车站管控系统的制作方法

1.本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种车站管控系统。


背景技术：

2.车站是轨道交通运营管理的基本单元。车站的运营管理水平体现了轨道交通的建设和运营管理的水平。目前，针对现有车站各系统数据孤岛问题严重、基础设施分散以及应急处置统筹乏力等现状，如何有效提高车站运营管理效率，是业界亟待解决的重要课题。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的问题，本发明提供一种车站管控系统。
4.第一方面，本发明提供一种车站管控系统，包括：
5.车站数字孪生模型、多源信息融合模块、综合展示模块、仿真模块以及联动控制模块；
6.所述车站数字孪生模型，是对物理车站各生产要素实现完整映射的三维数字化车站模型；
7.所述多源信息融合模块，用于获取所述物理车站的异构多系统在不同时间和空间产生的多源异构数据，并基于多源信息融合技术，对所述多源异构数据进行匹配融合处理；
8.所述综合展示模块，用于基于所述多源异构数据的融合结果，在所述车站数字孪生模型中实时展示所述物理车站的运行状态；
9.所述仿真模块，用于基于所述多源信息融合模块中的融合处理数据，对所述车站数字孪生模型进行仿真分析，以不断优化所述车站数字孪生模型，并预测所述物理车站各设备和设施的健康状况，以及所述物理车站未来的运行状态；
10.所述联动控制模块，用于响应用户通过所述车站数字孪生模型输入的控制指令，对所述物理车站中的相应设备进行联动控制。
11.可选地，所述物理车站的异构多系统包括但不限于以下至少一种：
12.综合监控系统；车站计算机系统；广播系统；自动售检票系统；乘客信息系统；视频监控系统。
13.可选地，所述综合展示模块包括但不限于以下至少一种展示单元：
14.设备展示单元，用于按照设备在所述物理车站的实际位置，在所述车站数字孪生模型的对应位置对各设备进行分类展示；
15.设备运行状态展示单元，用于展示设备各部位的运行状态和作业内容，并对设备的异常情况进行报警；
16.车流展示单元，用于对车站的各停靠列车进行分类展示，并展示车流分布和流向；
17.客流展示单元，用于展示客流分布和流向；
18.应急疏散展示单元，用于按照旅客进出站流线，对车站的闸机和通道设备进行展示，并对故障设备进行提示；
19.漫游巡检单元，用于按照预先设置的线路，对车站的设备和设施进行漫游巡检。
20.可选地，所述对所述车站数字孪生模型进行仿真分析，包括：
21.对所述车站数字孪生模型中的客流、车流、环控通风系统、给排水系统、供电系统、通信系统、信号系统、自动售检票系统、门禁系统、火灾报警系统、环境与设备监控系统、垂直电梯与自动扶梯系统以及安全门和屏蔽门系统中的至少一项进行仿真分析。
22.可选地，所述车站管控系统还包括：
23.业务应用模块，用于分别与所述车站数字孪生模型、所述综合展示模块、所述仿真模块和所述联动控制模块进行数据交互，以及与所述多源信息融合模块进行数据反馈，满足不同的业务需求。
24.可选地，所述业务应用模块包括：无人客服业务单元；所述无人客服业务单元包括但不限于以下至少一项应用单元：
25.语音购票；无感支付和刷脸进站；智慧信息发布；无人客服中心；智慧卫生间；智慧出行。
26.可选地，所述业务应用模块包括：智慧运营业务单元；所述智慧运营业务单元包括但不限于以下至少一项应用单元：
27.客流密度热力图分析；人员异常行为分析；一键开关站。
28.可选地，所述业务应用模块包括：智慧指挥业务单元；所述智慧指挥业务单元包括但不限于以下至少一项应用单元：
29.综合监视；应急处置。
30.可选地，所述业务应用模块包括：智慧运维业务单元；所述智慧运维业务单元包括但不限于以下至少一项应用单元：
31.机电设备运行状态健康管理；智慧站务；操作维护中心。
32.可选地，所述业务应用模块包括：智慧能源业务单元；
33.所述智慧能源业务单元，用于进行能源水表和能源电表的智能管控。
34.本发明提供的车站管控系统，通过车站数字孪生模型实现对物理车站各生产要素的完整映射，通过多源信息融合模块获取并融合物理车站的异构多系统在不同时间和空间产生的多源异构数据，基于多源异构数据的融合结果，在车站数字孪生模型中实时展示物理车站的运行状态，对车站数字孪生模型进行仿真分析，并通过车站数字孪生模型对物理车站实行联动控制，实现了车站站内全生产要素状态的集中可视可控，有效提高了车站运营管理效率。
附图说明
35.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1是本发明提供的车站管控系统的结构示意图；
37.图2是本发明提供的车站管控系统的实施示意图。
system，afc)；乘客信息系统(passenger information system，pis)；视频监控系统(closed circuit television，cctv)。
49.综合展示模块120，用于基于多源异构数据的融合结果，在车站数字孪生模型100中实时展示物理车站的运行状态；
50.具体地，本发明实施例中，综合展示模块120可以基于车站数字孪生模型100和可视化技术，将多源信息融合模块110处理后的数据信息叠加至车站数字孪生模型100进行可视化展示，从而在车站数字孪生模型100中实时展示物理车站的运行状态。
51.可选地，综合展示模块120可以包括但不限于以下至少一种展示单元：
52.设备展示单元，用于按照设备在物理车站的实际位置，在车站数字孪生模型100的对应位置对各设备进行分类展示。例如，按照设备所属区域所属实际位置在车站数字孪生模型100中的对应虚拟位置放置相应设备，按类别、区域或属性等多种方式进行设备资产展示，并可按类别分层、分类显示。
53.设备运行状态展示单元，用于展示设备各部位的运行状态和作业内容，并对设备的异常情况进行报警。
54.车流展示单元，用于对车站的各停靠列车进行分类展示，并展示车流分布和流向。例如，可以基于列车的到发时刻和停靠时长等内容，按时、日等方式展示车站的停靠列车。
55.客流展示单元，用于展示车站乘客的客流分布和流向。
56.应急疏散展示单元，用于按照旅客进出站流线，对车站的闸机和通道设备进行展示，并对故障设备进行提示。例如，对于车站的闸机及通道设备，按照旅客进出站流线，实现流线上的设备故障的展示，在出现设备故障的情况下，将设备变红提醒，在该疏散流线上提示。
57.漫游巡检单元，用于按照预先设置的线路，对车站的设备和设施进行漫游巡检。例如，可按照一键开关站及其他预先设置好的线路，对车站漫游巡检，同时对线路上的设备和设施进行展示。在对于车站车流、突发事件等进行仿真后，还可根据仿真结果进行作业内容及线路的调整。
58.本发明实施例中，对于车站设备工作状态、客流分布及流向、设备运行数据等车站运行数据的综合展示，可以借助于图形化手段，清晰有效地传达与沟通信息，用层次化、生动丰富的画面，诸如：三维模型、多层次画面、告警消息框弹出、浮动框体系等，将管控系统和各子系统原理图、总貌图、流程图、趋势图等显示出来。管控系统平台的人机界面可具有统一的数据展示风格和相应的展示ui(user interface，用户界面)设计规范；在展示区域内合理的规划各项技术指标，各项技术指标的选取和放置遵循一定的逻辑关系，并符合用户常规观看及使用习惯；支持曲线、棒图、饼图等数据可视分析组件。
59.对于人员、设备、设施、列车、建筑、环境等多元生产要素的可视化展示，通过物联网接入设备实时信息，叠加实时采集的设备状态、客运管理等信息至车站数字孪生模型100，展示其变化状态，实现对站内的旅客、工作人员、设备、设施、建筑结构、环境等实时全要素监控，实现车站空间布局、设备布局的实景展示和车站运行状态的可视化展示。
60.仿真模块130，用于基于多源信息融合模块110中的融合处理数据，对车站数字孪生模型100进行仿真分析，以不断优化车站数字孪生模型100，并预测物理车站各设备和设施的健康状况，以及物理车站未来的运行状态；
61.具体地，本发明实施例中，仿真模块130可以通过对多源信息融合模块110处理后的数据信息进行充分挖掘，结合历史大数据和实时获取的数据信息，采用数据仿真、机器学习等方式，对车站全生产要素的状态进行仿真分析和预测(包括预测物理车站各设备和设施的健康状况，以及所述物理车站未来的运行状态等)，将仿真结果与实际结果进行比较，不断优化车站数字孪生模型100，并对潜在的风险进行预警，以及时发现各种系统运行的隐患。
62.可选地，对车站数字孪生模型100进行仿真分析，可以是对车站数字孪生模型中各生产要素进行仿真分析，例如，可以包括：
63.对车站数字孪生模型100中的客流、车流、环控通风系统、给排水系统、供电系统、通信系统、信号系统、自动售检票系统afc、门禁系统、火灾报警系统(fire alarm system，fas)、环境与设备监控系统(building automation system，bas)、垂直电梯与自动扶梯系统以及安全门和屏蔽门系统中的至少一项进行仿真分析。
64.联动控制模块140，用于响应用户通过车站数字孪生模型100输入的控制指令，对物理车站中的相应设备进行联动控制。
65.具体地，本发明实施例中，联动控制模块140可以在检测到用户通过车站数字孪生模型100输入的控制指令时，例如，用户点击车站数字孪生模型100上的某个设备、对某个设备进行开关操作或者调整设备的控制参数等等，联动控制模块140可以响应用户的操作，对物理车站中的相应设备进行联动控制。
66.本发明实施例提供的车站管控系统，通过车站数字孪生模型实现对物理车站各生产要素的完整映射，通过多源信息融合模块获取并融合物理车站的异构多系统在不同时间和空间产生的多源异构数据，基于多源异构数据的融合结果，在车站数字孪生模型中实时展示物理车站的运行状态，对车站数字孪生模型进行仿真分析，并通过车站数字孪生模型对物理车站实行联动控制，实现了车站站内全生产要素状态的集中可视可控，有效提高了车站运营管理效率。
67.可选地，所述车站管控系统还包括：
68.业务应用模块，用于分别与车站数字孪生模型100、综合展示模块120、仿真模块130和联动控制模块140进行数据交互，以及与多源信息融合模块110进行数据反馈，满足不同的业务需求。
69.具体地，本发明实施例中，车站管控系统还包括业务应用模块，业务应用模块包括至少一个业务单元，可分别与车站数字孪生模型100、综合展示模块120、仿真模块130和联动控制模块140进行数据交互，以及与多源信息融合模块110进行数据反馈，以满足不同的业务需求。
70.可选地，所述业务应用模块包括：无人客服业务单元；无人客服业务单元包括但不限于以下至少一项应用单元：
71.语音购票；无感支付和刷脸进站；智慧信息发布；无人客服中心；智慧卫生间；智慧出行。
72.可选地，所述业务应用模块包括：智慧运营业务单元；智慧运营业务单元包括但不限于以下至少一项应用单元：
73.客流密度热力图分析；人员异常行为分析；一键开关站。
74.可选地，所述业务应用模块包括：智慧指挥业务单元；智慧指挥业务单元包括但不限于以下至少一项应用单元：
75.综合监视；应急处置。
76.可选地，所述业务应用模块包括：智慧运维业务单元；智慧运维业务单元包括但不限于以下至少一项应用单元：
77.机电设备运行状态健康管理；智慧站务；操作维护中心。
78.可选地，所述业务应用模块包括：智慧能源业务单元；
79.智慧能源业务单元，用于进行能源水表和能源电表的智能管控。
80.下面通过具体实施例对上述业务应用模块进行举例说明。
81.图2为本发明提供的车站管控系统的实施示意图，如图2所示(图中，车站数字孪生模型、多源信息融合模块、仿真模块和联动控制模块等未示出)，图中主要示出了该车站管控系统的多个业务板块(即多个业务单元)和综合展示模块，多个业务板块包括无人客服、智慧运营、智慧指挥、智慧运维以及智慧能源等，各业务板块在应用层包含多个应用单元。
82.例如，无人客服包含语音购票(可与售票机进行数据交互)、无感支付和刷脸进站(可与acc(afc clearing center，自动售检票系统的清分中心)、闸机、安检机、人脸识别系统、乘客服务app等进行数据交互)、智慧信息发布(可与pis、查询机、乘客服务app等进行数据交互)、无人客服中心(可与无人客服一体机进行数据交互)、智慧卫生间(如智能厕所)和智慧出行(包含acc接口、etc(electronic toll collection，电子收费)接口和热线接口)。
83.智慧运营包含客流密度热力图(可基于acc和cctv的数据进行分析)、异常行为分析(可基于cctv的数据进行分析)和一键开关站(对psd(platform screen doors，站台屏蔽门系统)、照明系统、pis、afc、电扶梯和卷帘门等进行协同控制)。
84.智慧指挥包含基于车站数字孪生模型(三维车站模型)的综合监视(例如，与bas交互)和应急处置(例如，联动车站应急处置系统)。
85.智慧运维包含机电设备运行状态健康管理(例如，与bas和afc等系统进行数据交互)、智慧站务(包括pc端、巡检app、omc接口等)和操作维护中心omc(operation and management center)。
86.智慧能源用于能源水表和能源电表的智能管控，风水联动等。
87.车站管控系统是智慧车站的核心部分，是资源共用、数据共享、业务联动、协同指挥的基础。本发明实施例中，车站管控系统可实现底层软硬件资源的统一调配、数据的统一采集共享、全站用户统一管理、系统登录统一入口、操作界面统一风格、数据接口统一规划、内外服务统一终端、人员设备统一指挥。车站管控系统通过建立可自主学习的数字孪生的旅客服务和生产协同联动模型，实时监控站内全生产要素的状态并及时预警自动生成辅助决策指令，实现了客运车站的可视、可控和可学习，可以保障车站高效运转。
88.车站管控系统硬件架构可以由网络系统、核心层接入系统、接入层系统、存储系统和网络安全系统，以及相配套的屏幕系统和通信传输系统等组成。
89.车站管控系统可以划分为上中下三层，上层为应用展示和综合服务层，中间层数据处理和应用服务层，下层为数据接入和汇聚层。
90.上层主要包含：车控室的管控平台工作站、运维中心工作站、打印机和大屏幕等。
91.中层主要包含：存储系统、网络安全系统、网络系统、核心系统服务器(数据库服务
器、应用服务器、cctv服务器(用于视频派发、识别视频报警)、视频分析服务器和核心层接入系统等。
92.下层主要包括：接入交换系统、接入服务器和安全设备等。
93.本发明实施例中，车站管控系统可采用冗余、分层、分布式计算机结构，如采用三层结构，上层提供系统展示和综合服务，中层提供数据处理和应用服务，下层为数据采集和汇聚。
94.本发明实施例中，车站管控系统可通过融合各模块信息，如智慧服务、智慧出行、客流监测与预警、智能安防和智能站务等，基于车站3d综合看板，实现数据可视化和信息组团，应用曲线图、柱状图、饼图等数据可视分析组件直观向车站运管人员展示车站客运管理和设备运管的整体情况。
95.本发明实施例中，车站管控系统涉及的技术要点包括：
96.(1)车站生产要素的多源信息融合技术
97.针对车站异构多系统在不同时间和不同空间产生的多源异构数据融合问题，通过数据平台构建集成机电设备运营、车站客流和列车到站运行等各类信息的多源动态数据融合层，建立跨系统、多测点、多层级和多专业检测/监测系统的多源信息融合处理框架，实现数据接口的标准化处理，为车站可视化决策系统和运行研判提供数据参考支撑。
98.(2)基于数字模型的车站多元生产要素数字模型及可视化技术
99.针对车站多元生产要素数字模型建立的问题，运用物联网和边缘智能等方式进行站台门、闸机、电扶梯和机电设备等车站系统状态感知，以数字模型技术为基础，构建车站多元生产要素的可视化数字孪生模型，建立多元生产要素下的异构系统协同控制模型。
100.(3)基于数字孪生体的智慧车站聚合信息共享技术
101.实现智慧车站的全生命周期数字孪生的学习和共享技术，充分挖掘数据价值，支撑全生命周期铁路数据高效组织管理机制，并优化数据学习机制计算效率，实现质效兼顾。
102.(4)车站数字可视化应急联动控制机理技术
103.针对车站应急业务协同联动问题，通过对“人员—设备设施—环境”等在时域空间的预测与推演，基于各专业系统信息互联互通下的异构多智能体协同控制，通过面向“车站乘客、安全生产系统和车站管理人员”的协同可视化技术，实现异构系统之间数据实时交互、数据协同，通过车站全景监控一体化联动应用，提升车站线网运营设备的可视化运控水平和应急指挥能力。
104.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
105.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施
例或者实施例的某些部分所述的方法。
106.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。