一种高铁信号系统故障检测方法和系统技术方案

本发明专利技术实施例公开一种高速铁路信号系统故障检测的方法和系统。高速铁路信号系统故障检测方法包括：确定多个测试节点和多个被测节点；命令每一个所述测试节点分别向所述多个被测节点发送测试任务，并记录所述多个被测节点反馈的测试响应；统计所述多个测试节点接收到的测试响应并形成故障特征矩阵；通过人工免疫算法对所述故障特征矩阵进行分析，以定位当前高铁信号系统中的故障节点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高速铁路信号系统安全控制与监测
，尤其涉及一种高铁信号系统故障检测方法和系统。
技术介绍
高速列车追尾和冒进事故时有发生，高铁信号系统未能快速准确地诊断和定位故障是原因之一。目前，信号系统是各种信号设备和子系统及其辅助设备的集成，它侧重于不同设备或子系统之间的接口技术，以及不同信号厂商的信号设备在构成系统时的互联互通，缺少各子系统之间的相互测试和验证。信号系统故障检测存在的问题如下：(1)故障检测和定位集中在某个设备或者器件层面，轨道电路、应答器、车站信号设备以及计算机联锁子系统等为主要的故障检测对象。各种与信号设备配套的维修管理终端主要考虑本设备状态与故障检测，功能单一。但是，信号系统是一个互联互通，具有高度数据交互特性的系统，某一器件或设备的故障极有可能对其他相连的设备产生影响，而目前对器件及设备级的故障检测无法从系统整体的角度充分考虑信号系统间的联系和影响，一旦故障定位或处理不及时，很容易使故障扩大化，造成非常严重的后果。(2)故障检测的智能程度不高。现有信号系统虽然存储有大量的历史检测数据及故障数据，但是总体来看，缺乏对数据的挖掘和再利用，尤其是对故障数据的分析。大部分故障检测和定位依靠人工判断，效率低下，不能综合利用各种信息，以灵活的诊断策略实现智能故障检测。因此，从系统层面研究高铁信号系统的故障检测和定位，并采用智能算法求解判决系统故障，使系统及时做出应对故障的响应，对保证列车运行安全具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种高铁信号系统故障检测方法和系统，用以从系统层面实现高铁信号系统的故障检测和定位，保证行车安全。一方面，本申请实施例提供了一种高铁信号系统故障检测方法，包括：确定多个测试节点和多个被测节点；命令每一个所述测试节点分别向所述多个被测节点发送测试任务，并记录所述多个被测节点反馈的测试响应；统计所述多个测试节点接收到的测试响应并形成故障特征矩阵；通过人工免疫算法对所述故障特征矩阵进行分析，以定位当前高铁信号系统中的故障节点。可选地，上述命令每一个所述测试节点分别向所述多个被测节点发送测试任务包括：命令每一个所述测试节点分别向所述多个被测节点发送测试码，所述测试码代表根据故障专家库和信号系统功能确定的测试任务。可选地，上述记录所述多个被测节点反馈的测试响应包括：若所述测试节点接收到被测节点反馈的测试结果与该测试节点的预存信息一致，则记录该被测节点为正常；若所述测试节点接收到被测节点反馈的测试结果与该测试节点的预存信息不一致，则记录该被测节点为故障。进一步地，上述测试任务中包含时间戳，且所述测试节点和所述被测节点的时间戳保持一致；则，所述记录所述多个被测节点反馈的测试响应包括：若所述测试节点在规定时间内接收到被测节点反馈的、与预存信息一致的
测试结果，则记录该被测节点为正常；若所述测试节点在规定时间内未接收到被测节点反馈的测试结果、或者在规定时间内接受到与预存信息不一致的测试结果，则记录该被测节点为故障。进一步地，所述记录所述多个被测节点反馈的测试响应还包括：若所述测试节点与被测节点之间无通信连接，则记录该测试节点与该被测节点之间无测试关系。可选地，上述通过人工免疫算法对所述故障特征矩阵进行分析包括：从所述故障特征矩阵中提取每一个被测节点对应的测试结果，其中每一个所述被测节点对应的测试结果视为一组测试结果；通过人工免疫算法确定与所述高铁信号系统的当前故障症候最相容的一组测试结果，该组测试结果对应的被测节点即为所述故障节点。另一方面，本申请实施例还提供了一种高铁信号系统故障检测系统，包括：节点筛选单元，用于确定多个测试节点和多个被测节点；测试单元，用于命令每一个所述测试节点分别向所述多个被测节点发送测试任务，并记录所述多个被测节点反馈的测试响应；统计单元，用于统计所述多个测试节点接收到的测试响应并形成故障特征矩阵；分析单元，用于通过人工免疫算法对所述故障特征矩阵进行分析，以定位当前高铁信号系统中的故障节点。可选地，上述测试单元包括测试模块；该测试模块用于命令每一个所述测试节点分别向所述多个被测节点发送测试码，所述测试码代表根据故障专家库和信号系统功能确定的测试任务。可选地，上述测试单元包括判断模块和记录模块；所述判断模块用于判断测试节点接收到被测节点反馈的测试结果与该测试节点的预存信息是否一致；若一致，则所述记录模块记录该被测节点为正常；若不一致，则所述记录模块记录该被测节点为故障。进一步地，所述测试任务中包含时间戳，且所述测试节点和所述被测节点的时间戳保持一致；所述判断模块用于判断测试节点是否在规定时间内接收到被测节点反馈的与预存信息一致的测试结果；若所述测试节点在规定时间内接收到被测节点反馈的、与所述预存信息一致的测试结果，则所述记录模块记录该被测节点为正常；否则，所述记录模块记录该被测节点为故障。进一步地，若所述测试节点与被测节点之间无通信连接，则所述记录模块记录该测试节点与该被测节点之间无测试关系。可选地，上述分析单元包括：提取模块，用于从所述故障特征矩阵中提取每一个被测节点对应的测试结果，其中每一个所述被测节点对应的测试结果视为一组测试结果；确定模块，用于通过人工免疫算法确定与所述高铁信号系统的当前故障症候最相容的一组测试结果，该组测试结果对应的被测节点即为所述故障节点。本专利技术实施例提供的高铁信号系统故障检测方法和系统，从系统层面诊断高铁信号系统的故障，通过建立信号系统故障检测模型，采用人工免疫算法求解模型得出故障节点，进而采取必要的措施应对故障，形成一套高效的智能的故障检测方法。附图说明图1是本专利技术实施例中提供的高铁信号系统故障检测方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例中的高铁信号系统测试示意图；图3是本专利技术实施例中的信号系统故障检测模型建立框图；图4是人工免疫算法求解信号系统故障模型流程图；图5是本专利技术实施例中的高铁信号系统故障检测系统的结构示意图；图6是图5中的测试单元的示意图；图7是图5中的分析单元的示意图。具体实施方式下面结合附图，对优选实施示例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。高铁信号系统级故障检测和定位主要分为两个阶段：测试阶段和检测阶段(也称诊断阶段)。测试阶段根据信号系统的特点建立系统检测模型，并制定相应的测试规则，以获取系统中节点间的测试结果；检测阶段则根据测试结果，寻找合适的检测算法，求解得出故障节点。需要说明的是，得出测试结果后，检测过程的必要性在于：在测试过程中，会有故障节点参与测试的现象，这样会造成不可靠的测试结果，所以要通过检测算法来进一步剔除错误的测试结果，并对所有结果进行科学分析，得出系统中节点的最终故障状态。针对上述问题，本专利技术实施例提供了一种高铁信号系统故障检测方法和系统。结合附图1所示，本专利技术实施例中提供的高铁信号系统故障检测方法，包括：S101，确定多个测试节点和多个被测节点。该步骤可以由测试人员根据经验值选定，也可以由系统自动根据历史数据进行匹配选择。S102，命令每一个测试节点分别向所述多个被测节点发送测试任务，并记录所述多个被测节点反馈的测试响应。在该步骤中，命令每一个测试节点分别向多个被测节点发送测试任务的形式可以是但不限于是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高铁信号系统故障检测方法，其特征在于，包括：确定多个测试节点和多个被测节点；命令每一个所述测试节点分别向所述多个被测节点发送测试任务，并记录所述多个被测节点反馈的测试响应；统计所述多个测试节点接收到的测试响应并形成故障特征矩阵；通过人工免疫算法对所述故障特征矩阵进行分析，以定位当前高铁信号系统中的故障节点。

【技术特征摘要】
2015.11.12 CN 20151077276471.一种高铁信号系统故障检测方法，其特征在于，包括：确定多个测试节点和多个被测节点；命令每一个所述测试节点分别向所述多个被测节点发送测试任务，并记录所述多个被测节点反馈的测试响应；统计所述多个测试节点接收到的测试响应并形成故障特征矩阵；通过人工免疫算法对所述故障特征矩阵进行分析，以定位当前高铁信号系统中的故障节点。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述命令每一个所述测试节点分别向所述多个被测节点发送测试任务包括：命令每一个所述测试节点分别向所述多个被测节点发送测试码，所述测试码代表根据故障专家库和信号系统功能确定的测试任务。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述记录所述多个被测节点反馈的测试响应包括：若所述测试节点接收到被测节点反馈的测试结果与该测试节点的预存信息一致，则记录该被测节点为正常；若所述测试节点接收到被测节点反馈的测试结果与该测试节点的预存信息不一致，则记录该被测节点为故障。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述测试任务中包含时间戳，且所述测试节点和所述被测节点的时间戳保持一致；所述记录所述多个被测节点反馈的测试响应包括：若所述测试节点在规定时间内接收到被测节点反馈的、与预存信息一致的测试结果，则记录该被测节点为正常；若所述测试节点在规定时间内未接收到被测节点反馈的测试结果、或者在规定时间内接受到与预存信息不一致的测试结果，则记录该被测节点为故障。5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述记录所述多个被测节点反馈的测试响应还包括：若所述测试节点与被测节点之间无通信连接，则记录该测试节点与该被测节点之间无测试关系。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过人工免疫算法对所述故障特征矩阵进行分析包括：从所述故障特征矩阵中提取每一个被测节点对应的测试结果，其中每一个所述被测节点对应的测试结果视为一组测试结果；通过人工免疫算法确定与所述高铁信号系统的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊峰，康仁伟，赵青鹤，代立疆，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京;11