動車組運用檢修作業過程控制系統的設計與實現

楊春輝，張惟皎，詹珂昕

（中國鐵道科學研究院，北京 100081）

動車組運用檢修作業過程控制系統的設計與實現

楊春輝，張惟皎，詹珂昕

（中國鐵道科學研究院，北京 100081）

在動車組的日常檢修中，檢修作業過程的管理對于動車組規范化管理有重要意義，本文結合Web服務技術，將移動手持終端技術應用到動車組的檢修作業過程中，設計并實現了動車組作業過程控制系統。現場應用表明，該系統提高了現場的檢修作業效率，同時促進了動車組檢修信息化和管理規范化。

動車組檢修；作業過程控制；Web服務

動車組的檢修作業管理在保障動車組運行安全的工作中發揮著極為重要的作用，對動車組檢修過程的規范管理，是保證檢修信息可追蹤的重要手段，同時也是檢修作業規范化和標準化的要求。目前，對檢修作業過程控制管理主要有以下幾個難點：

（1）檢修作業人員之間檢修信息很難共享，檢修人員很難掌握整個檢修作業的進度。（2）不能實時記錄現場檢修作業任務的實際進度和檢修信息，現場作業人員需要到指定的檢修終端機錄入相關信息。（3）檢修工長或者組長主要通過對講設備和紙質記錄管理檢修作業進度，對人員的作業管理缺乏更加直觀有效的方法。

本文設計和實現了動車組運用檢修作業過程控制系統，利用智能手持設備的移動優勢，結合Web服務技術，實時、高效地采集和控制檢修作業的信息，同時在監控大屏上展示相關的檢修作業信息。

1 動車組運用檢修作業過程控制系統總體設計

1.1 系統設計原則

動車組的日常檢修作業繁忙，流程復雜，作業環境復雜多變，這就要求系統的設計需要滿足以下幾個要求：

（1）檢修作業信息的采集盡量不影響現場作業人員的正常作業，不增加作業人員的負擔，并且，要求系統使用簡單、方便。（2）信息的采集和展示要及時高效，在網絡信號較差時要有續傳數據的機制，以便于在網絡信號較好時繼續傳輸。（3）能展示和分析現場檢修的數據，便于管理和改進檢修作業的過程。

1.2 系統結構設計

動車組運用檢修作業過程控制系統結構示意圖如圖1所示。

系統總體結構采用C/S架構，在智能手持終端設備上需要安裝客戶端App，相比于B/S架構具有更好的用戶操作體驗，方便現場人員使用。

圖1 作業過程控制系統結構示意圖

系統通過采用局域網結合庫內無線AP的方式，實現系統在庫內檢修區域的全部網絡覆蓋，使得手持終端可以通過無線AP訪問所需的系統相關服務。手持終端通過RFID超高頻掃描技術識別電子標簽信息，將該標簽相關的檢修信息記錄到系統，同時在LED顯示屏展示檢修作業信息。

1.3 系統總體流程

按照系統設計原則要求，作業過程控制系統的總體結構如圖2所示。

圖2 作業過程控制系統總體結構

（1）作業過程控制系統采用Web-Service方式與動車組信息管理系統交互，這樣，有利于系統跨平臺擴展，使得動車組作業過程控制系統更加靈活和可靠。（2）登錄驗證模塊，在動車組檢修作業環境中，檢修數據保護十分重要，因此，在任何智能設備接入到系統時都需要進行授權驗證，授權驗證包括對智能設備的有效期驗證和登錄驗證。（3）對于每一個已驗證登錄用戶，通過檢修任務模塊，可以獲取該用戶當前的檢修作業任務，每個用戶只能看到自己需要做的檢修任務，包括需要檢修的車組、其所在的股道列位以及具體的檢修類型和任務信息等。（4）用戶在對自己的檢修任務確認后，即可進行正常的檢修作業，對于檢修的進度信息有一定的校驗才會上傳到服務器，以便確保檢修數據的可靠性。在檢修作業過程中，檢修人員可以看到作業進度信息。

有了原始的檢修數據信息，檢修作業過程的統計展示分析模塊可以更好、更直觀地發現檢修作業中可能存在的問題，改進和指導流程。

2 動車組運用檢修作業過程控制系統關鍵技術

2.1 射頻識別技術

射頻識別（RFID）技術是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象。在檢修作業過程中，盡可能不影響檢修人員的正常作業，射頻識別這種非接觸式識別技術比較符合現場要求。使用RFID掃描器配合RFID標簽，可以使檢修人員在正常作業的同時能夠將位置和相關檢修信息記錄到系統中。

在檢修作業時，檢修工人同時攜帶手持機和RFID掃描器，RFID掃描器讀取一定范圍內的RFID標簽，通過藍牙將該標簽信息傳送給手持機的作業過程控制程序，該程序識別標簽代表的位置和檢修信息，展示給檢修人員并且在系統中記錄檢修信息。由于RFID掃描器能識別一定范圍內的RFID標簽，使得檢修人員不必刻意去掃描RFID標簽，在檢修人員正常作業時即可完成對RFID標簽信息的讀取，從而避免了對正常檢修作業的干擾。

2.2 Web服務技術

Web服務的一個基本特點就是：所有東西都是服務，這些服務發布一個API集合供其他系統使用，并且封裝了實現細節。Web服務的體系結構是面向服務的體系結構，基于Web服務提供者、Web服務請求者、Web服務中介者3個角色和發布、發現、綁定3個動作構建。

在檢修作業過程控制系統中，利用Web-Service技術實現了對跨平臺的要求，同時Web-Service還具有開放的標準協議規范，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裝性。利用Web服務技術，可以通過PC端訪問Web服務，也可以通過手持機和平板訪問，不論終端如何變化，Web服務都可以提供一個統一的接口供終端去調用，如圖3所示。

圖3 Web服務提供示意圖

在作業過程控制系統中，根據檢修作業的流程分析，將用戶登錄驗證模塊、股道信息模塊、檢修任務獲取模塊、檢修信息交互模塊、故障處理模塊等分別封裝成Web服務的方式提供給終端訪問。不管以后手持機設備更換系統或者采用瀏覽器方式去訪問系統功能，該Web服務程序都不需要改動，這就實現了跨平臺一致的訪問方式。從而減少多系統造成的數據不一致問題，減輕了系統維護代價。

2.3 網絡延遲處理

在動車組檢修作業現場，由于檢修信息的傳輸使用的是無線網絡方式，而檢修庫內的檢修線跨度大，檢修環境復雜，在檢修庫內的某些位置無線信號并不理想，為了解決這個問題，需要在系統中采用續傳數據的功能。

網絡延遲處理流程如圖4所示。

在流程處理時，對于數據發送隊列數據的存儲，有兩種處理思路：（1）將數據發送隊列保存成文件，在每次流程結束或者異常結束時，將未發送成功的檢修數據保存下來，等到下次程序啟動時，再進行恢復傳輸；（2）在程序結束時，直接將數據發送隊列清空，每次啟動都是針對本次檢修數據處理。這兩種方式各有利弊，為了保持數據的整潔，本系統采用第2種方式。

圖4 網絡延遲處理流程圖

3 在動車運用所的實施案例

該動車組檢修作業過程控制系統已經在多個動車運用所中成功實施。使用作業過程控制系統使得檢修作業人員從登錄系統到計劃下發、作業派工、檢修作業全流程封閉操作，借助于手持終端設備檢修作業人員可以高效便捷地實現作業流程和檢修信息的交互。

檢修作業人員在進行檢修作業時，手持機端的顯示如圖5所示，作業人員選擇對應的號位后即可進行相應位置的作業。

圖5 手持機端作業過程截圖

對于檢修作業人員的檢修作業情況，在作業過程控制系統的監控程序部分可以實時顯示檢修作業情況。

4 結束語

該案例的成功實施，使得運用檢修過程實現了全過程管理，提高了現場的檢修作業效率，促進了動車組檢修信息化和管理規范化。

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責任編輯 楊琍明

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

楊春輝，在讀碩士研究生；張惟皎，研究員。