模塊化機車電子圖庫及機車動態(tài)信息系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用

張中央，張鐵竹，徐傳波

(鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 450052)

0 引言

一臺機車從出廠到報廢，要經(jīng)過多次的修理和改造，實際線路和當初的圖紙會有很大差異，機車原始圖紙就失去了應(yīng)有的作用。長期以來，解決這個問題的方法就是用車單位根據(jù)每次加裝改造情況為機車重新繪制圖紙，但是手工制圖是相當費力和不規(guī)范的，不利于快速傳播，也不利于教學(xué)和培訓(xùn)。要使機車圖紙能發(fā)揮更大作用，使技術(shù)改造、工藝改進、相關(guān)設(shè)計變更能夠更快更好地得到推廣和共享，充分利用基層站段、班組計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，機車圖紙電子模塊化是重要途徑之一。但是，目前各鐵路局沒有相關(guān)的、專用的、統(tǒng)一的、規(guī)范的電子模塊化機車圖紙。為此我們立項開發(fā)制作了韶山型系列電力機車模塊化電子圖庫。通過數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，用車單位可以為每臺機車建立動態(tài)的圖紙，做到一車多圖，一修一圖，使用車單位可以迅速及時地掌握每臺機車的最新情況。同時，依照機車電子圖紙，把每次維修過程詳細記錄下來，包括更換的配件、損壞的部位、損壞的原因、改進的方法和措施等，使它和機車圖紙配合形成完整的數(shù)據(jù)資料庫。機務(wù)段可以利用這些資料為日后機車的維修和運用服務(wù)，機車專業(yè)教學(xué)和職工培訓(xùn)則可以利用多媒體教學(xué)手段把機車最新、最完整的技術(shù)資料直接展現(xiàn)出來。

1 項目功能和實現(xiàn)目標

1．1 指導(dǎo)機車檢修維護業(yè)務(wù)

我們采用的是動態(tài)機車配置資料和機車圖紙。這樣，我們在日常的維修業(yè)務(wù)中可以很方便地掌握機車的最真實狀態(tài)，為維修工作提供可靠真實的技術(shù)資料，可以更好地解決專車只能專人維修的問題，使機車維修工作標準化、規(guī)范化。

1．2 利用歷史記錄形成專家診斷系統(tǒng)，快速指導(dǎo)維修

對一臺機車歷次形成的資料庫進行匯總和統(tǒng)計分析，尋找出機車容易損壞的部位和零件，給出處理指導(dǎo)意見。由于每個機務(wù)段所處的地域、擔當交路、氣候條件等差異，造成機車容易受損部位不同。本系統(tǒng)依據(jù)統(tǒng)計學(xué)原理，根據(jù)所收集的數(shù)據(jù)自動生成維修指導(dǎo)方案，形成專家診斷系統(tǒng)，讓維修技術(shù)人員可以快速查出故障部位、受損原因，得出解決方案，提高維修效率。

1．3 快速確定檢查重點

利用已有數(shù)據(jù)，分析出機車質(zhì)量薄弱環(huán)節(jié)，定期生成評估報告和檢查重點，使維修工作具有前瞻性、預(yù)見性。例如:由于冬天和夏天溫度的差異造成機車容易損壞部位也不同，利用本系統(tǒng)在不同季節(jié)體現(xiàn)不同檢查重點，做到防患于未然。

1．4 信息匯總和統(tǒng)計，資源共享

本系統(tǒng)是基于計算機網(wǎng)絡(luò)的，采用B/S方式，路局總工室可以定期得到各基層部門的數(shù)據(jù)報告，在路局一級有關(guān)部門把這些資料作進一步的匯總、分析，提煉總結(jié)出基層站段先進的維修方法、技術(shù)、工藝等，使這些先進的方法、工藝在鐵路行業(yè)盡快推廣應(yīng)用，發(fā)揮效益。

1．5 為職工培訓(xùn)和專業(yè)教學(xué)提供最新資料

職工培訓(xùn)需要最新的資料和圖紙，鐵路機車專業(yè)教學(xué)也同樣需要。有了各種機車的電子模塊化圖紙，稍作加工就可借助多媒體教學(xué)設(shè)備直接展現(xiàn)，省去了專門開發(fā)或購買多媒體教學(xué)課件的投資。

1．6 節(jié)約資源、人力

模塊化電子圖庫不僅省時省力，還可以節(jié)約大量的紙張，真正實現(xiàn)無紙化辦公。

2 研究內(nèi)容

2．1 對各型機車的構(gòu)成部件進行分類、繪制

對SS3B、SS4、SS4改、SS7E型等機車的構(gòu)成部件按照統(tǒng)一標準進行分類，建立電力機車主要元器件、部件模塊庫。

2．2 對線路原理圖進行電子模塊化處理

利用AutoCAD2002以上版本的應(yīng)用軟件實現(xiàn)SS3B、SS4、SS4 改、SS7E 等機車的主、輔、控、電、制動管路、接線端子系統(tǒng)等線路原理圖電子模塊化。

2．3 建立信息管理系統(tǒng)

本系統(tǒng)采用目前流行的制圖工具AutoCAD，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)資料和相關(guān)圖紙，以車型為單位進行分類，嚴格依照機車圖紙，把每次維修過程詳細記錄保存。包括更換的元器件、損壞的部位、損壞的原因、改進的方法、改動的線路(管路)等，可以方便地查找更改圖紙，還建立了全面詳細的動態(tài)機車零、部件庫，隨時添加新加裝的設(shè)備原理和裝配圖紙。使它們和機車圖紙配合形成完整的數(shù)據(jù)資料庫，形成機車故障信息庫，利用這些資料為日后的維修和行車服務(wù)。

2．4 系統(tǒng)構(gòu)成及完成功能

本系統(tǒng)框架如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)構(gòu)成和功能框圖

2．4．1 車間班組

(1)檢修人員根據(jù)故障類型向系統(tǒng)提交幫助請求，系統(tǒng)根據(jù)已有數(shù)據(jù)資料分析出可能的故障原因。例如，工人向系統(tǒng)提交“SS3B氣囊受電弓無法升弓”，系統(tǒng)根據(jù)請求給出以下提示和分析指導(dǎo):

電路原因:a．電磁閥不得電

b．門聯(lián)鎖故障(或門未關(guān)好)

氣路原因:a．風(fēng)壓不足360kPa

b．調(diào)壓閥故障

責任班組:a．整備場作業(yè)時，為行修組

b．庫內(nèi)作業(yè)時，為空壓機組

所有原因按出現(xiàn)機率大小降序排列，維修人員根據(jù)提示信息做出判斷，實現(xiàn)快速處理故障。

(2)檢修人員從系統(tǒng)中提出最近一次該機車的圖紙和該部位的模塊化圖紙，根據(jù)實際情況和系統(tǒng)的指導(dǎo)意見確定故障后，系統(tǒng)會進一步的告訴檢修人員解決方法，確定維修方案，最終排除故障。

(3)填寫維修記錄，把故障類型、更換部件、故障原因、更改后的圖紙、排除故障方法等數(shù)據(jù)記錄在案，為以后的工作積累資料和經(jīng)驗。

2．4．2 入庫檢查

工作人員根據(jù)系統(tǒng)的提示，確定檢查工作重點，有側(cè)重地進行入庫檢查，發(fā)現(xiàn)故障。

2．4．3 檢修車間和技術(shù)科

系統(tǒng)根據(jù)檢修工作中積累起來的數(shù)據(jù)，經(jīng)統(tǒng)計、分析得出檢修評估報告，該報告會顯示機車易發(fā)故障部位、故障類型、導(dǎo)致故障的原因，以及哪些配件返修率高，哪種方法排除故障最優(yōu)，為下一步的檢修工作做出數(shù)據(jù)統(tǒng)計資料。技術(shù)科根據(jù)車間班組維修工作情況，進一步修改模塊化圖紙，上報段數(shù)據(jù)資料中心，通過局域網(wǎng)發(fā)布，檢修人員在班組計算機上就得到最新圖紙資料，為今后維修工作提供依據(jù)和幫助。

2．4．4 車間領(lǐng)導(dǎo)和段領(lǐng)導(dǎo)

車間領(lǐng)導(dǎo)和段領(lǐng)導(dǎo)通過數(shù)據(jù)中心統(tǒng)計和分析過的數(shù)據(jù)，可以清楚全面地了解檢修工作中的重點、技改項目和圖紙修改結(jié)果，提高工作效率。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)方案及采用技術(shù)

數(shù)據(jù)庫采用Microsoft SQLServer 2000，利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)，采用B/S架構(gòu)，具有多用戶、分權(quán)限管理的功能。

機車電子圖紙繪制采用目前流行最廣，使用率最高的制圖工具AutoCAD制作?？梢院芊奖愕夭檎?、修改圖紙，本系統(tǒng)還建立了全面詳細的機車零部件、電子元器件庫，隨著新車型的出現(xiàn)，還能不停地把新的零、部件添加到圖庫中。

(1)利用AutoCAD2002以上版本的應(yīng)用軟件實現(xiàn)機車主、輔、控、電、制動管路、接線端子系統(tǒng)等線路原理圖電子模塊化，形成機車電子圖庫。

(2)對機車的構(gòu)成部件進行分類。

(3)對電力機車主要元器件、部件建立模塊庫。

(4)對電子化圖紙實現(xiàn)刪除、添加、修改、保存、插入、打印等功能。

(5)制作統(tǒng)一的操作界面，使機車模塊化電子圖紙在新技術(shù)、新產(chǎn)品、新設(shè)備、新工藝的應(yīng)用中，能夠更快更好地得到推廣和共享。

(6)使機車模塊化電子圖庫能夠記錄歷次機車技術(shù)改造、更新信息，留下修改痕跡及修改原因和故障記錄信息，更好服務(wù)于專業(yè)工程技術(shù)人員和檢修、運用職工的日常工作和業(yè)務(wù)培訓(xùn)。

應(yīng)用本系統(tǒng)開發(fā)的SS7E型機車電子圖紙與動態(tài)信息庫目錄頁面如圖2所示。

圖2 機車模塊化電子圖紙與動態(tài)信息庫樣例

4 結(jié)論

研發(fā)過程中多次到相關(guān)機務(wù)段不同機車上實際考察調(diào)研，收集各型機車歷次修改資料，整理匯總，為機車技術(shù)改造和圖紙修改軌跡提供了詳實的資料。所開發(fā)的模塊化機車標準電子圖庫已在新豐鎮(zhèn)機務(wù)段、安康機務(wù)段、鄭州機務(wù)段等單位應(yīng)用，同時也應(yīng)用于鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院鐵道機車專業(yè)“機車電傳動系統(tǒng)”、“機車制動機”、“機車構(gòu)造”等課程教學(xué)，該系統(tǒng)為機車圖紙繪制、保存、修改、動態(tài)信息記錄、故障處理和專業(yè)教學(xué)、培訓(xùn)提供了新的途徑。

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