鐵路信號設(shè)備電氣特性一體化智能測試系統(tǒng)研制

花義峰 中國鐵路上海局集團有限公司調(diào)科研所

鐵路信號設(shè)備電氣特性測試是信號設(shè)備維護工作的重要內(nèi)容之一，通過對設(shè)備的電氣特性進行測試，可掌握和分析設(shè)備運行狀態(tài)，預(yù)防設(shè)備故障，保證設(shè)備正常運行，從而保障鐵路的安全、高效生產(chǎn)。

鐵路信號設(shè)備電氣特性測試要求測試方法應(yīng)符合《測試信號維護規(guī)則（業(yè)務(wù)管理）》，測試數(shù)據(jù)應(yīng)真實準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)分析應(yīng)認(rèn)真細(xì)致。測試數(shù)據(jù)的真實準(zhǔn)確是其它后續(xù)各項工作的基礎(chǔ)，但當(dāng)前除了鐵路信號集中監(jiān)測系統(tǒng)能夠自動完成部分測試項目外，其它測試項目均要進行人工測試。人工測試數(shù)據(jù)的手動記錄、手動錄入表格等數(shù)據(jù)傳遞過程，不僅浪費人力、物力，而且可能會造成數(shù)據(jù)的錯誤、丟失，不利于測試數(shù)據(jù)真實準(zhǔn)確性的管控，數(shù)據(jù)的失真使整個維護和維修計劃不能做到有的放矢，給設(shè)備的安全使用帶來隱患。

電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)雖然在各集團公司大面積推廣使用，但僅在各車站工區(qū)安裝固定的終端，電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)無法向生產(chǎn)一線延伸，管理的“最后一公里”主要還通過人工的信息傳遞完成。

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線通信技術(shù)和微電子計算機技術(shù)的高速發(fā)展，已經(jīng)帶動了作業(yè)過程自動化、信息化的高速發(fā)展，使電務(wù)電特性測試作業(yè)過程實現(xiàn)自動化、無紙化、信息化在技術(shù)上成為可能。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

鐵路信號設(shè)備電氣特性一體化智能測試系統(tǒng)包括具有藍(lán)牙通訊的測試儀表、帶專用軟件的手持終端、含電氣特性測試模塊的電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)。

鐵路信號電特性測試應(yīng)用軟件，安裝在手持終端上，通過藍(lán)牙接口，接收儀器儀表的測試數(shù)據(jù)。

手持終端通過4G或WiFi通信方式,經(jīng)集團公司網(wǎng)絡(luò)安全平臺，從電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)下載測試工作內(nèi)容，根據(jù)測試數(shù)據(jù)填寫表格后，再經(jīng)集團公司網(wǎng)絡(luò)安全平臺，上傳至電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)。系統(tǒng)構(gòu)成結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)構(gòu)成結(jié)構(gòu)圖

2 工作流程

（1）手持終端通過4G或WIFI通信方式，連接于電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)下達電氣特性測試任務(wù)。

（2）測試人員登陸手持終端軟件，瀏覽手持終端的測試任務(wù)，選擇當(dāng)前的測試任務(wù)。

（3）手持終端通過藍(lán)牙接口連接測試儀表。

（4）測試儀表的數(shù)據(jù)穩(wěn)定正確后，點擊確認(rèn)按鈕（或雙擊確認(rèn)按鈕，連續(xù)上傳），上傳至手持終端。

（5）手持終端先選擇測試數(shù)據(jù)，再選擇對應(yīng)的測試項目。點擊保存后，生成測試記錄。

（6）測試任務(wù)完成后，通過無線連接電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，提交電氣特性測試數(shù)據(jù)及相關(guān)信息（人員、時間等）至電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)的電氣特性測試模塊，實現(xiàn)測試數(shù)據(jù)的信息化管理和運用。

3 實現(xiàn)功能

手持終端通過無線連接于電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)下達測試任務(wù)。測試人員在手持終端上瀏覽測試任務(wù)，選擇當(dāng)前的測試任務(wù)。手持終端通過藍(lán)牙連接測試儀表。測試儀表的數(shù)據(jù)穩(wěn)定正確后，點擊確認(rèn)按鈕，上傳至手持終端。在手持終端的應(yīng)用軟件上先選擇測試數(shù)據(jù)，再選擇對應(yīng)的測試項目，點擊保存后，生成測試記錄。測試項目完成后，通過無線連接電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，上傳測試數(shù)據(jù)，完成電特性測試過程的全過程信息化管理。

3.1 電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)電氣特性測試相關(guān)功能

3.1.1 新增任務(wù)

打開電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)在左側(cè)菜單選擇 生產(chǎn)管理→電氣特性→電氣特性任務(wù)表，打開菜單之后，點擊右側(cè)列表上方的“添加”按鈕，進入添加頁面，用戶需要先選擇車站以及填寫任務(wù)名稱，然后選擇下方測試表名稱，選中對應(yīng)設(shè)備后點擊右下角的保存按鈕。

3.1.2 修改任務(wù)

用戶只能選擇狀態(tài)為任務(wù)編制中的任務(wù)進行修改，修改時操作方法與上方添加方法一致，先選擇左側(cè)測試表名稱，然后選擇右側(cè)的具體設(shè)備。

3.1.3 發(fā)布任務(wù)

當(dāng)任務(wù)編制完成后，需要手持終端下載任務(wù)時，需要先將此任務(wù)狀態(tài)變更，選擇一條記錄，點擊上方的“任務(wù)編制完成”按鈕，點擊確定之后，任務(wù)的狀態(tài)會變更為任務(wù)編制完成，手持終端可以看到此任務(wù)并進行下載。此狀態(tài)的任務(wù)無法修改與刪除，只能進行“作廢”操作，“作廢”之后的任務(wù)無法被手持終端讀取。

3.1.4 任務(wù)作廢

選中一條任務(wù)點擊列表上方的“作廢”按鈕，如果任務(wù)填寫錯誤狀又無法修改時，可以使用此功能，任務(wù)完成狀態(tài)的任務(wù)無法被“作廢”。

3.1.5 任務(wù)下載與上傳

此兩項功能需要手持終端（手機）通過集團公司網(wǎng)絡(luò)安全平臺連接于電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)上才能進行操作。查看任務(wù)下載與上傳完成情況及具體信息

3.1.6 任務(wù)完成

當(dāng)用戶將所有設(shè)備測試完并上傳至系統(tǒng)后，可以將此任務(wù)的測試結(jié)果傳到電氣特性測試記錄表中，用于在系統(tǒng)中查看詳細(xì)的測試信息。用戶選中狀態(tài)為任務(wù)已上傳的任務(wù)點擊上方的“任務(wù)完成”按鈕，任務(wù)狀態(tài)將變更為任務(wù)已完成，并且無法再對此任務(wù)進行操作。

3.2 手持終端應(yīng)用軟件功能

手持終端應(yīng)用軟件功能包括任務(wù)選擇、藍(lán)牙綁定等功能，應(yīng)用軟件界面如圖2所示。

圖2 應(yīng)用軟件界面

3.2.1 綁定藍(lán)牙設(shè)備

在藍(lán)牙設(shè)備列表中選擇要使用的藍(lán)牙設(shè)備，首次連接CD96設(shè)備，需要先進行藍(lán)牙掃描，發(fā)現(xiàn)CD96設(shè)備后，選中即可，正常連接后，可看到“配對成功”提示。

3.2.2 藍(lán)牙連接

在app首頁，點擊右上角藍(lán)牙連接按鈕進行連接。

3.2.3 車站選擇

進入系統(tǒng)配置頁面，首先輸入人員名稱，然后點擊選擇車站按鈕，可選擇對應(yīng)的車站（該步驟需要手持終端采用4G或WIFI通過集團公司網(wǎng)絡(luò)安全平臺連接至電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)）。

3.2.4 任務(wù)下載

點擊下載數(shù)據(jù)圖標(biāo)，進行任務(wù)下載。

3.2.5 設(shè)備測試

打開測試設(shè)備，確保藍(lán)牙已連接，在測試設(shè)備上測試完畢需要上送數(shù)據(jù)時，按下確認(rèn)鍵，此時會將測試數(shù)據(jù)上傳到APP，并有“滴”的一聲提示音，在APP中即可看到上送的數(shù)據(jù)。

選擇要使用的測試數(shù)據(jù)，在對應(yīng)的測試項上點擊一下，測試值便選用了，并記錄下測試人及測試時間。在數(shù)據(jù)測試完成后，可查看完成情況，數(shù)據(jù)匯總?cè)鐖D3所示。

圖3 數(shù)據(jù)匯總

3.2.6 任務(wù)提交

當(dāng)測試任務(wù)完成后，將手機通過4G、WiFi等通過集團公司的網(wǎng)絡(luò)安全平臺接入電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)后可進行任務(wù)上傳，點擊提交任務(wù)即可。任務(wù)上傳成功后，APP會有提示，如上報成功，測試人員可在電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)終端上登錄到電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)中進行確認(rèn)，對于上傳成功的任務(wù)，可在APP中手動刪除本地任務(wù)。

3.3 內(nèi)外網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸

開發(fā)電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)電氣特性接口程序，部署在電務(wù)部中心機房（如暫時無獨立服務(wù)器，可臨時部署在電務(wù)部應(yīng)用服務(wù)器上），接口程序通過辦公網(wǎng)向各段的應(yīng)用服務(wù)器輪詢，在服務(wù)器數(shù)據(jù)發(fā)生變化時回傳至接口程序，接口程序?qū)?shù)據(jù)組織為文件放置到FTP服務(wù)器上；接口程序再對FTP上的電氣特性測試結(jié)果文件進行遍歷，尋找修改時間有變化的文件，對文件進行解析，將解析后的測試結(jié)果信息回寫至相應(yīng)電務(wù)段的電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)中。

電氣特性測試終端在程序加載后讀取FTP服務(wù)器上的賬號密碼文件，如果文件有變化，則下載新文件至本地，作為用戶登錄驗證的數(shù)據(jù)庫；用戶登錄成功后，根據(jù)賬號密碼文件中的所屬工區(qū)ID讀取FTP服務(wù)器上的機構(gòu)和車站關(guān)系文件，獲取工區(qū)下屬車站的列表；用戶選擇車站列表后，根據(jù)車站ID讀取FTP服務(wù)器上的車站測試任務(wù)列表；用戶選擇任務(wù)列表中的任務(wù)時，根據(jù)任務(wù)ID讀取FTP服務(wù)器上的測試任務(wù)文件；用戶在錄入測試結(jié)果后，點擊上報按鈕后，將任務(wù)測試結(jié)果生成文件上傳至FTP服務(wù)器上。

3.3.1 接口方式

為保證鐵路信息安全，系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)接口必須采取安全、可靠、保密的接口方式和訪問許可制度，才能實現(xiàn)對共享數(shù)據(jù)的調(diào)閱。由中國鐵路上海局集團有限公司提供基于互聯(lián)網(wǎng)的FTP存儲空間，實現(xiàn)電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)與電氣特性測試終端的數(shù)據(jù)交互需求，雙方將數(shù)據(jù)按接口規(guī)范分目錄寫入FTP存儲空間中，同時從FTP存儲空間中讀取所需數(shù)據(jù)。在FTP服務(wù)器上建立dtx用戶，建立dtx目錄做為dtx用戶的主目錄，dtx用戶對此目錄有創(chuàng)建目錄、創(chuàng)建文件、刪除文件的權(quán)限，電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)和電氣特性測試終端使用dtx用戶向FTP服務(wù)器寫入/讀取文件，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互的需求，其中FTP服務(wù)器上的目錄及文件命名規(guī)則參考雙方的接口數(shù)據(jù)讀寫協(xié)議約定。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。

圖4 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

3.3.2 目錄文件存放規(guī)范

dtx[根目錄]

njdwdid[段級目錄，共5個]

user.hhkj[賬號密碼文件]

gqid[工區(qū)級目錄，約200個]

gq.hhkj[工區(qū)信息文件]

czid[車站目錄，1－5個]

cz.hhkj[車站信息文件]

taskid.hhkj[測試任務(wù)文件，每個目錄下約30個]

taskid_back.hhkj[測試結(jié)果文件，每個目錄下約30個]

目錄結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 目錄結(jié)構(gòu)

4 結(jié)束語

系統(tǒng)實現(xiàn)了電務(wù)電氣特性測試數(shù)據(jù)的自動錄入的功能，使整個測試過程下達任務(wù)、執(zhí)行測試、數(shù)據(jù)保存形成閉環(huán)化、信息化管理，解決了測試過程中人工傳遞數(shù)據(jù)的問題，實現(xiàn)了測試工作的無紙化辦公，有效提高了信號設(shè)備電特性測試的效率，避免了測試過程中的人為失誤，提升了使用單位對測試數(shù)據(jù)真實性、準(zhǔn)確性的管控能力，有目的的指導(dǎo)運維計劃，提高設(shè)備安全穩(wěn)定運行具有積極意義，具有很高的實用價值。