CMD系统在机务信息化建设中的应用

周春明

(中国铁路郑州局集团有限公司 郑州机务段，河南 郑州 450000)

为了对铁路机车的运行状态进行实时监控、远程诊断设备故障，国内外先后开发出了多种监测系统。在国外比较出名的有西门子的EFLEET系统，阿尔斯通的ETRAIN系统，GE公司的RM&D系统，庞巴迪公司的CC REMOTE系统。我国的监测系统相较于发达国家起步较晚。

我国机车种类庞大，同时铁路系统又关乎国家安全，国外监测系统很难满足我国铁路机车的需求，不具备全路统一推广使用的条件。为满足铁路机车管理的需要，我国的机车监测系统于2009年立项研制，并命名为“中国机车远程监测与诊断系统”。

1 CMD系统概述

CMD系统的发展主要满足于以下三个方面的需要：一是铁路改革的需要。铁路政企分开已是大势所趋，实行公司化运作是发展方向，而这一切都需要信息化作为技术支撑。二是机务管理的需要。机务系统作为铁路运输中的重要环节，需要通过信息技术手段提高管理水平。机车管理包括机车的运用和机车的整备与检修两大部分。机务段根据生产计划确定机车运用台数和机车整备检修台数，给各车间分配生产任务，处理机车临修故障，提高机车检修运用率。三是新技术发展的需要。随着和谐型机车大规模投入使用，机车TCMS、6A等车载系统的完善，现代通信技术、网络技术的发展，为建设机车远程监测与诊断系统提供了技术支持。

1.1 CMD系统的功能

CMD系统的主要功能是将机车各设备数据实时记录并转发，作为机车数据传输中枢，肩负着传输LKJ、TCMS、6A实时数据和北斗数据，存储数据记录文件的重任。它可以实现机车定位、机车质量状态监测、机车运行安全监测、动态跟踪人车图等功能，是机车车载监测数据的集成、车地无线传输和综合应用平台。车载LDP设备采集的数据信息如表1所示。

表1 车载LDP设备采集数据信息表

概括来说CMD系统能够实现六大功能。

(1)远程监测。实时采集车载微机(TCMS)、监控装置(LKJ)、安全防护(6A)等设备的数据来监测机车的状态信息和故障报警信息。

(2)车地数据传输。机车在途运行时，TCMS、LKJ、6A等机车设备的故障、报警和涉及运行安全的机车运行状态信息，通过GSM/GSM-R、3G/4G、北斗等网络实时传输。

(3)专家诊断。利用机务信息化综合应用平台的故障库、专家支持库以及专业分析软件，对下载的数据进行综合分析，为检修提供依据，为乘务员处理故障提供远程技术支持。

(4)统计分析。实现机车业务数据的统计分析，包括机车使用率、机车占用、日车公里、机破统计、机车运用时间、故障统计、总走行公里数、配属统计、机车周转信息和检修、整备统计等。

(5)机车车载电子履历。建立随车存储的车载电子履历，实现对机车及部件的全寿命周期管理。

(6)信息共享。与运用、检修、整备、设备等机务信息各子系统及电务车载设备机构信息系统互联互通，信息共享。

1.2 CMD系统构成

CMD系统由车载子系统、数据传输子系统和地面综合应用子系统三部分构成，如图1所示。

图1 CMD系统结构图

2 CMD系统的应用

机务系统用户通过CMD系统地面软件平台能够实现实时监测、专家诊断、数据中心、数据管理、机车运用、故障/事件、车载设备以及履历管理(目前暂未开放)等功能。

2.1 实时监测

车载子系统采集机车各设备数据信息，通过3G/4G、GSM-R、北斗、WLAN等多种数据传输通道，实时存入地面综合应用子系统的数据库服务器中。实时监测功能对在用机车的设备数据进行实时监测和24小时历史数据监测。机务检修用户通过实时监测能够查看机车LKJ实时数据、TCMS实时数据、6A实时数据、北斗实时数据、机车故障事件信息、乘务员、运行轨迹和正晚点信息等。

2.2 专家诊断

专家诊断模块是CMD系统的核心功能模块，主要围绕机车运行途中实时下发的各类报警数据进行设计，包括报警消息提醒、应急指导处置、入库整备提票、处置过程审核、处置记录台账、预案资料管理、报警筛选配置、应急通讯录及报警数据统计等功能。

2.3 数据中心

数据中心模块能够查看车载子系统下发的LKJ历史数据、TCMS历史数据、6A历史数据、北斗历史数据，可以追踪机车轨迹，点播机车高密数据，为分析报警发生原因及统计分析工作提供数据支撑。此功能通过检索历史数据，能够分析故障时间点机车部件的状态，能够极大提高对故障机车的检修能力，在机务检修系统应用非常广泛。

2.4 数据管理

数据管理主要包括WLAN数据下载日志、乘务员查询、机车出/入管理、机车分组管理、版本查询等功能模块。

2.5 机车运用

机车运用模块主要用于查询机车跨局运用信息、机车运转日志信息以及分界口过车信息。

2.6 故障/事件

故障/事件模块主要用于统计机车故障和事件发生的频次，方便用户持续提高机车运用质量。包括机破查询、故障报警查询、事件报警查询和专业信息查询等功能。

2.7 车载设备

车载设备模块主要用于LDP(机车车载综合信息监测平台)设备装车和运行监测管理，提高CMD系统的稳定性和可靠性。主要包括LDP设备失效管理、LDP查询、设备在线率统计、运行监测等。

3 案例分析

CMD系统通过对机车运行状态的监测，实时传输机车的位置状态和分布，对机车定位、掌握机车故障、确定修程、缩短机车整备时间、快速分析故障有很大的帮助，通过故障记录和机车实时数据的分析，能快速查清故障原因，显著降低机车整备临修率，减少机破的发生，对于机务系统安全行车意义重大。下面通过几个案例分析，展示CMD系统在机务系统中的重要地位。

3.1 供电故障

郑州机务段数据分析室通过对CMD系统实时监控故障报警信息的盯控发现，该段配属的HXD1D0678机车于2018年11月12号担当K1101次列车时，TCMS于19:25:11发出列供1路交流接触器故障报警。由于每台HXD1D型机车配置一台列供柜，安装在机械间内，每台供电柜有2路独立的、完全相同的相控整流及辅助电路，乘务员根据微机提示对供电系统进行断电，转换A/B，转由另一套供电系统供电，观察微机显示屏，1路供电恢复正常，正常运行至郑州车站。

该车按原计划转为K1104次，换乘务员继续运行，在运行至杏花营车站附近，于20:26:55又报列供1路交流接触器故障，随后乘务员按照流程转换另一组供电单元，1路供电恢复正常，机车维持运行，在恢复正常一段时间后，该故障再次发生。

随后综合分析室对机车实时数据分析，发现列供1路无供电输入输出，而2路输出电流增加一倍，由此确认列供1路接触器本身存在故障。该段应急指挥中心与机车乘务员联系，在抵达上海机务段后联系上海机务段技术科将该车投入非供电运用，待车回郑州后下线整备处理。

段综合分析室向南检修车间行修组提报该故障，行修组接报活后及时联系厂家，提前备料，待车回后更换。通过综合分析室远程机车诊断，避免了一起外地临修，减少了故障处置的时间和成本，保障了客运机车供应。

3.2 制动机故障

2018年11月8号HXD1D0250机车在郑州机务段下线整备时，出现I端自阀频繁不缓解，行修组人员通过分析该车CMD历史数据，发现一端大闸19:16:50时，在重联位至运转位存在漂移现象，初步判定为大闸自身故障。随后检修人员将该车问题情况向技术科反馈，技术科专业工程师也给出了相同的结论。

由此判断I端大闸自身故障，造成自阀不缓解，需联系克诺尔大厂更换I端大闸。检修人员分析运用CMD数据，对机车故障进行诊断，提高了修活效率和修活质量。

4 结语

CMD应用在机务系统的实际生产中，提升了机务管理信息化水平，带来机务运用、安全和经营管理的全新变化。机务系统要利用好CMD平台，用机车大数据服务于机务信息化建设，才能更好地服务于集团公司提出的“五个年建设”。CMD系统下一步需要解决好与铁路车号自动识别系统(ATIS)的数据结合，与主机厂商的数据共享，跨局运用与专家系统功能的深度开发等功能，从而建成一个功能更加强大、信息共享、互联互通的铁路机务现代化管理信息系统。