的流程示意图，如图4所示，在根据车辆数据，得到待监测车辆的诊断结果之后，还包括：
S103：将诊断结果通过以太网发送给TCMS的人机界面(Human MachineInterface，HMI)进行显示。
车载诊断设备将待监测车辆的诊断结果通过以太网发送给TCMS，TCMS控制将诊断结果通过HMI进行显示，以使车辆司乘人员以及车辆检修维护人员能随时了解车辆实时的诊断结果。
在一种具体的实现方式中，上述车辆故障的监测方法在车辆通电后对车辆进行自动的实时的监测和诊断，包括在车辆行驶中，车辆停止时以及车辆检查或者维修后，均可通过本方案实现车辆故障的监测和诊断。
在上述实施例的基础上，在一种具体的实现方式在，该车辆故障的监测方法还包括：将诊断结果发送给地面监控设备，地面监控设备设置于地面监控中心,以便于地面监控设备获取并存储所有待监测车辆的诊断结果，图5为本发明一实施例提供的一种车辆故障的监测方法的信息交互方式的示意图，结合图5可知，地面监控设备可与多个车辆进行通信，例如，如图所示的001车、002车至N车的N辆车，每个车辆内部均设置有TCMS、车辆故障的监测装置以及车载无线设备，车载诊断设备通过以太网(以太网交换机)与TCMS进行信息交换，同时，车载诊断设备通过车载无线设备，使用3G、4G或者无线网(Wireless Fidelity，WIFI)协议，与地面监控设备进行信息交互，障的监测装置以及车载无线设备，车载诊断设备将诊断结果发送给TCMS，同时，将诊断结果通过车载无线设备上传至地面监控设备，使地面监控中心实时把握全线各车辆的当前状态和预测结果，并对全线车辆的不同状态进行集中管理。
结合上述车辆故障的监测方法的实施例可知本方案所带来的有益效果主要包括：
1)能够保证车辆数据的实时性和有效性，有效避免了现有的地面故障专家诊断系统受限于外界环境和各种不确定因素的情况；
2)有效的提高车辆故障的诊断功能的完善性和正确性；
3)降低了对于地面故障专家诊断系统硬件配置的需求；
4)将更有效的对车辆的维护、维修人员作出正确指导，司机人员或检修维护人员在工作中可根据车载人机界面的提示和预警作出正确的判断和处理，对于大修、架修车辆所能实现的效果更是地面故障专家诊断系统无法替代的；
5)便于运营方对车辆紧急、危险故障等做出快速反应和正确的处理；
6)有益于扩大故障专家诊断系统在地铁领域的应用范围，提高了故障专家诊断系统的实用性和应用价值；
7)便于地铁运营方对所有车辆状态的集中把控和管理。
图6为本发明实施例提供的一种车辆故障的监测装置实施例一的结构示意图，如图6所示，该车辆故障的监测装置10包括：
获取模块11：用于获取待监测车辆的列车控制和管理系统TCMS通过以太网发送的车辆数据，所述车辆数据包括通信数据；
处理模块12：用于根据所述车辆数据，得到所述待监测车辆的诊断结果，所述诊断结果用于提示所述待监测车辆是否存在故障，并用于预测故障。
本实施例提供的一种车辆故障的监测装置10包括获取模块11和处理模块12，通过获取待监测车辆的列车控制和管理系统TCMS通过以太网发送的车辆数据，该车辆数据包括通信数据，根据车辆数据，得到待监测车辆的诊断结果，诊断结果用于提示待监测车辆的当前状态以及预测结果，实现了对待监测车辆的车辆状态进行实时的监测和分析，通过以太网和TCMS进行信息交互，提高了对待监测车辆的诊断的有效性和稳定性。
在图6所示实施例的基础上，图7为本发明实施例提供的一种车辆故障的监测装置实施例二的结构示意图，如图7所示，该车辆故障的监测装置10还包括：
发送模块13和显示模块14.
所述发送模块13用于将所述诊断结果发送给TCMS；
所述显示模块14用于通过人机界面显示所述诊断结果。
在图6和图7所示实施例的基础上，在一种具体的实现方式中，所述发送模块13还用于将所述诊断结果发送给地面监控设备，以便于监控所有待监测车辆的诊断结果。
在一种具体的实现方式中，所述车辆数据还包括：数字量数据和模拟量数据，则所述处理模块12具体用于：
根据所述车辆数据、硬线输入输出I/O信号、预先存储的专家知识故障树以及推算机制，得到所述待监测车辆的诊断结果。
本实施例提供的车辆故障的监测装置，可以执行上述方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，本实施例此处不再赘述。
本发明实施例还提供一种车载诊断设备，具体可以是一种车载的工业控制计算机，参见图8所示，本发明实施例仅以图7为例进行说明，并不表示本发明仅限于此。
图8为本发明一实施例提供的车载诊断设备的硬件结构示意图。本实施例提供的车载诊断设备20可以包括：存储器201、处理器202以及车辆故障的监测装置203；可选的还可以包括总线204。其中，总线204用于实现各元件之间的连接。
所述存储器201存储计算机执行指令；
所述处理器202执行所述存储器201存储的计算机执行指令，使得所述处理器执行前述任一项实施例提供的车辆故障的监测方法。
其中，存储器201和处理器202之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可以通过一条或者多条通信总线或信号线实现电性连接，如可以通过总线204连接。存储器201中存储有实现数据访问控制方法的计算机执行指令，包括至少一个可以软件或固件的形式存储于存储器201中的软件功能模块，处理器202通过运行存储在存储器201内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。
存储器201可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，简称：RAM)，只读存储器(Read Only Memory，简称：ROM)，可编程只读存储器(ProgrammableRead-Only Memory，简称：PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-OnlyMemory，简称：EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，简称：EEPROM)等。其中，存储器201用于存储程序，处理器202在接收到执行指令后，执行程序。进一步地，上述存储器201内的软件程序以及模块还可包括操作系统，其可包括各种用于管理系统任务(例如内存管理、存储设备控制、电源管理等)的软件组件和/或驱动，并可与各种硬件或软件组件相互通信，从而提供其他软件组件的运行环境。
处理器202可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器202可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称：CPU)、网络处理器(Network Processor，简称：NP)等。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。可以理解，图8的结构仅为示意，还可以包括比图8中所示更多或者更少的组件，或者具有与图8所示不同的配置。图8中所示的各组件可以采用硬件和/或软件实现。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机执行指令，计算机执行指令被处理器执行时可以实现上述任一方法实施例提供的车辆故障的监测方法。
本实施例中的计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质，或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备，可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如SSD)等。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种车辆故障的监测方法，应用于车载诊断设备，其特征在于，包括：
获取待监测车辆的列车控制和管理系统TCMS通过以太网发送的车辆数据，所述车辆数据包括通信数据；
根据所述车辆数据，得到所述待监测车辆的诊断结果，所述诊断结果用于提示所述待监测车辆是否存在故障，并用于预测故障。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述诊断结果通过以太网发送给TCMS，并通过人机界面进行显示。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述诊断结果发送给地面监控设备,以便于监控所有待监测车辆的诊断结果。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车辆数据还包括：硬线输入输出I/O信号，则所述根据所述车辆数据，得到所述待监测车辆的诊断结果，包括：
根据所述通信数据、所述硬线I/O信号、预先存储的专家知识故障树以及推算机制，得到所述待监测车辆的诊断结果。
5.一种车辆故障的监测装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取待监测车辆的列车控制和管理系统TCMS通过以太网发送的车辆数据，所述车辆数据包括通信数据；
处理模块，用于根据所述车辆数据，得到所述待监测车辆的诊断结果，所述诊断结果用于提示所述待监测车辆是否存在故障，并用于预测故障。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：发送模块和显示模块：
所述发送模块用于将所述诊断结果发送给TCMS；
所述显示模块用于通过人机界面显示所述诊断结果。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述发送模块还用于将所述诊断结果发送给地面监控设备，以便于监控所有待监测车辆的诊断结果。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述车辆数据还包括：硬线输入输出I/O信号，则所述处理模块具体用于：
根据所述车辆数据、所述硬线I/O信号、预先存储的专家知识故障树以及推算机制，得到所述待监测车辆的诊断结果。
9.一种车载诊断设备，其特征在于，包括：如权利要求5至8任一项所述的车辆故障的监测装置、存储器和处理器；
所述存储器存储计算机执行指令；
所述处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述处理器执行如权利要求1至4任一项所述的车辆故障的监测方法。
10.一种存储介质，其特征在于，包括：可读存储介质和计算机程序，所述计算机程序用于实现权利要求1至4任一项所述的车辆故障的监测方法。
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