一种全电子联锁信号机点灯时电流阈值的分析工具及方法与流程

1.本发明属于轨道交通技术领域，具体涉及全电子联锁信号机。

背景技术：

2.信号机是轨道交通信号设备的重要组成部分之一，利用不同颜和数量的灯光直接发出行车命令，指挥列车运行。信号机灯光显示正确与否，直接影响列车行车时的安全。其中，信号机依靠点灯电路来控制各种信号灯光的显示，所以其必须是具有严密性、可靠性的安全电路。因此，对于信号机点灯电路的常见故障检测需要精准且快速地定位及分析，确保其能得到妥善解决。
3.目前针对于联锁信号机点灯电路故障的检测主要由人工进行。由于联锁信号机位于室外，数量较多，分布范围广，且点灯电路故障需要拆卸后检测，导致人工故障定位难度较高，且效率低下。

技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题就是提供一种全电子联锁信号机点灯时电流阈值的分析工具及方法，解决人工定位信号机点灯电路故障定位难度较高，且效率低下，定位不准确的问题。
5.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
6.一种全电子联锁信号机点灯时电流阈值的分析工具，包括灯丝报警配置模块、通信模块、数据校验模块、数据解析模块、故障诊断模块、故障定位模块、灯丝电流可视化模块、数据库模块和人机交互界面；
7.所述灯丝报警配置模块获取灯丝报警配置数据，所述灯丝报警配置数据中包含有灯丝码位名称、配置电流数值、灯丝报警百分比和警告宽恕时间；
8.所述通信模块用于获取bistar平台上传的报文、ilc的报文和hmi的操作信息，其中，bistar平台报文中包含有电流测量值、电流测量时间、单板槽位号，ilc的报文中包含有当前周期号和码位值，hmi的操作信息中包含有当前周期号和码位值；
9.所述数据校验模块用于检查通信模块获取数据的准确性；
10.所述数据解析模块实时解析经过数据校验模块校验后的数据；
11.所述故障诊断模块根据灯丝报警配置数据、bistar平台报文中的电流测量值和电流测量时间、ilc报文中的当前周期号和码位值、hmi操作信息中的当前周期号和码位值，来判断当前时间信号机点灯电路的电流阈值是否存在异常，进而给出对应的灯丝故障报警；
12.所述故障定位模块通过bistar平台报文中的单板槽位号定位到的机笼和板卡位置，再由灯丝报警配置模块中的灯丝码位名称定位到具体的故障信号机；
13.所述数据库模块记录bistar平台的报文、ilc的报文、hmi的操作信息及由工具内部数据变动而产生的日志；
14.所述人机交互界面实现与工具的人机交互。
15.优选的，所述bistar平台报文中还包含有通信协议版本号、报文类型、报文序列号、单板类型、板卡主备状态、板卡运行状态；所述ilc的报文中还包含有开始变量索引、结束变量索引、结束标志位和crc校验值；所述hmi的操作信息中还含有结束标志位、码位值变化变量个数和crc校验值。
16.优选的，所述灯丝故障报警包括灯丝预报警、灯丝半亮报警、灯丝断丝报警和灯丝过流报警；所述灯丝报警百分比包括灯丝预报警最小百分比、灯丝预报警最大百分比、灯丝半亮报警百分比、灯丝过流报警百分比。
17.优选的，通过人机交互界面修改灯丝报警配置数据；和/或，通过人机界面将本工具与bistar平台、ilc、hmi的通信状态展示在人机交互界面上。
18.优选的，还包括灯丝电流可视化模块，所述灯丝电流可视化模块将当前被监控的信号机灯丝实时电流值绘制成连续的曲线，并且在人机交互界面上展示。
19.优选的，所述人机交互界面包含有标题栏、配置修改区、监控区，其中，配置修改区提供对灯丝报警配置模块中的灯丝码位名称、配置电流数值、灯丝预报警最小百分比、灯丝预报警最大百分比、灯丝半亮报警百分比、灯丝过流报警百分比、警告宽恕时间和数据库模块中的存储日志时长的修改操作；监控区显示由灯丝电流可视化模块绘制的信号机灯丝实时电流值曲线。
20.优选的，所述数据校验模块通过循环冗余检查算法检查通信模块获取数据的准确性。
21.另外一方面，本发明提供了一种全电子联锁信号机点灯时电流阈值的分析方法，采用所述的一种全电子联锁信号机点灯时电流阈值的分析工具进行分析，包括如下步骤：
22.1)通过灯丝报警配置模块获取灯丝报警配置数据；
23.2)通信模块获取bistar平台上传的报文、ilc的报文和hmi的操作信息；
24.3)数据校验模块检查通信模块获取数据的准确性；
25.4)数据解析模块逐一解析通过数据校验模块验证的bistar平台的报文、ilc的报文和hmi的操作信息；
26.5)故障诊断模块将灯丝报警配置数据中的预设条件与bistar平台报文中的电流测量值和电流测量时间、ilc报文中的当前周期号和码位值数据、hmi操作信息中的当前周期号和码位值数据进行比较，判断当前信号机点灯时的灯丝电流阈值和时间宽恕是否满足故障报警条件，进而给出灯丝故障报警；
27.6)若故障诊断模块给出灯丝故障报警，故障定位模块通过bistar平台上传的报文单板槽位号来确定故障信号机表示灯所在的机笼和板卡位置，再通过灯丝报警配置模块的灯丝码位名称来确定具体的灯丝故障信号机；
28.7)重复执行以上步骤2)～6)的操作，同时，通信模块将工具与bistar平台、ilc、hmi的通信状态展示在人机交互界面上；灯丝电流可视化模块将bistar平台报文中的电流测量值和电流测量时间绘制成连续的曲线展示在人机交互界面上；数据库模块将bistar平台的报文、ilc的报文、hmi的操作信息及工具内部的数据变动作为日志进行存储。
29.本发明采用上述技术方案，具有如下有益效果：
30.1、只需故障定位人员通过人机交互界面配置灯丝报警配置模块和数据库模块即可实现电子联锁信号机点灯时电流阈值的分析，降低了信号机灯丝故障的定位难度。
31.2、故障诊断模块自动判断当前时间信号机点灯电路的电流阈值是否存在异常，进而给出对应的灯丝故障报警，实现信号机点灯时电流阈值的分析过程完全自动化，有效降低了故障定位人员的工作量；
32.故障定位模块通过bistar平台报文中的单板槽位号定位到的机笼和板卡位置，再由灯丝报警配置模块中的灯丝码位名称定位到具体的故障信号机，因此在给出故障报警的同时能自主定位到故障信号机的位置，显著提升了故障定位的效率。
33.3、为电子联锁信号机点灯时的四类灯丝故障预设报警条件，即灯丝预报警、灯丝半亮报警、灯丝断丝报警和灯丝过流报警，并与实时的灯丝电流测量值进行比较，在当前信号机点灯时的灯丝电流阈值和时间宽恕满足故障报警条件时才给出警报，保证了故障定位的准确性。
34.4、由于bistar平台的报文、ilc的报文、hmi的操作信息及工具内部的数据变动作都会被数据库模块记录，使得故障定位的过程变的可追溯。
35.本发明采用的具体技术方案及其带来的有益效果将会在下面的具体实施方式中结合附图中予以详细的揭露。
附图说明
36.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述：
37.图1是本发明全电子联锁信号机点灯时电流阈值的分析工具的结构示意图；
38.图2是本发明的分析过程示意图。
具体实施方式
39.下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。
40.如图1所示，本发明提供的全电子联锁信号机点灯时电流阈值的分析工具，包括灯丝报警配置模块、通信模块、数据校验模块、数据解析模块、故障诊断模块、故障定位模块、灯丝电流可视化模块、数据库模块和人机交互界面。
41.灯丝报警配置模块对指定路径下的灯丝报警配置数据进行合法性检测，通过后读取灯丝报警配置数据。
42.其中，灯丝报警配置数据包括灯丝码位名称、配置电流数值(灯丝预报警的电流基准值)、灯丝预报警最小百分比、灯丝预报警最大百分比、灯丝半亮报警百分比、灯丝过流报警百分比和警告宽恕时间。
43.可以理解的是，用户可根据需要通过本工具的人机交互界面自行修改上述配置。
44.通信模块基于传输控制协议/网际协议(transmission control protocol/internet protocol，tcp/ip)来传输众合科技自研平台(better insigma interlocking safety targeted architecture，bistar)上传的故障码，联锁控制器(interlocking controller，ilc)的报文和人机界面子系统(human machine interface，hmi)的操作信息，并将其与上述三者的通信状态展示在人机交互界面，包括：通信链路断开和通信链路连接正常两种通信状态。
45.可以理解的是，也可以用其现有的平台替换bistar平台。
46.数据校验模块通过循环冗余检查(cyclic redundancy check，crc)算法，保证接收和发送数据的正确性；
47.数据解析模块可实时解析每个周期bistar平台上传的报文，包括：通信协议版本号、报文类型、报文序列号、机笼地址、单板槽位号、单板类型、板卡主备状态、板卡运行状态、电流测量时间和电流测量值；ilc的报文包括：当前周期号、开始变量索引、结束变量索引、结束标志位、码位值数据和crc校验值；hmi的操作信息包括：当前周期号、结束标志位、码位值变化变量个数、码位值数据和crc校验值。
48.故障诊断模块基于灯丝报警配置数据，数据解析模块解析所得的bistar平台报文中的电流测量值和电流测量时间，ilc报文中的当前周期号和码位值，hmi操作信息中的当前周期号和码位值来判断当前时间信号机点灯电路的电流阈值是否存在异常，进而给出对应的灯丝故障报警；
49.故障定位模块通过bistar平台报文获取机笼地址和板卡槽位号，再由灯丝报警配置模块中的灯丝码位名称定位到具体的故障信号机；
50.灯丝电流可视化模块将当前被监控的信号机灯丝实时电流值绘制成连续的曲线，展示在人机交互界面上。
51.数据库模块将记录bistar平台的报文、ilc的报文、hmi的操作信息及由工具内部数据变动而产生的日志，存储日志的默认为30天，用户可根据配置在人机交互界面自行修改。
52.人机交互界面包括标题栏、配置修改区、监控区。其中，标题栏显示当前工具的版本，以及右侧的控制界面的最小、最大和关闭按钮；配置修改区提供对灯丝报警配置模块中的灯丝码位名称、配置电流数值、灯丝预报警最小百分比、灯丝预报警最大百分比、灯丝半亮报警百分比、灯丝过流报警百分比、警告宽恕时间和数据库模块中的存储日志时长的修改操作；监控区显示由灯丝电流可视化模块绘制的信号机灯丝实时电流值曲线。
53.参考图2所示，采用上述模块进行全电子联锁信号机点灯时电流阈值分析的具体过程如下：
54.1)通过灯丝报警配置模块从指定路径下读取灯丝报警配置数据，并进行合法性检测；
55.2)通信模块获取bistar平台上传的报文，ilc的报文和hmi的操作信息；
56.3)数据校验模块通过crc算法检查数据的准确性；
57.4)数据解析模块逐一解析通过crc算法验证的bistar平台的报文，ilc的报文和hmi的操作信息；
58.5)故障诊断模块将灯丝报警配置数据中的预设条件与bistar平台报文中的电流测量值和电流测量时间，ilc报文中的当前周期号和码位值数据，hmi操作信息中的当前周期号和码位值数据进行比较，判断当前信号机点灯时的灯丝电流阈值和时间宽恕是否满足故障报警条件，进而给出对应的灯丝故障报警；
59.灯丝故障报警包括：灯丝预报警，灯丝半亮报警，灯丝断丝报警和灯丝过流报警。其中，灯丝预报警：信号机开放时，灯丝的当前电流值低于配置电流数值的灯丝预报警最小百分比或高于配置电流数值的灯丝预报警最大百分比，即产生灯丝预报警；灯丝半亮报警：
信号机开放时，灯丝的当前电流值低于配置电流数值的灯丝预报警最小百分比，且维持时间大于警告宽恕时间(不超过5秒)，即产生灯丝半亮报警；灯丝断丝报警：信号机开放时，灯丝的当前电流值为零，且维持时间大于警告宽恕时间(不超过5秒)，即产生灯丝断丝报警；灯丝过流报警:信号机开放时，灯丝的当前电流值高于配置电流数值的灯丝预报警最大百分比，且维持时间大于警告宽恕时间(不超过5秒)，即产生灯丝过流报警；
60.6)若故障诊断模块给出灯丝故障报警，故障定位模块通过bistar平台上传的报文获取机笼地址(0x20-0x3f)和板卡槽位号(0x31-0x3a)，再通过灯丝报警配置模块的灯丝码位名称确定唯一的灯丝故障信号机。
61.7)重复执行以上2)～6)步的操作。同时，通信模块将本工具与bistar平台、ilc、hmi的通信状态展示在人机交互界面上。灯丝电流可视化模块将bistar平台报文中的电流测量值和电流测量时间绘制成连续的曲线展示在人机交互界面上(纵坐标为电流测量值，横坐标为测量时间)。数据库模块将bistar平台的报文、ilc的报文、hmi的操作信息及本工具内部的数据变动作为日志进行存储。
62.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

技术特征：

1.一种全电子联锁信号机点灯时电流阈值的分析工具，其特征在于，包括灯丝报警配置模块、通信模块、数据校验模块、数据解析模块、故障诊断模块、故障定位模块、灯丝电流可视化模块、数据库模块和人机交互界面；所述灯丝报警配置模块获取灯丝报警配置数据，所述灯丝报警配置数据中包含有灯丝码位名称、配置电流数值、灯丝报警百分比和警告宽恕时间；所述通信模块用于获取bistar平台上传的报文、ilc的报文和hmi的操作信息，其中，bistar平台报文中包含有电流测量值、电流测量时间、单板槽位号，ilc的报文中包含有当前周期号和码位值，hmi的操作信息中包含有当前周期号和码位值；所述数据校验模块用于检查通信模块获取数据的准确性；所述数据解析模块实时解析经过数据校验模块校验后的数据；所述故障诊断模块根据灯丝报警配置数据、bistar平台报文中的电流测量值和电流测量时间、ilc报文中的当前周期号和码位值、hmi操作信息中的当前周期号和码位值，来判断当前时间信号机点灯电路的电流阈值是否存在异常，进而给出对应的灯丝故障报警；所述故障定位模块通过bistar平台报文中的单板槽位号定位到的机笼和板卡位置，再由灯丝报警配置模块中的灯丝码位名称定位到具体的故障信号机；所述数据库模块记录bistar平台的报文、ilc的报文、hmi的操作信息及由工具内部数据变动而产生的日志；所述人机交互界面实现与工具的人机交互。2.根据权利要求1所述的一种全电子联锁信号机点灯时电流阈值的分析工具，其特征在于，所述bistar平台报文中还包含有通信协议版本号、报文类型、报文序列号、单板类型、板卡主备状态、板卡运行状态；所述ilc的报文中还包含有开始变量索引、结束变量索引、结束标志位和crc校验值；所述hmi的操作信息中还含有结束标志位、码位值变化变量个数和crc校验值。3.根据权利要求1所述的一种全电子联锁信号机点灯时电流阈值的分析工具，其特征在于，所述灯丝故障报警包括灯丝预报警、灯丝半亮报警、灯丝断丝报警和灯丝过流报警；所述灯丝报警百分比包括灯丝预报警最小百分比、灯丝预报警最大百分比、灯丝半亮报警百分比、灯丝过流报警百分比。4.根据权利要求3所述的一种全电子联锁信号机点灯时电流阈值的分析工具，其特征在于，通过人机交互界面修改灯丝报警配置数据；和/或，通过人机界面将本工具与bistar平台、ilc、hmi的通信状态展示在人机交互界面上。5.根据权利要求4所述的一种全电子联锁信号机点灯时电流阈值的分析工具，其特征在于，还包括灯丝电流可视化模块，所述灯丝电流可视化模块将当前被监控的信号机灯丝实时电流值绘制成连续的曲线，并且在人机交互界面上展示。6.根据权利要求5所述的一种全电子联锁信号机点灯时电流阈值的分析工具，其特征在于，所述人机交互界面包含有标题栏、配置修改区、监控区，其中，配置修改区提供对灯丝报警配置模块中的灯丝码位名称、配置电流数值、灯丝预报警最小百分比、灯丝预报警最大百分比、灯丝半亮报警百分比、灯丝过流报警百分比、警告宽恕时间和数据库模块中的存储日志时长的修改操作；监控区显示由灯丝电流可视化模块绘制的信号机灯丝实时电流值曲线。
7.根据权利要求1所述的一种全电子联锁信号机点灯时电流阈值的分析工具，其特征在于，所述数据校验模块通过循环冗余检查算法检查通信模块获取数据的准确性。8.一种全电子联锁信号机点灯时电流阈值的分析方法，采用权利要求1至7中任意一项所述的一种全电子联锁信号机点灯时电流阈值的分析工具进行分析，其特征在于，包括如下步骤：1)通过灯丝报警配置模块获取灯丝报警配置数据；2)通信模块获取bistar平台上传的报文、ilc的报文和hmi的操作信息；3)数据校验模块检查通信模块获取数据的准确性；4)数据解析模块逐一解析通过数据校验模块验证的bistar平台的报文、ilc的报文和hmi的操作信息；5)故障诊断模块将灯丝报警配置数据中的预设条件与bistar平台报文中的电流测量值和电流测量时间、ilc报文中的当前周期号和码位值数据、hmi操作信息中的当前周期号和码位值数据进行比较，判断当前信号机点灯时的灯丝电流阈值和时间宽恕是否满足故障报警条件，进而给出灯丝故障报警；6)若故障诊断模块给出灯丝故障报警，故障定位模块通过bistar平台上传的报文获取机笼地址和板卡槽位号，再通过灯丝报警配置模块的灯丝码位名称来确定唯一的灯丝故障信号机；7)重复执行以上步骤2)～6)的操作，同时，通信模块将工具与bistar平台、ilc、hmi的通信状态展示在人机交互界面上；灯丝电流可视化模块将bistar平台报文中的电流测量值和电流测量时间绘制成连续的曲线展示在人机交互界面上；数据库模块将bistar平台的报文、ilc的报文、hmi的操作信息及工具内部的数据变动作为日志进行存储。

技术总结

本发明公开了一种全电子联锁信号机点灯时电流阈值的分析工具及方法，包括灯丝报警配置模块、通信模块、数据校验模块、数据解析模块、故障诊断模块、故障定位模块、灯丝电流可视化模块、数据库模块和人机交互界面；故障诊断模块判断当前时间信号机点灯电路的电流阈值是否存在异常，进而给出对应的灯丝故障报警；故障定位模块通过BiSTAR平台报文中的单板槽位号定位到的机笼和板卡位置，再由灯丝报警配置模块中的灯丝码位名称定位到具体的故障信号机。本发明信号机点灯时电流阈值的分析过程完全自动化，有效降低了故障定位人员的工作量，且再给出故障报警的同时能自主定位到故障信号机的位置，显著提升了故障定位的效率。显著提升了故障定位的效率。显著提升了故障定位的效率。