一种CTCS‑3级列控车载实时信息抽取装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种CTCS‑3级列控车载实时信息抽取装置，包括实际操作侦听单元，列车状态接收单元，地质数据分析单元，列车进路单元，自然环境数据收集单元，列车信息爬取单元，搜索策略单元和风险决策单元。用于保证前后列车在高速追踪运行时的安全，对列车的安全信息进行连续、实时、准确的抽取，能够满足高速列车在运营中的安全控制要求。

【技术实现步骤摘要】
一种CTCS-3级列控车载实时信息抽取装置
本专利技术涉及高速铁路
，尤其涉及一种基于高铁控制技术风险与故障控制领域中的产品。
技术介绍
从CTCS-3级列车运行安全的角度来考虑，当一辆列车在封闭运行时，对于安全方面的考虑，可以将安全所涉及的信息分为常规安全信息和变化安全信息；通常安全所涉及的信息由这两种信息混合而成；比如说常规安全包括列车速度信息、列车位置信息、列车基本参数、线路数据以及行车环境条件等六大类，这六大类仅仅是针对列车的信息，而实际上还包括轨道安全信息，供电安全信息等。变化安全信息涉及的是外部的突然影响，一般分为自然环境和施工环境两大类，即行车环境条件是影响列车运行的外在条件的总称。主要包括天气状况、自然灾害、线路塌方、外电网状况、落物、事故等信息，是影响列车正常运行的重要因素。这两大类都是突发性的安全信息影响，而这两种信息互相作用后会给列车的常规安全信息带来风险，因此称之为混合性的安全信息分析。如何对混合性的安全信息进行混合收集与分析，并排除干扰，抽取有用的信息是传统方法所不能解决的，传统的固定闭塞将线路划分为无数个轨道区段，利用轨道继电器的状态来判断列车占用和线路空闲，粗略地检测列车位置，定位误差为一个闭塞分区长度。尤其是当列车速度达到200km/h以上后，列车紧急制动距离变长，要保证前后列车在高速追踪运行时的安全，需要对列车的安全信息进行连续、实时、准确的抽取，误差尽可能要小，因此传统的用轨道电路来检测列车安全信息的方法已无法满足高速列车的安全控制要求，需要依靠其他技术手段来实现。由于CTCS-3级设备的增加导致系统复杂程度增大，各种信息传输路径延长，并使时效性受到影响。同时，不同的数据发送有可能发生冲突并导致信息错误。此外，由于列车运行速度很高，系统对接口处理能力要求极高，一旦接口出现问题，将危及行车安全。因此，为了进一步提高系统安全，有必要得到一种更为高效的列车实时信息的抽取及判断方法，从而降低CTCS-3系统出现错误的几率，提高高速铁路CTCS-3系统最关键的涉安信息抽取成功率。基于以上问题，本专利技术相较于以往司机加列控中心操作等传统方式，其数据抽取用于决策的作用有明显的增加。尤其是人参与的繁复性及需要投入的人力物力成本都大大减少，即本专利技术实现了一种有助于高铁领域的列车安全运营实时信息抽取的装置系统。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：1、数据抓取精度提高。2、提高基于数据的决策可靠性。为解决上述问题，本专利技术提供以下技术方案：一种CTCS-3级列控车载实时信息抽取方法装置包括实际操作侦听单元，列车状态接收单元，地质数据分析单元，列车进路单元，自然环境数据收集单元，列车信息爬取单元，搜索策略单元和风险决策单元；首先列控中心对施工区域进行权限赋予，施工区域放置施工单位的探头，通过探头把施工区域的数据实时传送给实际操作侦听单元，实际操作侦听单元包括轨道压力传感器，重力传感器，陀螺仪，轨道位移误差仪；轨道压力传感器对轨道进行压力计算，压力计算的第一公式为：第一公式P＝∫∫μv(H2-η2)dσ；其中P为施工区域在作业时列车瞬间经过的区域时所计算出的轨道压力值；μ为轨道板的密度，v为施工区域在作业时列车瞬间经过的速度，H为施工区域与列车之间的距离，η为列车车身通过受影响轨道板的区域，dσ为压力元素；通过第一公式得出施工区域在作业时列车瞬间经过的区域时所计算出的轨道压力值，并传送给列车状态接收单元；重力传感器的作用是收集施工区域在作业时对列车本身的细微加速度的影响，通过列车加速度对重力传感器产生变形，并且通过测量其变形量并用相关电路转化成电压输出，然后把电压输出进行记录并传送给列车状态接收单元；陀螺仪的作用是收集施工区域在作业时对列车本身的位移的影响，通过列车的位移对陀螺仪产生变形，并且通过测量其变形量并用相关电路转化成电压输出，然后把电压输出进行记录并传送给列车状态接收单元；轨道位移误差仪是收集施工区域在作业时对轨道本身的位移的影响，由三个装置组成，一个存储器，一个位移误差校准和两个圆形探柱，一个位移误差校准和两个圆形探柱的目的是输出轨道位移偏差的三维数据和角度数据，通过存储器存储为位差矩阵的形式，并传送给列车状态接收单元；列车状态接收单元还要接收整个封闭行车区域的轨道探伤数据，路基沉降数据，供电数据，信号系统通信数据，线路基础数据；通过自相关函数判断上述数据对运行中列车的影响，并传送给状态缓存模块；自然环境数据收集单元包括收集地震基础数据和天气基础数据，天气基础数据包括降水和气压值，收集得到的地震基础数据和天气基础数据传送给地质数据分析单元；然后地质数据分析单元通过对列车行车区域的封闭环境的土质和坡度的计算，计算出异物滚落速率；地质数据分析单元包括数据收集模块，数据收集模块通过异物撞击数据和异物滚落速率计算出对轨旁和轨道的设备影响，并且传送给列车状态接收单元；列车进路单元包括进路表更新模块，进路表缓存模块；进路表更新模块里的进路表由列控中心实时更新，并且随后将更新后的进路表缓存到进路表缓存模块；列车信息爬取单元包括自然环境数据爬取，列车状态数据爬取，列车进路数据爬取和列车位置数据模块四大功能；列车状态接收单元、列车进路单元和自然环境数据收集单元发出的数据使用时间戳和XML格式以进行数据封装得到封装数据，封装数据作为列车信息爬取单元的输入；列车信息爬取单元包括自然环境数据爬取，列车进路数据爬取，列车状态数据爬取和列车位置数据模块；其中列车位置数据模块是从列车本身抽取的列车位置信息数据，包括列车的绝对位置信息和列车的相对位置信息，列车的绝对位置信息包括列车停在火车站中地标信息，方位信息；列车的相对位置信息包括多辆列车之间的间距信息；列车位置信息数据进行关键信息和非关键信息区分，用锚标签封装，由列车信息爬取单元爬取；列车信息爬取单元利用封装数据里的时间戳和XML格式从列车状态接收单元中爬取整个封闭行车区域的轨道探伤数据，路基沉降数据，供电数据，信号系统通信数据，线路基础数据；从自然环境数据收集单元中爬取地震基础数据和天气基础数据，天气基础数据包括降水和气压值；从列车进路单元爬取更新后的进路表；列车信息爬取单元将爬取后得到的各种数据加上从列车位置数据模块抽取的列车位置信息数据作为向量进行数据封装，每个向量都带有时间戳，得到带时间戳爬取后列车数据，作为搜索策略单元的输入；同时，对带时间戳爬取后列车数据建立多径时变传输信道模型，利用所建的多径时变传输信道模型产生的数据，根据实际的传输信道受噪声影响的情况，对所建的多径时变传输信道模型增加噪声，模拟得到模拟后带时间戳爬取后列车数据；将带时间戳爬取后列车数据与模拟后带时间戳爬取后列车数据比对，去除带时间戳爬取后列车数据中的信号衰弱造成的数据噪声；搜索策略单元包括布尔检索的比对和夹角余弦系数的比对，其作用是：根据带时间戳爬取后列车数据进行风险检索；首先利用布尔检索对带时间戳爬取后列车数据中的高风险数据直接对比检出，送交风险决策单元；对于非高风险数据，将带时间戳爬取后列车数据进行数据向量表示，其中数据向量的分量为爬取后得到的各种带时间戳数据中含有的列车状态接收单元中出来的数据，自然环境数据收集单元中出来的数据，列车进路单元中出来的数据及列本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CTCS‑3级列控车载实时信息抽取方法装置，其特征在于：包括实际操作侦听单元，列车状态接收单元，地质数据分析单元，列车进路单元，自然环境数据收集单元，列车信息爬取单元，搜索策略单元和风险决策单元；首先列控中心对施工区域进行权限赋予，施工区域放置施工单位的探头，通过探头把施工区域的数据实时传送给所述实际操作侦听单元，所述实际操作侦听单元包括轨道压力传感器，重力传感器，陀螺仪，轨道位移误差仪；所述轨道压力传感器对轨道进行压力计算，压力计算的第一公式为：第一公式P＝∫∫μv(H2‑η2)dσ；其中P为施工区域在作业时列车瞬间经过的区域时所计算出的轨道压力值；μ为轨道板的密度，v为施工区域在作业时列车瞬间经过的速度，H为施工区域与列车之间的距离，η为列车车身通过受影响轨道板的区域，dσ为压力元素；通过第一公式得出施工区域在作业时列车瞬间经过的区域时所计算出的轨道压力值，并传送给所述列车状态接收单元；所述重力传感器的作用是收集施工区域在作业时对列车本身的细微加速度的影响，通过列车加速度对重力传感器产生变形，并且通过测量其变形量并用相关电路转化成电压输出，然后把所述电压输出进行记录并传送给所述列车状态接收单元；所述陀螺仪的作用是收集施工区域在作业时对列车本身的位移的影响，通过列车位移对所述陀螺仪产生变形，并且通过测量其变形量并用相关电路转化成电压输出，然后把所述电压输出进行记录并传送给所述列车状态接收单元；所述轨道位移误差仪是收集施工区域在作业时对轨道本身的位移的影响，由三个装置组成，一个存储器，一个位移误差校准和两个圆形探柱，一个位移误差校准和所述两个圆形探柱的目的是输出轨道位移偏差的三维数据和角度数据，通过所述存储器存储为位差矩阵的形式，并传送给所述列车状态接收单元；所述列车状态接收单元还要接收整个封闭行车区域的轨道探伤数据，路基沉降数据，供电数据，信号系统通信数据，线路基础数据；通过自相关函数判断上述数据对运行中列车的影响，并传送给状态缓存模块；所述自然环境数据收集单元包括收集地震基础数据和天气基础数据，所述天气基础数据包括降水和气压值，收集得到的所述地震基础数据和所述天气基础数据传送给所述地质数据分析单元；然后所述地质数据分析单元通过对列车行车区域的封闭环境的土质和坡度的计算，计算出异物滚落速率；所述地质数据分析单元包括数据收集模块，所述数据收集模块通过异物撞击数据和所述异物滚落速率计算出对轨旁和轨道的设备影响，并且传送给列车状态接收单元；所述列车进路单元包括进路表更新模块，进路表缓存模块；所述进路表更新模块里的进路表由列控中心实时更新，并且随后将更新后的进路表缓存到进路表缓存模块；所述列车信息爬取单元包括自然环境数据爬取，列车状态数据爬取，列车进路数据爬取和列车位置数据模块四大功能；所述列车状态接收单元、所述列车进路单元和所述自然环境数据收集单元发出的数据使用时间戳和XML格式以进行数据封装得到封装数据，所述封装数据作为所述列车信息爬取单元的输入；所述列车信息爬取单元包括自然环境数据爬取，列车进路数据爬取，列车状态数据爬取和列车位置数据模块；其中所述列车位置数据模块是从列车本身抽取的列车位置信息数据，包括列车的绝对位置信息和列车的相对位置信息，所述列车的绝对位置信息包括列车停在火车站中地标信息，方位信息；所述列车的相对位置信息包括多辆列车之间的间距信息；所述列车位置信息数据进行关键信息和非关键信息区分，用锚标签封装，由所述列车信息爬取单元爬取；所述列车信息爬取单元利用所述封装数据里的时间戳和XML格式从所述列车状态接收单元中爬取所述整个封闭行车区域的所述轨道探伤数据，所述路基沉降数据，供电数据，所述信号系统通信数据，所述线路基础数据；从所述自然环境数据收集单元中爬取所述地震基础数据和所述天气基础数据，所述天气基础数据包括降水和气压值；从所述列车进路单元爬取所述更新后的进路表；所述列车信息爬取单元将爬取后得到的各种数据加上从所述列车位置数据模块抽取的所述列车位置信息数据作为向量进行数据封装，每个向量都带有时间戳，得到带时间戳爬取后列车数据，作为所述搜索策略单元的输入；同时，对所述带时间戳爬取后列车数据建立多径时变传输信道模型，利用所建的所述多径时变传输信道模型产生的数据，根据实际的传输信道受噪声影响的情况，对所建的所述多径时变传输信道模型增加噪声，模拟得到模拟后带时间戳爬取后列车数据；将所述带时间戳爬取后列车数据与所述模拟后带时间戳爬取后列车数据比对，去除带时间戳爬取后列车数据中的信号衰弱造成的数据噪声；所述搜索策略单元包括布尔检索的比对和夹角余弦系数的比对，其作用是：根据所述带时间戳爬取后列车数据进行风险检索；首先利用布尔检索对带时间戳爬取后列车数据中的高风险数据直接对比检出，送交所述风险决策单元；对于非高风险数据，将所述带...

【技术特征摘要】
1.一种CTCS-3级列控车载实时信息抽取装置，其特征在于：包括实际操作侦听单元，列车状态接收单元，地质数据分析单元，列车进路单元，自然环境数据收集单元，列车信息爬取单元，搜索策略单元和风险决策单元；首先列控中心对施工区域进行权限赋予，施工区域放置施工单位的探头，通过探头把施工区域的数据实时传送给所述实际操作侦听单元，所述实际操作侦听单元包括轨道压力传感器，重力传感器，陀螺仪，轨道位移误差仪；所述轨道压力传感器对轨道进行压力计算，压力计算的第一公式为：第一公式P＝∫∫μv(H2-η2)dσ；其中P为施工区域在作业时，列车瞬间经过该区域时所述轨道压力传感器所计算出的轨道压力值；其中μ为轨道板的密度，v为施工区域作业时列车瞬间经过的速度，H为施工区域与列车之间的距离，η为列车本身通过受影响轨道板的区域，dσ为压力元素；通过第一公式得出施工区域在作业时列车瞬间经过的区域时的轨道压力值，并传送给所述列车状态接收单元；所述重力传感器的作用是收集施工区域在作业时对列车本身的细微加速度的影响，通过列车加速度对重力传感器产生变形，并且通过测量其变形量并用相关电路转化成电压输出，然后把所述电压输出进行记录并传送给所述列车状态接收单元；所述陀螺仪的作用是收集施工区域在作业时对列车本身的位移的影响，通过列车位移对所述陀螺仪产生变形，并且通过测量其变形量并用相关电路转化成电压输出，然后把所述电压输出进行记录并传送给所述列车状态接收单元；所述轨道位移误差仪是收集施工区域在作业时对轨道本身的位移的影响，由三个装置组成，一个存储器，一个位移误差校准和两个圆形探柱，一个位移误差校准和所述两个圆形探柱的目的是输出轨道位移偏差的三维数据和角度数据，通过所述存储器存储为位差矩阵的形式，并传送给所述列车状态接收单元；所述列车状态接收单元还要接收整个封闭行车区域的轨道探伤数据，路基沉降数据，供电数据，信号系统通信数据，线路基础数据；通过自相关函数判断上述数据对运行中列车的影响，并传送给状态缓存模块；所述自然环境数据收集单元包括收集地震基础数据和天气基础数据，所述天气基础数据包括降水和气压值，收集得到的所述地震基础数据和所述天气基础数据传送给所述地质数据分析单元；然后所述地质数据分析单元通过对列车行车区域的封闭环境的土质和坡度的计算，计算出异物滚落速率；所述地质数据分析单元包括数据收集模块，所述数据收集模块通过异物撞击数据和所述异物滚落速率计算出对轨旁和轨道的设备影响，并且传送给列车状态接收单元；所述列车进路单元包括进路表更新模块，进路表缓存模块；所述进路表更新模块里的进路表由列控中心实时更新，并且随后将更新后的进路表缓存到进路表缓存模块；所述列车信息爬取单元包括自然环境数据爬取，列车状态数据爬取，列车进路数据爬取和列车位置数据模块四大功能；所述列车状态接收单元、所述列车进路单元和所述自然环境数据收集单元发出的数据使用时间戳和XML格式以进行数据封装得到封装数据，所述封装数据作为所述列车信息爬取单元的输入；所述列车信息爬取单元包括自然环境数据爬取，列车进路数据爬取，列车状态数据爬取和列车位置数据模块；其中所述列车位置数据模块是从列车本身抽取的列车...

【专利技术属性】
技术研发人员：管仁初，梁艳春，杨晨，
申请(专利权)人：管仁初，
类型：发明
国别省市：吉林;22