地鐵內(nèi)燃機(jī)車(chē)遠(yuǎn)程信息化管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

杜 勇

中鐵武漢電氣化局集團(tuán)科工裝備有限公司 湖北 襄陽(yáng) 441000

1、系統(tǒng)簡(jiǎn)介

目前國(guó)內(nèi)外不少地鐵車(chē)輛通過(guò)安裝LKJ、ATP設(shè)備實(shí)現(xiàn)了部分車(chē)載裝備檢測(cè)信息和狀態(tài)信息的在線動(dòng)態(tài)檢測(cè)、監(jiān)控和診斷處理功能，其具備了一定程度上的遠(yuǎn)程監(jiān)控及實(shí)時(shí)監(jiān)控功能，但其平臺(tái)的側(cè)重點(diǎn)在于車(chē)輛對(duì)信號(hào)的識(shí)別及車(chē)輛速度的調(diào)控，對(duì)于以施工和運(yùn)營(yíng)維護(hù)為主的內(nèi)燃機(jī)車(chē)來(lái)說(shuō)，絕大情況下其工況為非運(yùn)營(yíng)時(shí)段或線路斷電情況下運(yùn)行，適用的可能較低；另一方面，地鐵內(nèi)燃機(jī)車(chē)作為地鐵線路維護(hù)及接觸網(wǎng)、信號(hào)檢修的主力車(chē)輛，其運(yùn)行工況及應(yīng)用性能直接影響作業(yè)的質(zhì)量，隨著各個(gè)城市新線的開(kāi)通，內(nèi)燃機(jī)車(chē)的數(shù)量也逐步攀升，地鐵內(nèi)燃機(jī)車(chē)的運(yùn)維和管理也將帶來(lái)一定挑戰(zhàn)。根據(jù)目前國(guó)內(nèi)地鐵的運(yùn)行管理辦法，建立一套地鐵內(nèi)燃機(jī)車(chē)遠(yuǎn)程信息監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)十分重要，從而有效的進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)車(chē)車(chē)輛的協(xié)同管理和數(shù)據(jù)分析，從而有效的掌握車(chē)輛的車(chē)輛信息、施工情況、運(yùn)行狀態(tài)、車(chē)輛性能及維保狀態(tài)。

地鐵內(nèi)燃機(jī)車(chē)遠(yuǎn)程信息化管理系統(tǒng)主要應(yīng)用于對(duì)內(nèi)燃機(jī)車(chē)運(yùn)行、作業(yè)狀態(tài)、檢修、停放等聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控項(xiàng)目，能夠?qū)?shù)量和種類(lèi)都非常龐雜的各種專(zhuān)業(yè)化系統(tǒng)、各類(lèi)車(chē)輛設(shè)備進(jìn)行簡(jiǎn)便高效的管理，對(duì)各種突發(fā)事件、警情（狀態(tài)）信息進(jìn)行有效的掌握，對(duì)各種資源迅速地調(diào)度整合，對(duì)各種檢修、操作模式、診斷模式直觀有效的展示，從而實(shí)現(xiàn)視頻、運(yùn)行參數(shù)聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控、作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化及規(guī)范化、報(bào)警預(yù)案處理、應(yīng)急指揮等應(yīng)用所需的強(qiáng)大的綜合指揮管理的功能。

2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思路

軌道車(chē)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)控制平臺(tái)的基礎(chǔ)構(gòu)成是網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化信息傳輸管理系統(tǒng)，并且與電控技術(shù)、多媒體壓縮技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、流媒體傳輸及現(xiàn)代遠(yuǎn)程診斷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相結(jié)合，采用模塊化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，軌道車(chē)施工單位不同的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員可通過(guò)組件模塊的方式實(shí)現(xiàn)。

2.1 內(nèi)燃機(jī)車(chē)設(shè)施層的硬件構(gòu)造

監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)的硬件主要是由動(dòng)態(tài)信息采集系統(tǒng)和視頻采集與傳輸系統(tǒng)構(gòu)成。其主要包括設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)專(zhuān)用傳感器、數(shù)據(jù)采集控制器、交換機(jī)、打印機(jī)、處理器、操作站等。

2.2 遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)控制管理系統(tǒng)主要組成

（1）數(shù)據(jù)采集部分：主要作用于數(shù)據(jù)采集和協(xié)議轉(zhuǎn)換，主要由通信控制器構(gòu)成。

（2）網(wǎng)絡(luò)傳輸部分：主要作用于數(shù)據(jù)的上傳下載，其主要構(gòu)成部件是云服務(wù)器。其中數(shù)據(jù)的上傳包括：將采集組件采集到的數(shù)據(jù)上傳到云服務(wù)器存儲(chǔ)，其次是將管理服務(wù)平臺(tái)的相關(guān)記錄及其他信息上傳到云服務(wù)器存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)的下載主要包括對(duì)管理平臺(tái)中的需要下載的相關(guān)視頻信息進(jìn)行下載。

（3）數(shù)據(jù)功能部分：主要作用是通過(guò)操作員與計(jì)算機(jī)界面的接口，傳送運(yùn)行有關(guān)指令，從監(jiān)測(cè)控制中心、云服務(wù)器存儲(chǔ)獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，從而達(dá)到監(jiān)控和操作軌道車(chē)設(shè)備的目的。

2.3 用戶管理

用戶可包括檢修調(diào)度、機(jī)車(chē)司機(jī)、專(zhuān)業(yè)工程師、車(chē)間副主任、車(chē)間主任、部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)等不同崗位。根據(jù)工作需要對(duì)系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)權(quán)限的處理，包括信息錄入增加、查看、更改、刪除等。用戶權(quán)限的分配設(shè)置只有系統(tǒng)管理員有權(quán)進(jìn)行操作。

2.4 監(jiān)視功能

設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、異常報(bào)警顯示、模擬量值、閾值、設(shè)定值等都通過(guò)靜態(tài)或者動(dòng)態(tài)方式在模擬圖和布局圖中表現(xiàn)出來(lái)。

發(fā)動(dòng)機(jī)及變速箱的相關(guān)參數(shù)通過(guò)CAN接口傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集控制器，從而達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的效果；制動(dòng)風(fēng)缸壓力信號(hào)、總風(fēng)缸壓力信號(hào)，工作風(fēng)缸壓力信號(hào)、降壓風(fēng)缸壓力信號(hào)等其他相關(guān)模擬量（4-20mA電流傳感器）等通過(guò)AI模擬量進(jìn)行輸入到數(shù)據(jù)采集控制器當(dāng)中，然后以模擬圖的形式顯示出來(lái)，更加直觀便捷；機(jī)車(chē)手動(dòng)擋位開(kāi)關(guān)，停車(chē)制動(dòng)信號(hào)，緊急制動(dòng)緩解開(kāi)關(guān)信號(hào)，水位開(kāi)關(guān)等相關(guān)的數(shù)字量等，通過(guò)DI數(shù)字量輸入模塊采集。

2.5 定期保養(yǎng)管理系統(tǒng)

軌道車(chē)運(yùn)行一階段后需要進(jìn)行定期的保養(yǎng)和維修，傳統(tǒng)的維保記錄是通過(guò)紙質(zhì)材料進(jìn)行記錄，很容易丟失和損毀，并且維修保養(yǎng)記錄的日期不夠準(zhǔn)確，不能直觀地顯示設(shè)備自運(yùn)行以來(lái)主要出現(xiàn)的問(wèn)題存在于哪個(gè)方面。通過(guò)軌道車(chē)遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)錄入本次檢修時(shí)間與內(nèi)容同時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)生成下次檢修時(shí)間與內(nèi)容。監(jiān)控平臺(tái)會(huì)在下次檢修期將近時(shí)，通過(guò)語(yǔ)音，短信等方式提醒到相關(guān)負(fù)責(zé)人員。檢修人員可以通過(guò)監(jiān)控平臺(tái)查閱之前所有的檢修記錄，檢修完成后目前軌道車(chē)的保養(yǎng)維修狀態(tài)會(huì)上傳到系統(tǒng)，從完成提示完成下一環(huán)節(jié)的工作，并且其他人員也可通過(guò)系統(tǒng)查看軌道的維修保養(yǎng)信息。這樣既省時(shí)高效，又方便快捷。

2.6 統(tǒng)計(jì)和報(bào)表功能

系統(tǒng)可將歷史的數(shù)據(jù)按照文本跟表格還有圖形（餅圖、折線圖、散點(diǎn)圖、圖等）等不同展示方式組合在同一張報(bào)表上。除已定義格式報(bào)表格式外，還可在線生成動(dòng)態(tài)的查詢報(bào)表。

3、總結(jié)

運(yùn)用信息化管理系統(tǒng)對(duì)車(chē)輛的相關(guān)信息進(jìn)行分析處理，從而得到車(chē)輛故障中存在的共性問(wèn)題，做好提前預(yù)防和保養(yǎng)，對(duì)故障的發(fā)生進(jìn)行預(yù)判。除內(nèi)燃機(jī)車(chē)本身的穩(wěn)定性能夠影響車(chē)輛的安全可靠性外，車(chē)輛的操縱人員也起到了直接的作用，因此實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)燃機(jī)車(chē)重要部件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，對(duì)于保障車(chē)輛運(yùn)行平穩(wěn)安全、避免重大事故的發(fā)生有著重要的意義。