[发明专利]一种城轨列车安全检测传感网络测试系统及测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种城轨列车安全检测传感网络测试系统及测试方法，尤其涉及城轨列车安全检测传感网络测试系统的网络层次结构建立、基础网络和测试网络的结构层次和实验室环境下的搭建、测试环境的模拟和测试方法的设计，属于面向轨道交通安全在途监测技术领域。

背景技术

随着我国城市化进程的不断发展和对低碳节能减排要求的不断提高，公共交通已成为人们出行方式的首选。轨道交通以其运量大、速度快、安全可靠、准点、舒适以及相对环保的技术优势，成为了城市大容量公共交通的主要运输载体之一，保障其安全、高效、可靠地运行对整个公共交通网络具有极端的重要性和关键性，基于轨道交通的安全监测目前已成为学术界的研究热点。轨道交通列车由牵引系统、制动系统、空调系统、乘客信息系统、辅助电源系统、网络控制系统等多个系统组成。轨道交通安全监测传感器网络在轨道交通列车和车站的运营、管理、维护及安全保障中起着至关重要的作用，是轨道交通安全的重要保障措施。其中，城轨列车安全检测传感网络是轨道交通安全监测网的主导系统，对列车的在途监测与安全预警起到了至关重要的作用，直接关系着列车的正常运行和乘客的安全。它能够实现快速化、集成化及智能化的城市轨道列车在途监测与安全预警，这也是国内外城市轨道交通的发展方向。

我国城轨列车安全保障和维护目前主要以定期检修及事后故障修为主，由于缺乏城轨列车运行安全状态的实时全面获取和在途预警技术与装备，这已成为我国城轨交通安全水平和运行维护效率提升的重大制约。而且，目前部分城市轨道列车已经安装的安全监测传感器，比如：轴温监测传感器、振动监测传感器、烟雾报警传感络器等，是由各设备提供商自行实现的，采用的通信模式、接口规范均不一致，各传感器节点之间具有独立性，并且分属于不同的子系统，没有有效整合，因此不能形成统一的传感器网络。城轨列车安全网络系统中事件记录数据、大容量故障诊断数据等数据分别存储在不同的设备上，没有有效处理，车辆级和列车级的故障诊断难以实现。因此，在现有车载列车通信网络和传感网技术的基础上，搭建一套新型大容量全息化的轨道交通车载安全监测传感器网络具有很大的现实意义。

发明内容

为了解决现有轨道交通安全监测技术方法的缺陷性，本发明构建了一种系统完善的、功能丰富的城轨列车安全检测传感网络测试系统构建方法。本发明中，在实验室条件下1:1的模拟在城轨列车的各个子系统的关键部位部署传感器，监测列车牵引系、走行系、制动系、辅助系等各车厢环境信息以及车载设备状态，同时将环境监测的传感器和设备状态利用网络传输技术进行组网，构建了城轨列车运行状态安全监测传感器网络，这一网络与既有的现场车载网络平行，能够对全列车运行状态进行实时全面的获取，为城轨列车安全监测提供了网络化系统。

本发明中，城轨列车安全检测传感网络测试系统构建方法具有以下特性：

(1)可扩展性

在设计过程中充分考虑系统的可扩展性。包括两个方面的内容：一方面传感监测网综合测试系统应根据待测试网络的规模，易于网络节点的加入和撤出，容易扩充网络的规模；同时对新加入的网络节点，还要易于对其进行快捷的管理和统一的配置。另一方面，应该能够根据实验和测试的需要，添加新的测试工具和测试功能。

(2)灵活性

针对无线传感器网络无线及移动环境的要求，网络的应用场景多而复杂，要想完备而精确把握不同应用场景的网络特性，这就要求传感监测网综合测试系统需要很强的灵活性，具备迅速构建各种应用场景的能力。即传感监测网综合测试系统可以根据待测试网络的拓扑结构和规模，方便地构造其典型的网络环境。

(3)正确性

传感监测网综合测试系统搭建的实验环境必须与真实环境高度吻合；测试结果必须正确可靠，实验结论必须有现实指导意义。

(4)稳定性

传感监测网综合测试系统的运行工作状况的稳定性对测试结果的正确性及适用性有至关重要的影响，因此在系统设计及实施过程中，应尽可能采用可靠性高的硬件和软件系统，以保证系统的稳定性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种城轨列车安全检测传感网络测试系统，该系统包括基础网络（BN:Basic Network）和测试网络（TN：Test Network）；

所述基础网络即轨道交通列车车载安全监测传感器网络，是本系统搭建的测试对象；

测试网络是本测试系统的根本，通过自建的完整网络对基础网络进行测试，这样避免了在基础网络中对测试过程、测试结果的数据传递，降低测试过程对被测对象的影响，提高了测试精度。