一种列车动力学指标监测计算集群制造技术

本发明专利技术涉及轨道交通监测系统领域，尤其涉及一种列车动力学指标监测计算集群，包括监测机和前置处理器，监测机和前置处理器设置在列车的每节车厢内；同节车厢内的监测机与前置处理器相互连接，不同车厢内的监测机之间依次连接并分别与TCMS系统连接；所述前置处理器还连接有多个传感器，用于采集对应车厢的动力学数据；所述监测机用于对应车厢的动力学指标监测和故障分析；所述监测机配置为主机和从机，所述主机既作为对应车厢的从机，还用于维护列车级信息并共享于所有从机；所述主机与地面服务器连接，用于接收从机的对地数据并实现车地数据传输。本发明专利技术提升了系统的健壮性和安全性，实现了海量在线监测状态数据的高效对地传输。实现了海量在线监测状态数据的高效对地传输。实现了海量在线监测状态数据的高效对地传输。

【技术实现步骤摘要】
一种列车动力学指标监测计算集群


[0001]本专利技术涉及轨道交通监测系统领域，尤其涉及一种列车动力学指标监测计算集群。

技术介绍

[0002]现有技术中的列车动力学指标监测采用监测设备收集列车上的传感器数据后通过车地数据传输将收集到的列车运行数据下发至地面服务器，再由地面服务器完成对车辆动力学指标的计算与输出。然而现有技术中只能单个监测设备完成所在单节车厢的动力学性能监测，无法监测整个列车；并且车载监测设备只能完成初步的在线监测功能，难以实现对较为全面整体的性能检测、故障分析、预警和告警功能。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种列车动力学指标监测计算集群，从而解决现有技术中存在的前述问题。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0005]一种列车动力学指标监测计算集群，所述计算集群包括监测机和前置处理器，监测机和前置处理器设置在列车的每节车厢内；同节车厢内的监测机与前置处理器相互连接，不同车厢内的监测机之间依次连接并分别与TCMS系统连接；所述前置处理器还连接有多个传感器，用于采集对应车厢的动力学数据；所述监测机用于对应车厢的动力学指标监测和故障分析；所述监测机分别配置为主机和从机，所述主机既作为对应车厢的从机，还用于维护列车级信息并共享于所有从机；所述主机与地面服务器连接，用于接收从机的对地数据并实现车地数据传输。
[0006]优选的，所述列车级信息包括列车各车厢基础信息、诊断故障字典、自诊断故障字典、部件库信息、列车设备点位配属信息和对地数据通讯设置信息。
[0007]优选的，所述从机配置为：根据所述前置处理器的输出数据和所述主机的列车级信息，通过诊断算法模型运算输出动力学指标监测结果和自诊断故障信息，存入本地数据库后发送至所述主机。
[0008]优选的，所述监测机上配置有记录主机与从机的通讯状态信息的通讯状态表，所述通讯状态表包括含有主机IP地址的IP列表、当前通讯状态和最后通讯状态变化时间；所述从机配置为每隔一定间隔时间向主机发送心跳包以确认当前通讯状态，若当前通讯状态发生变化则更新所述通讯状态表。
[0009]优选的，所述从机配置为：能够向所述通讯状态表中任一通讯正常的主机请求读取数据；所述从机向主机写入数据时，需要向所述通讯状态表中所有通讯正常的主机写入数据；若所述通讯状态表中存在通讯故障的主机则待其恢复通讯正常后重新写入数据。
[0010]优选的，所述前置处理器配置为通过AD处理单元接收所述传感器的输出数据，并采用多线程协作方式将传感器的输出数据和设备自检信息预处理后发送至所述监测机。
[0011]优选的，所述前置处理器的多线程协作方式包括：
[0012]主线程：根据配置文件获取包含传感器类型、数据通道表、数据类型、采样频率、滤波配置的配置信息，初始化并启动运行采样线程、解析线程、发送线程和自检线程；
[0013]采样线程：轮询获取所述AD处理单元输出的实时采样数据，并基于所述配置信息进行有序存储；
[0014]解析线程：获取采样线程存储的采样数据，对数据进行解析、分类、滤波、组包后存入发送线程的发送队列；
[0015]发送线程：将发送队列中的数据发送至主机，并监测发送状态；
[0016]自检线程：根据配置信息和异常数据算法对所述传感器和所述前置处理器的自身状态进行实时监测。
[0017]优选的，所述监测机还提供Web访问服务，用于列车动力学指标监测和故障分析的可视化界面展示。
[0018]本专利技术的有益效果是：
[0019]本专利技术公开了一种列车动力学指标监测计算集群，通过在列车上搭建车载计算集群，将列车动力学指标在线监测功能部署运行在计算集群中，实现对列车级的车辆稳定性、舒适性、安全性等动力学性能的在线实时监测。集群监测机区分主从机，通过合理分配计算资源和主机冗余热备，提升了系统的健壮性和安全性，实现了海量在线监测状态数据的高效对地传输，以便提供较为全面整体的性能检测、故障分析、预警和告警功能，较之传统的单机部署，填补了整列车级别的车辆运行指标在线监测的空白。
附图说明
[0020]图1是本专利技术实施例中列车动力学指标监测计算集群的连接示意图；
[0021]图2是本专利技术实施例中列车动力学指标监测计算集群的配置示意图；
[0022]图3是本专利技术实施例中从机关于通讯状态确认的流程示意图；
[0023]图4是本专利技术实施例中从机向主机读写数据的流程示意图；
[0024]图5是本专利技术实施例中前置处理器主线程处理逻辑示意图；
[0025]图6是本专利技术实施例中前置处理器采样线程处理逻辑示意图；
[0026]图7是本专利技术实施例中前置处理器解析线程处理逻辑示意图；
[0027]图8是本专利技术实施例中前置处理器自检线程处理逻辑示意图；
[0028]图9是本专利技术实施例中计算集群Web访问服务的流程示意图。
具体实施方式
[0029]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0030]本专利技术提供了一种列车动力学指标监测计算集群，所述计算集群包括监测机和前置处理器，监测机和前置处理器设置在列车的每节车厢内；同节车厢内的监测机与前置处理器相互连接，不同车厢内的监测机之间依次连接并分别与TCMS系统(列车控制和管理系统Train Control and Management System)连接；所述前置处理器还连接有多个传感器，
用于采集对应车厢的动力学数据；所述监测机用于对应车厢的动力学指标监测和故障分析；所述监测机分别配置为主机和从机，所述主机既作为对应车厢的从机，还用于维护列车级信息并共享于所有从机；所述主机与地面服务器连接，用于接收从机的对地数据并实现车地数据传输。
[0031]本实施例中，以4编组列车为例，所搭建的列车动力学指标监测计算集群示意图如图1所示。监测机间通过百兆以太网线和交换机构建计算集群网络，同时各监测机需要连接列车TCMS网络、监测机与安装在同一车厢的前置处理器设备通过线缆连接也具备网络通信的功能，这样监测机与监测机之间、监测机与前置处理器之间、监测机与列车TCMS系统间可以相互实现通信。
[0032]如图2所示，本实施例中，基于该计算集群采用分布式运算完成对列车车辆动力学性能的在线监测功能。具体的，所述计算集群中监测机根据工作任务的配属不同设置有主机和从机，一般车头和车尾的两台监测机为主机，也可再增设主机，其他为从机。计算集群中主机维护列车级的信息，供各从机共享使用，列车级信息包括了列车各车厢基础信息、诊断故障字典、自诊断故障字典、部件库信息、列车设备点位配属信息、对地数据通讯设置信息等。主机中还维护有需要对地传输的数据信息，各从机将需要对地传输的数据发送给主机后，由主机统一发至车载无线传输设备或地面服务器。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种列车动力学指标监测计算集群，其特征在于，所述计算集群包括监测机和前置处理器，监测机和前置处理器设置在列车的每节车厢内；同节车厢内的监测机与前置处理器相互连接，不同车厢内的监测机之间依次连接并分别与TCMS系统连接；所述前置处理器还连接有多个传感器，用于采集对应车厢的动力学数据；所述监测机用于对应车厢的动力学指标监测和故障分析；所述监测机分别配置为主机和从机，所述主机既作为对应车厢的从机，还用于维护列车级信息并共享于所有从机；所述主机与地面服务器连接，用于接收从机的对地数据并实现车地数据传输。2.根据权利要求1所述的列车动力学指标监测计算集群，其特征在于，所述列车级信息包括列车各车厢基础信息、诊断故障字典、自诊断故障字典、部件库信息、列车设备点位配属信息和对地数据通讯设置信息。3.根据权利要求1所述的列车动力学指标监测计算集群，其特征在于，所述从机配置为：根据所述前置处理器的输出数据和所述主机的列车级信息，通过诊断算法模型运算输出动力学指标监测结果和自诊断故障信息，存入本地数据库后发送至所述主机。4.根据权利要求1所述的列车动力学指标监测计算集群，其特征在于，所述监测机上配置有记录主机与从机的通讯状态信息的通讯状态表，所述通讯状态表包括含有主机IP地址的IP列表、当前通讯状态和最后通讯状态变化时间；所述从机配置为每隔一定间隔时间向主机发送心跳包以确认当前通讯状态，若当前通讯状态发生变化则更新所述通讯...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志强，王亚楠，王明兆，
申请(专利权)人：北京国信会视科技有限公司，
类型：发明
国别省市：