轉(zhuǎn)向架檢修信息共享系統(tǒng)研究

王路 王飛

引言

我國(guó)鐵路穩(wěn)步高速發(fā)展，鐵路運(yùn)輸業(yè)在我國(guó)的運(yùn)輸業(yè)中具有不可替代的作用。

隨著鐵路貨運(yùn)行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，160km/h快速貨車(chē)是開(kāi)展鐵路快速貨物運(yùn)輸?shù)难b備保證，而轉(zhuǎn)向架則是確?？焖儇涇?chē)安全運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)[1]，為確保鐵路運(yùn)輸安全，鐵路車(chē)輛在運(yùn)用過(guò)程中，零部件會(huì)逐漸磨耗、腐蝕和損傷，為使車(chē)輛經(jīng)常處于質(zhì)量良好狀態(tài)，確保行車(chē)安全并延長(zhǎng)車(chē)輛使用壽命，必須對(duì)鐵路車(chē)輛進(jìn)行各種檢查和修理工作。實(shí)行流水作業(yè)，有利于降低修理費(fèi)用，提高修理質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率。以轉(zhuǎn)向架檢修為例，根據(jù)不同的運(yùn)行環(huán)境及要求，運(yùn)營(yíng)單位制定不同的檢修周期[2]。目前大多數(shù)車(chē)輛段的轉(zhuǎn)向架檢修工藝線(xiàn)都存在控制方式陳舊，檢修數(shù)據(jù)無(wú)法自動(dòng)采集和管理的問(wèn)題，已經(jīng)不能滿(mǎn)足車(chē)輛段在新形勢(shì)下高效、安全生產(chǎn)的需要，因此研究、設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向架信息共享系統(tǒng)對(duì)檢修線(xiàn)信息化實(shí)現(xiàn)方案具有很大的現(xiàn)實(shí)意義?？赏苿?dòng)我國(guó)快速貨車(chē)轉(zhuǎn)向架研究的進(jìn)展，使我國(guó)快速貨車(chē)轉(zhuǎn)向架水平早日躋身于國(guó)際先進(jìn)水平[3]。

1 研究方案

1.1研究目標(biāo)

（1）取代人工紙質(zhì)記錄，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向架檢修數(shù)據(jù)的信息化傳輸;

（2）實(shí)現(xiàn)車(chē)鉤高測(cè)量尺的數(shù)顯測(cè)量和無(wú)線(xiàn)傳輸;

（3）實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向架檢修數(shù)據(jù)的多工位遠(yuǎn)程共享;

（4）實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向架檢修數(shù)據(jù)的自動(dòng)傳輸、分析計(jì)算、備份存儲(chǔ);

（5）通過(guò)LED顯示屏實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向架檢修數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯示;

1.2研究思路及內(nèi)容

研究現(xiàn)狀，開(kāi)發(fā)一套轉(zhuǎn)向架檢修信息共享系統(tǒng)。

（1）采用平板電腦和開(kāi)發(fā)的信息錄入軟件進(jìn)行檢修數(shù)據(jù)的即時(shí)錄入，實(shí)現(xiàn)檢修數(shù)據(jù)的信息化傳輸。

（2）研制一款具有無(wú)線(xiàn)數(shù)顯功能的車(chē)鉤高測(cè)量尺，實(shí)現(xiàn)車(chē)鉤高的自動(dòng)測(cè)量和無(wú)線(xiàn)傳輸。

（3）設(shè)置一套中控服務(wù)器主機(jī)，利用WIFI無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)上傳的檢修數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式多工位共享。

（4）開(kāi)發(fā)一套主控軟件系統(tǒng)，對(duì)上傳的檢修數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)分析、計(jì)算匹配，提供最終的建議數(shù)據(jù)。

（5）研制一套與主控系統(tǒng)通訊的LED顯示屏，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前主控系統(tǒng)的各種檢修數(shù)據(jù)。

1.3研究采用的技術(shù)

1.3.1測(cè)量數(shù)據(jù)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)

車(chē)鉤高尺采用無(wú)線(xiàn)藍(lán)牙發(fā)射接收模塊，可以將來(lái)自帶數(shù)顯輸出功能測(cè)量尺的數(shù)據(jù)輕松導(dǎo)入至計(jì)算機(jī)中，無(wú)線(xiàn)通信，不受電纜束縛，提高了測(cè)量的作業(yè)效率。

通過(guò)系統(tǒng)標(biāo)配附帶軟件的數(shù)據(jù)接口功能，可將數(shù)據(jù)導(dǎo)入至常用的可通過(guò)鍵盤(pán)輸入的軟件 （Excel 、記事本等 ） 中，只需按下開(kāi)關(guān)即可將測(cè)量的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信，并通過(guò)LED（蜂鳴器）確認(rèn)已收到數(shù)據(jù)。模塊內(nèi)置可循環(huán)充電的電池，功耗需求極低，整體支持IP67，防塵防水。

1.3.2 ?C/S體系架構(gòu)技術(shù)

全稱(chēng)為客戶(hù)端/服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)，是一種網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，其中客戶(hù)端是用戶(hù)運(yùn)行應(yīng)用程序的PC端或者工作站，客戶(hù)端要依靠服務(wù)器來(lái)獲取資源。C/S架構(gòu)是通過(guò)提供查詢(xún)響應(yīng)而不是總文件傳輸來(lái)減少網(wǎng)絡(luò)流量。它允許多用戶(hù)通過(guò)GUI前端更新到共享數(shù)據(jù)庫(kù)，在客戶(hù)端和服務(wù)器之間通信一般采用遠(yuǎn)程調(diào)用（RPC）或標(biāo)準(zhǔn)查詢(xún)語(yǔ)言（SQL）語(yǔ)句。

1.3.3 ?LED同步顯示技術(shù)

LED顯示屏屬于一種平板顯示器，其包含了大量的LED模塊面板，可以用來(lái)顯示文字、圖像、視頻等信息。與傳統(tǒng)LCD顯示屏相比，LED具備良好的面積延展性，在條件允許的情況下可以任意延展，無(wú)縫拼接，從而保證圖像顯示的效果。同時(shí)，LED顯示屏中的LED顯像元件光通量衰減緩慢，其使用壽命較LCD屏高出3倍左右[4]。

1.3.4 信息共享技術(shù)

信息共享技術(shù)，就是把信息這一種在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代中重要性越趨明顯的資源與其他人共同分享，以便更加合理地達(dá)到資源配置，節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本，提高效率。

2 系統(tǒng)概述

系統(tǒng)采用“轉(zhuǎn)向架檢修信息錄入裝置 +轉(zhuǎn)向架檢修信息顯示裝置”構(gòu)建轉(zhuǎn)向架檢修信息共享系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向架檢修信息數(shù)據(jù)共享。以平板電腦作為媒介，開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)向架檢修信息錄入裝置，實(shí)現(xiàn)輪對(duì)選配工位的原輪徑值、支出輪徑值、心盤(pán)組裝工位的原鉤高值和心盤(pán)墊板厚度值的無(wú)紙化錄入，并在平板電腦終端自動(dòng)分享數(shù)據(jù)，使得工位數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享;以L(fǎng)ED電子顯示屏為媒介，開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)向架檢修信息顯示裝置，將轉(zhuǎn)向架檢修數(shù)據(jù)信息，如轉(zhuǎn)向架支出順序信息，進(jìn)行動(dòng)態(tài)、直觀、有效的指示。

3 系統(tǒng)說(shuō)明

3.1系統(tǒng)硬件組成

系統(tǒng)硬件由一臺(tái)服務(wù)器、四個(gè)數(shù)據(jù)錄入終端及一面電子顯示屏組成。服務(wù)器運(yùn)行轉(zhuǎn)向架檢修信息服務(wù)器系統(tǒng)，為整個(gè)系統(tǒng)的核心單元;四個(gè)數(shù)據(jù)錄入終端分別為輪對(duì)選配工位錄入終端、車(chē)鉤高度測(cè)量工位錄入終端、轉(zhuǎn)向架快慢線(xiàn)收入錄入終端和轉(zhuǎn)向架快慢線(xiàn)支出終端，四個(gè)終端為平板電腦，運(yùn)行轉(zhuǎn)向架檢修信息錄入軟件程序，由操作人員直接采用觸控方式進(jìn)行相應(yīng)信息數(shù)據(jù)的錄入;電子顯示屏用于顯示轉(zhuǎn)向架檢修信息。

（1）整體系統(tǒng)配置5只7寸平板電腦，觸摸輸入，與服務(wù)器無(wú)線(xiàn)連接，實(shí)現(xiàn)各工位的數(shù)據(jù)錄入傳輸;

（2）對(duì)原車(chē)鉤高量規(guī)的卡尺測(cè)量部位，配置可外接無(wú)線(xiàn)傳輸模塊的數(shù)顯測(cè)量卡尺， 將車(chē)鉤高測(cè)量值實(shí)時(shí)傳輸至平板電腦顯示屏;

（3）采用高亮度LED電子看板，實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前工位的各項(xiàng)工藝數(shù)據(jù);并根據(jù)各工位數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，給出輪對(duì)選配的推薦值和推薦范圍;當(dāng)前輪對(duì)選配完成并支出后，顯示屏實(shí)時(shí)同步進(jìn)行屏幕翻頁(yè)自動(dòng)滾屏。

3.2方案說(shuō)明 –軟件架構(gòu)

系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)采用C/S結(jié)構(gòu)，即Client/Server（客戶(hù)端/服務(wù)器）結(jié)構(gòu)。具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）安全性：需要其特定的客戶(hù)端，所以面向?qū)ο蟊容^確定，將所進(jìn)行的信息安全處于一個(gè)可控的范圍;

（2）效率：客戶(hù)端與服務(wù)器直接相連，省卻了中間環(huán)節(jié)，數(shù)據(jù)的傳輸比較快;

（3）個(gè)性化：有特定的客戶(hù)端，所以可以在較大程度上滿(mǎn)足客戶(hù)的個(gè)性化要求;

（4）穩(wěn)定性：結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，有較強(qiáng)的事務(wù)處理能力，可以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的業(yè)務(wù)邏輯。

通過(guò)將任務(wù)合理分配到Client端（客戶(hù)端）和Server端（服務(wù)端），降低了系統(tǒng)的通訊開(kāi)銷(xiāo)，充分利用兩端硬件環(huán)境的優(yōu)勢(shì)。服務(wù)器提供的服務(wù)包括：文件服務(wù)、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)、應(yīng)用服務(wù)等，客戶(hù)端運(yùn)行應(yīng)用程序，服務(wù)器端運(yùn)行服務(wù)程序，應(yīng)用程序向服務(wù)程序提出申請(qǐng)，服務(wù)程序分析該申請(qǐng)是否合理，來(lái)決定返回?cái)?shù)據(jù)信息還是禁止申請(qǐng)信息。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能

4.1 檢修數(shù)據(jù)信息化

轉(zhuǎn)向架檢修過(guò)程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了無(wú)紙化記錄和遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸，可提供實(shí)時(shí)在線(xiàn)查詢(xún)、后臺(tái)存儲(chǔ)。

4.2 車(chē)鉤高測(cè)量數(shù)字化

車(chē)鉤高度測(cè)量由原先的人工手動(dòng)測(cè)量，升級(jí)為自動(dòng)數(shù)據(jù)收集、數(shù)字顯示、無(wú)線(xiàn)傳輸，避免了人工測(cè)量過(guò)程中的識(shí)別誤差。

4.3 多工位數(shù)據(jù)共享化

不同工位的檢修數(shù)據(jù)可通過(guò)中控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)傳輸至多個(gè)工位，實(shí)現(xiàn)檢修數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程共享，跨工位數(shù)據(jù)分析、異地備份存儲(chǔ)。

4.4 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可視化

所有工位的檢修數(shù)據(jù)可通過(guò)LED顯示屏實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示，為現(xiàn)場(chǎng)工作人員的安排決策提供直觀可視的顯示畫(huà)面。

5 使用情況

目前，已經(jīng)完成轉(zhuǎn)向架檢修信息共享系統(tǒng)的樣機(jī)制作、性能測(cè)試和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能，且系統(tǒng)穩(wěn)定性良好。

6 總結(jié)

轉(zhuǎn)向架檢修信息共享系統(tǒng)的投入使用，將會(huì)使傳統(tǒng)的檢修作業(yè)在人員工作效率、數(shù)據(jù)采集方式、數(shù)據(jù)處理準(zhǔn)確率方面得到有效提升。各工位人員可在第一時(shí)間共享不同工位的檢修數(shù)據(jù)，提前為檢修作業(yè)安排工藝流程，管理人員可以在后臺(tái)中控系統(tǒng)實(shí)時(shí)匯總所有檢修數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)檢修作業(yè)的質(zhì)量追溯管理，對(duì)事后的問(wèn)題點(diǎn)歸納總結(jié)整理將變得更加及時(shí)高效。該系統(tǒng)的運(yùn)用也為鐵路段修的信息化改進(jìn)做出了積極的促進(jìn)作用。后續(xù)的工作開(kāi)展過(guò)程中，系統(tǒng)的硬件及軟件還有進(jìn)一步的優(yōu)化空間，在日新月異的科學(xué)創(chuàng)新領(lǐng)域，檢修信息共享系統(tǒng)應(yīng)用將會(huì)有更加長(zhǎng)足的發(fā)展和廣闊的空間。

參考文獻(xiàn)

[1]李亨利、李芾、廖軍，《國(guó)外快速貨車(chē)轉(zhuǎn)向架的運(yùn)用及發(fā)展》，鐵道機(jī)車(chē)車(chē)輛，2013年8月第33卷第4期

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[3]張麗霞、李芾、丁軍君，《快速貨車(chē)轉(zhuǎn)向架研究新進(jìn)展》，國(guó)外鐵道車(chē)輛，2013年5月第50卷第3期;

[4].張京華，《LED顯示屏結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究》，科技與創(chuàng)新，2018年第02期;

作者簡(jiǎn)介：

王路，1986年10月，男，漢，山東省臨沂市莒南縣人，工學(xué)學(xué)士，助理工程師，研究方向：車(chē)輛工程。