本發明專利涉及應用于鐵路的集中式的防災安全監控系統，具體為一種鐵路局對自然災害及異物侵限監測進行集中管控的系統和方法。

背景技術：

高速鐵路自然災害及異物侵限監測系統(以下簡稱災害監測系統)是鐵路信息系統的組成部分，對高速鐵路沿線風、雨、雪、地震等自然災害及異物侵限進行實時監測，為鐵路調度指揮及維護管理提供預警、報警信息，防止或減少災害對高速鐵路列車運行的影響。

由于既有高速鐵路災害監測系統是按線設計建設，沒有集中統一的鐵路局信息處理中心，導致系統各自獨立運行、互不連通，技術架構不開放，信息處理流程不統一，同一設備供應商安裝于不同線路的軟件界面不相同、不兼容，與路內、外相關信息系統接口定義復雜、難以聯通等問題，影響了災害監測系統的深化應用。因此，開展災害監測系統鐵路局中心系統(以下簡稱鐵路局中心系統)建設是解決現存問題的必要手段，對于充分利用資源，避免重復建設，提高災害監測系統應用水平有著重要的作用。

技術實現要素：

針對上述問題，提供一種標準化、集中型、安全、可靠、穩定及可擴展的鐵路自然災害及異物侵限集中管控系統及方法。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種鐵路自然災害及異物侵限集中管控系統，其結構包括：

既有災害監測系統、新建線路的現場監測設備和鐵路局中心系統；

所述既有災害監測系統包括現場監測傳感器、監控單元和信息處理設備，完成監測信息的預處理以及通過系統信息交互接口實時發送至鐵路局中心系統；

所述新建線路的現場監測設備包括現場監測傳感器和監控單元，現場監測傳感器通過電纜與監控單元相連接，監控單元完成監測信息的采集，所述監控單元通過系統信息交互接口將監測數據實時發送至鐵路局中心系統；

所述鐵路局中心系統包括信息處理平臺、網絡及安全設備、NTP時間同步設備；

所述信息處理平臺實時接收到信息并進行處理，通過消息管道將數據推送至顯示終端，并存入鐵路局中心系統數據庫服務器；

所述信息處理平臺與監測終端連接，向監控終端發送經過分析處理的監測信息及報警信息；

監測終端界面將相關用戶管轄范圍內各種監測信息、報警信息顯示到交互界面上。

上述鐵路自然災害及異物侵限集中管控系統中，所述系統信息交互接口包括現場監測設備接口、既有災害監測系統接口、鐵路局中心系統設備接口、防洪管理信息系統接口、運營調度管理系統或TDMS接口、信號系統、供電SCADA系統、綜合視頻監控系統接口、鐵路時間同步系統接口、GSM-R、相鄰鐵路局數據交換接口、氣象部門系統接口、國家地震臺網接口，均為標準化接口，并對接口數據進行常態化運行校驗。

上述技術方案中，所述鐵路局中心系統，其硬件設備包括數據庫服務器、存儲設備、應用服務器、接口服務器、維護管理服務器、防病毒服務器、短信服務器、NTP服務器、網絡設備，以上設備均要求冗余配置。

上述技術方案中，所述鐵路局中心系統的信息處理平臺實時接收到信息包括線路名稱、線路編碼、監控單元名稱、監控單元編碼、傳感器名稱、傳感器編碼、設備名稱和設備編碼，設備連接管理通過信息交互進行拓撲關系校驗；其中：

獲取其線路名稱得到線路信息表，獲取監控單元信息得到監控單元信息表；獲取傳感器信息得到監測點信息表，獲取設備狀態信息得到設備信息表。

上述技術方案中，所述監測終端包括列車調度終端、供電調度終端、工務調度終端、監測維護中心終端、信息所終端、工務段終端、通信段終端。

所述監控終端為臺式計算機或筆記本電腦或工控機。

本發明所提供的鐵路自然災害及異物侵限集中管控方法，包括以下步驟：

既有災害監測系統和新建線路的現場監測設備通過網絡設備接入鐵路局中心系統，網絡通道通過A網、B網雙路接入，網絡設備進行冗余配置；

分別獲取鐵路局相關鐵路線的既有災害監測系統和新建線路的現場監測設備的數據，集中到鐵路局中心系統進行數據處理和分析以及信息傳輸，其中：

既有災害監測系統完成監測信息的預處理以及通過系統信息交互接口實時發送至鐵路局中心系統；

現場監測設備的監控單元通過系統信息交互接口將監測數據實時發送至鐵路局中心系統；

對于既有災害監測系統，鐵路局中心系統的信息處理平臺實時接收到信息，進行處理分析，通過消息管道將數據推送至顯示終端，并存入鐵路局中心系統數據庫服務器；

對于新建線路的現場監測設備，鐵路局中心系統的信息處理平臺實時接收信息，進行快速判定災害嚴重等級，給出處置措施，通過消息管道將數據推送至顯示終端，并存入鐵路局中心系統數據庫服務器；

鐵路局中心系統的信息處理平臺與監測終端連接，向所述監控終端發送經過分析處理的監測信息及報警信息；

監測終端界面采用GIs以及矢量圖形化方式將相關用戶管轄范圍內各種監測信息、報警信息顯示到交互界面上。

上述技術方案中，向所述監控終端發送經過分析處理的監測信息及報警信息的數據發送方式包括TCP通信方式和文件傳輸方式，通信經過密碼驗證，傳輸經過加密處理。

上述技術方案中，所述監測終端的交互界面，包括列車調度監測終端界面、供電調度監測終端界面、監測維護中心監測終端界面、工務調度監測終端界面、工務段監測終端界面、通信段監測終端界面、信息所監測終端界面、綜合設施調度監測終端界面以及統計分析界面。

本發明的鐵路自然災害及異物侵限集中管控系統和方法，針對高速鐵路自 然災害及異物侵限進行監測和管控。其核心部分鐵路局中心系統，設置于鐵路局，是對管轄范圍內災害監測數據進行收集、分析及處理，實現報警、預警等功能，并實現與路內、路外相關系統之間信息交互的系統。其監測對象為風、雨、雪、地震及上跨鐵路的道路橋梁異物侵限，實現鐵路局管內各沿線監測信息的分布獲取、集中信息管理、集中進行報警判定處置以及綜合運用。該系統為調度指揮及維護管理提供報警、預警信息，根據災害嚴重程度自動給出相應處置措施，有效防止或減少災害對高速鐵路列車運行安全的影響。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明所述的鐵路局中心系統的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

本發明首先提供一種鐵路自然災害及異物侵限集中管控系統，其結構包括：

既有災害監測系統、新建線路的現場監測設備和鐵路局中心系統；

所述既有災害監測系統包括現場監測傳感器、監控單元和信息處理設備，完成監測信息的預處理以及通過系統信息交互接口實時發送至鐵路局中心系統；

所述新建線路的現場監測設備包括現場監測傳感器和監控單元，現場監測傳感器通過電纜與監控單元相連接，監控單元完成監測信息的采集，所述監控單元通過系統信息交互接口將監測數據實時發送至鐵路局中心系統；

所述鐵路局中心系統包括信息處理平臺、網絡及安全設備、NTP時間同步設備；

所述信息處理平臺實時接收到信息并進行處理，通過消息管道將數據推送至顯示終端，并存入鐵路局中心系統數據庫服務器；

所述信息處理平臺與監測終端連接，向監控終端發送經過分析處理的監測信息及報警信息；

監測終端界面將相關用戶管轄范圍內各種監測信息、報警信息顯示到交互界面上。

上述鐵路自然災害及異物侵限集中管控系統中，所述系統信息交互接口包括現場監測設備接口、既有災害監測系統接口、鐵路局中心系統設備接口、防洪管理信息系統接口、運營調度管理系統或TDMS接口、信號系統、供電SCADA系統、綜合視頻監控系統接口、鐵路時間同步系統接口、GSM-R、相鄰鐵路局數據交換接口、氣象部門系統接口、國家地震臺網接口，均為標準化接口，并對接口數據進行常態化運行校驗。

上述技術方案中，所述鐵路局中心系統，其硬件設備包括數據庫服務器、存儲設備、應用服務器、接口服務器、維護管理服務器、防病毒服務器、短信服務器、NTP服務器、網絡設備，以上設備均要求冗余配置。

上述技術方案中，所述鐵路局中心系統的信息處理平臺實時接收到信息包括線路名稱、線路編碼、監控單元名稱、監控單元編碼、傳感器名稱、傳感器編碼、設備名稱和設備編碼，設備連接管理通過信息交互進行拓撲關系校驗；其中：

獲取其線路名稱得到線路信息表，獲取監控單元信息得到監控單元信息表；獲取傳感器信息得到監測點信息表，獲取設備狀態信息得到設備信息表。

上述技術方案中，所述監測終端包括列車調度終端、供電調度終端、工務調度終端、監測維護中心終端、信息所終端、工務段終端、通信段終端。

所述監控終端為臺式計算機或筆記本電腦或工控機。

本發明基于上述系統所提供的鐵路自然災害及異物侵限集中管控方法，包括以下步驟：

既有災害監測系統和新建線路的現場監測設備通過網絡設備接入鐵路局中心系統，網絡通道通過A網、B網雙路接入，網絡設備進行冗余配置；

分別獲取鐵路局相關鐵路線的既有災害監測系統和新建線路的現場監測設備的數據，集中到鐵路局中心系統進行數據處理和分析以及信息傳輸，其中：

既有災害監測系統完成監測信息的預處理以及通過系統信息交互接口實時發送至鐵路局中心系統；

現場監測設備的監控單元通過系統信息交互接口將監測數據實時發送至鐵路局中心系統；

對于既有災害監測系統，鐵路局中心系統的信息處理平臺實時接收到信息，進行處理分析，通過消息管道將數據推送至顯示終端，并存入鐵路局中心系統數據庫服務器；

對于新建線路的現場監測設備，鐵路局中心系統的信息處理平臺實時接收信息，進行快速判定災害嚴重等級，給出處置措施，通過消息管道將數據推送至顯示終端，并存入鐵路局中心系統數據庫服務器；

鐵路局中心系統的信息處理平臺與監測終端連接，向所述監控終端發送經過分析處理的監測信息及報警信息；

監測終端界面采用GIS以及矢量圖形化方式將相關用戶管轄范圍內各種監測信息、報警信息顯示到交互界面上。

上述技術方案中，向所述監控終端發送經過分析處理的監測信息及報警信息的數據發送方式包括TCP通信方式和文件傳輸方式，通信經過密碼驗證，傳輸經過加密處理。

上述技術方案中，所述監測終端的交互界面，包括列車調度監測終端界面、供電調度監測終端界面、監測維護中心監測終端界面、工務調度監測終端界面、工務段監測終端界面、通信段監測終端界面、信息所監測終端界面、綜合設施調度監測終端界面以及統計分析界面。

以下以一個具體的實施例進行本發明技術方案的實施說明：

上述技術方案中的鐵路局中心系統由信息處理平臺、網絡及安全設備、NTP時間同步設備、現場監測設備和終端五部分構成。

獲取其線路名稱得到線路信息表，獲取監控單元信息得到監控單元信息表；獲取傳感器信息得到監測點信息表，獲取設備狀態信息得到設備信息表。

既有災害監測系統通過現場監測傳感器實時采集風速、雨量、雪深、地震加速度、異物侵限信息，通過接口服務器按照標準通信協議實時發送監測和報警數據到鐵路局中心系統；通過維護管理服務器進行數據分析處理、實時推送至終端顯示界面并將數據保存至數據庫服務器；

新建線現場采集設備通過現場監測傳感器實時采集風速、雨量、雪深、地震加速度、異物侵限信息，按照標準協議將數據實時發送至鐵路局中心系統的應用服務器，應用服務器進行分析、處理和報警判定后，通過維護管理服務器將數據實時推送至終端顯示界面并將數據保存至數據庫服務器。

監測終端界面采用圖形化方式將相關用戶管轄范圍內各種監測信息、報警信息顯示到交互界面上。

系統硬件包括數據庫服務器、存儲設備、應用服務器、接口服務器、維護管理服務器、防病毒服務器、短信服務器、NTP服務器、網絡設備為冗余配置。網絡設備包括核心交換機、核心路由器、光纖交換機、網閘、防火墻設備。數據庫服務器配置為集群，存儲設備通過光纖接到數據庫服務器；應用服務器、維護管理服務器、接口服務器配置為在線式主備機制。

既有災害監測系統和現場監測設備通過防火墻接入鐵路局中心系統；防洪管理信息系統、綜合視頻監控系統、運營調度管理系統通過防火墻接入鐵路局中心系統；鐵路局時間同步系統通過局內網絡接入鐵路局中心系統；氣象部門系統和地震部門系統通過網閘接入鐵路局中心系統；信號系統與供電SCADA系統通過電纜接入現場監測設備。

本發明的鐵路自然災害及異物侵限集中管控系統和方法，針對高速鐵路自然災害及異物侵限進行監測和管控。其核心部分鐵路局中心系統，設置于鐵路局，是對管轄范圍內災害監測數據進行收集、分析及處理，實現報警、預警等功能，并實現與路內、路外相關系統之間信息交互的系統。其監測對象為風、雨、雪、地震及上跨鐵路的道路橋梁異物侵限，實現鐵路局管內各沿線監測信息的分布獲取、集中信息管理、集中進行報警判定處置以及綜合運用。該系統 為調度指揮及維護管理提供報警、預警信息，根據災害嚴重程度自動給出相應處置措施，有效防止或減少災害對高速鐵路列車運行安全的影響。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。