CMD系統(tǒng)在機務信息化建設中的應用

周春明

(中國鐵路鄭州局集團有限公司 鄭州機務段，河南 鄭州 450000)

為了對鐵路機車的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控、遠程診斷設備故障，國內外先后開發(fā)出了多種監(jiān)測系統(tǒng)。在國外比較出名的有西門子的EFLEET系統(tǒng)，阿爾斯通的ETRAIN系統(tǒng)，GE公司的RM&D系統(tǒng)，龐巴迪公司的CC REMOTE系統(tǒng)。我國的監(jiān)測系統(tǒng)相較于發(fā)達國家起步較晚。

我國機車種類龐大，同時鐵路系統(tǒng)又關乎國家安全，國外監(jiān)測系統(tǒng)很難滿足我國鐵路機車的需求，不具備全路統(tǒng)一推廣使用的條件。為滿足鐵路機車管理的需要，我國的機車監(jiān)測系統(tǒng)于2009年立項研制，并命名為“中國機車遠程監(jiān)測與診斷系統(tǒng)”。

1 CMD系統(tǒng)概述

CMD系統(tǒng)的發(fā)展主要滿足于以下三個方面的需要：一是鐵路改革的需要。鐵路政企分開已是大勢所趨，實行公司化運作是發(fā)展方向，而這一切都需要信息化作為技術支撐。二是機務管理的需要。機務系統(tǒng)作為鐵路運輸中的重要環(huán)節(jié)，需要通過信息技術手段提高管理水平。機車管理包括機車的運用和機車的整備與檢修兩大部分。機務段根據(jù)生產(chǎn)計劃確定機車運用臺數(shù)和機車整備檢修臺數(shù)，給各車間分配生產(chǎn)任務，處理機車臨修故障，提高機車檢修運用率。三是新技術發(fā)展的需要。隨著和諧型機車大規(guī)模投入使用，機車TCMS、6A等車載系統(tǒng)的完善，現(xiàn)代通信技術、網(wǎng)絡技術的發(fā)展，為建設機車遠程監(jiān)測與診斷系統(tǒng)提供了技術支持。

1.1 CMD系統(tǒng)的功能

CMD系統(tǒng)的主要功能是將機車各設備數(shù)據(jù)實時記錄并轉發(fā)，作為機車數(shù)據(jù)傳輸中樞，肩負著傳輸LKJ、TCMS、6A實時數(shù)據(jù)和北斗數(shù)據(jù)，存儲數(shù)據(jù)記錄文件的重任。它可以實現(xiàn)機車定位、機車質量狀態(tài)監(jiān)測、機車運行安全監(jiān)測、動態(tài)跟蹤人車圖等功能，是機車車載監(jiān)測數(shù)據(jù)的集成、車地無線傳輸和綜合應用平臺。車載LDP設備采集的數(shù)據(jù)信息如表1所示。

表1 車載LDP設備采集數(shù)據(jù)信息表

概括來說CMD系統(tǒng)能夠實現(xiàn)六大功能。

(1)遠程監(jiān)測。實時采集車載微機(TCMS)、監(jiān)控裝置(LKJ)、安全防護(6A)等設備的數(shù)據(jù)來監(jiān)測機車的狀態(tài)信息和故障報警信息。

(2)車地數(shù)據(jù)傳輸。機車在途運行時，TCMS、LKJ、6A等機車設備的故障、報警和涉及運行安全的機車運行狀態(tài)信息，通過GSM/GSM-R、3G/4G、北斗等網(wǎng)絡實時傳輸。

(3)專家診斷。利用機務信息化綜合應用平臺的故障庫、專家支持庫以及專業(yè)分析軟件，對下載的數(shù)據(jù)進行綜合分析，為檢修提供依據(jù)，為乘務員處理故障提供遠程技術支持。

(4)統(tǒng)計分析。實現(xiàn)機車業(yè)務數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，包括機車使用率、機車占用、日車公里、機破統(tǒng)計、機車運用時間、故障統(tǒng)計、總走行公里數(shù)、配屬統(tǒng)計、機車周轉信息和檢修、整備統(tǒng)計等。

(5)機車車載電子履歷。建立隨車存儲的車載電子履歷，實現(xiàn)對機車及部件的全壽命周期管理。

(6)信息共享。與運用、檢修、整備、設備等機務信息各子系統(tǒng)及電務車載設備機構信息系統(tǒng)互聯(lián)互通，信息共享。

1.2 CMD系統(tǒng)構成

CMD系統(tǒng)由車載子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)和地面綜合應用子系統(tǒng)三部分構成，如圖1所示。

圖1 CMD系統(tǒng)結構圖

2 CMD系統(tǒng)的應用

機務系統(tǒng)用戶通過CMD系統(tǒng)地面軟件平臺能夠實現(xiàn)實時監(jiān)測、專家診斷、數(shù)據(jù)中心、數(shù)據(jù)管理、機車運用、故障/事件、車載設備以及履歷管理(目前暫未開放)等功能。

2.1 實時監(jiān)測

車載子系統(tǒng)采集機車各設備數(shù)據(jù)信息，通過3G/4G、GSM-R、北斗、WLAN等多種數(shù)據(jù)傳輸通道，實時存入地面綜合應用子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫服務器中。實時監(jiān)測功能對在用機車的設備數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測和24小時歷史數(shù)據(jù)監(jiān)測。機務檢修用戶通過實時監(jiān)測能夠查看機車LKJ實時數(shù)據(jù)、TCMS實時數(shù)據(jù)、6A實時數(shù)據(jù)、北斗實時數(shù)據(jù)、機車故障事件信息、乘務員、運行軌跡和正晚點信息等。

2.2 專家診斷

專家診斷模塊是CMD系統(tǒng)的核心功能模塊，主要圍繞機車運行途中實時下發(fā)的各類報警數(shù)據(jù)進行設計，包括報警消息提醒、應急指導處置、入庫整備提票、處置過程審核、處置記錄臺賬、預案資料管理、報警篩選配置、應急通訊錄及報警數(shù)據(jù)統(tǒng)計等功能。

2.3 數(shù)據(jù)中心

數(shù)據(jù)中心模塊能夠查看車載子系統(tǒng)下發(fā)的LKJ歷史數(shù)據(jù)、TCMS歷史數(shù)據(jù)、6A歷史數(shù)據(jù)、北斗歷史數(shù)據(jù)，可以追蹤機車軌跡，點播機車高密數(shù)據(jù)，為分析報警發(fā)生原因及統(tǒng)計分析工作提供數(shù)據(jù)支撐。此功能通過檢索歷史數(shù)據(jù)，能夠分析故障時間點機車部件的狀態(tài)，能夠極大提高對故障機車的檢修能力，在機務檢修系統(tǒng)應用非常廣泛。

2.4 數(shù)據(jù)管理

數(shù)據(jù)管理主要包括WLAN數(shù)據(jù)下載日志、乘務員查詢、機車出/入管理、機車分組管理、版本查詢等功能模塊。

2.5 機車運用

機車運用模塊主要用于查詢機車跨局運用信息、機車運轉日志信息以及分界口過車信息。

2.6 故障/事件

故障/事件模塊主要用于統(tǒng)計機車故障和事件發(fā)生的頻次，方便用戶持續(xù)提高機車運用質量。包括機破查詢、故障報警查詢、事件報警查詢和專業(yè)信息查詢等功能。

2.7 車載設備

車載設備模塊主要用于LDP(機車車載綜合信息監(jiān)測平臺)設備裝車和運行監(jiān)測管理，提高CMD系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。主要包括LDP設備失效管理、LDP查詢、設備在線率統(tǒng)計、運行監(jiān)測等。

3 案例分析

CMD系統(tǒng)通過對機車運行狀態(tài)的監(jiān)測，實時傳輸機車的位置狀態(tài)和分布，對機車定位、掌握機車故障、確定修程、縮短機車整備時間、快速分析故障有很大的幫助，通過故障記錄和機車實時數(shù)據(jù)的分析，能快速查清故障原因，顯著降低機車整備臨修率，減少機破的發(fā)生，對于機務系統(tǒng)安全行車意義重大。下面通過幾個案例分析，展示CMD系統(tǒng)在機務系統(tǒng)中的重要地位。

3.1 供電故障

鄭州機務段數(shù)據(jù)分析室通過對CMD系統(tǒng)實時監(jiān)控故障報警信息的盯控發(fā)現(xiàn)，該段配屬的HXD1D0678機車于2018年11月12號擔當K1101次列車時，TCMS于19:25:11發(fā)出列供1路交流接觸器故障報警。由于每臺HXD1D型機車配置一臺列供柜，安裝在機械間內，每臺供電柜有2路獨立的、完全相同的相控整流及輔助電路，乘務員根據(jù)微機提示對供電系統(tǒng)進行斷電，轉換A/B，轉由另一套供電系統(tǒng)供電，觀察微機顯示屏，1路供電恢復正常，正常運行至鄭州車站。

該車按原計劃轉為K1104次，換乘務員繼續(xù)運行，在運行至杏花營車站附近，于20:26:55又報列供1路交流接觸器故障，隨后乘務員按照流程轉換另一組供電單元，1路供電恢復正常，機車維持運行，在恢復正常一段時間后，該故障再次發(fā)生。

隨后綜合分析室對機車實時數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)列供1路無供電輸入輸出，而2路輸出電流增加一倍，由此確認列供1路接觸器本身存在故障。該段應急指揮中心與機車乘務員聯(lián)系，在抵達上海機務段后聯(lián)系上海機務段技術科將該車投入非供電運用，待車回鄭州后下線整備處理。

段綜合分析室向南檢修車間行修組提報該故障，行修組接報活后及時聯(lián)系廠家，提前備料，待車回后更換。通過綜合分析室遠程機車診斷，避免了一起外地臨修，減少了故障處置的時間和成本，保障了客運機車供應。

3.2 制動機故障

2018年11月8號HXD1D0250機車在鄭州機務段下線整備時，出現(xiàn)I端自閥頻繁不緩解，行修組人員通過分析該車CMD歷史數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)一端大閘19:16:50時，在重聯(lián)位至運轉位存在漂移現(xiàn)象，初步判定為大閘自身故障。隨后檢修人員將該車問題情況向技術科反饋，技術科專業(yè)工程師也給出了相同的結論。

由此判斷I端大閘自身故障，造成自閥不緩解，需聯(lián)系克諾爾大廠更換I端大閘。檢修人員分析運用CMD數(shù)據(jù)，對機車故障進行診斷，提高了修活效率和修活質量。

4 結語

CMD應用在機務系統(tǒng)的實際生產(chǎn)中，提升了機務管理信息化水平，帶來機務運用、安全和經(jīng)營管理的全新變化。機務系統(tǒng)要利用好CMD平臺，用機車大數(shù)據(jù)服務于機務信息化建設，才能更好地服務于集團公司提出的“五個年建設”。CMD系統(tǒng)下一步需要解決好與鐵路車號自動識別系統(tǒng)(ATIS)的數(shù)據(jù)結合，與主機廠商的數(shù)據(jù)共享，跨局運用與專家系統(tǒng)功能的深度開發(fā)等功能，從而建成一個功能更加強大、信息共享、互聯(lián)互通的鐵路機務現(xiàn)代化管理信息系統(tǒng)。