机车信号数据分析软件及数据服务

机车信号数据分析软件及数据服务

一、机车信号记录器数据分析处理软件V2.0

1.1、软件架构

机车信号记录器数据分析处理软件，是一款采用VC++语言编制的单机版软件，用于对机车信号记录器所记录的数据的分析和处理。

1.2、软件平台

机车信号远程监测软件可安装在标准PC机上，单机运行，软件运行要求： 1）CPU： 奔腾4（或更高）处理器； 2）内存： 256MB（或更高）；

3）显示卡： XGA，32位真彩及以上显示模式 ； 4）硬盘： 不小于20G； 5）接口： USB接口两个； 5）操作系统：Windows 2000/XP。

1.3、数据内容

机车信号记录器数据分析处理软件数据来源于JT1-CZ2000机车信号主机记录器板，状态信息数据中时间记录的精度为125ms，信号波形采集的ADC为14位，采样频率为8KHz；包括以下信息：

1）机车信号设备输出信息：灯位、速度等级、绝缘节。

2）机车信号设备工作状态数据：主机状态、电源状况、信号制式、司机室、上/下行开

关、温度、译码设置状态。

3）轨道电路信号:信号载频、信号低频、信号幅度。

4）机车辅助信息:车次号、车站号、交路号、公里标、机车速度、机车号、信号机编号。 5）信号波形信息：以14位8KHz精度，实时无损地记录录接收线圈接收的地面信号。

1.4、安全设计

软件采用USB软件加密狗鉴定使用者身份，防止软件被非法滥用。

1.5、功能模块 1.5.1数据转存

记录器的数据转存有两种方式：U盘转存和CF卡转存。只有转存成功后的数据，才能使用软件进行下一步的分析处理。

U盘转存的信息包括自上次转储之后新记录的全部状态信息和关键波形。这种转存方式操作简单，数据量适中，方便、快捷，能满足绝大部分数据转存的需求。

CF卡转存的信息包括卡中存储的全部状态信息和全部波形。这种转存方式需要取出CF卡，且转存时间较长，适合全面分析机车运行及地面信号的状况。 1.5.2 记录文件管理

软件可按机车信号数据内容自动生成或选择机车类型与机车号，列表显示； 软件可将当前列表文件，列表打印；

为了恢复磁盘可用空间，用户可使用软件删除指定历史数据文件；

1.5.3 记录浏览

可根据记录器记录的信息分别进行状态文件浏览和波形文件浏览，解析机车信号数据，以图文方式展示给用户，显示内容包括：机车信号运用状态和机车信号接收地面信号的幅度曲线等信息、波形数据信息，其他的详细信息通过文件方式显示。 1.5.4 数据筛选处理

用户可通过多个组合检索条件查询需要关注的异常机车信号信息。 1.5.5 信号分析

用户可使用软件中相关功能对信号进行多种分析，主要包括带通滤波、波形缩放、波形移动、幅值调整、频谱分析功能。

1）带通滤波

根据目前国内的铁路自动闭塞制式，共设置了六个滤波器，即：针对交流计数制式分别设置了25Hz和50Hz数字带通滤波器，针对UM71制式分别设置了1700Hz、2000Hz、2300Hz和2600Hz四个数字带通滤波器。

2）波形缩放

用户可以对两个波形显示区域内任意一段波形信号进行放大操作，以观察相应区域内波形数据的细节。

3）波形移动

由于记录的波形数据包含有一定的直流分量成分，以至于使得波形在显示时，偏离显示区的中心线。因此，为改善波形显示效果，增设了波形移动功能，主要包括：幅度上移和幅度下移功能。

4）幅值调整

当波形信号过大或者过小时，需要使用幅值调整功能进行调整，以便于人工观察波形数据的细节。

5）频谱分析

使用FFT算法对波形数据进行频谱分析是分析信号特征参数的重要手段。可以手动选定特定的区域进行分析，也可以利用软件的短时频谱分析功能自动进行。

二、机车信号远程监测软件V4.0

2.1、软件架构

机车信号远程监测软件采用C/S+B/S架构，机车信号远程监测功能采用C/S架构，管理功能采用B/S架构。

2.2、软件平台

机车信号远程监测软件可安装在标准PC机上，使用TCP/IP协议，基于互联网应用，软件运行要求：

1）CPU： 奔腾4（或更高）处理器； 2）内存： 256MB（或更高）；

3）显示卡： XGA，32位真彩及以上显示模式 ； 4）硬盘： 不小于20G；

5）操作系统：Windows 2000/XP、Windows7 6）网络带宽：不低于512Kbps。

2.3、数据内容

机车信号远程监测数据来源于JT1-CZ2000机车信号主机记录器板，采样精度为1秒，包括以下信息：

1）机车信号设备输出信息：灯位、速度等级、绝缘节。

2）机车信号设备工作状态数据：主机状态、电源状况、信号制式、司机室、上/下行开

关、温度、译码设置状态。

3）轨道电路信号:信号载频、信号低频、信号幅度。

4）机车辅助信息:车次号、车站号、交路号、公里标、机车速度、机车号、信号机编号。

2.4、安全设计

机车信号远程监测应用层数据传输应采用闭环确认机制，具备用户的识别功能，对通过验证的机车和用户提供接入服务，对于非法用户的申请及其他恶意攻击具备识别和防护能力。

2.5、功能模块 2.5.1多车监测

多车概要信息模块，其所完成的主要功能为显示用户管理的所有安装远程监测装置机车的概要信息，包括单位信息、机车状态信息、机车查询功能和事件实时提示功能等。 2.5.2单车监测

单车监测功能模块，可解析实时和历史机车信号远程监测数据，以图文方式展示给用户，显示内容包括：机车信号运用状态和机车信号接收地面信号的幅度曲线等信息，其他的详细信息通过文件方式显示。 2.5.3历史数据浏览

用户可查询当前最近10天的机车信号远程监测数据。 2.5.4事件机制

远程监测装置应采用智能数据分析技术，实时对海量机车信号远程监测数据进行分析筛选处理，对于满足事件触发条件的数据，应及时标记并提示用户注意。机车信号远程监测事件根据后果严重程度，分为3个类别：

类别1：可能直接导致机车信号系统失效，影响行车的事件； 类别2：在“本机”、“非调车”区间运行状态时，遇到机车信号灯位跳变的事件； 类别3：在“本机”、“非调车”区间运行状态时，发生的一些不影响行车，但是需要注

意的一些事件。

以下是事件具体描述：

类别1：

紧急停车：监测机车常用制动风压，当判定为紧急停车时，告警；

电源异常：当机车110V供电电源波动范围超过JT-C技术规范时，告警； 主机故障：当机车信号主机A板或B板故障时，告警； 灯位异常：当机车信号主机发生多灯、灭灯情况时，告警； 类别2：

灯位跳变：当机车信号灯位变化不符合通常逻辑时（如绿灯变黄灯），告警； 主机切换：机车信号主机在区间运行时发生A/B机切换事件，告警；

上下行错误：地面信号满足译码点灯条件，但是机车信号主机不点灯，告警； 类别3：

载频超标：当移频/UM71/ZPW2000信号载频漂移超过《铁路信号维护规则》时，告警；

低频超标：当移频/UM71/ZPW2000信号低频漂移超过《铁路信号维护规则》时，告警； 幅度超标：当移频/UM71/ZPW2000信号幅度曲线超过《铁路信号维护规则》时，告警； 红灯高速：当机车信号点红灯，但是机车运行速度超过30公里，告警； 进出环线：机车进出环线时，提示用户注意；

记录器时钟偏差：当记录器时钟偏差过大时，提醒用户应及时校正记录器时钟。

2.6、管理功能

1）能够完成机车注册登记功能 2）能够完成单位归属登记功能

3）能够添加、删除、编辑登录用户信息功能

4）能够查看车载终端和服务器的连接情况，反映通信状况。

三、数据服务

3.1、机车信号地面数据分析软件数据服务

JT1-CZ2000机车信号主机已安装在全路20000多台机车上，覆盖全路限速160Km线路区段，可使用机车信号地面数据分析软件均读取分析状态数据和波形数据。

3.2、机车信号远程监测软件数据服务

使用机车信号远程监测软件可以访问7000多台JT1-CZ2000机车信号主机实时工作状态，以及10天以内的历史数据，已覆盖路内绝大多数限速160Km线路区段。

注：机车信号相关数据属于铁路系统内部数据，只能用于教育科研，不可用于其它用途。

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