动车组运用检修作业过程控制系统的设计与实现

杨春辉，张惟皎，詹珂昕

（中国铁道科学研究院，北京 100081）

动车组运用检修作业过程控制系统的设计与实现

杨春辉，张惟皎，詹珂昕

（中国铁道科学研究院，北京 100081）

在动车组的日常检修中，检修作业过程的管理对于动车组规范化管理有重要意义，本文结合Web服务技术，将移动手持终端技术应用到动车组的检修作业过程中，设计并实现了动车组作业过程控制系统。现场应用表明，该系统提高了现场的检修作业效率，同时促进了动车组检修信息化和管理规范化。

动车组检修；作业过程控制；Web服务

动车组的检修作业管理在保障动车组运行安全的工作中发挥着极为重要的作用，对动车组检修过程的规范管理，是保证检修信息可追踪的重要手段，同时也是检修作业规范化和标准化的要求。目前，对检修作业过程控制管理主要有以下几个难点：

（1）检修作业人员之间检修信息很难共享，检修人员很难掌握整个检修作业的进度。（2）不能实时记录现场检修作业任务的实际进度和检修信息，现场作业人员需要到指定的检修终端机录入相关信息。（3）检修工长或者组长主要通过对讲设备和纸质记录管理检修作业进度，对人员的作业管理缺乏更加直观有效的方法。

本文设计和实现了动车组运用检修作业过程控制系统，利用智能手持设备的移动优势，结合Web服务技术，实时、高效地采集和控制检修作业的信息，同时在监控大屏上展示相关的检修作业信息。

1 动车组运用检修作业过程控制系统总体设计

1.1 系统设计原则

动车组的日常检修作业繁忙，流程复杂，作业环境复杂多变，这就要求系统的设计需要满足以下几个要求：

（1）检修作业信息的采集尽量不影响现场作业人员的正常作业，不增加作业人员的负担，并且，要求系统使用简单、方便。（2）信息的采集和展示要及时高效，在网络信号较差时要有续传数据的机制，以便于在网络信号较好时继续传输。（3）能展示和分析现场检修的数据，便于管理和改进检修作业的过程。

1.2 系统结构设计

动车组运用检修作业过程控制系统结构示意图如图1所示。

系统总体结构采用C/S架构，在智能手持终端设备上需要安装客户端App，相比于B/S架构具有更好的用户操作体验，方便现场人员使用。

图1 作业过程控制系统结构示意图

系统通过采用局域网结合库内无线AP的方式，实现系统在库内检修区域的全部网络覆盖，使得手持终端可以通过无线AP访问所需的系统相关服务。手持终端通过RFID超高频扫描技术识别电子标签信息，将该标签相关的检修信息记录到系统，同时在LED显示屏展示检修作业信息。

1.3 系统总体流程

按照系统设计原则要求，作业过程控制系统的总体结构如图2所示。

图2 作业过程控制系统总体结构

（1）作业过程控制系统采用Web-Service方式与动车组信息管理系统交互，这样，有利于系统跨平台扩展，使得动车组作业过程控制系统更加灵活和可靠。（2）登录验证模块，在动车组检修作业环境中，检修数据保护十分重要，因此，在任何智能设备接入到系统时都需要进行授权验证，授权验证包括对智能设备的有效期验证和登录验证。（3）对于每一个已验证登录用户，通过检修任务模块，可以获取该用户当前的检修作业任务，每个用户只能看到自己需要做的检修任务，包括需要检修的车组、其所在的股道列位以及具体的检修类型和任务信息等。（4）用户在对自己的检修任务确认后，即可进行正常的检修作业，对于检修的进度信息有一定的校验才会上传到服务器，以便确保检修数据的可靠性。在检修作业过程中，检修人员可以看到作业进度信息。

有了原始的检修数据信息，检修作业过程的统计展示分析模块可以更好、更直观地发现检修作业中可能存在的问题，改进和指导流程。

2 动车组运用检修作业过程控制系统关键技术

2.1 射频识别技术

射频识别（RFID）技术是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象。在检修作业过程中，尽可能不影响检修人员的正常作业，射频识别这种非接触式识别技术比较符合现场要求。使用RFID扫描器配合RFID标签，可以使检修人员在正常作业的同时能够将位置和相关检修信息记录到系统中。

在检修作业时，检修工人同时携带手持机和RFID扫描器，RFID扫描器读取一定范围内的RFID标签，通过蓝牙将该标签信息传送给手持机的作业过程控制程序，该程序识别标签代表的位置和检修信息，展示给检修人员并且在系统中记录检修信息。由于RFID扫描器能识别一定范围内的RFID标签，使得检修人员不必刻意去扫描RFID标签，在检修人员正常作业时即可完成对RFID标签信息的读取，从而避免了对正常检修作业的干扰。

2.2 Web服务技术

Web服务的一个基本特点就是：所有东西都是服务，这些服务发布一个API集合供其他系统使用，并且封装了实现细节。Web服务的体系结构是面向服务的体系结构，基于Web服务提供者、Web服务请求者、Web服务中介者3个角色和发布、发现、绑定3个动作构建。

在检修作业过程控制系统中，利用Web-Service技术实现了对跨平台的要求，同时Web-Service还具有开放的标准协议规范，高度的可集成能力和互操作性以及松散的耦合性和良好的封装性。利用Web服务技术，可以通过PC端访问Web服务，也可以通过手持机和平板访问，不论终端如何变化，Web服务都可以提供一个统一的接口供终端去调用，如图3所示。

图3 Web服务提供示意图

在作业过程控制系统中，根据检修作业的流程分析，将用户登录验证模块、股道信息模块、检修任务获取模块、检修信息交互模块、故障处理模块等分别封装成Web服务的方式提供给终端访问。不管以后手持机设备更换系统或者采用浏览器方式去访问系统功能，该Web服务程序都不需要改动，这就实现了跨平台一致的访问方式。从而减少多系统造成的数据不一致问题，减轻了系统维护代价。

2.3 网络延迟处理

在动车组检修作业现场，由于检修信息的传输使用的是无线网络方式，而检修库内的检修线跨度大，检修环境复杂，在检修库内的某些位置无线信号并不理想，为了解决这个问题，需要在系统中采用续传数据的功能。

网络延迟处理流程如图4所示。

在流程处理时，对于数据发送队列数据的存储，有两种处理思路：（1）将数据发送队列保存成文件，在每次流程结束或者异常结束时，将未发送成功的检修数据保存下来，等到下次程序启动时，再进行恢复传输；（2）在程序结束时，直接将数据发送队列清空，每次启动都是针对本次检修数据处理。这两种方式各有利弊，为了保持数据的整洁，本系统采用第2种方式。

图4 网络延迟处理流程图

3 在动车运用所的实施案例

该动车组检修作业过程控制系统已经在多个动车运用所中成功实施。使用作业过程控制系统使得检修作业人员从登录系统到计划下发、作业派工、检修作业全流程封闭操作，借助于手持终端设备检修作业人员可以高效便捷地实现作业流程和检修信息的交互。

检修作业人员在进行检修作业时，手持机端的显示如图5所示，作业人员选择对应的号位后即可进行相应位置的作业。

图5 手持机端作业过程截图

对于检修作业人员的检修作业情况，在作业过程控制系统的监控程序部分可以实时显示检修作业情况。

4 结束语

该案例的成功实施，使得运用检修过程实现了全过程管理，提高了现场的检修作业效率，促进了动车组检修信息化和管理规范化。

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责任编辑 杨琍明

EMU Operation Maintenance Process Control System

YANG Chunhui,ZHANG Weijiao,ZHAN Kexin
( China Academy of Railway Sciences,Beijing 100081,China)

In daily maintenance of EMU,the management of maintenance process has important significance for the EMU standardization management.Combining with the Web service technology,the mobile handset technology was applied to the EMU maintenance operation process.The field application indicated that the efficiency of the maintenance operations was improved,and the EMU information based maintenance and management standardization were promoted.

EMU maintenance;process control;Web service

U266.2∶279.33∶TP39

A

1005-8451（2016）07-0046-04

2015-12-11

杨春辉，在读硕士研究生；张惟皎，研究员。