一种智能化城市轨道交通运行风险监测维护系统的制作方法

本发明属于交通风险监测，具体的说是一种智能化城市轨道交通运行风险监测维护系统。

背景技术：

1、近年来，随着城市人口的快速增长和交通需求的增加，轨道交通的发展进入了一个新阶段，高铁的兴起使得城市之间的交通变得更加便捷和快速，此外轨道交通还逐渐与其他交通方式形成了更加高效的综合交通系统，但随着轨道交通的快速发展，轨道交通运行的风险也越来越高；

2、申请号为201911106932的一项专利申请公开了，包括采集隧道内的交通运行数据，该交通运行数据包括交通流数据、车辆行为数据、事件数据以及外部数据，然后对采集到的交通运行数据进行预处理，得到相对应的运行参数。在根据统计隧道内触发的交通运行场景调取与各个交通运行场景相对应的运行参数，并采用相应的评估方法，对各个交通运行场景下的隧道的交通运行状态进行评估，得出运行状态参数，在根据运行状态参数确定相应的交通运行场景的风险等级，最后根据风险等级确定管控预案。

3、上述现有技术中只对交通风险进行数据评估以及发生事故后进行预警处理，没有进行交通风险监测以及在交通风险评估后，没有对交通风险进行预防处理以及无预防的具体措施。

4、为此，本发明提供一种智能化城市轨道交通运行风险监测维护系统。

技术实现思路

1、为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种智能化城市轨道交通运行风险监测维护系统，通过对行进列车以及行进中列车前方交通轨道进行检测，并将检测数据发送至脱轨风险分析模块，脱轨风险分析模块对检测数据进行分析，并对分析结果进行判定，生成预警信号，轨道管理平台接收到预警信号后对列车发送紧急制动指令，并将紧急制动的列车的实时位置以及后方同路线列车的实时位置发送至处理模块，处理模块对紧急制动的列车的实时位置以及后方同路线列车的实时位置进行分析，获得列车之间的实时距离，提供解决列车紧急制动后与后方列车相撞的处理方案，并将处理方案发送至在紧急制动列车后方的同路线的列车；

3、具体的，注册登录模块用于轨道线路中列车进行注册，获取列车信息，并将列车信息发送至轨道管理平台进行存储；

4、道路检测模块用于对行进列车以及行进中列车前方交通轨道进行检测，并将检测数据发送至脱轨风险分析模块；

5、脱轨风险分析模块用于对检测数据进行分析，并对分析结果进行判定，生成预警信号；

6、轨道管理平台用于接收到预警信号后根据存储的列车信息对列车发送紧急制动指令，并将紧急制动的列车的实时位置以及后方同路线列车的实时位置发送至处理模块；

7、处理模块用于对紧急制动的列车的实时位置以及后方同路线列车的实时位置进行分析，获得列车之间的实时距离，提供解决列车紧急制动后与后方列车相撞的处理方案，并将处理方案发送至在紧急制动列车后方的同路线的列车；

8、其中，注册登录模块获取的列车信息包括：列车型号、列车车次，列车的路线；

9、其中道路检测模块对列车以及行进中列车前方交通轨道进行检测，包括：轨道平整程度、车轮轴承磨损程度、列车实时速度；

10、获取列车行进中前方的轨道长度，将轨道长度标记为ji；

11、其中，获取的轨道长度大于列车紧急制动的距离；

12、具体的，载客列车实时速度对应紧急制动距离标准为：

13、120km/h-800m；

14、140km/h-1100m；

15、160km/h-1400m；

16、载货列车实时速度对应紧急制动距离标准为：

17、当列车负载＜25t时：

18、90km/h-800m；

19、120km/h-1400m；

20、当列车负载≥25t时：

21、100km/h-1400m；

22、获取轨道的平整程度，将轨道的平整程度标记为ki；

23、其中，平整程度ki的获取过程为：基于轨道长度在轨道上标记等距的点位，其中，交通轨道为两条且平行，在两条轨道上标记的点位也一一对应；

24、测量两条轨道标记点位之间的直线距离，直线距离为两条轨道的跨度，将轨道的跨度标记为pi；

25、测量对应标记点位之间的高度差值，将所有标记点位的高度差值求和取均值，均值为轨道的高度差值，将轨道的高度差值标记为fi；

26、将获得的轨道的跨度pi、轨道的高度差值fi和轨道长度ji进行数据处理，通过公式：获得轨道平整程度ki，其中γ和θ为预设修正因子；

27、其中，车轮轴承磨损程度获得过程为：获得车轮轴承的额定寿命以及列车行进的实际负载，计算获得车轮轴承的实际使用寿命，将车轮轴承的额定寿命与车轮的实际使用寿命作差获得车轮轴承的实际磨损量，将实际磨损量作为车轮轴承的磨损程度，将车轮轴承磨损程度标记为hi；

28、获得列车实时速度，将列车实时速度标记为si；

29、其中，脱轨风险分析模块对检测数据进行分析并判定，具体过程为：

30、将获得的轨道平整程度ki、车轮轴承磨损程度hi、列车实时速度si进行数据处理，通过公式：脱轨风险系数bi，其中，β、ρ、σ为预设比例系数；

31、对预警信号生成过程为：

32、预设列车的脱轨风险阈值为li；

33、若脱轨风险系数bi＜脱轨风险阈值为li，则表示列车行进中脱轨可能性较小；

34、若脱轨风险系数bi≥脱轨风险阈值为li，则表示列车行进中途脱轨可能性较大，则生成预警信号；

35、轨道管理平台接收到预警信号，根据存储的列车信息对列车发送紧急制动命令，列车接收到紧急制动措施，在列车紧急制动后，轨道管理平台将列车实时位置以及后方同路线的列车位置发送至处理模块；

36、处理模块接收到列车的实时位置信息后，对实时位置信息进行分析，获得列车相撞的解决方案，具体过程为：

37、步骤一：根据列车的位置，计算列车之间的实时距离，将列车之间的实时距离标记为vi；

38、步骤二：若列车之间的实时距离vi大于后方列车紧急制动距离且中途具有停靠站点，采取方法一：后方列车在停靠站点停止行进；

39、步骤三：若列车之间的实时距离vi等于后方列车紧急制动距离且中途无停靠站点，采取方法二：对后方的列车也采取紧急制动措施，防止列车相撞；

40、步骤四：若列车之间的实时距离vi小于后方列车紧急制动距离且中途无停靠站点，采取方法三：将后方列车紧急制动距离与列车之间实时距离进行作差处理，获得紧急制动缺少距离，将紧急制动缺少距离标记为si；

41、将前方紧急制动的列车重新启动，在后方列车紧急制动时间内向前以不具有脱轨风险的速度继续行驶，行驶距离长度为紧急制动缺少距离的长度；

42、获得后方列车紧急制动后的加速度，对后方列车的紧急制动距离以及加速度进行计算，获得后方列车紧急制动时间；

43、其中，在紧急制动时间范围内，通过紧急制动缺少距离与紧急制动时间进行比值处理，获得采取紧急制动列车重新启动行驶的速度；

44、其中，紧急制动列车重新启动行驶的速度小于具有脱轨风险的速度；

45、小于脱轨风险的速度值可通过上述对列车是否具有脱轨风险的计算公式得到；

46、根据列车之间的位置距离分析后的三种方式，可解决列车相撞的技术问题。

47、本发明的有益效果如下：

48、1.本发明所述的一种智能化城市轨道交通运行风险监测维护系统，通过获得轨道平整程度、车轮轴承磨损程度以及列车实时速度并进行分析，获得列车脱轨风险系数，基于脱轨风险系数与脱轨风险阈值进行比较，判断列车在行进中的脱轨风险大小。

49、2.本发明所述的一种智能化城市轨道交通运行风险监测维护系统，通过根据脱轨风险生成预警信号，对列车采取紧急制动措施并对列车之间的位置进行分析，基于分析结果提供同路线列车之间相撞的解决方案，降低列车行驶过程中的安全风险。

50、3.本发明所述的一种智能化城市轨道交通运行风险监测维护系统，通过对列车紧急制动后的情况分析，提供不同的解决方案，基于不同的解决方案，降低轨道交通运行风险的解决成本。