鐵路車輛質(zhì)量互控及預(yù)警系統(tǒng)的研究

趙登乾

（中國鐵路蘭州局集團(tuán)有限公司 機(jī)輛檢測(cè)所，蘭州 730000）

鐵路車輛的運(yùn)行安全是鐵路運(yùn)輸安全的重要組成部分，車輛運(yùn)用、檢修質(zhì)量是車輛運(yùn)行安全的保證。車輛運(yùn)用、檢修各車間和各工序之間應(yīng)通力合作，強(qiáng)化車輛運(yùn)用、檢修過程中的相互監(jiān)督，把好質(zhì)量關(guān)，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量互控，是提高車輛運(yùn)用、檢修質(zhì)量的有效手段之一。此外，對(duì)因列車直通等原因不能及時(shí)、徹底處置的故障，在采取安全保障措施的前提下，預(yù)警車輛運(yùn)行前方車間要進(jìn)行及時(shí)解決，防止故障擴(kuò)大，保障鐵路車輛安全可靠運(yùn)行十分重要[1]。

在車輛實(shí)際運(yùn)用和檢修作業(yè)中，對(duì)車輛質(zhì)量的控制除實(shí)施傳統(tǒng)的三級(jí)檢查制度外，不同生產(chǎn)作業(yè)單位之間缺少互控環(huán)節(jié)。因此，為適應(yīng)鐵路車輛運(yùn)用和檢修質(zhì)量管理要求，有效地防止漏檢、漏修，實(shí)現(xiàn)車輛運(yùn)行故障早發(fā)現(xiàn)早處置，杜絕車輛安全運(yùn)行隱患，推進(jìn)與現(xiàn)有車輛系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享和綜合應(yīng)用，為相關(guān)管理和作業(yè)人員提供信息服務(wù)支撐，迫切需要引入先進(jìn)的信息處理技術(shù)，建立一套比較完善的鐵路車輛質(zhì)量互控及預(yù)警系統(tǒng)[2]。

1 系統(tǒng)目標(biāo)及可行性分析

1.1 系統(tǒng)目標(biāo)

系統(tǒng)通過B/S 集成構(gòu)架設(shè)計(jì)，利用中央服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，節(jié)約大量硬件和人工維護(hù)的投入。根據(jù)不同作業(yè)的檢查范圍和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)上一環(huán)節(jié)技術(shù)檢查作業(yè)進(jìn)行質(zhì)量控制，實(shí)現(xiàn)車輛質(zhì)量互控和預(yù)警。通過該系統(tǒng)預(yù)警模塊錄入信息向下一個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)進(jìn)行預(yù)警，告知該車帶有故障，下一個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)通過該系統(tǒng)可查看到預(yù)警信息，該車到達(dá)后及時(shí)通知現(xiàn)場進(jìn)行檢查處理。構(gòu)建信息化系統(tǒng)建設(shè)，需涵蓋上述業(yè)務(wù)流程，實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)。

（1）車輛運(yùn)用互控。運(yùn)用車間內(nèi)部，現(xiàn)場檢查作業(yè)對(duì)動(dòng)態(tài)檢查作業(yè)的質(zhì)量進(jìn)行互控，始發(fā)作業(yè)對(duì)到達(dá)作業(yè)質(zhì)量進(jìn)行互控；進(jìn)行到達(dá)、中轉(zhuǎn)作業(yè)的運(yùn)用車間對(duì)前方進(jìn)行始發(fā)作業(yè)、動(dòng)態(tài)檢查作業(yè)的運(yùn)用車間作業(yè)質(zhì)量進(jìn)行互控。

（2）車輛檢修互控。檢修車間、修配車間和輪軸車間內(nèi)部，由下道工序?qū)ι系拦ば虻臋z修質(zhì)量進(jìn)行互控；檢修車間對(duì)修配車間、輪軸車間的車輛配件檢修質(zhì)量進(jìn)行互控。

（3）運(yùn)用車間始發(fā)作業(yè)時(shí)，對(duì)檢修車間檢修后首次投入運(yùn)用的入段廠修、段修及臨修車輛質(zhì)量進(jìn)行互控；檢修車間站修作業(yè)場對(duì)運(yùn)用車間扣修故障的臨修車發(fā)現(xiàn)情況進(jìn)行互控。

（4）動(dòng)態(tài)檢查作業(yè)發(fā)現(xiàn)直通列車中的車輛故障，在故障不影響車輛運(yùn)行安全或采取必要安全保障措施的前提下，向列車運(yùn)行前方列檢作業(yè)場進(jìn)行預(yù)警，通知前方列檢作業(yè)場對(duì)故障進(jìn)行徹底檢查處理。

1.2 可行性分析

1.2.1 技術(shù)可行性

系統(tǒng)是一個(gè)數(shù)據(jù)庫故障管理和查詢的系統(tǒng)，涉及的現(xiàn)有軟件、硬件技術(shù)都非常成熟，利用現(xiàn)有的技術(shù)條件，完全可以達(dá)到構(gòu)建的功能目標(biāo)。

1.2.2 經(jīng)濟(jì)可行性

系統(tǒng)采用B/S 架構(gòu)[3]，服務(wù)端部署在蘭州局集團(tuán)公司現(xiàn)有服務(wù)器設(shè)施上，客戶端各級(jí)用戶使用科室、車間在用生產(chǎn)、辦公計(jì)算機(jī)即可，無需重新投資；軟件系統(tǒng)的開發(fā)，采用與專業(yè)軟件公司合作的方式，納入中國鐵路蘭州局集團(tuán)有限公司科研課題，為后期在全路的推廣應(yīng)用提供可能。

1.2.3 社會(huì)可行性

系統(tǒng)采用B/S 架構(gòu)，各級(jí)用戶均具備相應(yīng)的操作技能；將原有人工進(jìn)行的互控、預(yù)警管理工作進(jìn)行了電子化、網(wǎng)絡(luò)化，對(duì)業(yè)務(wù)流程進(jìn)行了重組、優(yōu)化，更有利于互控、預(yù)警工作的開展。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)功能模塊

系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)，如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

2.1.1 質(zhì)量互控管理模塊

互控信息管理，包括互控信息的錄入、發(fā)布、接受及考核，完成沒有爭議的互控信息的全管理，實(shí)現(xiàn)互控故障從發(fā)現(xiàn)到消除、兌現(xiàn)考核的閉環(huán)管理；申訴信息管理，包括申訴信息的轉(zhuǎn)入、處置及裁決信息的處置、考核，完成爭議的互控信息的全管理，實(shí)現(xiàn)申訴故障從處置到裁決、兌現(xiàn)考核的閉環(huán)管理。

2.1.2 故障預(yù)警管理模塊

主要包括預(yù)警信息的發(fā)布、接受及故障處置、追蹤，完成預(yù)警信息的全過程管理，實(shí)現(xiàn)預(yù)警故障從發(fā)現(xiàn)到消除、反饋的閉環(huán)管理。

2.1.3 查詢分析管理模塊

主要包括主控、被控、申訴、預(yù)警信息及互控獎(jiǎng)勵(lì)、考核，信息的查詢、統(tǒng)計(jì)，可以通過用戶限定的時(shí)間范圍、部門名稱、故障類別和故障部位等自定義條件進(jìn)行查詢統(tǒng)計(jì)并輸出報(bào)表；同時(shí)具備強(qiáng)大、靈活的報(bào)表統(tǒng)計(jì)、分析功能，對(duì)關(guān)鍵數(shù)據(jù)提供餅狀圖、柱狀圖多樣化的圖表顯示、分析，使安全質(zhì)量管理的重要數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中直觀呈現(xiàn)。

2.1.4 字典維護(hù)管理模塊

主要包括數(shù)據(jù)字典維護(hù)，即車種車型、故障字典、故障分級(jí)字典的維護(hù)，對(duì)系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)提供底層技術(shù)支撐，以上數(shù)據(jù)需符合鐵路行業(yè)技術(shù)規(guī)范和國鐵集團(tuán)相關(guān)規(guī)定；組織機(jī)構(gòu)維護(hù)，即創(chuàng)建站段、車間、作業(yè)場、班組、工序和人員信息，實(shí)現(xiàn)相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)管理。

2.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)字典

2.2.1 車種車型

車種車型符合《鐵路貨車車種車型車號(hào)編碼》[4]及其修訂內(nèi)容確定車號(hào)后系統(tǒng)自動(dòng)判定車種車型，確保車種車型的準(zhǔn)確，同時(shí)減輕錄入人員工作量。

2.2.2 故障字典

故障字典采用鐵路貨車技術(shù)管理信息系統(tǒng)（HMIS）故障字典[5]。HMIS 包含了鐵路貨車從新造、運(yùn)用、檢修到報(bào)廢的全過程、全部技術(shù)數(shù)據(jù)；同時(shí)根據(jù)新車型、新配件的應(yīng)用，數(shù)據(jù)庫在不斷更新，是鐵路貨車最基礎(chǔ)、最規(guī)范、最實(shí)效、最權(quán)威的技術(shù)數(shù)據(jù)。采用HMIS 故障字典，就是有了故障分類、名稱和施修單位、方法在全路貨車系統(tǒng)的通行證，使故障分類、名稱標(biāo)準(zhǔn)化；為進(jìn)一步自動(dòng)接入5T 系統(tǒng)特別是TFDS 發(fā)現(xiàn)的車輛故障鋪平道路。

在實(shí)際運(yùn)用中，從HMIS 中直接導(dǎo)出故障字典，再導(dǎo)入系統(tǒng)，避免重復(fù)錄入，確保故障字典準(zhǔn)確性。

2.2.3 故障分級(jí)字典

故障嚴(yán)重程度等級(jí)分級(jí)與蘭州局集團(tuán)有限公司安全檢查信息管理系統(tǒng)問題等級(jí)分級(jí)保持一致，避免相同質(zhì)量問題考核標(biāo)準(zhǔn)不一致問題的發(fā)生。

2.3 故障范圍和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

2.3.1 互控范圍和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)運(yùn)用車間互控的故障范圍和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，按《鐵路貨車運(yùn)用維修規(guī)程》[6]及《蘭州鐵路局運(yùn)用貨車質(zhì)量控制考核辦法》[7]等文件相關(guān)要求執(zhí)行；對(duì)檢修車間互控的故障范圍和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，按《鐵路貨車廠修規(guī)程》[8]《鐵路貨車段修規(guī)程》[9]《鐵路貨車站修規(guī)程》[10]《蘭州鐵路局鐵路貨車檢修系統(tǒng)“零故障檢驗(yàn)”管理辦法》[11]等文件相關(guān)要求執(zhí)行。

2.3.2 預(yù)警范圍和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

預(yù)警的故障范圍和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，按《鐵路貨車運(yùn)用維修規(guī)程》《蘭州局集團(tuán)公司鐵路貨車運(yùn)用工作管理細(xì)則》[12]等文件相關(guān)要求執(zhí)行。

3 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

采用B/S 架構(gòu)，客戶端通過計(jì)算機(jī)瀏覽器直接訪問系統(tǒng)，通過分配的用戶名和登錄密碼標(biāo)識(shí)唯一的系統(tǒng)使用人員。所有相關(guān)班組、作業(yè)場、車間、車輛段和業(yè)務(wù)部室作為系統(tǒng)客戶端可通過瀏覽器在任一計(jì)算機(jī)上直接訪問系統(tǒng)，通過分配的用戶名和登錄密碼標(biāo)識(shí)唯一的系統(tǒng)使用人員。

通過ACL（Access Control List）訪問控制列表的模式對(duì)不同權(quán)限的系統(tǒng)使用人員進(jìn)行授權(quán)和認(rèn)證[13]。系統(tǒng)應(yīng)具有樹形組織機(jī)構(gòu)設(shè)置，即集團(tuán)公司、車輛段、車間、作業(yè)場和班組，相應(yīng)在每個(gè)父級(jí)組織機(jī)構(gòu)下能夠自由創(chuàng)建隸屬于該機(jī)構(gòu)的子機(jī)構(gòu)，并能添加不同權(quán)限的系統(tǒng)用戶。

互控信息管理和預(yù)警信息管理作為該系統(tǒng)的核心功能模塊，詳細(xì)記錄了互控、預(yù)警信息內(nèi)所應(yīng)包含的各類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，從數(shù)字、文字和圖像等多方面客觀、詳細(xì)的描述互控、預(yù)警信息實(shí)體。在信息處理流程上引入工作流引擎（Work Flow Engine）處理機(jī)制，根據(jù)不同的業(yè)務(wù)參與者和業(yè)務(wù)邏輯在“定制”的流程中流轉(zhuǎn)、閉環(huán)[14]。

3.1 互控信息處理

互控信息管理是該系統(tǒng)的核心功能模塊之一，互控信息的處理流程，如圖2 所示。

圖2 質(zhì)量互控流程

3.2 預(yù)警信息處理

預(yù)警信息管理是該系統(tǒng)的另一核心功能模塊，預(yù)警信息的處理流程，如圖3 所示。

3.3 系統(tǒng)用例分析

該系統(tǒng)中的所有用戶根據(jù)角色主要?jiǎng)澐譃椋喊嘟M級(jí)用戶、作業(yè)場級(jí)用戶、車間級(jí)用戶、段級(jí)用戶和局級(jí)用戶。其中，作業(yè)場級(jí)用戶和車間級(jí)用戶面向該系統(tǒng)使用類似的用例，主要用例分析，如圖4 所示。

4 結(jié)束語

系統(tǒng)目前已經(jīng)在蘭州局集團(tuán)有限公司蘭州西、嘉峪關(guān)車輛段試運(yùn)用，通過向前預(yù)警、向后互控，實(shí)現(xiàn)了對(duì)貨車運(yùn)用、檢修質(zhì)量的全方位控制，有效減少了漏檢，提高了貨車質(zhì)量，確保了貨車運(yùn)行安全；下一步將在客車、動(dòng)車中推廣應(yīng)用。

圖3 預(yù)警信息流程

圖4 主要用例分析

通過電子化存檔功能，實(shí)現(xiàn)了故障互控、預(yù)警信息的閉環(huán)和可追溯性，規(guī)范了管理。隨著不斷累積數(shù)據(jù)，通過統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各車間作業(yè)質(zhì)量的客觀評(píng)價(jià)；對(duì)管理人員而言，可以掌握各班組作業(yè)情況及近期車輛質(zhì)量易發(fā)、易漏故障情況，以便更好的指導(dǎo)生產(chǎn)作業(yè)和質(zhì)量盯控。