采用CORBA 結(jié)構(gòu)的機車整備過程模塊設(shè)計

莫易敏，余國景，周廷美，劉 萍

(武漢理工大學(xué) 機電工程學(xué)院，湖北 武漢430070)

隨著我國鐵路機車各項技術(shù)的不斷發(fā)展，機車運用、檢修、整備模式產(chǎn)生了巨大的變化，機務(wù)段機車整備檢修作業(yè)內(nèi)容也變得越來越復(fù)雜［1］。筆者結(jié)合機務(wù)段的實際需求，設(shè)計了基于三層體系結(jié)構(gòu)B/S 模式及CORBA 結(jié)構(gòu)的機車整備過程管理模塊。該模塊不僅符合鐵路部門“大整備”的發(fā)展趨勢，而且有利于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲采集分析，有助于完善機車整備業(yè)務(wù)流程管理，解決機車在整備過程中面臨的許多問題，提高作業(yè)效率和質(zhì)量［2］。

1 整備過程模塊的需求分析

機車整備是出庫(整備場)前需進行的必要供應(yīng)和準(zhǔn)備。機車的整備過程主要包括：機車出入庫，機車輪對檢測，機車受電弓檢測，6A 軸報檢測，HX 機車故障信息，機能試驗，機統(tǒng)-6 活件提報及分析，電子合格證發(fā)放等內(nèi)容。同時，在整備的過程中會根據(jù)機車狀況對其進行相應(yīng)檢修，其內(nèi)容包含3 個部分：I 級修(碎修)業(yè)務(wù)流程;臨修業(yè)務(wù)流程(襄整臨修和北整臨修);小輔修(計劃修)業(yè)務(wù)流程。

新時期的機車整備整合了傳統(tǒng)機車檢修模式下的整備、小輔修等作業(yè)環(huán)節(jié)，相關(guān)的部門人員發(fā)生了巨大的改變，運用、檢修、整備等多個環(huán)節(jié)都逐漸涉及到整備的過程，故需要設(shè)計一套新的整備過程管理模塊來適應(yīng)新的任務(wù)。根據(jù)機務(wù)段的生產(chǎn)作業(yè)情況，繪制了機車整備過程管理流程圖，如圖1 所示。

由圖1 可看出，整備過程是機務(wù)段生產(chǎn)作業(yè)過程的一個重要環(huán)節(jié)，是承接檢修和運用兩個環(huán)節(jié)的重要過程。因此，需要采用成熟的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及計算機軟件技術(shù)，在對現(xiàn)有硬件資源及軟件平臺整合的基礎(chǔ)上，建立一個更安全、更可靠、更靈活和更高效的機車整備過程管理模塊［3］，從而實現(xiàn)以下功能：

(1)機車整備過程的控制。它包括整備機車入庫，JT-6 活件提報，機車輪對檢測，機車受電弓檢測，6A 軸報檢測，HX 機車故障信息，機能試驗，機車電子合格證發(fā)放出庫。

(2)機車整備狀態(tài)的監(jiān)測。它顯示當(dāng)前整備場中機車各項整備環(huán)節(jié)的整備結(jié)果及當(dāng)前機車的活件信息。

(3)機統(tǒng)-6 活件的統(tǒng)計分析。按區(qū)域/機型、專業(yè)/機型、專業(yè)/時間統(tǒng)計整備過程中活件個數(shù)，統(tǒng)計整備過程中活件產(chǎn)生的比率，對比分析，提示工人在整備檢修過程中注意相關(guān)的事項及發(fā)出質(zhì)量預(yù)警通知。

(4)機車整備過程信息共享化。整備過程中相關(guān)作業(yè)部門可以共享整備檢修信息，無紙化統(tǒng)計和上報，網(wǎng)絡(luò)化智能查詢及分析。

(5)系統(tǒng)使用安全。采用嚴(yán)安全設(shè)計管理模式，不同用戶按權(quán)限不同進行不同的操作，確保系統(tǒng)在運行使用過程中數(shù)據(jù)的嚴(yán)密性，安全性，共享性，以及獨立性。

圖1 機務(wù)段機車整備流程圖

2 B/S 模式及CORBA 分布式結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 B/S 模式的設(shè)計

機車整備過程是機務(wù)段機務(wù)工作正常運行的技術(shù)保證，是機車質(zhì)量保證的重要基礎(chǔ)，因此，整備過程管理模塊需向多用戶提供“準(zhǔn)確、及時、全程”的錄入、更新和查詢服務(wù)。故機務(wù)段整備過程包含了多個項目，用戶分布分散而量多。在該情況下，C/S 模式(Client/Server)維護也不方便［4］，且該模式對客戶端機器要求也較高。

B/S(Browser/Server)模式相比于C/S 模式，使用更加靈活。B/S 模式用戶的操作界面主要通過瀏覽器完成。其運行維護非常方便，可以高效地實現(xiàn)不同的用戶以不同的方式(如Internet/Intranet ，WAN 等)從不同的客戶端訪問操作相同的數(shù)據(jù)。

針對機車整備過程的具體需求，在現(xiàn)有硬件平臺的基礎(chǔ)上，設(shè)計了基于B/S 模式的三層體系結(jié)構(gòu)的機車整備過程管理模塊，如圖2 所示。用戶可利用網(wǎng)絡(luò)在機務(wù)段內(nèi)實現(xiàn)對段內(nèi)機車整備過程進行監(jiān)督與控制，及時掌握機車整備過程中的各種檢測結(jié)果，機車的性能，機車活件故障及故障原因等，進而更好地進行機車整備作業(yè)［5］。

2.2 CORBA 分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

公共對象請求代理體系結(jié)構(gòu)CORBA 是對象管理組織(object management group，OMG)為了解決分布式環(huán)境中硬件和軟件的兼容性而提出的一種標(biāo)準(zhǔn)，從而使得面向?qū)ο蟮能浖K具有更高的可移植性及可重用性。

機務(wù)段的整備過程涉及到多個業(yè)務(wù)項目，其中有的業(yè)務(wù)項目已經(jīng)使用了成熟的軟件管理模塊，故而機車整備過程管理模塊的構(gòu)建面臨著不同的網(wǎng)絡(luò)平臺、操作系統(tǒng)、通信協(xié)議及操作語言的兼容性問題。CORBA 技術(shù)為不同類型的硬件設(shè)備提供公共接口，整合機務(wù)段現(xiàn)有的軟件平臺，從而解決機車整備過程管理模塊的“復(fù)雜性”和“多態(tài)性”問題。

圖2 B/S 模式的三層體系結(jié)構(gòu)

3 整備過程管理模塊功能設(shè)計與實現(xiàn)

3.1 機車整備過程管理模塊結(jié)構(gòu)分析

機車整備過程管理模塊主要包含機車整備過程綜合管理，機統(tǒng)-6 管理，機車輪對數(shù)據(jù)管理，以及通過CORBA 協(xié)議接口模式整合接入機車受電弓數(shù)據(jù)管理，機車6A 軸報管理和和諧機車故障信息管理3 個已存在的軟件系統(tǒng)，后3 者為機車整備過程綜合管理提供機車檢測結(jié)果信息。其結(jié)構(gòu)如圖3 所示。

圖3 機車整備過程模塊示意圖

3.2 機車整備過程綜合管理

機車整備過程綜合管理主要功能是實現(xiàn)對機車整備過程信息的共享及過程的控制。當(dāng)機車進入整備場時，機車段管線系統(tǒng)便獲取到機車入庫時間，并發(fā)送至機車整備過程綜合管理模塊，該機車的相關(guān)整備信息便出現(xiàn)在整備過程管理模塊中。機車根據(jù)機型的不同，分別進行輪對檢測、受電弓檢測、6A 軸報檢測、機能試驗，并產(chǎn)生機統(tǒng)-6 報活信息［6-9］。其各項檢測指標(biāo)的最終結(jié)果都實時顯示在機車整備過程綜合管理頁面上，其界面圖如圖4 所示。

圖4 機車整備過程綜合管理操作界面

機車狀態(tài)若是處于整備過程中，則其信息顯示行背景色為紅色。如果機車各項整備指標(biāo)達到要求，則查看該機車的機統(tǒng)-6 活件信息，機統(tǒng)-6 信息查看確認(rèn)后，便可對機車發(fā)放電子合格證，發(fā)證后的機車信息顯示行背景色為綠色。如果機統(tǒng)-6 活件信息查看后，發(fā)現(xiàn)需要檢修，則可發(fā)送“申請檢修”信息到運用科，由其進行扣修并分配給相應(yīng)車間檢修。機車若有電子合格證便可以出庫。機車出庫時，段管線系統(tǒng)讀取其出庫信息，并發(fā)送給整備過程管理模塊。此時，機車整備過程綜合管理操作頁面上該條機車記錄變?yōu)辄S色，24 h之后，該條記錄便不再顯示在操作界面中。

3.3 機統(tǒng)-6 信息管理

機統(tǒng)-6 管理的主要功能是對整備過程中產(chǎn)生的檢修活件進行提報，對提報后失修狀態(tài)為不合格的活件轉(zhuǎn)入質(zhì)量信息處理模塊中進行后續(xù)檢修，對機統(tǒng)-6 活件按時間、專業(yè)和活件提報區(qū)域進行數(shù)量統(tǒng)計，通過統(tǒng)計結(jié)果分析各區(qū)域作業(yè)情況，并預(yù)測一定時間段內(nèi)活件數(shù)量及活件的專業(yè)種類，為檢修部門及工人提供預(yù)測信息及相關(guān)注意事項［10］。

為了統(tǒng)計分析的精確性及可靠性，筆者采用成組技術(shù)(group technology，GT)將機統(tǒng)-6 活件的專業(yè)進行標(biāo)準(zhǔn)化，將其專業(yè)設(shè)計成“專業(yè)-部件-零部件”的三級模式。

3.4 輪對數(shù)據(jù)管理

機車輪對數(shù)據(jù)主要包括輪對自動檢測數(shù)據(jù)和人工檢測數(shù)據(jù)兩個部分。輪對數(shù)據(jù)管理是將這兩部分?jǐn)?shù)據(jù)錄入到數(shù)據(jù)庫中。輪對的數(shù)據(jù)主要是指輪緣12 處關(guān)鍵部位的磨耗和踏面12 處關(guān)鍵部位的厚度數(shù)據(jù)。并且對輪緣和磨耗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，按照其趨勢圖分析輪對的使用情況是否良好并預(yù)測其出現(xiàn)故障的可能性。輪對數(shù)據(jù)管理界面圖如圖5 所示。

圖5 輪對數(shù)據(jù)管理界面

4 結(jié)論

近年來，計算機技術(shù)在機車整備檢修過程管理中應(yīng)用越來越廣泛，所設(shè)計的一種基于B/S 模式的整備過程管理系統(tǒng)，對于促進信息流轉(zhuǎn)及時準(zhǔn)確，提高作業(yè)工人工作效率，分析預(yù)測活件故障類型及故障原因起到了良好的作用。

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