動車組ATP運行記錄數據分析系統技術研究

陳 曦

（武漢鐵路局電務處，武漢 430071）

?

動車組ATP運行記錄數據分析系統技術研究

陳 曦

（武漢鐵路局電務處，武漢 430071）

為實現動車組各類型ATP運行記錄數據文件自動智能、綜合分析，自動給出列控設備故障的分析報表，并建立列控設備故障庫，實現列控該設備隱患的預警管理，研發相應的動車組ATP運行記錄數據分析系統，并對現場應用狀況進行總結。

ATP數據；采集；傳輸；分析

鐵路第六次大提速以來，隨著大量動車組的開行，如何及時掌握動車組ATP設備運行異常和故障信息，并準確的分析解決問題，保證鐵路運輸安全和效率，成為運輸部門一項重點關注的課題。

1　動車組ATP運行記錄數據分析工作現狀

目前，電務分析人員通過列控設備動態監測系統（以下簡稱DMS）可實時的查看動車組的運行狀態，并且可將非正常停車、各類報警信息進行統計報警。隨著高速鐵路的不斷建設發展，動車組數量也不斷增加，而且不同類型動車組的列控車載系統數據下載方式也不盡相同，不僅增加了分析工作人員的作業時間和工作量，還可能因為頻繁使用移動存儲介質插拔動車組列控設備，造成設備故障和人身安全隱患。

對下載后的ATP運行數據、ATPLOG數據、DUMP數據等，通過人工的方式進行對比分析，有時還需查看多種數據文件，進行綜合對比分析，易造成分析周期長和分析不必要的內容等情況，增加了電務工作人員的工作強度，降低了工作效率。DMS受無線傳輸數據的制約，數據延時和準確性不能有效保證，特別是設備故障傳輸數據要待動車組回庫后下載，再需要專業人員進行分析判斷，才能甄別出原因，往往時間較長，不能起到遠程指揮決策判斷的作用。

現場急需能將動車組各類型ATP運行記錄數據文件進行自動智能分析、綜合分析，自動給出列控設備故障的分析報表，并建立列控設備故障庫，實現列控該設備隱患的預警管理。2014年，武漢局與有關廠家根據現場的需求，研發了動車組ATP運行記錄數據分析系統。

2　動車組ATP運行記錄數據分析系統構成和特點

動車組ATP運行記錄數據智能分析系統中，ATP運行文件、ATPLOG文件等可通過在動車所內或車站內部署的WIFI無線網絡自動下載到地面設備，然后通過鐵路辦公網上傳至數據服務器；在服務器內實現綜合智能分析。電務分析人員通過客戶端，可查看所有的動車組列控設備異常信息，同時對比查看ATP運行記錄文件、ATPLOG日志。通過該系統，實現綜合多種數據手段對動車組故障進行分析、診斷。該系統由以下部分組成。

1）智能化數據采集系統

通過標準化數據傳輸協議，按照用戶自定義時間、內容等方式，將DMS的故障信息采集到該系統地面服務器，并對其進行存儲和展示。

2）故障報警信息智能分析系統

故障信息智能化分析系統，對故障信息進行統計分析、對比分析、綜合分析和智能化下載分析；用戶可對故障報警信息進行確認，并按日、周、月、季度和年度等時間對故障信息進行統計和打印；對各種故障信息進行對比分析，可直接通過本系統客戶端調出各種故障信息分析工具，方便工作人員統一操作；用戶可方便快捷的通過該系統軟件對ATP記錄數據、ATPLOG數據文件等進行下載，并自動調取各種數據源文件的分析工具，通過圖形化的方式直接展示出分析結果。

3）故障診斷分析系統

根據故障分析結果，系統通過后臺邏輯分析判斷，智能匹配查找后，自動調取類似該故障問題的處理意見，供用戶參考；如果沒有匹配處理意見，系統軟件則提供錄入功能，分析人員可將人工處理方式錄入到系統中。以此類推，日積月累，系統就會存儲大量的故障處理方法，提供更精確的處理意見，提高分析人員的工作效率。

4）故障預警分析系統

由于對故障信息的長期積累，系統軟件會自動運算查找故障規律，將同一線路、同一地點、同一類型、同一車組等常見設備故障提前預警，并提供準確的處理意見，有效預防了事故的發生，提高了動車組運行的安全性。

5）車載無線數據傳輸系統

車載無線數據傳輸裝置安裝在DMS的車載信息采集裝置（以下簡稱DMS-T）中，用標準的CPCI結構插板安裝在DMS-T中，由DMS-T采集接收列控設備的各種數據，對列控數據進行分析、處理、保存。當車載無線數據傳輸裝置接收到地面網絡信號后，自動與地面接收服務器建立連接，同時通過壓縮算法對列控數據進行壓縮處理，再通過無線網絡把列控數據傳輸到車站數據接收裝置。

地面無線傳輸網絡主要有安裝在動車所或車站內的多個無線AP組成的頻段在2.4/5.8G無線局域網。多個AP按照一定網格布局進行安裝，組成雙通道智能Mesh無線網絡，其中2.4 G頻段用于接收車載無線數據傳輸裝置發送的列控數據，5.8 G頻段用于AP間的無線組網與通信。

3　動車組ATP運行記錄數據分析系統原理和主要功能

DMS車載設備自動將采集的ATP車載數據利用庫內無線網絡轉儲到服務器存儲，避免了因人工操作帶來的設備損耗，減輕了維護人員的工作量，提高了工作效率，原理如圖1所示。

主要功能如下。

1）車載DMS設備獲取動車組ATP記錄數據。通過DMS與動車組ATP的JRU或數據記錄單元連接，自動獲取ATP記錄數據，并利用安裝在DMS-T主機中的插板，采集接收列控設備的各種數據，對列控數據進行分析、處理和保存。

2）運行記錄數據下載和傳輸。動車組進入車站或動車所內，車載DMS設備可與地面WIFI無線網自動組網，將DMS的各類數據傳輸給地面設備，地面設備可將數據上傳至服務器，實現ATP運行記錄數據自動下載和傳輸。

3）運行記錄數據的智能分析。地面服務器對數據進行分析，根據動車組故障里程、時間，對ATP記錄文件、ATPLOG文件進行對比分析，存儲原始數據和分析結果，通過圖形化界面向用戶提供動車組故障報警信息，實現智能分析。

4）運行數據的存儲、診斷和預警分析。地面服務器自動接入獲取動車組故障報警信息（DMS），自動運算查找故障規律，將常見設備故障提前預警，并對故障信息進行分類統計和存儲，實現診斷和預警分析。

4　動車組ATP運行記錄數據分析系統的運用

4.1降低數據下載的勞動強度，提高實時性

既有的數據下載采用人工下載方式，待動車組返回檢修庫時，工作人員需要手持移動存儲設備上車進行數據的下載。每列動車組兩端相距甚遠，加上需要對多組列車下載數據，將造成工作人員重復往返于列車與分析中心之間，增加了工作人員的勞動強度。

動車組ATP運行記錄數據分析系統通過在高鐵車站（如：武漢站、廣州南站）或動車所建立地面無線傳輸網絡，當動車組駛入網絡覆蓋范圍內，無線網絡自動連接。連接成功后，由車載傳輸模塊將數據文件通過無線網絡自動傳輸至地面服務器。同時，系統支持斷點續傳功能。列車在運行途中，只要駛入部署了無線傳輸網絡的車站，新生成的數據文件就可以通過無線網絡下載至車站的站機裝置中，站機裝置再通過鐵路辦公網將片段文件發送至鐵路局服務器，由鐵路局服務器進行文件合并工作。工作人員通過操作辦公計算機的客戶端軟件，可將車載數據文件直接下載至本地計算機，使工作人員第一時間獲取在線行駛的列車數據，無需等到車輛入庫之后再進行下載。如圖2、3所示。

4.2簡化數據分析的繁瑣性

既有的運行記錄數據在分析時，工作人員每次需要根據車載ATP類型的不同，選取不同廠家的數據分析軟件，再通過分析軟件打開對應的數據文件，操作繁瑣。動車組ATP運行記錄數據分析系統在系統中對分析軟件進行配置，當系統自動將數據文件下載后，工作人員可以通過系統直接對顯示的數據進行操作，系統自動根據數據的不同而匹配對應的數據分析軟件，打開軟件，并顯示分析結果，簡化了數據分析的繁瑣。如圖4所示。

4.3ATP-LOG數據文件智能分析

既有ATP-LOG數據文件在分析時，由于文件內容需要翻譯，ATP廠家又沒有提供相應的翻譯軟件或翻譯材料，所以工作人員遇到問題時需要致電ATP廠家，并且熟記各種故障代碼的含義，對分析人員的專業能力要求很高，并且操作繁瑣。動車組ATP運行記錄數據分析系統通過在系統中對翻譯規則進行配置，當系統自動將ATP-LOG文件下載后，工作人員可以在系統直接對顯示的數據進行操作，系統會自動根據翻譯規則對文件進行智能分析，將分析結果進行展示，并通過點擊分析后的結果自動定位到數據源文件中，降低了分析人員的專業能力要求，簡化了分析工作的繁瑣性。如圖5所示。

5　結束語

該系統于2014年在武漢電務段動車車載車間進行試用，通過一年多運用，基本實現了動車組ATP運行記錄數據的自動智能分析、綜合分析，減輕了電務分析人員的勞動強度，并對安全起到了較大的輔助作用。

In order to complete the automatic intelligent and comprehensive analysis of operation record files of different ATP equipment of EMUs， generate automatically the fault analysis reports and fault database of train control equipment， and realize fault warning management， the paper introduces the development of an operation record analysis system for different ATP equipment of EMUs and summarizes the on-site application status of the system.

ATP data； acquisition； transmission； analysis

10.3969/j.issn.1673-4440.2016.02.004

2015-12-28）