鄧永祁,楊 將,鄧國知
(湖南中車時代通信信號有限公司,長沙 410100)
目前,國內(nèi)鐵路里程已突破13 萬km,對國家經(jīng)濟的快速發(fā)展發(fā)揮了重大作用。在鐵路快速發(fā)展的過程中,信息化建設(shè)功不可沒。鐵路動車組、機車以及設(shè)備呈指數(shù)級增加,對于鐵路安全生產(chǎn)管控要求,當(dāng)前信息化程度已無法滿足。當(dāng)前鐵路眾多信息化系統(tǒng)已經(jīng)具備車地數(shù)據(jù)傳輸和采集,業(yè)務(wù)系統(tǒng)運行形成了海量的數(shù)據(jù),但均缺乏對海量數(shù)據(jù)的挖掘、分析與深度應(yīng)用。鐵路信息化正在加速信息安全建設(shè)并邁向大數(shù)據(jù)時代,實現(xiàn)動車組/機車、設(shè)備質(zhì)量、生產(chǎn)作業(yè)的智能化監(jiān)測與管控,運營調(diào)度的安全指揮。
隨著中國國家鐵路集團(tuán)有限公司不斷深化改革,推進(jìn)修程修制改革,鐵路電務(wù)生產(chǎn)效率如何提升,減員增效,成為亟需解決的問題。鐵路電務(wù)生產(chǎn)主要涉及電務(wù)部門管轄的機車車載設(shè)備檢測、檢修與設(shè)備質(zhì)量分析。目前機車車載設(shè)備檢測主要采用機車入庫趟趟檢測,檢測工人面臨的主要問題是無法有效和準(zhǔn)確地獲得機車出入庫狀態(tài),以及機車入庫停放位置。與此同時,檢測工人針對車載設(shè)備完成檢測后,需使用IC 卡拷貝車載設(shè)備檢測文件,并轉(zhuǎn)交質(zhì)量工人進(jìn)行設(shè)備質(zhì)量分析。一旦IC 卡漏轉(zhuǎn)或出現(xiàn)IC卡轉(zhuǎn)儲錯誤,檢測工人需重新上車檢測作業(yè)或拷貝檢測文件。因此,鐵路電務(wù)部門仍需采用技術(shù)與管理手段提升電務(wù)檢測作業(yè)效率。本文基于LKJ 設(shè)備運行監(jiān)測管理系統(tǒng)(LMD 系統(tǒng)),設(shè)計與實現(xiàn)機車周期檢測管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過LMD 建立“車對地、地對車、地對地”列車運行安全監(jiān)控體系,對機車和車輛的行車安全運行狀態(tài)、設(shè)備質(zhì)量、檢修/庫修作業(yè)進(jìn)行在線監(jiān)測、報警提醒和智能化故障診斷等。
周期檢測管理系統(tǒng)通過接口服務(wù)形式采用LMD 系統(tǒng)的電子圍欄和自動文件下載功能,通過結(jié)合電子圍欄功能的機車GPS 定位數(shù)據(jù)實現(xiàn)機車出入庫分析,結(jié)合自動文件下載功能,為檢測與質(zhì)量分析工區(qū)提供文件自動下載與傳輸,取消檢測工區(qū)IC 卡轉(zhuǎn)儲。與此同時,通過質(zhì)量分析系統(tǒng)的檢測文件分析,為機車車載設(shè)備實現(xiàn)周期管理,并推送運行文件分析存在的設(shè)備故障預(yù)警與報警。
機車周期檢測分析:系統(tǒng)按特定周期管理機車檢測,按檢測點顯示機車的待檢狀態(tài)。若機車處于入庫狀態(tài),系統(tǒng)提示檢測工人,并顯示機車框。若距離上次檢測周期未超過周期時間,機車框顯示藍(lán)色;若距離周期時間小于1 天,顯示黃色,處于預(yù)警狀態(tài);若超過周期未檢測機車,顯示紅色;若存在未處理的實時車載設(shè)備報警,無論是否超周期均顯示紅色,如圖1 所示。
圖1 周期檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Cycle detection system structure diagram
其中LMD 系統(tǒng)由車載子系統(tǒng)、無線通信網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)子系統(tǒng)3 部分構(gòu)成。車載子系統(tǒng)利用升級改造的LAIS 系統(tǒng)既有車載無線傳輸裝置TSC1 或安裝新TSC2 裝置,實現(xiàn)LKJ、機車信號、CIR 和設(shè)備電源等設(shè)備監(jiān)測信息的收集、與地面系統(tǒng)進(jìn)行信息傳輸;通信傳輸依托公用移動通信網(wǎng)和GSM-R 網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)系統(tǒng)車—地間的雙向數(shù)據(jù)傳輸,通過導(dǎo)航衛(wèi)星并結(jié)合LKJ 數(shù)據(jù)定位技術(shù)獲取列車位置信息;地面服務(wù)器與LAIS 車載設(shè)備進(jìn)行通信,對接收的車載設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分發(fā)、處理、存儲。
質(zhì)量分析系統(tǒng)采用C/S 架構(gòu),以.NET 技術(shù)與ORACLE 數(shù)據(jù)庫技術(shù)實現(xiàn)機車LKJ 運行文件和檢測作業(yè)文件的自動分析,并在車載TSC2 裝置部署車載實時分析程序,對車載設(shè)備運行質(zhì)量進(jìn)行實時分析,并將設(shè)備故障與隱患通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至質(zhì)量分析服務(wù)端。
1)機車出入庫
機車出入庫通過機車GPS 定位數(shù)據(jù)、電子圍欄、以及LKJ 位置數(shù)據(jù)相結(jié)合,計算機車位置,判斷機車出入庫狀態(tài),提示檢測工人是否需要檢測。
入庫:機車進(jìn)入電子圍欄范圍內(nèi),同時LKJ的監(jiān)控狀態(tài)為出入庫狀態(tài)即判斷機車為入庫狀態(tài),LMD 系統(tǒng)存儲機車當(dāng)前所在檢測點,并更新LMD系統(tǒng)實時信息位置。
出庫:機車在入庫狀態(tài)時,當(dāng)LKJ 處于開機狀態(tài),速度大于0 且不在出入庫狀態(tài),則記錄為機車出庫,并從檢測點界面中移除。
2)機車周期檢測報警
機車車載設(shè)備檢測按周期實行,周期根據(jù)情況具體設(shè)置。機車車載設(shè)備檢測作業(yè)完成后,形成檢測作業(yè)文件。當(dāng)機車檢測作業(yè)文件合格時,自動將機車的檢測作業(yè)周期清零,重新進(jìn)入新周期的計算。
周期報警根據(jù)機車車載設(shè)備故障報警和周期計算劃分報警等級,如表1 所示。
表1 報警等級劃分表Tab.1 Alarm level classification list
根據(jù)報警的等級及場景,進(jìn)行不同的處理,如表2 所示。
2.2.1 機車周期檢測功能
鐵路電務(wù)檢測工人通過機車周期檢測功能顯示進(jìn)行車載設(shè)備檢測。當(dāng)機車入庫后,系統(tǒng)通過彈窗提示檢測工人,如果機車上次檢測時間距離此次入庫時間超過設(shè)定的固定檢測周期,該機車框顯示紅色,產(chǎn)生機車周期檢測一級報警。若入庫機車出現(xiàn)運行途中故障報警,機車框顯示紅色,產(chǎn)生機車周期二級報警。若距離上次檢測時間接近周期,機車框顯示黃色預(yù)警。未到周期的機車則顯示藍(lán)色,檢測工人無需上車做電務(wù)車載設(shè)備檢測。檢測工人針對入庫機車完成車載設(shè)備檢測后,形成檢測作業(yè)文件,自動將文件下載并無線傳輸至地面服務(wù)器分析。系統(tǒng)根據(jù)檢測作業(yè)文件,自動分析作業(yè)內(nèi)容,刷新機車檢測周期。效果如圖2 所示。
表2 報警處置表Tab.2 Alarm disposal list
圖2 周期檢測功能Fig.2 Cycle detection function
2.2.2 設(shè)備質(zhì)量報警功能
通過在車載TSC 裝置部署實時質(zhì)量分析程序,車載終端實時分析設(shè)備運行狀況,報警設(shè)備故障與隱患。系統(tǒng)在地面終端顯示報警數(shù)據(jù)。針對不同的設(shè)備運行故障與隱患,報警分為3 級。電務(wù)車載設(shè)備車間生產(chǎn)組織中心分析報警數(shù)據(jù),針對存在設(shè)備運行故障和隱患的機車,生產(chǎn)組織中心通過提票下發(fā)設(shè)備更換任務(wù),及時處理設(shè)備故障與隱患,有效提升機車運行安全和生產(chǎn)組織效率。界面如圖3 所示。
圖3 設(shè)備報警功能Fig.3 Equipment alarm function
目前該系統(tǒng)已在多個鐵路局運行。啟動系統(tǒng)前,電務(wù)檢測人員需要對所有入庫的機車/動車組進(jìn)行車載設(shè)備檢測,并將檢測文件通過IC 卡轉(zhuǎn)儲到質(zhì)量分析工區(qū)。啟動系統(tǒng)之后,檢測人員通過系統(tǒng)的機車入庫提示以及周期檢測報警判斷是否需要上車檢測車載設(shè)備。系統(tǒng)避免了入庫機車的漏檢,減少了檢測人員的現(xiàn)場工作量。
通過圖4 的對比,可以看出在啟動系統(tǒng)后,各路局平均檢測的機車數(shù)量大約僅占啟動前的18.68%。因此,在車載設(shè)備監(jiān)測的保障下,系統(tǒng)通過機車周期檢測在很大程度上減少了檢測工人的工作量。
圖4 檢測機車臺數(shù)對比圖Fig.4 Comparison diagram of number of locomotives detected
本文基于LMD 系統(tǒng)與質(zhì)量分析系統(tǒng),設(shè)計機車檢測周期管理系統(tǒng),滿足中國國家鐵路集團(tuán)有限公司修程修制改革的需要,降低了電務(wù)作業(yè)人員的工作量,提高生產(chǎn)作業(yè)效率與機車運用安全。鐵路電務(wù)管理人員與作業(yè)人員能夠及時有效地掌握檢測作業(yè)情況,進(jìn)一步提升鐵路生產(chǎn)的信息化、智能化水平,保障鐵路安全生產(chǎn)作業(yè)。該系統(tǒng)結(jié)合LMD系統(tǒng)、質(zhì)量分析系統(tǒng),提升車載運行數(shù)據(jù)使用效率,對不符合檢測作業(yè)規(guī)范、超周期檢測和存在設(shè)備故障的檢測作業(yè)文件進(jìn)行報警提示,對于已報警的檢測作業(yè)信息,根據(jù)車載形成的最新檢測作業(yè)文件,智能地實現(xiàn)報警閉環(huán)。機車周期檢測系統(tǒng)對列車的行車安全,提高運輸及生產(chǎn)效率,最大限度地節(jié)省基層站段和管理部門的人力和物力具有極其重要的意義。