铁路货车检修管理系统设计与应用

李风明

（中车石家庄车辆有限公司，河北 石家庄 050000）

引言

生产型企业通常需要对企业的生产过程进行有效控制，主要包括对生产线的运行情况进行实施监督、设备的工作状态进行有效监测、生产数据进行充分统计等，这不仅是企业生产经营的必然要求，也是大数据时代背景下的必要手段。工业4.0以加强数据间的连通性为目标，因此铁路货车检修管理系统的开发能够实现对于整个维修过程的实时监测和有效控制，也能够提升维修检测的智能化和自动化程度。

1 总体设计

1.1 系统结构设计

系统主要组成部分有服务器、计算机、打印机、地面读出设备、LED显示屏等，采用局域网的形式确保了各个功能模块间的相互通讯[1-2]。

1.2 系统功能设计

1）车辆参数、质量、状态信息管理：监测过程中将所需的各项信息实施输入数据库中，并整合成相应的动态数据表更加直观地显示出来。

2）车辆位置实时监测：采用集成硬件设备实现车辆位置的自动更新或者在需要的情况下在系统中手动设置车辆位置。

3）LED显示：为了确保信息现实的有效性和全面性，首先对于需要的信息进行区域规划，判断出合理的区域范围和数字大小后，将相应信息放置在对应区域，实现信息显示的目标；通过对显示屏的操控实现参数的设置，通过远程通信系统使得显示屏发出的指令能够及时发送至设备处。

4）二维码生成：将需要读取的信息以二维码的形式粘贴在产品上。

2 关键技术

2.1 车号自动识别

车号自动识别系统能够显著提升车号抄录的效率和准确率，不同车辆上装有不同的识别卡，能够反应出车辆的相关信息，在车辆经过的路径上设置有读取设备，在车辆到达该区域后通过读取识别卡的方式获取车辆的对应信息。相关设备将读取的车号数据信息放大、解译、校核后进行打印和存储等操作，确保能够及时有效地掌握车辆的实时位置、当前的使用情况、管理维修情况、运行状态等等。铁路车号自动识别系统的主要组成部分包括车辆标签、地面AEI设备、数据识别读取程序。

1）车辆标签。车辆标签是车辆信息的重要载体，包含了车辆的相关信息以及技术参数，通常被放置在车辆底部中梁上，通过识别车辆标签即可有效获取车辆的相关信息。

2）地面AEI设备。主要组成部分包括传感器、地面天线、读出主机、电源防雷、通信等，主要作用为及时采集相关的车辆信息，并将采集的信息通过通信设备及时进行处理、传输和形式转化，便于后续数据分析和处理过程。

3）数据识别。接受传输而来的数据，通过其内部程序对数据进行解译，提取其中的车号、生产日期等相关信息，将信息汇总后存储至对应的数据库中，日后需要使用相关数据时可以及时进行调用。

2.2 LED显示

生产看板在信息化的生产车间发挥着不可替代的作用，作为新兴的可视化生产管理系统，其通过全面完善的显示界面，将生产车间的各项数据直观的展示在我们的眼前，使得我们能够及时准确地获取相应的生产信息和所需的各项参数，能够实现对生产状况的实时监测。伴随LED技术的逐渐兴起，远程显示技术已经逐渐覆盖在社会生活的各个领域，收获了一致好评。其主要优势在于通过LED显示屏实现远程控制，能够摆脱单片机硬件电路的束缚，通过网口的控制卡直接实现数据远程传输和控制的目的。对于一些大型企业而言，生产车间数量较多、车间的分布并无规律、因此数据传输过程较为复杂，通过LED显示屏能够实现对车间生产过程的实时监测和远程控制，使得企业对于生产过程的管理和控制更加高效。

2.3 二维码

二维码作为产品信息的载体，主要优点包括高密度编码、信息范围广、编码过程简便、可靠性强、经济成本较低、使用寿命较长、制作流程简便等等。正是由于上述诸多优点使得二维码当前在各个行业逐渐普及并受到了广泛的青睐。尤其是高新技术企业、物流行业等，由于其数据存储需求量较大加上其企业实际经营特点导致数据传输距离较远，因此可以采用远程信息管理系统，根据设计所需的各项参数生成相应的二维码信息，将二维码放置在便于读取的位置确保信息能够有效读取。通过对二维码信息的实时读取能够实现对产品信息的管理以及物流信息的监测，使得企业能过远程操控的方式更加便捷的操控产品，提升了操作过程的稳定性和可靠性。

3 系统实现

3.1 车辆信息管理

3.1.1 配置信息

车辆维修时，需要提前获取车辆的出车时间，以便制动、车钩缓冲装置等提前配套，避免了不必要的浪费，同时能够自动读取相关信息并生成对应生产信息动态报表，确保企业管理人员能够及时获取车间的生产信息，及时发现生产过程中存在的问题并进行相应的调整，保证生产过程有序进行。

3.1.2 质量信息

使用消项管理的模式，将所需的质量信息进行采集和，为了确保质量信息的管理能够有相关的参考依据，需要建立相应的故障信息数据库，对于检测过程中发现的质量问题及时进行信息的录入和分析，通过一定量数据的积累能够对典型的故障类型进行总结，以便制定相应的改进和预防措施，提升产品质量，保证车辆安全进行。

3.1.3 状态信息

通过分析车辆的在厂和各车间的天数，用对应的颜色显示，通过颜色种类可以直观的进行相关信息的判断。

3.2 车辆在厂位置更新

3.2.1 单位之间

车辆的实时位置可以由信息采集设备采集后传输至系统之中，系统进行相应的逻辑处理后进行信息的实时更新，初步定位出车辆所处的生产线以及工位。

从当前生产的实际情况来看，抛丸除锈工序、车体组装工序等完工区域，需要增设地面读出设备AEI。车间之间车体转移采用自动化转移的方式，从车辆进入移车台位开始计算时间。通过该方式确保对车辆维修过程中各个环节和工序所占时长进行监测和统计。

3.2.2 车间内部

对于车辆的位置进行实时检测，采用“存车线摆排”功能，将检测的位置和对应工序的要求进行实时对比，确定汽车当前位于何种工序之中，以便提升车辆的管理效率。这一过程能够通过jQueryUI Sortable实现，其主要作用是使用鼠标能够点击网格信息进行重新排布；用u1标签表示工序，Li标签表示车辆，通过拼接html的方式可以将对应的生产线信息显示于网页之中，在网页中通过移动对应的标签模拟车辆生产过程中的对应位置[3]。

3.3 LED显示生产信息

BX-SE3支持超大面积LED显示屏；能够通过局域网以及互联网的方式实现信息传输，基于以上优点本次设计选取BX-SE3控制卡。

3.3.1 LED屏参设置

使用前需要对各项参数和显示信息进行设置，LedshowTW属于图文编辑软件的一种，具有操作简便、功能范围强大等特点，使得用户能够对LED屏幕进行有效管理[4]。

屏幕参数设置过程中应当明确，屏幕的IP地址需要同Web服务器处于同一网段，确保二者间的信息能够有效传递。

3.3.2 动态生成节目文件

节目文件（Program）的主要作用是对显示屏显示的内容和各项内容对应的显示区域进行规划，主要流程如下：建立节目，设置边框；根据显示内容划分区域，设置边框；将所需内容放置在节目中。如果相关内容不支持显示，则屏幕中该区域会处于空白状态。

鉴于生产过程始终处于动态变化的状态，因此需要首先生成动态节目文件，通过数据传输的方式向显示屏发送数据。LED显示屏的数据主要包括以下三部分：标题、显示内容以及欢迎词。

3.4 车辆信息二维码生成

在现有系统的功能基础上，加设二维码生成打印功能将所需的信息转化为二维码的形式，将二维码打印并粘贴在指定区域，通过图片的方式使得智能设备能够更为便捷的获取相应的信息，无需调取后台数据库中的相关数据即可完成识别。本系统根据实际需求使用ZXing库完成二维码的动态生成。ZXing库的主要优势在于代码编写高效、所需内存较少等。

4 结语

铁路货车检修管理系统的构建，能够对车辆维修过程中的各项参数进行实时检测。选取地面读出设备AEI、PC作为上位机，LED显示屏作为下位机，通过网口LED控制卡实现二者间的远程信息传输，有效解决了车间数量较多、车间分布不规律、数据传输距离过长等问题，实现了车辆生产动态可视化管理。二维码技术的使用提升了车辆的检修和配置效率，避免了配件错装、漏装等产品质量问题，铁路货车检修管理系统的研发和应用能够显著提升车辆的检修效率以及产品质量。