周春明

(中國鐵路鄭州局集團(tuán)有限公司 鄭州機(jī)務(wù)段，河南 鄭州 450000)

為了對(duì)鐵路機(jī)車的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、遠(yuǎn)程診斷設(shè)備故障，國內(nèi)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(dá)國家起步較晚。

我國機(jī)車種類龐大，同時(shí)鐵路系統(tǒng)又關(guān)乎國家安全，國外監(jiān)測系統(tǒng)很難滿足我國鐵路機(jī)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(jī)車管理的需要，我國的機(jī)車監(jiān)測系統(tǒng)于2009年立項(xiàng)研制，并命名為“中國機(jī)車遠(yuǎn)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(gè)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(shí)行公司化運(yùn)作是發(fā)展方向，而這一切都需要信息化作為技術(shù)支撐。二是機(jī)務(wù)管理的需要。機(jī)務(wù)系統(tǒng)作為鐵路運(yùn)輸中的重要環(huán)節(jié)，需要通過信息技術(shù)手段提高管理水平。機(jī)車管理包括機(jī)車的運(yùn)用和機(jī)車的整備與檢修兩大部分。機(jī)務(wù)段根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃確定機(jī)車運(yùn)用臺(tái)數(shù)和機(jī)車整備檢修臺(tái)數(shù)，給各車間分配生產(chǎn)任務(wù)，處理機(jī)車臨修故障，提高機(jī)車檢修運(yùn)用率。三是新技術(shù)發(fā)展的需要。隨著和諧型機(jī)車大規(guī)模投入使用，機(jī)車TCMS、6A等車載系統(tǒng)的完善，現(xiàn)代通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，為建設(shè)機(jī)車遠(yuǎn)程監(jiān)測與診斷系統(tǒng)提供了技術(shù)支持。

1.1 CMD系統(tǒng)的功能

CMD系統(tǒng)的主要功能是將機(jī)車各設(shè)備數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)記錄并轉(zhuǎn)發(fā)，作為機(jī)車數(shù)據(jù)傳輸中樞，肩負(fù)著傳輸LKJ、TCMS、6A實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和北斗數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)記錄文件的重任。它可以實(shí)現(xiàn)機(jī)車定位、機(jī)車質(zhì)量狀態(tài)監(jiān)測、機(jī)車運(yùn)行安全監(jiān)測、動(dòng)態(tài)跟蹤人車圖等功能，是機(jī)車車載監(jiān)測數(shù)據(jù)的集成、車地?zé)o線傳輸和綜合應(yīng)用平臺(tái)。車載LDP設(shè)備采集的數(shù)據(jù)信息如表1所示。

表1 車載LDP設(shè)備采集數(shù)據(jù)信息表

概括來說CMD系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)六大功能。

(1)遠(yuǎn)程監(jiān)測。實(shí)時(shí)采集車載微機(jī)(TCMS)、監(jiān)控裝置(LKJ)、安全防護(hù)(6A)等設(shè)備的數(shù)據(jù)來監(jiān)測機(jī)車的狀態(tài)信息和故障報(bào)警信息。

(2)車地?cái)?shù)據(jù)傳輸。機(jī)車在途運(yùn)行時(shí)，TCMS、LKJ、6A等機(jī)車設(shè)備的故障、報(bào)警和涉及運(yùn)行安全的機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)信息，通過GSM/GSM-R、3G/4G、北斗等網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸。

(3)專家診斷。利用機(jī)務(wù)信息化綜合應(yīng)用平臺(tái)的故障庫、專家支持庫以及專業(yè)分析軟件，對(duì)下載的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，為檢修提供依據(jù)，為乘務(wù)員處理故障提供遠(yuǎn)程技術(shù)支持。

(4)統(tǒng)計(jì)分析。實(shí)現(xiàn)機(jī)車業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，包括機(jī)車使用率、機(jī)車占用、日車公里、機(jī)破統(tǒng)計(jì)、機(jī)車運(yùn)用時(shí)間、故障統(tǒng)計(jì)、總走行公里數(shù)、配屬統(tǒng)計(jì)、機(jī)車周轉(zhuǎn)信息和檢修、整備統(tǒng)計(jì)等。

(5)機(jī)車車載電子履歷。建立隨車存儲(chǔ)的車載電子履歷，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)車及部件的全壽命周期管理。

(6)信息共享。與運(yùn)用、檢修、整備、設(shè)備等機(jī)務(wù)信息各子系統(tǒng)及電務(wù)車載設(shè)備機(jī)構(gòu)信息系統(tǒng)互聯(lián)互通，信息共享。

1.2 CMD系統(tǒng)構(gòu)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(yīng)用子系統(tǒng)三部分構(gòu)成，如圖1所示。

圖1 CMD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2 CMD系統(tǒng)的應(yīng)用

機(jī)務(wù)系統(tǒng)用戶通過CMD系統(tǒng)地面軟件平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測、專家診斷、數(shù)據(jù)中心、數(shù)據(jù)管理、機(jī)車運(yùn)用、故障/事件、車載設(shè)備以及履歷管理(目前暫未開放)等功能。

2.1 實(shí)時(shí)監(jiān)測

車載子系統(tǒng)采集機(jī)車各設(shè)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(shí)時(shí)存入地面綜合應(yīng)用子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中。實(shí)時(shí)監(jiān)測功能對(duì)在用機(jī)車的設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和24小時(shí)歷史數(shù)據(jù)監(jiān)測。機(jī)務(wù)檢修用戶通過實(shí)時(shí)監(jiān)測能夠查看機(jī)車LKJ實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、TCMS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、6A實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、北斗實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、機(jī)車故障事件信息、乘務(wù)員、運(yùn)行軌跡和正晚點(diǎn)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(jī)車運(yùn)行途中實(shí)時(shí)下發(fā)的各類報(bào)警數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括報(bào)警消息提醒、應(yīng)急指導(dǎo)處置、入庫整備提票、處置過程審核、處置記錄臺(tái)賬、預(yù)案資料管理、報(bào)警篩選配置、應(yīng)急通訊錄及報(bào)警數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)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(jī)車軌跡，點(diǎn)播機(jī)車高密數(shù)據(jù)，為分析報(bào)警發(fā)生原因及統(tǒng)計(jì)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(shí)間點(diǎn)機(jī)車部件的狀態(tài)，能夠極大提高對(duì)故障機(jī)車的檢修能力，在機(jī)務(wù)檢修系統(tǒng)應(yīng)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(wù)員查詢、機(jī)車出/入管理、機(jī)車分組管理、版本查詢等功能模塊。

2.5 機(jī)車運(yùn)用

機(jī)車運(yùn)用模塊主要用于查詢機(jī)車跨局運(yùn)用信息、機(jī)車運(yùn)轉(zhuǎn)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(jì)機(jī)車故障和事件發(fā)生的頻次，方便用戶持續(xù)提高機(jī)車運(yùn)用質(zhì)量。包括機(jī)破查詢、故障報(bào)警查詢、事件報(bào)警查詢和專業(yè)信息查詢等功能。

2.7 車載設(shè)備

車載設(shè)備模塊主要用于LDP(機(jī)車車載綜合信息監(jiān)測平臺(tái))設(shè)備裝車和運(yùn)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(shè)備失效管理、LDP查詢、設(shè)備在線率統(tǒng)計(jì)、運(yùn)行監(jiān)測等。

3 案例分析

CMD系統(tǒng)通過對(duì)機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測，實(shí)時(shí)傳輸機(jī)車的位置狀態(tài)和分布，對(duì)機(jī)車定位、掌握機(jī)車故障、確定修程、縮短機(jī)車整備時(shí)間、快速分析故障有很大的幫助，通過故障記錄和機(jī)車實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的分析，能快速查清故障原因，顯著降低機(jī)車整備臨修率，減少機(jī)破的發(fā)生，對(duì)于機(jī)務(wù)系統(tǒng)安全行車意義重大。下面通過幾個(gè)案例分析，展示CMD系統(tǒng)在機(jī)務(wù)系統(tǒng)中的重要地位。

3.1 供電故障

鄭州機(jī)務(wù)段數(shù)據(jù)分析室通過對(duì)CMD系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控故障報(bào)警信息的盯控發(fā)現(xiàn)，該段配屬的HXD1D0678機(jī)車于2018年11月12號(hào)擔(dān)當(dāng)K1101次列車時(shí)，TCMS于19:25:11發(fā)出列供1路交流接觸器故障報(bào)警。由于每臺(tái)HXD1D型機(jī)車配置一臺(tái)列供柜，安裝在機(jī)械間內(nèi)，每臺(tái)供電柜有2路獨(dú)立的、完全相同的相控整流及輔助電路，乘務(wù)員根據(jù)微機(jī)提示對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行斷電，轉(zhuǎn)換A/B，轉(zhuǎn)由另一套供電系統(tǒng)供電，觀察微機(jī)顯示屏，1路供電恢復(fù)正常，正常運(yùn)行至鄭州車站。

該車按原計(jì)劃轉(zhuǎn)為K1104次，換乘務(wù)員繼續(xù)運(yùn)行，在運(yùn)行至杏花營車站附近，于20:26:55又報(bào)列供1路交流接觸器故障，隨后乘務(wù)員按照流程轉(zhuǎn)換另一組供電單元，1路供電恢復(fù)正常，機(jī)車維持運(yùn)行，在恢復(fù)正常一段時(shí)間后，該故障再次發(fā)生。

隨后綜合分析室對(duì)機(jī)車實(shí)時(shí)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(rèn)列供1路接觸器本身存在故障。該段應(yīng)急指揮中心與機(jī)車乘務(wù)員聯(lián)系，在抵達(dá)上海機(jī)務(wù)段后聯(lián)系上海機(jī)務(wù)段技術(shù)科將該車投入非供電運(yùn)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(bào)該故障，行修組接報(bào)活后及時(shí)聯(lián)系廠家，提前備料，待車回后更換。通過綜合分析室遠(yuǎn)程機(jī)車診斷，避免了一起外地臨修，減少了故障處置的時(shí)間和成本，保障了客運(yùn)機(jī)車供應(yīng)。

3.2 制動(dòng)機(jī)故障

2018年11月8號(hào)HXD1D0250機(jī)車在鄭州機(jī)務(wù)段下線整備時(shí)，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(shí)，在重聯(lián)位至運(yùn)轉(zhuǎn)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(shù)科反饋，技術(shù)科專業(yè)工程師也給出了相同的結(jié)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(yùn)用CMD數(shù)據(jù)，對(duì)機(jī)車故障進(jìn)行診斷，提高了修活效率和修活質(zhì)量。

4 結(jié)語

CMD應(yīng)用在機(jī)務(wù)系統(tǒng)的實(shí)際生產(chǎn)中，提升了機(jī)務(wù)管理信息化水平，帶來機(jī)務(wù)運(yùn)用、安全和經(jīng)營管理的全新變化。機(jī)務(wù)系統(tǒng)要利用好CMD平臺(tái)，用機(jī)車大數(shù)據(jù)服務(wù)于機(jī)務(wù)信息化建設(shè)，才能更好地服務(wù)于集團(tuán)公司提出的“五個(gè)年建設(shè)”。CMD系統(tǒng)下一步需要解決好與鐵路車號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(ATIS)的數(shù)據(jù)結(jié)合，與主機(jī)廠商的數(shù)據(jù)共享，跨局運(yùn)用與專家系統(tǒng)功能的深度開發(fā)等功能，從而建成一個(gè)功能更加強(qiáng)大、信息共享、互聯(lián)互通的鐵路機(jī)務(wù)現(xiàn)代化管理信息系統(tǒng)。