動(dòng)車組故障檢修數(shù)據(jù)處理技術(shù)分析及應(yīng)用探討

陸磊

摘要：本文將從數(shù)據(jù)處理定義的角度出發(fā)，闡述數(shù)據(jù)處理技術(shù)在動(dòng)車組故障檢修中起到的作用，進(jìn)而指出動(dòng)車組故障檢修數(shù)據(jù)處理技術(shù)的應(yīng)用，以期為有關(guān)部門的故障檢修工作提供參考。

關(guān)鍵詞：動(dòng)車組；故障檢修；數(shù)據(jù)處理技術(shù)

引言：

伴隨我國網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)水平的不斷提升，高速鐵路事業(yè)的快速發(fā)展，民眾的生活也已得到了極大的提升，出行更加便利。動(dòng)車組的故障檢修工作對于我國高速鐵路日常的安全運(yùn)行具有極重要的意義，因此將數(shù)據(jù)處理技術(shù)與動(dòng)車組故障檢修工作進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，能夠?yàn)閯?dòng)車組的運(yùn)行提供檢修以及安全保障。

1數(shù)據(jù)處理定義

數(shù)據(jù)是一種對指令、事實(shí)以及概念等進(jìn)行表達(dá)的形式，通?？梢酝ㄟ^人為或者相關(guān)的自動(dòng)化程序、技術(shù)處理[1]。通常情況下，當(dāng)賦予數(shù)據(jù)某些意義或者對其進(jìn)行解釋后，數(shù)據(jù)即成為了信息。

數(shù)據(jù)處理即一種采集、儲(chǔ)存、檢索、轉(zhuǎn)換、傳輸以及加工數(shù)據(jù)的過程，其主要目的為從數(shù)量龐大、較抽象、混亂的數(shù)據(jù)之中采集、提取并分析、導(dǎo)出對人們有意義、價(jià)值的重要數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理技術(shù)在自動(dòng)化控制以及系統(tǒng)工程中占據(jù)了重要的地位，在人們?nèi)粘Ｉ钪袔缀蹼S處可見，對人類的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。

2數(shù)據(jù)處理技術(shù)在動(dòng)車組故障檢修中的作用

2.1使動(dòng)車組數(shù)據(jù)的分析更完善

數(shù)據(jù)處理技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，可以幫助有關(guān)部門動(dòng)態(tài)監(jiān)控動(dòng)車組在工作以及靜止階段的各項(xiàng)參數(shù)，并且會(huì)在第一時(shí)間把各項(xiàng)數(shù)據(jù)上傳到相關(guān)系統(tǒng)，以供檢修人員查看，進(jìn)而使檢修人員對動(dòng)車組數(shù)據(jù)的分析更及時(shí)、準(zhǔn)確且完善。

2.2為動(dòng)車組運(yùn)行提供安全保障

動(dòng)車組故障檢修工作的首要任務(wù)為動(dòng)車組的日常運(yùn)行提供可靠、安全的保障，從而幫相關(guān)工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理問題，進(jìn)而提升故障檢修工作的整體質(zhì)量以及效率。

（1）檢修人員可以借助數(shù)據(jù)處理技術(shù)對動(dòng)車組的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行采集、分析，從而對各零件以及動(dòng)車組整體狀況進(jìn)行全面分析，進(jìn)而為動(dòng)車組的改進(jìn)、優(yōu)化提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)參考。

（2）檢修人員能夠通過數(shù)據(jù)處理技術(shù)動(dòng)態(tài)監(jiān)控動(dòng)車組在工作以及靜止階段的各項(xiàng)參數(shù)，且此項(xiàng)技術(shù)可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行主動(dòng)分析，一旦出現(xiàn)異?；蛘吖收?，便會(huì)及時(shí)反饋給檢修人員，使檢修人員及時(shí)對異?；蛘吖收线M(jìn)行處理。

2.3使動(dòng)車組日常檢修得以強(qiáng)化

在動(dòng)車組的日常運(yùn)行階段，其所處外部環(huán)境具有不確定性，加之軌道自身也會(huì)對動(dòng)車組產(chǎn)生一定程度的影響，極易導(dǎo)致動(dòng)車組的部分零件受損，進(jìn)而引起故障。數(shù)據(jù)處理技術(shù)的及時(shí)引用可以幫助檢修人員根據(jù)各項(xiàng)參數(shù)的變化判斷零件是否受損，進(jìn)而分析出發(fā)生故障的可能性、并確定受損點(diǎn)，不僅緩解了檢修人員的工作壓力，也提升了整體故障檢修工作的質(zhì)量以及效率。

3動(dòng)車組故障檢修數(shù)據(jù)處理技術(shù)的應(yīng)用

3.1成功案例

數(shù)據(jù)處理技術(shù)被應(yīng)用到動(dòng)車組的故障檢修工作中，可以最大限度地提升軌道交通的運(yùn)營安全水平。如今，各大世界知名企業(yè)都在致力于將更先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理技術(shù)應(yīng)用到動(dòng)車組的日常故障檢修工作中，例如德國的西門子公司便依托著名的Mindsphere平臺(tái)（已經(jīng)有手機(jī)APP，方便檢修人員隨時(shí)隨地進(jìn)行查看，全面借助數(shù)據(jù)處理技術(shù)以及人工智能技術(shù)使動(dòng)車組數(shù)字化、智能化，為故障檢修工作提供了可靠保障。

除此之外，阿爾斯通也已經(jīng)開發(fā)出了HealthHub系統(tǒng)，對動(dòng)車組及其基礎(chǔ)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，并對動(dòng)車組關(guān)鍵部位的健康狀態(tài)及其剩余的壽命等進(jìn)行動(dòng)態(tài)的評估，從而極大地優(yōu)化了動(dòng)車組的故障檢修工作。與此同時(shí)，阿爾斯通在應(yīng)用HealthHub系統(tǒng)之后，其檢修、維護(hù)成本節(jié)約了15%，而耗時(shí)也減少了85%。通過數(shù)據(jù)可知，數(shù)據(jù)處理技術(shù)的應(yīng)用，不僅能夠提升故障檢修工作的整體效率，更能夠?yàn)槠髽I(yè)節(jié)約客觀的成本，從而最大限度地實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

3.2OracleXMLDB技術(shù)

OracleXMLDB是如今相對更加完善的一種XML關(guān)系數(shù)據(jù)技術(shù)，可以提供性能更高的XML檢索以及存儲(chǔ)技術(shù)，并且為XML數(shù)據(jù)的管理以及儲(chǔ)存提供了獨(dú)立的編程語言、存儲(chǔ)以及內(nèi)容基本架構(gòu)。OracleXMLDB技術(shù)可以把W3CXML的數(shù)據(jù)模型充分集成于Oracle數(shù)據(jù)庫。除此之外，在OracleXMLDB技術(shù)中，儲(chǔ)存XML數(shù)據(jù)的方式主要有以下三類，即混合儲(chǔ)存、結(jié)構(gòu)化儲(chǔ)存以及非結(jié)構(gòu)化儲(chǔ)存。在實(shí)際工作中，工作人員必須嚴(yán)格按照實(shí)際數(shù)據(jù)選擇XML數(shù)據(jù)的最佳存儲(chǔ)模式。

3.3動(dòng)車組運(yùn)行故障圖像檢測系統(tǒng)

動(dòng)車組運(yùn)行故障圖像檢測系統(tǒng)（TEDS），主要借助鐵路邊的高速攝像頭拍攝運(yùn)行階段動(dòng)車組的轉(zhuǎn)向架、車體底部、車端連接以及側(cè)部裙板等處的圖像，隨后實(shí)時(shí)地將這些圖像數(shù)據(jù)傳送回相應(yīng)的管控中心，使檢修人員對動(dòng)車組進(jìn)行分析，對故障進(jìn)行判斷。此系統(tǒng)主要由網(wǎng)絡(luò)傳輸、探測站以及監(jiān)控復(fù)示中心組成，如圖2所示。TEDS系統(tǒng)可以有效幫助分析人員借助智能系統(tǒng)對動(dòng)車組的動(dòng)態(tài)階段進(jìn)行監(jiān)控、分析，最終幫助檢修人員對動(dòng)車組動(dòng)、靜兩個(gè)階段進(jìn)行故障檢修工作，從而全面發(fā)現(xiàn)并及時(shí)處理各類型的動(dòng)車組安全隱患，為動(dòng)車組的提倡運(yùn)行提供了安全保障[2]。

3.4以XMLSchema為基礎(chǔ)的映射

在實(shí)際XML數(shù)據(jù)中，XMLSchema可以為建立XML文檔提供必備框架，從而對同一XML文檔不同屬性以及元素的數(shù)據(jù)類別、有效建立以及出現(xiàn)次數(shù)的限制加以詳細(xì)的說明。如今，以XMLSchema為基礎(chǔ)的映射主要有以下兩大算法，即直接映像算法以及對象關(guān)系映像算法。其中的直接映射算法，主要是通過構(gòu)建一系列映像的規(guī)則，把Schema所定義的各種嵌套關(guān)系、屬性以及元素等映像成相應(yīng)關(guān)系形式的對象。以XMLSchema為基礎(chǔ)的關(guān)系映射主要由以下兩部分構(gòu)成相應(yīng)算法：

①通過DOM解析XMLSchema數(shù)據(jù)的有關(guān)文檔，進(jìn)而形成“DOM樹”，并遍歷此DOM樹，在此過程中對每個(gè)節(jié)點(diǎn)都生成相應(yīng)對象。在遍歷結(jié)束之后，會(huì)生成相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的對象樹；

②遍歷生成的相應(yīng)節(jié)點(diǎn)對象樹，在此過程中調(diào)用不同節(jié)點(diǎn)的映射函數(shù)，隨后會(huì)生成對應(yīng)SQL語句，證明關(guān)系映射順利完成。

結(jié)論：

總體而言，未來我國的軌道交通將朝著更加高效、安全、智能以及綠色的方向發(fā)展，將大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)以及人工智能等先進(jìn)技術(shù)和軌道交通有機(jī)結(jié)合將會(huì)是大勢所趨。因此，有關(guān)部門必須致力于深入掌握數(shù)據(jù)處理技術(shù)，并科學(xué)地將其應(yīng)用到動(dòng)車組故障檢修工作中來，從而實(shí)現(xiàn)此工作環(huán)節(jié)的信息化。

參考文獻(xiàn)

[1]吳琛.基于圖像處理的動(dòng)車組走行部故障檢測方法研究[D].西南交通大學(xué)，2018.

[2]張敏，張寧.動(dòng)車組故障檢修數(shù)據(jù)處理技術(shù)研究與應(yīng)用[J].鐵路計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2018，27（01）：12-16+21.

（作者單位：中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司南京動(dòng)車段）