基于HMIS運(yùn)用子系統(tǒng)的綜合應(yīng)用研究與設(shè)計

馬洪洋，錢 琳

（1.中國鐵路北京局集團(tuán)有限公司 豐臺車輛段，北京 100070；2.中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司，北京 100081）

鐵路列檢技術(shù)作業(yè)是鐵路貨車運(yùn)用維修（簡稱：貨車運(yùn)用）工作的基本單位，是確保鐵路運(yùn)輸安全和暢通的重要環(huán)節(jié)。目前，車輛應(yīng)用部門推廣了鐵路貨車信息技術(shù)管理系統(tǒng)（簡稱：HMIS）、鐵路車輛運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)[1]（包括車輛軸溫智能探測系統(tǒng)[2]（THDS）、車輛運(yùn)行品質(zhì)軌邊動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)（TPDS）、貨車故障軌邊圖像檢測系統(tǒng)（TFDS）、車輛滾動軸承故障軌邊聲學(xué)診斷系統(tǒng)（TADS）等）、車號識別系統(tǒng)[3]（ATIS）等，這些系統(tǒng)的實(shí)施為鐵路貨車運(yùn)用管理提供了大量的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，滿足了鐵路列檢技術(shù)作業(yè)管理的基本需要。

隨著鐵路貨車運(yùn)輸組織效率和安全保障要求的不斷提高，列檢技術(shù)作業(yè)作為行車安全中的重要一環(huán)，也提出了更高的要求。但在列檢實(shí)際工作針對列車作業(yè)提示、操作和組織、安全監(jiān)控和預(yù)警、故障預(yù)測等方面仍然存在著一系列亟待解決的問題。

為適應(yīng)新形勢下的鐵路貨車運(yùn)用管理需求，推進(jìn)貨車系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享和綜合應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)貨車健康管理（PHM）在故障預(yù)測方面的實(shí)際應(yīng)用[4]，迫切需要引入先進(jìn)的信息處理與集成技術(shù)，提高HMIS運(yùn)用子系統(tǒng)綜合應(yīng)用。以HMIS運(yùn)用子系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過對列檢技術(shù)作業(yè)相關(guān)的車輛運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)、鐵路運(yùn)輸信息集成平臺[5]、網(wǎng)絡(luò)扣車系統(tǒng)[6]等進(jìn)行資源整合、信息共享、數(shù)據(jù)集成，升級HMIS運(yùn)用子系統(tǒng)，強(qiáng)化綜合應(yīng)用，按列檢“一班、一列、一輛”的標(biāo)準(zhǔn)化流程指導(dǎo)列檢技術(shù)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)列檢作業(yè)全過程的管控和規(guī)范化管理,為列檢相關(guān)人員提供完整的信息服務(wù)支撐，在減輕勞動強(qiáng)度的同時提高列檢作業(yè)質(zhì)量，確保鐵路車輛運(yùn)輸安全。

1 研究內(nèi)容

通過利用各系統(tǒng)間的信息集成，流程優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)如下的研究目標(biāo)：

（1）實(shí)時接入列檢作業(yè)場入口THDS設(shè)備探測列車車輛及報警信息[7]，作為列檢作業(yè)場實(shí)際接入列車車輛的依據(jù)。

（2）實(shí)現(xiàn)貨車健康管理PHM在故障預(yù)測方面的應(yīng)用，以列檢作業(yè)場入口THDS探測列車車輛為主線進(jìn)行報警車、到過期車、源頭質(zhì)量重點(diǎn)車以及車輛空重、發(fā)到站、品名等貨車裝載信息集成，為值班員提供完整的生產(chǎn)組織、作業(yè)監(jiān)控管理等信息服務(wù)支撐，減少用戶在不同系統(tǒng)上的多次操作，實(shí)現(xiàn)一次錄入、信息共享。

（3）結(jié)合《鐵路貨車運(yùn)用維修規(guī)程》[8]（簡稱：《運(yùn)規(guī)》），進(jìn)行車輛運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)綜合報警評判，方便列檢作業(yè)場更加有針對性的開展技檢作業(yè)，提高列檢作業(yè)效率。

（4）實(shí)現(xiàn)列檢作業(yè)場級TPDS、TADS、THDS復(fù)示終端的整合，實(shí)現(xiàn)報警車輛信息一次錄入，車輛運(yùn)行安全監(jiān)控各專項(xiàng)系統(tǒng)與HMIS運(yùn)用子系統(tǒng)的信息共享、實(shí)現(xiàn)報警處理閉環(huán)控制。

（5）實(shí)現(xiàn)與作業(yè)場級網(wǎng)絡(luò)扣車系統(tǒng)的整合應(yīng)用，在運(yùn)用子系統(tǒng)中進(jìn)行調(diào)令申請、獲取審批。

（6）按照“一班、一列、一輛”的生產(chǎn)組織流程和標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)列檢技術(shù)作業(yè)全過程實(shí)時監(jiān)控與規(guī)范化管理，提高對列檢班組人員、作業(yè)質(zhì)量、作業(yè)組織、生產(chǎn)指揮的精細(xì)化管理程度。

（7）通過系統(tǒng)間的信息整合，加強(qiáng)對數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、及時性、完整性的校驗(yàn)，為貨車運(yùn)用管理提供更加及時準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和決策依據(jù)。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 架構(gòu)設(shè)計

本系統(tǒng)涉及到多個相關(guān)既有系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)信息的整合提升，系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。

2.2 數(shù)據(jù)流程設(shè)計

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

在鐵路總公司，通過與HMIS系統(tǒng)、車輛運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)扣車系統(tǒng)、鐵路運(yùn)輸集成平臺進(jìn)行信息交互，實(shí)時接入或調(diào)用THDS、TPDS、TADS檢測報警及核實(shí)處理信息、檢修到過期車及車輛前次定檢信息、報警車輛貨車裝載及發(fā)到信息、檢修車調(diào)令申請信息、始發(fā)列車編組信息，形成全路待處理的安全監(jiān)控報警車輛、檢修到過期車輛、源頭質(zhì)量等重點(diǎn)車輛名單。

在鐵路局，通過與車輛運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行信息交互，實(shí)時接入列檢作業(yè)場入口THDS信息進(jìn)行列車追蹤，并且自動與鐵路總公司全路待處理車輛名單進(jìn)行匹配，同時結(jié)合列檢作業(yè)場的實(shí)際列車接車信息，按需推送列檢作業(yè)場集成信息；并且向鐵路運(yùn)輸集成平臺及時反饋扣車、關(guān)門車信息。

在列檢作業(yè)場，通過對現(xiàn)有HMIS運(yùn)用子系統(tǒng)、THDS復(fù)示終端、TPDS復(fù)示終端、TADS復(fù)示終端、網(wǎng)絡(luò)扣車系統(tǒng)等進(jìn)行資源整合、信息共享、數(shù)據(jù)集成、綜合應(yīng)用，同時實(shí)現(xiàn)與鐵路局、鐵路總公司之間的信息交互及接口調(diào)用，為列檢作業(yè)場相關(guān)人員提供及時、完整的信息服務(wù)支撐。

數(shù)據(jù)流程圖如圖2所示。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 功能實(shí)現(xiàn)

3.1.1 列車跟蹤按需集成預(yù)報

列車跟蹤及按需集成預(yù)報方式主要實(shí)現(xiàn)流程，如圖3所示。

圖2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)流程設(shè)計圖

（1）將全路THDS、TPDS、TADS監(jiān)測報警信息以及各列檢作業(yè)場的反饋處理信息實(shí)時上傳至鐵路總公司[9]，進(jìn)行報警車輛閉環(huán)銷號處理及更新，在此過程中結(jié)合了站修作業(yè)場、車輛段、車輛工廠等多源的報警處置信息。

（2）在鐵路總公司實(shí)時建立全路未處理TPDS踏面損傷、TPDS運(yùn)行狀態(tài)不良、TADS一級及聯(lián)網(wǎng)扣車報警車輛名單，并且根據(jù)綜合預(yù)警評判模型實(shí)時進(jìn)行車輛綜合預(yù)警評判。同時，在鐵路總公司建立全路檢修車到過期車輛、專項(xiàng)整治重點(diǎn)車輛名單。

（3）將鐵路總公司運(yùn)行安全監(jiān)控報警[10]、檢修到過期車輛、重點(diǎn)車輛等信息實(shí)時下發(fā)到各鐵路局。

（4）借助于THDS進(jìn)行列車追蹤監(jiān)控，實(shí)時進(jìn)行THDS檢測列車與運(yùn)行安全監(jiān)控報警車輛、檢修到過期車輛、重點(diǎn)車輛的自動匹配，匹配成功后以THDS列車車輛為主線進(jìn)行報警車輛、檢修到過期車輛、源頭質(zhì)量重點(diǎn)車以及車輛空重、發(fā)到站、品名等貨車裝載信息集成。

（5）結(jié)合列檢作業(yè)場實(shí)際接車信息，將列輛綜合集成信息預(yù)報到即將到達(dá)的列檢作業(yè)場，實(shí)現(xiàn)車輛按需、自動、集成預(yù)報和閉環(huán)反饋管理。

3.1.2 車輛運(yùn)行安全監(jiān)測綜合預(yù)警

在執(zhí)行既有預(yù)報標(biāo)準(zhǔn)的處置基礎(chǔ)上，對符合下列條件的鐵路貨車預(yù)報車輛運(yùn)行安全監(jiān)測進(jìn)行綜合預(yù)警評判，從而有針對性地指導(dǎo)列檢技術(shù)作業(yè)，在保障鐵路車輛運(yùn)行安全的基礎(chǔ)上提高列檢作業(yè)場檢車效率。

（1）THDS預(yù)報微熱及以上報警，且往前30日內(nèi)同輛同輪（軸）位TPDS預(yù)報踏面損傷三級及以上，同輛同輪（軸）位TADS預(yù)報三級及以上或同輛同輪（軸）位TFDS預(yù)報軸承甩油且未換輪的報警。

圖3 列車跟蹤按需集成預(yù)報圖

（2）TPDS預(yù)報踏面損傷三級及以上報警，且往前30日內(nèi)同輛同輪（軸）位TADS預(yù)報三級及以上，同輛同輪（軸）位THDS預(yù)報微熱及以上或同輛同輪（軸）位TFDS預(yù)報軸承甩油且未換輪的報警。

（3）TADS預(yù)報三級及以上報警，且往前30日內(nèi)同輛同輪（軸）位TPDS預(yù)報踏面損傷三級及以上，同輛同輪（軸）位THDS預(yù)報微熱及以上或同輛同輪（軸）位TFDS預(yù)報軸承甩油且未換輪的報警。

3.1.3 標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程卡控

結(jié)合列檢技術(shù)作業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用需求，集成列檢技術(shù)作業(yè)相關(guān)的信息，按照列檢“一班、一列、一輛”的組織標(biāo)準(zhǔn)和列檢作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，提出鐵路列檢技術(shù)作業(yè)的規(guī)范化業(yè)務(wù)流程設(shè)計：

（1）列檢值班員和檢車工長進(jìn)行交接班，包括當(dāng)天班組人員確認(rèn)、設(shè)備交接、工作移交、工作量交接等內(nèi)容，并且由檢車工長對當(dāng)天班組檢車員進(jìn)行作業(yè)分工。

（2）列檢值班員根據(jù)車站站調(diào)通知、結(jié)合列檢作業(yè)場前方THDS監(jiān)測過車信息，制定列檢作業(yè)計劃，進(jìn)行作業(yè)派班及人員占位安排，以便提前準(zhǔn)備作業(yè)。

（3）對于確認(rèn)到達(dá)列檢作業(yè)場的列車車輛，系統(tǒng)按列車車輛集成展示報警車輛、檢修到過期車輛、源頭質(zhì)量重點(diǎn)車以及車輛空重、發(fā)到站、品名等貨車裝載信息。

（4）系統(tǒng)自動根據(jù)現(xiàn)場班組人員站位情況生成派工單，由列檢值班員向檢車員派發(fā)工單。

（5）檢車員利用待檢室終端或手持終端接收作業(yè)任務(wù)，進(jìn)行技術(shù)作業(yè)信息的反饋和報警車輛信息的確認(rèn)反饋，由檢車工長進(jìn)行車輛故障鑒定。

（6）列檢值班員監(jiān)控列檢技術(shù)作業(yè)進(jìn)度，并對作業(yè)信息和報警車輛核實(shí)處理信息進(jìn)行確認(rèn)。

3.1.4 列檢作業(yè)全車號信息采集

HMIS運(yùn)用子系統(tǒng)升級后，能夠?qū)崿F(xiàn)列檢始發(fā)、到達(dá)、中轉(zhuǎn)作業(yè)全車號信息采集，為列檢作業(yè)場標(biāo)準(zhǔn)化貨車質(zhì)量管控和評價奠定基礎(chǔ)，同時也為作業(yè)場差異化結(jié)算奠定基礎(chǔ)。其中，到達(dá)、中轉(zhuǎn)列車通過入口THDS列輛獲取全車號信息；始發(fā)列車通過運(yùn)輸集成平臺獲取列車編組信息。

3.1.5 既有應(yīng)用系統(tǒng)整合應(yīng)用

對列檢作業(yè)相關(guān)的車輛運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)扣車系統(tǒng)、運(yùn)輸集成平臺進(jìn)行信息共享和整合應(yīng)用，減少多系統(tǒng)、多頁面切換，實(shí)現(xiàn)一次錄入、信息共享，發(fā)揮信息資源綜合應(yīng)用價值，提高列檢作業(yè)效率。

3.1.6 作業(yè)終端整合及規(guī)范數(shù)據(jù)接口

對列檢作業(yè)場值班員、THDS、TPDS、TADS等作業(yè)終端進(jìn)行整合，規(guī)范與各相關(guān)系統(tǒng)、設(shè)備接口，同時統(tǒng)一制定與手持機(jī)終端、集控脫軌器、列車制動機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口。

3.2 接口實(shí)現(xiàn)

信息接口是HMIS運(yùn)用子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接入的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，是實(shí)現(xiàn)信息共享和信息綜合利用的基礎(chǔ)。HMIS運(yùn)用子系統(tǒng)與相關(guān)信息系統(tǒng)采用服務(wù)共享方式，通過統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，利用接口表、WebService服務(wù)等方式進(jìn)行信息共享與交換，支持列車制動機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)、集控脫軌器等自動化設(shè)備的接入。與鐵路總公司HMIS系統(tǒng)接口如表1所示。與網(wǎng)絡(luò)扣車系統(tǒng)接口如表2所示。與車輛運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)接口如表3所示。與運(yùn)輸集成平臺系統(tǒng)接口如表4所示。與作業(yè)場設(shè)備接口如表5所示。

表1 與鐵路總公司HMIS系統(tǒng)接口

表2 與網(wǎng)絡(luò)扣車系統(tǒng)接口

表3 與車輛運(yùn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)接口

表4 與運(yùn)輸集成平臺系統(tǒng)接口

表5 與作業(yè)場設(shè)備接口

4 結(jié)束語

以現(xiàn)有HMIS運(yùn)用子系統(tǒng)為核心，通過對列檢運(yùn)用作業(yè)相關(guān)系統(tǒng)的資源整合、信息共享、優(yōu)化配置，提高信息的綜合應(yīng)用價值，規(guī)范作業(yè)流程、提高作業(yè)效率，實(shí)現(xiàn)報警車輛的閉環(huán)管理，充分發(fā)揮車輛運(yùn)行安全網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控的應(yīng)用效果，利用信息技術(shù)手段優(yōu)化列檢作業(yè)流程、減輕列檢人員勞動強(qiáng)度，從而促進(jìn)鐵路貨車運(yùn)用管理水平的整體提升，滿足新形勢下對貨車運(yùn)用工作的新要求，確保鐵路車輛運(yùn)行安全持續(xù)穩(wěn)定。