地鐵內(nèi)燃機(jī)車遠(yuǎn)程信息化管理系統(tǒng)的設(shè)計

杜 勇

中鐵武漢電氣化局集團(tuán)科工裝備有限公司 湖北 襄陽 441000

1、系統(tǒng)簡介

目前國內(nèi)外不少地鐵車輛通過安裝LKJ、ATP設(shè)備實(shí)現(xiàn)了部分車載裝備檢測信息和狀態(tài)信息的在線動態(tài)檢測、監(jiān)控和診斷處理功能，其具備了一定程度上的遠(yuǎn)程監(jiān)控及實(shí)時監(jiān)控功能，但其平臺的側(cè)重點(diǎn)在于車輛對信號的識別及車輛速度的調(diào)控，對于以施工和運(yùn)營維護(hù)為主的內(nèi)燃機(jī)車來說，絕大情況下其工況為非運(yùn)營時段或線路斷電情況下運(yùn)行，適用的可能較低；另一方面，地鐵內(nèi)燃機(jī)車作為地鐵線路維護(hù)及接觸網(wǎng)、信號檢修的主力車輛，其運(yùn)行工況及應(yīng)用性能直接影響作業(yè)的質(zhì)量，隨著各個城市新線的開通，內(nèi)燃機(jī)車的數(shù)量也逐步攀升，地鐵內(nèi)燃機(jī)車的運(yùn)維和管理也將帶來一定挑戰(zhàn)。根據(jù)目前國內(nèi)地鐵的運(yùn)行管理辦法，建立一套地鐵內(nèi)燃機(jī)車遠(yuǎn)程信息監(jiān)測控制系統(tǒng)十分重要，從而有效的進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)車車輛的協(xié)同管理和數(shù)據(jù)分析，從而有效的掌握車輛的車輛信息、施工情況、運(yùn)行狀態(tài)、車輛性能及維保狀態(tài)。

地鐵內(nèi)燃機(jī)車遠(yuǎn)程信息化管理系統(tǒng)主要應(yīng)用于對內(nèi)燃機(jī)車運(yùn)行、作業(yè)狀態(tài)、檢修、停放等聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控項目，能夠?qū)?shù)量和種類都非常龐雜的各種專業(yè)化系統(tǒng)、各類車輛設(shè)備進(jìn)行簡便高效的管理，對各種突發(fā)事件、警情（狀態(tài)）信息進(jìn)行有效的掌握，對各種資源迅速地調(diào)度整合，對各種檢修、操作模式、診斷模式直觀有效的展示，從而實(shí)現(xiàn)視頻、運(yùn)行參數(shù)聯(lián)網(wǎng)實(shí)時監(jiān)控、作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化及規(guī)范化、報警預(yù)案處理、應(yīng)急指揮等應(yīng)用所需的強(qiáng)大的綜合指揮管理的功能。

2、系統(tǒng)設(shè)計的思路

軌道車遠(yuǎn)程監(jiān)測控制平臺的基礎(chǔ)構(gòu)成是網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化信息傳輸管理系統(tǒng)，并且與電控技術(shù)、多媒體壓縮技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、計算機(jī)控制技術(shù)、流媒體傳輸及現(xiàn)代遠(yuǎn)程診斷監(jiān)測系統(tǒng)相結(jié)合，采用模塊化的系統(tǒng)設(shè)計理念，軌道車施工單位不同的專業(yè)技術(shù)人員可通過組件模塊的方式實(shí)現(xiàn)。

2.1 內(nèi)燃機(jī)車設(shè)施層的硬件構(gòu)造

監(jiān)測控制系統(tǒng)的硬件主要是由動態(tài)信息采集系統(tǒng)和視頻采集與傳輸系統(tǒng)構(gòu)成。其主要包括設(shè)備狀態(tài)檢測專用傳感器、數(shù)據(jù)采集控制器、交換機(jī)、打印機(jī)、處理器、操作站等。

2.2 遠(yuǎn)程監(jiān)測控制管理系統(tǒng)主要組成

（1）數(shù)據(jù)采集部分：主要作用于數(shù)據(jù)采集和協(xié)議轉(zhuǎn)換，主要由通信控制器構(gòu)成。

（2）網(wǎng)絡(luò)傳輸部分：主要作用于數(shù)據(jù)的上傳下載，其主要構(gòu)成部件是云服務(wù)器。其中數(shù)據(jù)的上傳包括：將采集組件采集到的數(shù)據(jù)上傳到云服務(wù)器存儲，其次是將管理服務(wù)平臺的相關(guān)記錄及其他信息上傳到云服務(wù)器存儲。數(shù)據(jù)的下載主要包括對管理平臺中的需要下載的相關(guān)視頻信息進(jìn)行下載。

（3）數(shù)據(jù)功能部分：主要作用是通過操作員與計算機(jī)界面的接口，傳送運(yùn)行有關(guān)指令，從監(jiān)測控制中心、云服務(wù)器存儲獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，從而達(dá)到監(jiān)控和操作軌道車設(shè)備的目的。

2.3 用戶管理

用戶可包括檢修調(diào)度、機(jī)車司機(jī)、專業(yè)工程師、車間副主任、車間主任、部門領(lǐng)導(dǎo)等不同崗位。根據(jù)工作需要對系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)權(quán)限的處理，包括信息錄入增加、查看、更改、刪除等。用戶權(quán)限的分配設(shè)置只有系統(tǒng)管理員有權(quán)進(jìn)行操作。

2.4 監(jiān)視功能

設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、異常報警顯示、模擬量值、閾值、設(shè)定值等都通過靜態(tài)或者動態(tài)方式在模擬圖和布局圖中表現(xiàn)出來。

發(fā)動機(jī)及變速箱的相關(guān)參數(shù)通過CAN接口傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集控制器，從而達(dá)到實(shí)時監(jiān)測的效果；制動風(fēng)缸壓力信號、總風(fēng)缸壓力信號，工作風(fēng)缸壓力信號、降壓風(fēng)缸壓力信號等其他相關(guān)模擬量（4-20mA電流傳感器）等通過AI模擬量進(jìn)行輸入到數(shù)據(jù)采集控制器當(dāng)中，然后以模擬圖的形式顯示出來，更加直觀便捷；機(jī)車手動擋位開關(guān)，停車制動信號，緊急制動緩解開關(guān)信號，水位開關(guān)等相關(guān)的數(shù)字量等，通過DI數(shù)字量輸入模塊采集。

2.5 定期保養(yǎng)管理系統(tǒng)

軌道車運(yùn)行一階段后需要進(jìn)行定期的保養(yǎng)和維修，傳統(tǒng)的維保記錄是通過紙質(zhì)材料進(jìn)行記錄，很容易丟失和損毀，并且維修保養(yǎng)記錄的日期不夠準(zhǔn)確，不能直觀地顯示設(shè)備自運(yùn)行以來主要出現(xiàn)的問題存在于哪個方面。通過軌道車遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺錄入本次檢修時間與內(nèi)容同時系統(tǒng)自動生成下次檢修時間與內(nèi)容。監(jiān)控平臺會在下次檢修期將近時，通過語音，短信等方式提醒到相關(guān)負(fù)責(zé)人員。檢修人員可以通過監(jiān)控平臺查閱之前所有的檢修記錄，檢修完成后目前軌道車的保養(yǎng)維修狀態(tài)會上傳到系統(tǒng)，從完成提示完成下一環(huán)節(jié)的工作，并且其他人員也可通過系統(tǒng)查看軌道的維修保養(yǎng)信息。這樣既省時高效，又方便快捷。

2.6 統(tǒng)計和報表功能

系統(tǒng)可將歷史的數(shù)據(jù)按照文本跟表格還有圖形（餅圖、折線圖、散點(diǎn)圖、圖等）等不同展示方式組合在同一張報表上。除已定義格式報表格式外，還可在線生成動態(tài)的查詢報表。

3、總結(jié)

運(yùn)用信息化管理系統(tǒng)對車輛的相關(guān)信息進(jìn)行分析處理，從而得到車輛故障中存在的共性問題，做好提前預(yù)防和保養(yǎng)，對故障的發(fā)生進(jìn)行預(yù)判。除內(nèi)燃機(jī)車本身的穩(wěn)定性能夠影響車輛的安全可靠性外，車輛的操縱人員也起到了直接的作用，因此實(shí)現(xiàn)對內(nèi)燃機(jī)車重要部件進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，對于保障車輛運(yùn)行平穩(wěn)安全、避免重大事故的發(fā)生有著重要的意義。