[發(fā)明專利]一種基于CBTC系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)智能化故障分析方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910208479.0
• 申請(qǐng)日: 2019-03-19
• 公開（公告）號(hào): CN110011837B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 白廣爭(zhēng);郜洪民;史寧娟;高磊;王超;陳為華;張德明;王鯤;陳寧寧;姜慶陽;李亮;孟軍;孫旺;滕達(dá);馮浩楠;唐凱林;范楷;黃蘇蘇;白春娜;崔亦博;姜曼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司通信信號(hào)研究所;中國(guó)鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司;北京華鐵信息技術(shù)有限公司;北京銳馳國(guó)鐵智能運(yùn)輸系統(tǒng)工程技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H04L41/06
• 分類號(hào): H04L41/06;H04L41/0677;H04L67/12
• 代理公司: 北京凱特來知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;鄭哲

本發(fā)明公開了一種基于CBTC系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)智能化故障分析方法，包括：采用交換機(jī)級(jí)聯(lián)狀態(tài)下的端口鏡像技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)CBTC系統(tǒng)數(shù)據(jù)的獲取；在故障識(shí)別與報(bào)警階段，若采用查詢式故障報(bào)警方式，則向CBTC系統(tǒng)發(fā)送與當(dāng)前狀態(tài)相關(guān)的問題，并結(jié)合CBTC系統(tǒng)反饋的數(shù)據(jù)，從而查找出潛在的故障并報(bào)警；若采用主動(dòng)式故障報(bào)警方式，則從CBTC系統(tǒng)數(shù)據(jù)中提取各子系統(tǒng)邏輯部所產(chǎn)生的故障碼信息和輔助信息，并結(jié)合預(yù)先定義的故障標(biāo)簽庫(kù)來確定故障的根源，并給出報(bào)警或提示信息。該方法在完成對(duì)CBTC系統(tǒng)實(shí)時(shí)接口數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)上，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，對(duì)故障進(jìn)行精確定位，給出報(bào)警提示，從而提高系統(tǒng)的集成化與智能化測(cè)試水平，并且減少了分析時(shí)間，也降低了測(cè)試人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鐵道科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于CBTC系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)智能化故障分析方法。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)自主研發(fā)的城市軌道交通CBTC(Communication Based Train Control)系統(tǒng)的不斷應(yīng)用，CBTC系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化技術(shù)方案越來越成熟。CBTC系統(tǒng)由聯(lián)鎖子系統(tǒng)(CI)、列車調(diào)度監(jiān)督子系統(tǒng)(ATS)、車載控制子系統(tǒng)(VOBC)、區(qū)域控制子系統(tǒng)(ZC)和數(shù)據(jù)通信子系統(tǒng)(DCS)等構(gòu)成。各子系統(tǒng)之間實(shí)時(shí)進(jìn)行各種控制信息與采集信息的交互，子系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)時(shí)完成自身邏輯功能運(yùn)算。

目前主要采用的測(cè)試方式是黑盒測(cè)試，依據(jù)測(cè)試案例，通過給出固定的輸入，檢查系統(tǒng)的輸出是否符合預(yù)期，但這種測(cè)試方式存在以下問題：

1)對(duì)測(cè)試案例的質(zhì)量要求較高，需要對(duì)測(cè)試結(jié)果做出較全面的描述，以避免對(duì)一些非預(yù)期故障的遺漏。

2)測(cè)試人員的自身素質(zhì)對(duì)測(cè)試質(zhì)量起很大的決定作用。例如，對(duì)于一些偶發(fā)故障的發(fā)生規(guī)律把握不足，僅依靠重新測(cè)試來避免故障，降低了測(cè)試質(zhì)量。

3)根據(jù)表象去判斷內(nèi)在的邏輯或接口故障，測(cè)試效率較低，且容易遺漏。有時(shí)為了追蹤一個(gè)故障，需要查詢多個(gè)子系統(tǒng)在同一時(shí)間段內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)，并進(jìn)行逐幀對(duì)比分析，非常耗時(shí)，自動(dòng)化程度較低。

4)無法發(fā)現(xiàn)“負(fù)負(fù)得正”的故障，即：兩個(gè)故障疊加卻產(chǎn)生了正確的結(jié)果，這從表現(xiàn)上根本無法發(fā)現(xiàn)。只有做更深入的數(shù)據(jù)分析，才能呈現(xiàn)出這種故障。

另外，各子系統(tǒng)都具備數(shù)據(jù)記錄功能，用于故障后的分析和定位，但這些信息主要是基于本子系統(tǒng)的接口及邏輯處理給出，具有片面性，對(duì)于尋找故障的根源往往僅起到一定的導(dǎo)向作用。

目前主要存在如下三種相關(guān)的技術(shù)方案：

1、北京全路通信信號(hào)研究設(shè)計(jì)院所研發(fā)的CBTC系統(tǒng)測(cè)試環(huán)境中包含了多種數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)機(jī)制和故障注入方式。數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的內(nèi)容主要包括ATP與ZC通信數(shù)據(jù)、ZC與CBI通信數(shù)據(jù)、ZC維護(hù)數(shù)據(jù)、ATP維護(hù)數(shù)據(jù)、無線通信監(jiān)測(cè)等。通過數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，為測(cè)試提供了除實(shí)物設(shè)備動(dòng)作以外的觀測(cè)點(diǎn)，但在此基礎(chǔ)上，其并沒有做進(jìn)一步的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析和歷史故障統(tǒng)計(jì)等工作。其故障注入主要包括：故障數(shù)據(jù)注入、通信故障注入和接口不穩(wěn)定性注入。通過仿真平臺(tái)、無線加擾、設(shè)備實(shí)物連接等方式實(shí)現(xiàn)。

然而，該方案的缺陷在于：缺乏系統(tǒng)級(jí)集成測(cè)試的概念。通過數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，為測(cè)試提供了除實(shí)物設(shè)備動(dòng)作以外的觀測(cè)點(diǎn)，但在此基礎(chǔ)上，其并沒有做進(jìn)一步的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析和歷史故障統(tǒng)計(jì)等工作。

2、卡斯柯的地鐵信號(hào)系統(tǒng)室內(nèi)集成仿真測(cè)試平臺(tái)(FIVP)，引入了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的自動(dòng)化測(cè)試功能，可以實(shí)現(xiàn)ZC-CI、VOBC-CI等接口測(cè)試在室內(nèi)測(cè)試平臺(tái)上自動(dòng)化執(zhí)行。通過日志的自動(dòng)記錄和自動(dòng)比對(duì)，實(shí)現(xiàn)大量點(diǎn)對(duì)點(diǎn)碼位的自動(dòng)化測(cè)試，可以提升30％的效率，大大節(jié)省了測(cè)試時(shí)間。

然而，該方案的缺陷在于：未實(shí)現(xiàn)對(duì)CBTC系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行過程進(jìn)行監(jiān)督報(bào)警，也缺少邏輯判斷模塊，系統(tǒng)沒有智能化的系統(tǒng)測(cè)試概念，主要實(shí)現(xiàn)了對(duì)接口碼位的合法性進(jìn)行校驗(yàn)。