机车远程监视与诊断系统研究与设计

胡雪婷

(中车大连机车车辆有限公司，辽宁 大连 116021)



机车远程监视与诊断系统研究与设计

胡雪婷

(中车大连机车车辆有限公司，辽宁 大连 116021)

我国机车管理呈现出快速发展的趋势，为加快推进铁路信息化建设提供了有利条件。通过对当前我国机车远程监视系统和车载信息系统的研究设计进行分析，提出机车CMD系统的使用，既可提高机车的利用率，又能有效降低机车的维修费用，为机车的故障排查及数据分析提供重要支持，对行业发展具有重要意义。

机车；远程监视；诊断系统；研究；设计

随着各国争相竞争机车领域的发展，在世界范围内提高了信息化水平的建设力度。很多高科技都被引进到铁路的信息化技术中，主要体现在机车的远程监测与诊断等系统的研发与应用上。发达国家的机车技术很多都是运用机车的远程控制系统进行监测与故障的控制调节，通过使用机车技术的诊断系统开展辅助的机车管控，能最大程度提高机车利用率。我国机车管理呈现出快速发展的趋势，为加快推进铁路信息化建设提供了有利条件，同时加快推进“和谐号”大功率机车的使用，提高五大检修基地的建设力度，加快实施运检分离政策，持续实施弱化机车的配属，有效解决了铁路运输能力不足的现状。

1 机车的系统使用功能

当前我国铁路运输改革就是为了解决运输的发展战略问题，强化对机车高效安全的使用，及时发现处理各种故障，准确应对各种突发状况。在开展机车车辆的诊断和维护时，已经建立了一套符合我国机车检修管理情况的机车远程监视与诊断系统，也就是常说的CMD系统，通过该套系统能实现对机车所有设备故障的及时预警，能为机车的运行状态提供优质高效的技术保证。CMD系统的设计思想是通过运用当代先进的机车车载网络信息系统技术、移动互联通信技术和网络信息技术，实现机车的实时状态分析和处理，将机车的数据资料及故障信息反馈等进行处理后，再利用各种有效的技术手段传输至地面，经过防火墙的技术处理后可以进入内部系统进行分析处理，该系统能集中反映出以下几方面情况：

1.1 有效提高机车的利用效率

远程控制能对机车的运营情况进行有效控制，让调度人员随时掌握机车的状态，保证机车的运营状况良好，随时等待执行命令。在机车接到运输指令的状态下，可以迅速接受任务，准确得知机车目前的位置及行驶运营的状况等重要信息，方便机车的统一集中调度分配，提高机车的使用效率，增强机车的管理能力。能够在第一时间掌握机车的各种运行数据，同时可以实施远程位置的监控，了解机车的状态是否正常，第一时间发现故障，有效降低故障的程度，节约维护成本，为机车提供较好的技术服务。

1.2 为保证机车的运行安全提供数据资料

在机车的运行过程中，机车的数据系统可以通过机车的相关设备所产生的数据进行准确的分析，为机车设备的运行提供充分合理的技术支持，同时此数据也能为机车的故障判断提供有效参考，使机车检修人员能够分析判断出机车设备是否存在问题，这样更有利于排除事故的故障。如果是在机车的运行过程中，也能帮助机车司机判断故障的所在位置，为机车司机在路途中排除更多故障提供参考。如果机车在途中发生故障，技术人员也可通过这套检测系统，对接收到的相关信息和数据进行分析和处理，帮助指导相关技术人员进行事故故障的清理，协助机车司机提前掌握车辆的行驶情况。

1.3 建立机车数据的分析资料库

用于进行大量数据分析的存储资料，可对机车的分析数据进行整理和汇总，建立一套相对完整的资料库，对机车检修起重要指导作用。对车载数据进行无线下载，再将机车的资料以无线传输的方式全程传输回地面，并对数据进行处理。

2 系统的主要组成结构

机车远程监测与诊断系统(CMD 系统)由车载子系统、数据传输子系统、地面综合应用子系统三部分组成，在机务信息化中起着信息化平台的作用，能够实现机车安全信息、机车状态信息和机车监测信息的采集、传输、地面诊断分析。系统结构如图1所示。

图1 系统总体结构图Fig.1 General structure diagram of system

车载子系统主要实现对机车安全信息、机车状态信息、机车监测信息的全面实时采集、分析、处理。数据采集包括对机车安全信息、机车状态信息、机车监测信息、定位信息、远程信息的收集和整理，数据处理包括点播数据处理、事件识别与处理、故障数据识别与处理、数据分发处理、文件数据处理、数据记录等方面内容。数据传输子系统的工作任务，主要是将机车的全部数据资料传输到指定位置并进行处理，能发挥机车特殊安全效果，为机车的运行状态提供更多的数据资料。同时对采集到的各型机车的不同数据资料进行比对和分析，将各类数据资料直接传送至TSC1处，再经GSM/WLAN及TCP/IP 协议处理，将相关数据资料发送到地面综合处理中心，对相关数据进行分析处理和维护管理。

3 系统的工作原理及组成部分

该系统主要通过国家铁道总公司、各铁路局检修基地、车站的三层管理机构进行管理，具有较高的安全性、可靠性、移动性和易集成的特点。地面综合应用子系统的构成如图2所示。

图2 地面综合应用子系统组成结构图Fig.2 Ground integrated application subsystem composition diagram

针对的使用客户通常都采用JAVA 应用技术进行处理，基于此的B/S体系特征主要通过运用Oracle数据库系统进行处理，其后台应用装置主要运用C语言进行处理，运用PRO*C 进行Oracle 数据库操作。其中地面综合应用子系统的功能定位就是把数据传输子系统通过实时定位直接发送到单位内网中进行集中管理，在数据处理系统中进行集中的分析处理。地面综合应用服务平台应具有以下几个主要功能：第一，能够实现电子地图的动态分析，帮助实现机车的动态管理。第二，能够实现展示运行列车的状态及当时的运行信息。第三，能够实现对司机室的全程监控，包括线路的监控功能及司机的视频监控功能。

4 结语

当前的CMD系统已处于比较成熟的技术应用阶段，广泛安装在机车中，实现了对机车有关数据的实时监控，为机车的故障数据传输及机车的远程监视报警提供了强大的技术支持。机车远程监测与诊断系统对机车的运营检修也发挥着重要作用，机车CMD系统的使用，大大提高了机车的使用效率，有效降低了机车的维修费用，为机车的故障排查及数据分析提供重要支持，对行业发展具有重要意义。

[1] 铁道部运输局，铁道部信息技术中心．机车远程监视与诊断系统(CMD)的技术研究——系统总体方案和技术条件研究研制报告[R].北京：铁道部信息技术中心，2015.

[2] 唐国平，李国华，王小方. LAIS 列车运行状态信息系统[J].机车电传动，2007，(04):52-56.

[3] 张启平，寇树仁.机车安全管理信息系统整合改进方案[J].机车电传动，2009，(01):70-71.

[4] 张学毅，梁建华，谭 兮.GPRS 接入嵌入式 Internet实现机车故障远程诊断[J].通信技术，2009,42(07):178-181.

Research and design of locomotive remote monitoring and diagnosis system

HU Xue-ting

(China Railway Dalian Locomotive & Rolling Stock Co.,Ltd.,Dalian 116021,China)

China′s locomotive management has shown a rapid development trend,which has provided favorable conditions for accelerating the construction of railway information. Through analysis of research and design of locomotive remote monitoring system and vehicle information system,the use of CMD system was proposed to improve utilization rate of locomotive and reduce maintenance cost and can be used for locomotive troubleshooting and data analysis.

Locomotive; Remote monitoring; Diagnostic system; Research; Design

2017-01-10

胡雪婷(1989-)，女，本科，助理工程师。

TP277

A

1674-8646(2017)06-0076-02