铁路信号设备电气特性一体化智能测试系统研制

花义峰 中国铁路上海局集团有限公司调科研所

铁路信号设备电气特性测试是信号设备维护工作的重要内容之一，通过对设备的电气特性进行测试，可掌握和分析设备运行状态，预防设备故障，保证设备正常运行，从而保障铁路的安全、高效生产。

铁路信号设备电气特性测试要求测试方法应符合《测试信号维护规则（业务管理）》，测试数据应真实准确，数据分析应认真细致。测试数据的真实准确是其它后续各项工作的基础，但当前除了铁路信号集中监测系统能够自动完成部分测试项目外，其它测试项目均要进行人工测试。人工测试数据的手动记录、手动录入表格等数据传递过程，不仅浪费人力、物力，而且可能会造成数据的错误、丢失，不利于测试数据真实准确性的管控，数据的失真使整个维护和维修计划不能做到有的放矢，给设备的安全使用带来隐患。

电务安全生产管理信息系统虽然在各集团公司大面积推广使用，但仅在各车站工区安装固定的终端，电务安全生产管理信息系统无法向生产一线延伸，管理的“最后一公里”主要还通过人工的信息传递完成。

随着物联网技术、无线通信技术和微电子计算机技术的高速发展，已经带动了作业过程自动化、信息化的高速发展，使电务电特性测试作业过程实现自动化、无纸化、信息化在技术上成为可能。

1 系统结构

铁路信号设备电气特性一体化智能测试系统包括具有蓝牙通讯的测试仪表、带专用软件的手持终端、含电气特性测试模块的电务安全生产管理信息系统。

铁路信号电特性测试应用软件，安装在手持终端上，通过蓝牙接口，接收仪器仪表的测试数据。

手持终端通过4G或WiFi通信方式,经集团公司网络安全平台，从电务安全生产管理信息系统下载测试工作内容，根据测试数据填写表格后，再经集团公司网络安全平台，上传至电务安全生产管理信息系统。系统构成结构图如图1所示。

图1 系统构成结构图

2 工作流程

（1）手持终端通过4G或WIFI通信方式，连接于电务安全生产管理信息系统，电务安全生产管理信息系统下达电气特性测试任务。

（2）测试人员登陆手持终端软件，浏览手持终端的测试任务，选择当前的测试任务。

（3）手持终端通过蓝牙接口连接测试仪表。

（4）测试仪表的数据稳定正确后，点击确认按钮（或双击确认按钮，连续上传），上传至手持终端。

（5）手持终端先选择测试数据，再选择对应的测试项目。点击保存后，生成测试记录。

（6）测试任务完成后，通过无线连接电务安全生产管理信息系统，提交电气特性测试数据及相关信息（人员、时间等）至电务安全生产管理信息系统的电气特性测试模块，实现测试数据的信息化管理和运用。

3 实现功能

手持终端通过无线连接于电务安全生产管理信息系统，电务安全生产管理信息系统下达测试任务。测试人员在手持终端上浏览测试任务，选择当前的测试任务。手持终端通过蓝牙连接测试仪表。测试仪表的数据稳定正确后，点击确认按钮，上传至手持终端。在手持终端的应用软件上先选择测试数据，再选择对应的测试项目，点击保存后，生成测试记录。测试项目完成后，通过无线连接电务安全生产管理信息系统，上传测试数据，完成电特性测试过程的全过程信息化管理。

3.1 电务安全生产管理信息系统电气特性测试相关功能

3.1.1 新增任务

打开电务安全生产管理信息系统在左侧菜单选择 生产管理→电气特性→电气特性任务表，打开菜单之后，点击右侧列表上方的“添加”按钮，进入添加页面，用户需要先选择车站以及填写任务名称，然后选择下方测试表名称，选中对应设备后点击右下角的保存按钮。

3.1.2 修改任务

用户只能选择状态为任务编制中的任务进行修改，修改时操作方法与上方添加方法一致，先选择左侧测试表名称，然后选择右侧的具体设备。

3.1.3 发布任务

当任务编制完成后，需要手持终端下载任务时，需要先将此任务状态变更，选择一条记录，点击上方的“任务编制完成”按钮，点击确定之后，任务的状态会变更为任务编制完成，手持终端可以看到此任务并进行下载。此状态的任务无法修改与删除，只能进行“作废”操作，“作废”之后的任务无法被手持终端读取。

3.1.4 任务作废

选中一条任务点击列表上方的“作废”按钮，如果任务填写错误状又无法修改时，可以使用此功能，任务完成状态的任务无法被“作废”。

3.1.5 任务下载与上传

此两项功能需要手持终端（手机）通过集团公司网络安全平台连接于电务安全生产管理信息系统上才能进行操作。查看任务下载与上传完成情况及具体信息

3.1.6 任务完成

当用户将所有设备测试完并上传至系统后，可以将此任务的测试结果传到电气特性测试记录表中，用于在系统中查看详细的测试信息。用户选中状态为任务已上传的任务点击上方的“任务完成”按钮，任务状态将变更为任务已完成，并且无法再对此任务进行操作。

3.2 手持终端应用软件功能

手持终端应用软件功能包括任务选择、蓝牙绑定等功能，应用软件界面如图2所示。

图2 应用软件界面

3.2.1 绑定蓝牙设备

在蓝牙设备列表中选择要使用的蓝牙设备，首次连接CD96设备，需要先进行蓝牙扫描，发现CD96设备后，选中即可，正常连接后，可看到“配对成功”提示。

3.2.2 蓝牙连接

在app首页，点击右上角蓝牙连接按钮进行连接。

3.2.3 车站选择

进入系统配置页面，首先输入人员名称，然后点击选择车站按钮，可选择对应的车站（该步骤需要手持终端采用4G或WIFI通过集团公司网络安全平台连接至电务安全生产管理信息系统）。

3.2.4 任务下载

点击下载数据图标，进行任务下载。

3.2.5 设备测试

打开测试设备，确保蓝牙已连接，在测试设备上测试完毕需要上送数据时，按下确认键，此时会将测试数据上传到APP，并有“滴”的一声提示音，在APP中即可看到上送的数据。

选择要使用的测试数据，在对应的测试项上点击一下，测试值便选用了，并记录下测试人及测试时间。在数据测试完成后，可查看完成情况，数据汇总如图3所示。

图3 数据汇总

3.2.6 任务提交

当测试任务完成后，将手机通过4G、WiFi等通过集团公司的网络安全平台接入电务安全生产管理信息系统后可进行任务上传，点击提交任务即可。任务上传成功后，APP会有提示，如上报成功，测试人员可在电务安全生产管理信息系统终端上登录到电务安全生产管理信息系统中进行确认，对于上传成功的任务，可在APP中手动删除本地任务。

3.3 内外网数据传输

开发电务安全生产管理信息系统电气特性接口程序，部署在电务部中心机房（如暂时无独立服务器，可临时部署在电务部应用服务器上），接口程序通过办公网向各段的应用服务器轮询，在服务器数据发生变化时回传至接口程序，接口程序将数据组织为文件放置到FTP服务器上；接口程序再对FTP上的电气特性测试结果文件进行遍历，寻找修改时间有变化的文件，对文件进行解析，将解析后的测试结果信息回写至相应电务段的电务安全生产管理信息系统中。

电气特性测试终端在程序加载后读取FTP服务器上的账号密码文件，如果文件有变化，则下载新文件至本地，作为用户登录验证的数据库；用户登录成功后，根据账号密码文件中的所属工区ID读取FTP服务器上的机构和车站关系文件，获取工区下属车站的列表；用户选择车站列表后，根据车站ID读取FTP服务器上的车站测试任务列表；用户选择任务列表中的任务时，根据任务ID读取FTP服务器上的测试任务文件；用户在录入测试结果后，点击上报按钮后，将任务测试结果生成文件上传至FTP服务器上。

3.3.1 接口方式

为保证铁路信息安全，系统之间的数据接口必须采取安全、可靠、保密的接口方式和访问许可制度，才能实现对共享数据的调阅。由中国铁路上海局集团有限公司提供基于互联网的FTP存储空间，实现电务安全生产管理信息系统与电气特性测试终端的数据交互需求，双方将数据按接口规范分目录写入FTP存储空间中，同时从FTP存储空间中读取所需数据。在FTP服务器上建立dtx用户，建立dtx目录做为dtx用户的主目录，dtx用户对此目录有创建目录、创建文件、删除文件的权限，电务安全生产管理信息系统和电气特性测试终端使用dtx用户向FTP服务器写入/读取文件，以实现数据交互的需求，其中FTP服务器上的目录及文件命名规则参考双方的接口数据读写协议约定。网络结构图如图4所示。

图4 网络结构图

3.3.2 目录文件存放规范

dtx[根目录]

njdwdid[段级目录，共5个]

user.hhkj[账号密码文件]

gqid[工区级目录，约200个]

gq.hhkj[工区信息文件]

czid[车站目录，1－5个]

cz.hhkj[车站信息文件]

taskid.hhkj[测试任务文件，每个目录下约30个]

taskid_back.hhkj[测试结果文件，每个目录下约30个]

目录结构如图5所示。

图5 目录结构

4 结束语

系统实现了电务电气特性测试数据的自动录入的功能，使整个测试过程下达任务、执行测试、数据保存形成闭环化、信息化管理，解决了测试过程中人工传递数据的问题，实现了测试工作的无纸化办公，有效提高了信号设备电特性测试的效率，避免了测试过程中的人为失误，提升了使用单位对测试数据真实性、准确性的管控能力，有目的的指导运维计划，提高设备安全稳定运行具有积极意义，具有很高的实用价值。