湯橋

摘 要：本文介紹了基于MVB網(wǎng)絡的內燃機遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設計目的以及總體構架，實現(xiàn)了對機車總線數(shù)據(jù)的遠程監(jiān)控。

關鍵詞：MVB；內燃機；遠程監(jiān)控

隨著我國鐵路現(xiàn)代化管理、鐵路大提速以及鐵路事業(yè)不斷發(fā)展的需要，鐵路部門對列車運行安全、正點、快捷、舒適、方便的要求越來越高。使得機車運行速度不斷提高、運輸密度不斷增加。機車的絕大部分時間都處在運行途中，通過配置機車故障診斷專家系統(tǒng)，在線實時地向乘務人員提供機車的狀態(tài)信息和故障處理信息，是防止機車故障、保障運行安全、提高運輸效率的一個重要技術手段。同時機車遠程監(jiān)控診斷將無線數(shù)據(jù)傳輸技術與計算機網(wǎng)絡技術相結合，通過無線網(wǎng)絡技術將生產廠商、用戶和機車設備聯(lián)系起來，通過對機車數(shù)據(jù)實時傳輸分析，使生產廠商能夠隨時遠程監(jiān)控機車及其重要零部件的運行狀況，對可能出現(xiàn)的故障進行預測，并給與用戶及時有效的指導，大大提高機車故障診斷效率以及預判能力?；诖四康哪宪嚻菔邫C車有限公司與西南交通大學常州軌道交通研究院合作研發(fā)了這款基于MVB總線的遠程監(jiān)控系統(tǒng)。

1 總體架構

遠程診斷平臺硬件部分由以下幾個子系統(tǒng)組成：遠程診斷平臺、遠程信息通信系統(tǒng)和列車級監(jiān)控系統(tǒng)。圖1.1為系統(tǒng)組成結構。

遠程信息通信系統(tǒng)由3G通訊模塊、3G天線等組成。

內燃機遠程診斷中心由數(shù)據(jù)服務器、計算機等組成。此中心可設立在鐵路局、機務段或廠家，該系統(tǒng)通過對機車總線上的數(shù)據(jù)進行采集分析并壓縮后，經由3G通訊模塊采取點對點的方式發(fā)回內燃機遠程診斷中心。

由框架圖我們可以看到，該系統(tǒng)通過車載設備通過對機車的柴油機設備，牽引裝置等子系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集，然后經由車載設備進行處理后，通過Internet網(wǎng)絡傳輸回內燃機遠程診斷中心。遠程診斷中心的工程人員就可以借助診斷中心的數(shù)據(jù)服務器。計算機等設備對傳輸過來的數(shù)據(jù)進行解密并分析，從而達到隨時監(jiān)控機車的目的。

2 系統(tǒng)功能

2.1內燃機車監(jiān)測系統(tǒng)

2.1.1車載工控機

車載單元是整個機車遠程信息傳輸與分析系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)來源，該單元是整個系統(tǒng)的一個關鍵子系統(tǒng)。車載單元就像是人的感覺器官，它從機車總線上獲得分析所需的各種原始數(shù)據(jù)信息，然后車載單元按照一定格式壓縮存貯這些數(shù)據(jù)信息同時把這些數(shù)據(jù)信息發(fā)送到無線傳輸網(wǎng)絡上。

車載工控機專為車載監(jiān)控系統(tǒng)設計，帶有WIFI、GPS、3G等多種無線網(wǎng)絡接口，可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控需要的數(shù)據(jù)采集及無線傳輸功能。車載工控機將獲取的數(shù)據(jù)通過壓縮處理后，經由3G無線網(wǎng)絡發(fā)送回內燃機遠程診斷中心。同時，借助車載工控機上攜帶的WIFI無線端口，我們開通了WIFI點對點的傳輸模式，方便筆記本電腦或者帶有WIFI 功能的手持終端設備接收機車數(shù)據(jù)。

2.1.2內燃機遠程診斷中心

內燃機遠程診斷中心相當于人的大腦，負責完成車載工控機發(fā)送的機車信息的接收、分析統(tǒng)計和發(fā)布的功能，實現(xiàn)機車數(shù)據(jù)分人、分時、分車、分區(qū)段的統(tǒng)計與結算，使工程人員可以通過共享數(shù)據(jù)庫中與各自有關的信息。并針對返回的采集數(shù)據(jù)以及設備故障信息，工程人員通過分析后可以得出相關的結論。通過對數(shù)據(jù)的解析，可以很直觀的顯示出機車目前的運行狀態(tài)以及潛在的機車故障。從而能讓工程人員掌握機車的第一手資料，方便工程人員對機車運行狀態(tài)的分析和潛在機車故障的預判。

3 軟件系統(tǒng)功能

內燃機車遠程診斷平臺總體架構主要由內燃機車車載診斷軟件系統(tǒng)與遠程故障診斷中心軟件系統(tǒng)兩部分組成。主要負責機車數(shù)據(jù)的采集與分析工作。車載診斷軟件系統(tǒng)主要負責機車數(shù)據(jù)的獲取以及機車數(shù)據(jù)格式的轉換并發(fā)送。遠程故障診斷中心軟件主要負責對發(fā)送回來的機車數(shù)據(jù)的解析、統(tǒng)計以及發(fā)布的功能。工程人員主要面對的是遠程故障診斷中心軟件，通過軟件的配置可以獲取你想得到的機車總線上的任何數(shù)據(jù)。

3.1內燃機車車載診斷軟件系統(tǒng)

內燃機車車載診斷軟件系統(tǒng)是運行于內燃機車監(jiān)測系統(tǒng)的軟件，主要涉及以下幾個方面：

3.1.1數(shù)據(jù)采集模塊

該模塊負責從機車總線上獲取LCS發(fā)送的監(jiān)控信號和故障信號以及6A系統(tǒng)中軸溫、振動、制動、轉向架等信息。

3.1.2數(shù)據(jù)處理模塊

將從機車總線上獲得的數(shù)據(jù)進行壓縮等前期數(shù)據(jù)處理功能。由于本系統(tǒng)的遠程通訊功能基于3G網(wǎng)絡實現(xiàn)，因此如何盡可能的壓縮數(shù)據(jù)，以節(jié)省流量是非常有意義的。

該系統(tǒng)設計是壓縮實時數(shù)據(jù)，要求壓縮過程的時間性能較高，且壓縮過程不可以將采集數(shù)據(jù)進行有損壓縮，故采用算術編碼（ARC）來實現(xiàn)。

4 遠程通訊模塊

車載工控機能夠使用聯(lián)網(wǎng)功能是因為工控機底層實現(xiàn)了TCP/IP協(xié)議，可以使3G.終端通過無線網(wǎng)絡建立TCP連接。連接采取上電自動連接的方式啟動。因為機車運行途中會經過隧道或者信號比較薄弱的地區(qū)，所以遠程通訊模塊設計了斷點續(xù)傳的功能，一旦機車3G網(wǎng)絡恢復通訊，即將機車數(shù)據(jù)發(fā)送回遠程診斷中心。

5 遠程故障診斷中心軟件系統(tǒng)

5.1 遠程監(jiān)控中心數(shù)據(jù)庫

當遠程監(jiān)控中心接收端接收到傳回的數(shù)據(jù)后，經過解壓縮，存儲在遠程監(jiān)控中心數(shù)據(jù)庫中，由于數(shù)據(jù)量較大，數(shù)據(jù)庫將通過一定方式建立索引，方便工作人員對歷史數(shù)據(jù)的讀取以及在線監(jiān)測分析模塊對數(shù)據(jù)的分析。

6 結語

遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設計完成方便了機車制造商以及機車運用方對于機車的運行監(jiān)控、故障分析。目前監(jiān)控系統(tǒng)已在HXN5B機車上裝車運行半年時間，工作情況穩(wěn)定，基本達到了當初的設計要求，后續(xù)改進正在穩(wěn)步進行當中。

參考文獻

[1] 馬文俊.DF8B型內燃機車微機控制軟件設計[J].機車電傳動。2000.（1）：15-16

[2] TB交流傳動機車微機控制系統(tǒng)