一种铁路通信的状态实时监测和控制系统[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 111907562 A(43)申请公布日 2020.11.10

(21)申请号 202010589419.0(22)申请日 2020.06.24

(71)申请人 中铁第一勘察设计院集团有限公司

地址 710043 陕西省西安市西影路二号(72)发明人 朱铁栓　李相格　罗文　路长平　

高明侠　蹇峡　韦钧昊　薛东　张彧锋　叶安君　(74)专利代理机构 西安新思维专利商标事务所

有限公司 61114

代理人 李罡(51)Int.Cl.

B61L 27/00(2006.01)B61L 29/00(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图1页

(54)发明名称

一种铁路通信的状态实时监测和控制系统(57)摘要

本发明一种铁路通信的状态实时监测和控制系统。其包括远程监控终端、实时状态检测器、道口控制主机，实时状态检测器将数据传递至远程监控终端，远程监控终端包括数据库、状态分类系统，状态分类系统根据当前实时状态检测器发送的实时状态数据与数据库中的数据进行聚类分析，利用聚类算法从数据库中找出与当前实时状态检测器发送的实时状态数据属于同一类的数据库中的数据，并根据该数据输出控制指令至道口控制主机，道口控制主机根据输出的控制指令对铁路车行进行控制。本发明采用状态分类系统对实时数据进行分类，利用聚类算法来实现智能计算，仅需要初期人工来设定初始数据，就可以完成自动化监测和控制输出，极大的提高了铁路控制效率。

CN 111907562 ACN 111907562 A

权　利　要　求　书

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1.一种铁路通信的状态实时监测和控制系统，包括远程监控终端(1)、实时状态检测器(2)和道口控制主机(3)，其特征在于：

所述实时状态检测器(2)用于检测铁路道路中的实时信息数据，并将数据传递至远程监控终端(1)；

所述远程监控终端(1)包括数据库(4)、状态分类系统(5)；

所述数据库(4)用于存储实时状态监测器(2)发送的铁路道路中过去的信息数据以及控制指令；

所述状态分类系统(5)根据当前实时状态检测器(2)发送的实时状态数据与数据库(4)中的数据进行聚类分析，利用聚类算法从数据库(4)中找出与当前实时状态检测器(2)发送的实时状态数据属于同一类的数据库(4)中的数据，并根据该数据输出控制指令至道口控制主机(3)；

所述道口控制主机(3)根据输出的控制指令对铁路车行进行控制，并将输出的控制指令与铁路道路的实时信息数据发送至数据库(4)进行存储。

2.根据权利要求1所述的一种铁路通信的状态实时监测和控制系统，其特征在于：所述状态分类系统(5)采用聚类算法，将实时状态数据放入数据库中，预先设定好k个类和每个类的质心，计算实时状态数据属于哪一类，再重新计算该类的质心，直到收敛，从而确实时状态数据的类别，并根据该类别输出控制指令。

3.根据权利要求1或2所述的一种铁路通信的状态实时监测和控制系统，其特征在于：所述状态分类系统(5)中预先设定k个类是根据铁路状态故障预警类别设置。

4.根据权利要求3所述的一种铁路通信的状态实时监测和控制系统，其特征在于：所述实时状态检测器(2)采用数据传感器和监测摄像头记录实时信息数据。

5.根据权利要求4所述的一种铁路通信的状态实时监测和控制系统，其特征在于：所述系统还包括显示终端(6)，显示终端(6)用于显示道路控制主机(3)在各个时段上的实时信息数据和控制指令。

6.根据权利要求5所述的一种铁路通信的状态实时监测和控制系统，其特征在于：所述显示终端(6)为投影仪、LCD显示屏或LED显示屏。

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CN 111907562 A

说　明　书

一种铁路通信的状态实时监测和控制系统

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技术领域

[0001]本发明属于通信技术领域，具体涉及一种铁路通信的状态实时监测和控制系统。背景技术

[0002]铁路道路安全是铁路通信过程中的重中之重，铁路道路安全是铁路的正常运行和良好的发展的前提。[0003]目前，铁路道路安全是通过检测系统检测到实时数据后将数据传递至监控终端，然后由人工的方式进行判别，但是由于人工在判断实时数据的过程较慢，不足以应付铁路道路过程中的突发情况，且人工在判断和输出控制指令时效率太低，无法应付多个控制终端的控制需求，极大影响了铁路运行过程中的安全性。发明内容

[0004]本发明为解决目前由于人工在判断实时数据的过程较慢，不足以应付铁路道路过程中的突发情况和人工在判断和输出控制指令时效率太低，无法应付多个控制终端的控制需求，极大影响了铁路运行过程中的安全性的问题，提供一种铁路通信的状态实时监测和控制系统。

[0005]为解决现有技术存在问题，本发明的技术方案是:一种铁路通信的状态实时监测和控制系统，包括远程监控终端、实时状态检测器和道口控制主机，其特征在于：[0006]所述实时状态检测器用于检测铁路道路中的实时信息数据，并将数据传递至远程监控终端；

[0007]所述远程监控终端包括数据库、状态分类系统；

[0008]所述数据库用于存储实时状态监测器发送的铁路道路中过去的信息数据以及控制指令；

[0009]所述状态分类系统根据当前实时状态检测器发送的实时状态数据与数据库中的数据进行聚类分析，利用聚类算法从数据库中找出与当前实时状态检测器发送的实时状态数据属于同一类的数据库中的数据，并根据该数据输出控制指令至道口控制主机；[0010]所述道口控制主机根据输出的控制指令对铁路车行进行控制，并将输出的控制指令与铁路道路的实时信息数据发送至数据库进行存储。[0011]进一步，状态分类系统采用聚类算法，将实时状态数据放入数据库中，预先设定好k个类和每个类的质心，计算实时状态数据属于哪一类，再重新计算该类的质心，直到收敛，从而确实时状态数据的类别，并根据该类别输出控制指令。[0012]进一步，状态分类系统中预先设定k个类是根据铁路状态故障预警类别设置。[0013]进一步，实时状态检测器采用数据传感器和监测摄像头记录实时信息数据。[0014]进一步，其特征在于：所述系统还包括显示终端，显示终端用于显示道路控制主机在各个时段上的实时信息数据和控制指令。[0015]进一步，显示终端为投影仪、LCD显示屏或LED显示屏。

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说　明　书

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与现有技术相比，本发明的优点如下：

[0017]本发明采用状态分类系统对实时数据进行分类，利用聚类算法来实现智能计算，仅需要初期人工来设定初始数据，就可以完成自动化监测和控制输出，极大的提高了铁路控制效率，能够应对复杂的信息数据，并能快速得出结论，在铁路出现突发情况时有显著的作用，极大的提高了铁路运行过程的安全性。附图说明

[0018]图1是本发明的整体结构示意图；[0019]图中：1、远程监控终端；2、实时状态检测器；3、道口控制主机；4、数据库；5、状态分类系统；6、显示终端。具体实施方式

[0020]下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。[0021]如图1所示，本发明提供一种铁路通信的状态实时监测和控制系统，如图1所示，包括远程监控终端1、实时状态检测器2、道口控制主机3、显示终端6；远程监控终端1包括数据库4、状态分类系统5，

[0022]实时状态检测器2利用数据传感器和监测摄像头来记录检测铁路道路中实时信息数据，并将数据传递至远程监控终端1，实时状态检测器2采用数据传感器和监测摄像头来记录实时信息数据；

[0023]数据库4用于存储实时状态监测器2发送的铁路道路中过去的信息数据以及控制指令；

[0024]状态分类系统5根据当前实时状态检测器2发送的实时状态数据与数据库4中的数据进行聚类分析，利用聚类算法从数据库4中找出与当前实时状态检测器2发送的实时状态数据属于同一类的数据库4中的数据，并根据该数据输出控制指令至道口控制主机3，道口控制主机3根据输出的控制指令对铁路车行进行控制；道口控制主机3将输出的控制指令与铁路道路的实时信息数据发送至数据库4进行存储。

[0025]显示终端6用于显示道路控制主机3在各个时段上的实时信息数据和控制指令，方便工作人员进行查阅，保证自动控制状态下的准确性，显示终端6为投影仪、LCD显示屏或LED显示屏。

[0026]上述状态分类系统5采用kmeans聚类算法，将实时状态数据放入数据库中，预先设定好k个类和每个类的质心，计算实时状态数据属于哪一类，再重新计算该类的质心，直到收敛，从而确实时状态数据的类别，并根据该类别输出控制指令。[0027]举例说明如下：

[0028]设当前实时状态检测器2发送的实时状态数据为x(m+1)，将当前数据放入数据库{x(1)、x(2)……x(m)}中得到训练样本集{x(1)、x(2)……x(m+1)}，根据铁路状态故障预警类别设定k个类和每个类的质心为μμ...，μ重复下面过程直到收敛{1，2，k，[0029]对于每一个样例i，计算其应该属于的类

[0030]

4

CN 111907562 A[0031][0032][0033]

说　明　书

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对于每一个类j，重新计算该类的质心

}

[0034]x(i)属于训练样本集{x(1)、x(2)……x(m+1)}，c(i)代表样例i与k个类中距离最近的那个类，c(i)的值是1到k中的一个。质心μj代表我们对属于同一个类的样本中心点的猜测。[0035]由上述计算可以得到C(m+1)，即样例m+1当前数据与k个类中距离最近的那个类，并根据数据库4中的该类别的控制指令输出相同的控制指令至道口控制主机3。[0036]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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CN 111907562 A

说　明　书　附　图

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图1

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