多種車載設(shè)備終端融合集中顯示技術(shù)研究

安二晶

（國(guó)能包神鐵路集團(tuán)有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古包頭 014000）

0 引言

目前，為保障自輪運(yùn)轉(zhuǎn)車輛的運(yùn)行及施工安全，在自輪運(yùn)轉(zhuǎn)車輛安裝了軌道車運(yùn)行控制設(shè)備（GYK）、軌道車GYK 遠(yuǎn)程維護(hù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（GMS）、運(yùn)用安全管理設(shè)備（6A）、視頻監(jiān)控設(shè)備、軸溫監(jiān)測(cè)裝置、火災(zāi)報(bào)警裝置、機(jī)車無(wú)線通信電臺(tái)（CIR）等相關(guān)輔助設(shè)備。為便于司乘人員操作輔助設(shè)備、查看相關(guān)提示信息，上述輔助設(shè)備多配備有顯示器終端，但過(guò)多的顯示器終端也帶來(lái)了如下問(wèn)題：

（1）車內(nèi)空間有限，但多數(shù)設(shè)備又需要相互連線，造成了連線難。同時(shí)，由于設(shè)備之間的連線錯(cuò)綜復(fù)雜，給后期維護(hù)帶來(lái)不便，增加了維護(hù)成本。

（2）由于司機(jī)操作臺(tái)空間有限，顯示器數(shù)量比較多、安裝比較分散，不利于司機(jī)觀察，會(huì)對(duì)行車和施工作業(yè)帶來(lái)安全隱患。

（3）GYK 運(yùn)行記錄分析、視頻監(jiān)控記錄分析、軸溫監(jiān)測(cè)記錄分析、GMS 記錄分析、火災(zāi)報(bào)警記錄分析、6A 記錄分析相互獨(dú)立，“信息孤島”現(xiàn)象較為突出，一個(gè)工作人員同時(shí)操控多臺(tái)計(jì)算機(jī)或多個(gè)信息系統(tǒng)，存在信息資源無(wú)法共享，不能將這些信息資源充分挖掘、分析，以提升車輛組織運(yùn)營(yíng)管理效率。

為此，本文介紹一種自輪運(yùn)轉(zhuǎn)車輛（設(shè)備）多種車載設(shè)備終端融合的集中顯示器技術(shù)（以下簡(jiǎn)稱集中顯示器），不僅包括機(jī)械結(jié)構(gòu)和硬件的集成，還包括軟件功能的集成及增加數(shù)據(jù)綜合統(tǒng)計(jì)分析和多設(shè)備集中式管理等功能。

1 技術(shù)簡(jiǎn)介

自輪運(yùn)轉(zhuǎn)車輛的多種車載設(shè)備終端融合集中顯示器技術(shù)將現(xiàn)有的GYK、6A 設(shè)備、CIR 設(shè)備、視頻設(shè)備、軸溫設(shè)備、火災(zāi)報(bào)警裝置的顯示終端進(jìn)行集成，形成集中顯示器。集中顯示器兼具上述所有顯示器終端的功能，大幅度簡(jiǎn)化連線，大大節(jié)約了司機(jī)操作臺(tái)空間（圖1）。

圖1 集中顯示器設(shè)計(jì)的空間優(yōu)勢(shì)

集成式硬件設(shè)計(jì)搭建了能運(yùn)行GYK 運(yùn)行控制、GYK 設(shè)備故障監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程升級(jí)、運(yùn)行記錄回傳、視頻監(jiān)控、軸溫監(jiān)測(cè)、指紋智能識(shí)別、酒精檢測(cè)、出退乘管理、火災(zāi)報(bào)警、無(wú)線電臺(tái)通信等功能的硬件集成式平臺(tái)，減少板卡數(shù)量，節(jié)約成本，提高各個(gè)設(shè)備的可用性和可維護(hù)性。

集成式軟件設(shè)計(jì)除實(shí)現(xiàn)運(yùn)行GYK 運(yùn)行控制、GYK 設(shè)備故障監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程升級(jí)、運(yùn)行記錄回傳、視頻監(jiān)控、軸溫監(jiān)測(cè)、指紋智能識(shí)別、酒精檢測(cè)、出退乘管理、火災(zāi)報(bào)警、無(wú)線電臺(tái)通信等功能外，還將行車所需的所有信息在集中顯示器上顯示，實(shí)現(xiàn)多設(shè)備聯(lián)動(dòng)，打破信息孤島，增加數(shù)據(jù)綜合統(tǒng)計(jì)分析和多設(shè)備集中化管理。

2 硬件集成式平臺(tái)搭建及連接

2.1 硬件集成式平臺(tái)搭建

集中顯示器主要包括背板、核心板、電源系統(tǒng)、液晶驅(qū)動(dòng)板、液晶模組、指紋模塊、酒精檢測(cè)模塊、揚(yáng)聲器、外置USB 等電路。集中顯示器硬件平臺(tái)結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 集中顯示器硬件平臺(tái)結(jié)構(gòu)

2.2 集中顯示器與相關(guān)設(shè)備連接

將現(xiàn)有的GYK 主機(jī)、CIR 主機(jī)與集中顯示器的對(duì)應(yīng)接口進(jìn)行連接，完成原有GYK、CIR 設(shè)備的完整功能。將GMS 與GYK 或CIR相連，完成GMS 的完整功能。將視頻設(shè)備的攝像頭、軸溫監(jiān)測(cè)裝置主機(jī)、火災(zāi)報(bào)警裝置主機(jī)與6A 主機(jī)連接，將6A 主機(jī)與集中顯示器的對(duì)應(yīng)接口進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)軸溫監(jiān)測(cè)裝置、火災(zāi)報(bào)警裝置、6A 設(shè)備、視頻設(shè)備的完整功能。集中顯示器與相關(guān)設(shè)備連接如圖3 所示。

圖3 集中顯示器與相關(guān)設(shè)備的連接

3 集中顯示器軟件設(shè)計(jì)

集中顯示器可配合原有GYK、GMS、CIR、6A、軸報(bào)、視頻和火災(zāi)報(bào)警裝置或設(shè)備的主機(jī)，實(shí)現(xiàn)原有顯示器的所有功能，如GYK 運(yùn)行控制、GYK 設(shè)備故障監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程升級(jí)、運(yùn)行記錄回傳、視頻監(jiān)控、軸溫監(jiān)測(cè)、指紋智能識(shí)別、酒精檢測(cè)、出退乘管理、考試培訓(xùn)、通知公告下發(fā)、火災(zāi)報(bào)警、無(wú)線電臺(tái)通信等功能。除此之外，集中顯示器還具備數(shù)據(jù)綜合統(tǒng)計(jì)分析、關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)自動(dòng)更新、多設(shè)備集中式管理、多設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控管理等功能。其軟件結(jié)構(gòu)包含應(yīng)用層、中間層、設(shè)備驅(qū)動(dòng)層和硬件（圖4）。

圖4 集中顯示器軟件結(jié)構(gòu)

4 集中顯示器核心軟件功能

4.1 數(shù)據(jù)綜合統(tǒng)計(jì)分析功能

建立車輛信息數(shù)據(jù)庫(kù)，整合各設(shè)備信息進(jìn)行綜合統(tǒng)計(jì)、分析，提升數(shù)據(jù)的真實(shí)性、可靠性，可用于設(shè)備維護(hù)、車輛管理、故障分析、資源共享及車輛組織運(yùn)營(yíng)管理。

4.2 關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)自動(dòng)更新

系統(tǒng)基于大數(shù)據(jù)處理技術(shù)，通過(guò)對(duì)不同部門的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行智能對(duì)比，自動(dòng)提取相關(guān)數(shù)據(jù)，并自動(dòng)更新關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，解決現(xiàn)有數(shù)據(jù)相互獨(dú)立，部分?jǐn)?shù)據(jù)變化后關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)不能自動(dòng)更新，需要人工進(jìn)行定期更新的難題，提高設(shè)備維護(hù)智能化管理水平和數(shù)據(jù)分析人員工作效率。

4.3 多設(shè)備集中式管理功能

（1）可以通過(guò)集中顯示器，對(duì)多設(shè)備的配置參數(shù)、車輛信息、司乘人員信息、設(shè)備狀態(tài)、版本信息、時(shí)鐘信息等進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)置，減少司乘人員對(duì)多設(shè)備同信息的重復(fù)性操作，便于各設(shè)備集中式管理和后期快速記錄分析。

（2）實(shí)現(xiàn)多設(shè)備聯(lián)動(dòng)。例如火災(zāi)報(bào)警裝置和視頻設(shè)備的聯(lián)動(dòng)功能，通過(guò)對(duì)容易發(fā)生火情的發(fā)動(dòng)機(jī)（發(fā)電機(jī)）室、機(jī)械（散熱液壓油）間安裝高靈敏度的感煙探測(cè)器、火焰探測(cè)器，進(jìn)行煙霧濃度和火焰監(jiān)測(cè)。當(dāng)監(jiān)測(cè)到的煙霧濃度、火焰達(dá)到報(bào)警值時(shí)發(fā)出報(bào)警信息，并通過(guò)火災(zāi)報(bào)警滅火裝置與視頻監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)功能，早期發(fā)現(xiàn)突發(fā)火災(zāi)，并可靠、準(zhǔn)確地判斷生火災(zāi)發(fā)生的位置。利用火災(zāi)報(bào)警裝置和視頻設(shè)備的聯(lián)動(dòng)功能，將視頻畫(huà)面切換到發(fā)生火情的區(qū)域，并發(fā)出報(bào)警聲，通知司乘人員快速啟動(dòng)滅火裝置，最大程度降低自輪運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備的損害，保護(hù)司機(jī)和隨乘人員的人身安全。

4.4 多設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控管理功能

各設(shè)備可通過(guò)一體化、集中化、集成化信息傳輸平臺(tái)——GYK 遠(yuǎn)程維護(hù)監(jiān)測(cè)車載設(shè)備（GMS）實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)信息、故障信息、報(bào)警信息、車輛信息、視頻信息、通話信息、升級(jí)信息等內(nèi)容的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理，優(yōu)化現(xiàn)有客戶端、手機(jī)終端軟件，將其集成為一站式服務(wù)、展示窗口，建立統(tǒng)一的內(nèi)部門戶，并提供多樣化的訪問(wèn)手段，為各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)信息共享和資源共享。

4.5 資源共享接口

基于大數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，智能匹配車載設(shè)備數(shù)據(jù)信息，并提供資源共享端口，以提升車輛組織運(yùn)營(yíng)管理效率。

5 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

集中顯示器將行車所需的所有信息顯示在同一個(gè)顯示器上，優(yōu)勢(shì)如下：

（1）簡(jiǎn)化連線、節(jié)約空間，整體更為簡(jiǎn)潔、美觀。

（2）簡(jiǎn)化操作，更有利于司機(jī)觀察設(shè)備狀態(tài)，降低司乘人員的操作難度，降低人為錯(cuò)誤操作帶來(lái)的安全隱患，間接提升行車和施工作業(yè)安全。

（3）降低后期的維護(hù)難度和成本，節(jié)約資源。

（4）可配合原有GYK、GMS、CIR、6A、軸報(bào)、視頻和火災(zāi)報(bào)警裝置或設(shè)備主機(jī)，除實(shí)現(xiàn)原有顯示器的所有完整功能外，還增加了數(shù)據(jù)綜合統(tǒng)計(jì)分析功能，利于設(shè)備維護(hù)、車輛管理、故障分析、資源共享及車輛組織運(yùn)營(yíng)管理。

（5）關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)自動(dòng)更新功能，提高了設(shè)備維護(hù)智能化管理水平和數(shù)據(jù)分析人員工作效率。

（6）實(shí)現(xiàn)多設(shè)備集成式管理和遠(yuǎn)程監(jiān)控管理，提高運(yùn)用單位的工作效率，節(jié)約使用成本。

（7）提供資源共享接口，提升車輛組織運(yùn)營(yíng)管理效率。

6 結(jié)束語(yǔ)

自輪運(yùn)轉(zhuǎn)車輛多種車載設(shè)備終端融合的集中顯示器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)GYK 設(shè)備、視頻監(jiān)控設(shè)備、運(yùn)用安全管理系統(tǒng)（6A）、軸溫監(jiān)測(cè)裝置、火災(zāi)報(bào)警裝置、機(jī)車無(wú)線通信電臺(tái)（CIR）等車載設(shè)備終端顯示器，在保證相關(guān)設(shè)備功能完整的前提下進(jìn)行融合集成，不僅包括機(jī)械結(jié)構(gòu)和硬件的集成，還包括軟件功能的集成，并增加了數(shù)據(jù)綜合統(tǒng)計(jì)分析及多設(shè)備集成式管理等功能。將行車所需的所有信息顯示在集中顯示器上，簡(jiǎn)化布線、節(jié)省空間，更有利于司機(jī)觀察設(shè)備狀態(tài)，整體更為簡(jiǎn)潔、美觀，并且降低了后期維護(hù)難度和成本，降低人為錯(cuò)誤操作帶來(lái)的安全隱患。同時(shí)，集中顯示器具備數(shù)據(jù)綜合統(tǒng)計(jì)分析功能、關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)自動(dòng)更新功能，能夠?qū)崿F(xiàn)多設(shè)備集中式管理和遠(yuǎn)程監(jiān)控管理，提高工作效率。