鐵路信號設備電氣特性一體化智能測試系統研制

花義峰 中國鐵路上海局集團有限公司調科研所

鐵路信號設備電氣特性測試是信號設備維護工作的重要內容之一，通過對設備的電氣特性進行測試，可掌握和分析設備運行狀態，預防設備故障，保證設備正常運行，從而保障鐵路的安全、高效生產。

鐵路信號設備電氣特性測試要求測試方法應符合《測試信號維護規則（業務管理）》，測試數據應真實準確，數據分析應認真細致。測試數據的真實準確是其它后續各項工作的基礎，但當前除了鐵路信號集中監測系統能夠自動完成部分測試項目外，其它測試項目均要進行人工測試。人工測試數據的手動記錄、手動錄入表格等數據傳遞過程，不僅浪費人力、物力，而且可能會造成數據的錯誤、丟失，不利于測試數據真實準確性的管控，數據的失真使整個維護和維修計劃不能做到有的放矢，給設備的安全使用帶來隱患。

電務安全生產管理信息系統雖然在各集團公司大面積推廣使用，但僅在各車站工區安裝固定的終端，電務安全生產管理信息系統無法向生產一線延伸，管理的“最后一公里”主要還通過人工的信息傳遞完成。

隨著物聯網技術、無線通信技術和微電子計算機技術的高速發展，已經帶動了作業過程自動化、信息化的高速發展，使電務電特性測試作業過程實現自動化、無紙化、信息化在技術上成為可能。

1 系統結構

鐵路信號設備電氣特性一體化智能測試系統包括具有藍牙通訊的測試儀表、帶專用軟件的手持終端、含電氣特性測試模塊的電務安全生產管理信息系統。

鐵路信號電特性測試應用軟件，安裝在手持終端上，通過藍牙接口，接收儀器儀表的測試數據。

手持終端通過4G或WiFi通信方式,經集團公司網絡安全平臺，從電務安全生產管理信息系統下載測試工作內容，根據測試數據填寫表格后，再經集團公司網絡安全平臺，上傳至電務安全生產管理信息系統。系統構成結構圖如圖1所示。

圖1 系統構成結構圖

2 工作流程

（1）手持終端通過4G或WIFI通信方式，連接于電務安全生產管理信息系統，電務安全生產管理信息系統下達電氣特性測試任務。

（2）測試人員登陸手持終端軟件，瀏覽手持終端的測試任務，選擇當前的測試任務。

（3）手持終端通過藍牙接口連接測試儀表。

（4）測試儀表的數據穩定正確后，點擊確認按鈕（或雙擊確認按鈕，連續上傳），上傳至手持終端。

（5）手持終端先選擇測試數據，再選擇對應的測試項目。點擊保存后，生成測試記錄。

（6）測試任務完成后，通過無線連接電務安全生產管理信息系統，提交電氣特性測試數據及相關信息（人員、時間等）至電務安全生產管理信息系統的電氣特性測試模塊，實現測試數據的信息化管理和運用。

3 實現功能

手持終端通過無線連接于電務安全生產管理信息系統，電務安全生產管理信息系統下達測試任務。測試人員在手持終端上瀏覽測試任務，選擇當前的測試任務。手持終端通過藍牙連接測試儀表。測試儀表的數據穩定正確后，點擊確認按鈕，上傳至手持終端。在手持終端的應用軟件上先選擇測試數據，再選擇對應的測試項目，點擊保存后，生成測試記錄。測試項目完成后，通過無線連接電務安全生產管理信息系統，上傳測試數據，完成電特性測試過程的全過程信息化管理。

3.1 電務安全生產管理信息系統電氣特性測試相關功能

3.1.1 新增任務

打開電務安全生產管理信息系統在左側菜單選擇 生產管理→電氣特性→電氣特性任務表，打開菜單之后，點擊右側列表上方的“添加”按鈕，進入添加頁面，用戶需要先選擇車站以及填寫任務名稱，然后選擇下方測試表名稱，選中對應設備后點擊右下角的保存按鈕。

3.1.2 修改任務

用戶只能選擇狀態為任務編制中的任務進行修改，修改時操作方法與上方添加方法一致，先選擇左側測試表名稱，然后選擇右側的具體設備。

3.1.3 發布任務

當任務編制完成后，需要手持終端下載任務時，需要先將此任務狀態變更，選擇一條記錄，點擊上方的“任務編制完成”按鈕，點擊確定之后，任務的狀態會變更為任務編制完成，手持終端可以看到此任務并進行下載。此狀態的任務無法修改與刪除，只能進行“作廢”操作，“作廢”之后的任務無法被手持終端讀取。

3.1.4 任務作廢

選中一條任務點擊列表上方的“作廢”按鈕，如果任務填寫錯誤狀又無法修改時，可以使用此功能，任務完成狀態的任務無法被“作廢”。

3.1.5 任務下載與上傳

此兩項功能需要手持終端（手機）通過集團公司網絡安全平臺連接于電務安全生產管理信息系統上才能進行操作。查看任務下載與上傳完成情況及具體信息

3.1.6 任務完成

當用戶將所有設備測試完并上傳至系統后，可以將此任務的測試結果傳到電氣特性測試記錄表中，用于在系統中查看詳細的測試信息。用戶選中狀態為任務已上傳的任務點擊上方的“任務完成”按鈕，任務狀態將變更為任務已完成，并且無法再對此任務進行操作。

3.2 手持終端應用軟件功能

手持終端應用軟件功能包括任務選擇、藍牙綁定等功能，應用軟件界面如圖2所示。

圖2 應用軟件界面

3.2.1 綁定藍牙設備

在藍牙設備列表中選擇要使用的藍牙設備，首次連接CD96設備，需要先進行藍牙掃描，發現CD96設備后，選中即可，正常連接后，可看到“配對成功”提示。

3.2.2 藍牙連接

在app首頁，點擊右上角藍牙連接按鈕進行連接。

3.2.3 車站選擇

進入系統配置頁面，首先輸入人員名稱，然后點擊選擇車站按鈕，可選擇對應的車站（該步驟需要手持終端采用4G或WIFI通過集團公司網絡安全平臺連接至電務安全生產管理信息系統）。

3.2.4 任務下載

點擊下載數據圖標，進行任務下載。

3.2.5 設備測試

打開測試設備，確保藍牙已連接，在測試設備上測試完畢需要上送數據時，按下確認鍵，此時會將測試數據上傳到APP，并有“滴”的一聲提示音，在APP中即可看到上送的數據。

選擇要使用的測試數據，在對應的測試項上點擊一下，測試值便選用了，并記錄下測試人及測試時間。在數據測試完成后，可查看完成情況，數據匯總如圖3所示。

圖3 數據匯總

3.2.6 任務提交

當測試任務完成后，將手機通過4G、WiFi等通過集團公司的網絡安全平臺接入電務安全生產管理信息系統后可進行任務上傳，點擊提交任務即可。任務上傳成功后，APP會有提示，如上報成功，測試人員可在電務安全生產管理信息系統終端上登錄到電務安全生產管理信息系統中進行確認，對于上傳成功的任務，可在APP中手動刪除本地任務。

3.3 內外網數據傳輸

開發電務安全生產管理信息系統電氣特性接口程序，部署在電務部中心機房（如暫時無獨立服務器，可臨時部署在電務部應用服務器上），接口程序通過辦公網向各段的應用服務器輪詢，在服務器數據發生變化時回傳至接口程序，接口程序將數據組織為文件放置到FTP服務器上；接口程序再對FTP上的電氣特性測試結果文件進行遍歷，尋找修改時間有變化的文件，對文件進行解析，將解析后的測試結果信息回寫至相應電務段的電務安全生產管理信息系統中。

電氣特性測試終端在程序加載后讀取FTP服務器上的賬號密碼文件，如果文件有變化，則下載新文件至本地，作為用戶登錄驗證的數據庫；用戶登錄成功后，根據賬號密碼文件中的所屬工區ID讀取FTP服務器上的機構和車站關系文件，獲取工區下屬車站的列表；用戶選擇車站列表后，根據車站ID讀取FTP服務器上的車站測試任務列表；用戶選擇任務列表中的任務時，根據任務ID讀取FTP服務器上的測試任務文件；用戶在錄入測試結果后，點擊上報按鈕后，將任務測試結果生成文件上傳至FTP服務器上。

3.3.1 接口方式

為保證鐵路信息安全，系統之間的數據接口必須采取安全、可靠、保密的接口方式和訪問許可制度，才能實現對共享數據的調閱。由中國鐵路上海局集團有限公司提供基于互聯網的FTP存儲空間，實現電務安全生產管理信息系統與電氣特性測試終端的數據交互需求，雙方將數據按接口規范分目錄寫入FTP存儲空間中，同時從FTP存儲空間中讀取所需數據。在FTP服務器上建立dtx用戶，建立dtx目錄做為dtx用戶的主目錄，dtx用戶對此目錄有創建目錄、創建文件、刪除文件的權限，電務安全生產管理信息系統和電氣特性測試終端使用dtx用戶向FTP服務器寫入/讀取文件，以實現數據交互的需求，其中FTP服務器上的目錄及文件命名規則參考雙方的接口數據讀寫協議約定。網絡結構圖如圖4所示。

圖4 網絡結構圖

3.3.2 目錄文件存放規范

dtx[根目錄]

njdwdid[段級目錄，共5個]

user.hhkj[賬號密碼文件]

gqid[工區級目錄，約200個]

gq.hhkj[工區信息文件]

czid[車站目錄，1－5個]

cz.hhkj[車站信息文件]

taskid.hhkj[測試任務文件，每個目錄下約30個]

taskid_back.hhkj[測試結果文件，每個目錄下約30個]

目錄結構如圖5所示。

圖5 目錄結構

4 結束語

系統實現了電務電氣特性測試數據的自動錄入的功能，使整個測試過程下達任務、執行測試、數據保存形成閉環化、信息化管理，解決了測試過程中人工傳遞數據的問題，實現了測試工作的無紙化辦公，有效提高了信號設備電特性測試的效率，避免了測試過程中的人為失誤，提升了使用單位對測試數據真實性、準確性的管控能力，有目的的指導運維計劃，提高設備安全穩定運行具有積極意義，具有很高的實用價值。