一种全自动列车监控系统、方法、设备及储存介质与流程

本发明涉及列车信号控制系统，尤其是涉及一种全自动列车监控系统、方法、设备及储存介质。

背景技术：

1、随着时代的发展，世界各国在绿色出行方面，均提出了轨道交通建设的计划，同时在用的系统经过多年运营以后，也逐步落后于时代的发展，城市轨道交通的数字化转型已成为国际与行业发展的趋势。当前发展阶段，各个国家都在加快人工智能技术与铁路业务深度融合和创新应用，研发无人驾驶、绿色节能、路网能力动态匹配等新一代轨道交通智能化装备成为历史必然。

2、但是现有的全自动列车监控系统存在以下问题：

3、(1)标准要求多，涉及功能安全、信息安全和人机交互等；

4、(2)自动化程度高，涉及多专业协同、应急处置、调度人员紧缺等；

5、(3)现场场景复杂，设备多样、文化差异、法规繁多等；

6、(4)设备运行环境越来越复杂，信息安全风险大。

7、(5)无人化后的乘客保障和服务及时满足难度越来越大。

8、(6)偶发场景紧急处置需求与人员处置熟练程度之间矛盾。

9、随着目前轨道交通越来越成为各个城市的公共交通骨干，越来越多的人员采用轨道交通作为首选出行工具，运能的增加和列车运行间隔的缩短，因此围绕轨道交通相关的安全成为重中之重。如何借助于新技术的发展，进一步提升轨道交通信号系统的大安全的保障成为迫切需要解决的问题。

10、经过检索中国专利公开号cn114590295a公开了一种列车自动监控系统，包括：应用服务器、运行有浏览器的终端设备；所述浏览器，用于根据所述应用服务器提供的站场信息，绘制以及展示站场图；根据所述应用服务器提供的列车运行数据，绘制以及展示列车运行图；所述应用服务器，用于获取所述站场信息以及所述列车运行数据，并向所述浏览器提供所述站场信息以及所述列车运行数据。该系统使得用户可以使用运行有浏览器且可以访问网络的终端设备方便、快捷的对站场内的设备以及运行线路上的列车进行管理和控制，并且还具有部署速度快、可扩展性好以及维护成本低的优点。

11、但是该现有专利的系统较为简单，且实现的功能有限，尤其对于融合不同类型的轨道交通信号系统以及提高立体安全保障并未涉及，因此如何来满足不同类型的轨道交通信号系统，并融入更多的自动化和智能化技术，确保整个轨道交通的立体安全保障要求，成为需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种架构灵活、功能模块多、自动化程度高、性能强大、安全可信、人性化设计的全自动列车监控系统、方法、设备及储存介质。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、根据本发明的第一方面，提供了一种全自动列车监控系统，该系统包括：

4、中央安全接口服务器，用于不同接口之间的协议适配与数据统一整合；

5、中央外部接口服务器，与中央安全接口服务器通信，用于完成轨道交通数据采集；

6、中央实时监控服务器，与中央安全接口服务器通信，用于对现场列车全自动运行实时监控；

7、中央信息处理服务器，分别与中央外部接口服务器和中央实时监控服务器通信，用于处理轨道交通数据；

8、操作终端，与中央信息处理服务器通信，用于根据不同的用户角色定义显示不同的操作功能人机交互界面。

9、通过上述设备形成了人、设备、车、站台和轨道所有的设备的监控和结合，将轨道交通领域相关参与人员全部融合在一起，从而为功能安全，信息安全和运营场景安全等全方面提供了保障。

10、作为优选的技术方案，所述中央安全接口服务器将不同类型的数据转换成可内部交互的统一数据，并完成控制命令的统一适配输出，确保运营过程中，安全设备的交互安全。

11、作为优选的技术方案，所述中央安全接口服务器分别与联锁系统、轨旁列车防护系统、列车车载防护系统和列车车载自动驾驶系统通信连接，用于采集各系统的数据并进行数据统一整合。

12、作为优选的技术方案，所述中央安全接口服务器采用插件化技术，支持基于串口通信的接口协议同时适配基于网络安全协议的接口协议。

13、作为优选的技术方案，所述中央外部接口服务器通过防火墙分别与各个专业系统通信连接，其中专业系统包括综合监控系统、乘客服务系统、乘客广播系统、视频监控系统、屏蔽门系统、无线寻呼系统。

14、作为优选的技术方案，所述中央外部接口服务器采用统一的协议和安全网络对各个专业系统的数据进行集成，同时采用统一数据单元描述方式对各个专业系统之间实现数据共享，并实现现场应用预案的跨专业协同动作。

15、作为优选的技术方案，所述中央外部接口服务器基于标准化数据构建多专业联动引擎，用于实现全自动运营场景中应急处置的联动动作，同时支持多专业卡控逻辑可配置化需求。

16、作为优选的技术方案，所述中央外部接口服务器对接口数据进行旁路控制，并设有人工确认单元，用于确认外部接口的错误输入。

17、作为优选的技术方案，所述中央实时监控服务器包括：

18、自动化监控模块，用于正线运营列车和轨旁设备的自动化操控；

19、停车场/车辆段控制模块，用于停车场/车辆段内部的列车自动洗车、出入库管理和全自动休眠唤醒控制；

20、环境监控模块，用于列车环境监控；

21、故障检测模块，用于列车及轨旁设备的故障检测；

22、列车运行任务调整模块，用于列车运行任务的早晚点自动调整；

23、运行模式管理模块，用于降级小交路的运行模式管理。

24、作为优选的技术方案，所述自动化监控模块包括轨旁道岔监控单元、信号机监控单元、车门及屏蔽门监控单元和乘客监控单元。

25、作为优选的技术方案，所述中央信息处理服务器包括：

26、操作终端控制模块，用于对操作终端发送消息并完成来自操作终端的控制信息处理；

27、系统管理模块，用于对列车计划进行管理以及对用户信息和统计信息进行管理；

28、应急处置决策模块，用于基于知识图谱的自我学习和模式识别进行现场应急处置决策；

29、安全处理模块，用于所有操作的访问控制、运行场景多维安全一致性评估、系统网络流量监控以及操作命令发出者可信识别。

30、作为优选的技术方案，所述中央信息处理服务器处理信息包括：轨旁设备状态信息、在线列车运行状态信息、列车车辆运行状态信息、洗车机状态信息、时刻表信息、用户信息、告警和操作记录信息、区域授权管理信息、牵引供电信息、区间通风信息以及服务器本身运行信息。

31、作为优选的技术方案，所述中央信息处理服务器对处理的信息包括以下处理：

32、对本地或数据库的储存采用加密储存方式；

33、对操作记录采用差异化格式存储方式；

34、对来自不同操作终端的操作指令增加用户角色识别和终端位置识别。

35、作为优选的技术方案，所述操作终端包括调度员中心操作终端、车站值班员车站操作终端和系统维护人员的维护操作终端。

36、作为优选的技术方案，所述操作终端支持界面的可定制化，用于对现场设备状态进行模拟显示和本地化显示。

37、作为优选的技术方案，所述操作终端的界面采用组态化界面，支持各种显示图形的自由组合和联合控制，并支持全局视图、车站视图、设备视图和车辆视图的显示。

38、作为优选的技术方案，所述中央安全接口服务器、中央外部接口服务器、中央实时监控服务器和或中央信息处理服务器采用热备冗余结构，其中服务器单机采用双冗余实时通信，并具有ecc内存检验。

39、根据本发明的第二方面，提供了一种基于所述全自动列车监控系统的方法，包括：

40、步骤s1，操作终端上传计划信息至中央信息处理服务器；

41、步骤s2，中央信息处理服务器将相应的时刻表同步给中央实时监控服务器执行；

42、步骤s3，中央实时监控服务器自动唤醒停车场/车辆段的列车，并发送列车运行任务，控制列车运行；

43、步骤s4，中央实时监控服务器根据列车的早晚点运行情况，实时调整列车的运行命令，并同步给中央信息处理服务器，中央信息处理服务器将最新的信息同步发给中央外部接口服务器；

44、步骤s5，中央外部接口服务器根据收集的各个专业系统的信息，对照设定的协作配置，自动生成相关的控制指令，同步发给相关的专业系统执行。

45、作为优选的技术方案，根据当天时刻表，所述中央实时监控服务器对列车执行清客流程，完成列车清客作业并人工确认后，所述中央实时监控服务器自动释放列车，发送列车下线回库指令。

46、作为优选的技术方案，该方法对于正线列车运行过程中出现的突发牵引供电跳闸故障时，所述中央外部接口服务器第一时间获取相应的信息，对失电区域和静态全局数据进行影响范围计算，并将计算出来的结果发送给中央实时监控服务器；

47、所述中央实时监控服务器进一步针对影响范围的列车进行检索和位置判断。

48、作为优选的技术方案，该方法还包括对全区间门禁监控过程，当检测到进入区间的防护门为打开状态时，所述中央外部接口服务器获取相应的信息，并同步设置相关区域限速运行，通过中央信息处理服务器提醒控制中心调度员，同时驱动相关区域的摄像头，实时投射现场画面。

49、作为优选的技术方案，该方法还包括对列车内部人员的监控防护过程，通过视频识别技术对车厢内部的乘客分布和客流走向进行分析，若检测到客流瞬间杂乱的流动或者拒绝到部分车厢，所述中央信息处理服务器将相应的异常信息发送给中央监控人员。

50、作为优选的技术方案，该方法还包括对车门和站台门的监控过程，所述中央安全接口服务器同步收集车门和站台门的状态，并对这两个门的执行状态进行监控，一旦发生车门或站台门异常，自动生成相关的乘客广播。

51、作为优选的技术方案，该方法还包括对现场道岔故障处理过程，当所述中央安全接口服务器探测到现场道岔故障信息后，同步给中央信息处理服务器，所述中央信息处理服务器根据故障范围，结合线路拓扑接口和当前列车运行交路，自动计算出变更运行交路，并替换在用列车运行交路，同时对替换后的列车时刻表进行自动调整。

52、作为优选的技术方案，该方法还包括火灾监视过程，所述中央安全接口服务器负责列车火灾信息的收集，所述中央外部接口服务器负责站台火灾的信息收集，所述中央信息处理服务器实现不同类型的火灾应对协同策略。

53、根据本发明的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的方法。

54、根据本发明的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现所述的方法。

55、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

56、1、本发明通过中央安全接口服务器用于不同接口之间的协议适配与数据统一整合，从而可以支持多种制式的列控系统，并支持多个国家语言和调度规则；

57、2、本发明采用多种方式的安全防护，确保人机交互安全，确保低等级设备与高安全等级设备交互安全，确保安全数据制作安全，确保传输安全。

58、3、高度的可用性，本发明关键部位提供了不同的冗余设计，当单个设备故障发生时，备用设备会无感接入，替代主用设备运行；核心通道采用双网冗余发送和自带通道检测，确保数据交互实时性，安全性和可维护性。

59、4、高度自动化，本发明借助于统一数据单元描述和多专业信息融合，实现了跨专业的协同联防联控，提升了大系统的运营安全，降低了工作人员劳动强度，加固了突发场景下操作人员响应滞后的缺点。

60、5、本发明支持灵活的图形自创建设计和界面操控语言的可配置实现，支持全球不同国家地区的本地化需求。

61、6、本发明多层次的安全保证，全面覆盖功能安全，信息安全和功能安全，从无人驾驶系统要求触发，全方位覆盖人员职责调整后的安全服务覆盖。

62、7、本发明实现多种技术的大融合，借助于图像识别技术，大数据技术，自动化技术，信息安全技术和人工智能技术等众多的技术全方位保障整个系统的安全，实现对列车，站台，轨旁全方位的覆盖。

63、8、本发明通过数字化转型，满足既有信号系统数字化转型需求，实现业务重构。运营效率大幅提高，行车密度提高30％；定制化适配传统在线设备，优化在线设备监控，降低维护工作量50％，降低设备成本30％；新增业务模块，重新定义人机工作分工，人员数量减少30％，工作强度大幅降低。