申瑞源，龔利

（1. 中國鐵路總公司 運輸局，北京 100844；2. 中國鐵路信息技術中心，北京 100844）

中國機車遠程監(jiān)測與診斷系統(tǒng)(CMD系統(tǒng))總體方案研究

申瑞源1，龔利2

（1. 中國鐵路總公司 運輸局，北京 100844；2. 中國鐵路信息技術中心，北京 100844）

中國機車遠程監(jiān)測與診斷系統(tǒng)（CMD系統(tǒng)）的設計遵循工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)理念，牢牢把握住工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的三要素——智能裝備、互聯(lián)網(wǎng)絡、大數(shù)據(jù)應用，打造出一個智能化機車鐵路行業(yè)應用。通過車載LDP設備獲取機車各設備信息，并通過多種傳輸手段將機車數(shù)據(jù)源源不斷傳到地面系統(tǒng)，實現(xiàn)車地一體化。地面系統(tǒng)通過大數(shù)據(jù)分析手段為機車的質(zhì)量安全保駕護航。

機車；CMD；實時信息；LDP；遠程監(jiān)測；在線診斷

1 研究背景

1.1 CMD系統(tǒng)研究必要性

目前我國鐵路里程的增長、軌道車輛的增多、運行速度的提升對軌道車輛和車載設備的可靠性、可用性、可維護性、安全性的要求也越來越高。鐵路機車及其系統(tǒng)和設備的復雜性、綜合化、智能化程度不斷提高，其生命周期成本特別是維 護和保障成本越來越高[1-2]。

在信息化、科技化日益發(fā)展的今天，促進大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)的廣泛應用成為引領行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的重要途徑。鐵路可以運用大數(shù)據(jù)、云計算等技術手段，通過可靠的數(shù)據(jù)和精準的決策方法，提高運營和管理水平；利用互聯(lián)網(wǎng)技術和平臺，可以創(chuàng)造新的價值、體現(xiàn)新的發(fā)展生態(tài)。

為了對機車的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控、遠程診斷設備故障，國外機車上大多配備機車運行安全和設備質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，如西門子EFLEET系統(tǒng)、阿爾斯通ETRAIN系統(tǒng)、GE的RM&D系統(tǒng)、龐巴迪CC REMOTE系統(tǒng)等。

通過綜合考慮國家安全因素和國外系統(tǒng)應用車型單一等問題，國外系統(tǒng)不具備全路統(tǒng)一推廣條件。中國機車遠程監(jiān)測與診斷系統(tǒng)（CMD系統(tǒng)）作為鐵路機務信息系統(tǒng)的四大核心子系統(tǒng)之一，適應我國鐵路機務管理實際業(yè)務需要，可實現(xiàn)對各車載系統(tǒng)的數(shù)據(jù)監(jiān)視、地面實時故障報警、專家診斷分析、數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析等功能，有利于提高列車的安全性能并指導列車運行，對鐵路信息化建設具有重要意義。

1.2 CMD系統(tǒng)技術可行性

1.2.1 車載系統(tǒng)發(fā)展

全路機車已全面普及專用LKJ監(jiān)控裝置，近1萬臺和諧型機車已全面采用網(wǎng)絡化TCMS系統(tǒng)，部分交-直機車也已采用微機控制系統(tǒng)，數(shù)字化程度較高；機車車載安全防護系統(tǒng)（6A系統(tǒng)）是用于機車運用安全防護的一個系統(tǒng)平臺，集成了6個與安全相關的子系統(tǒng)，已全面應用于和諧型機車。

車載設備的微機化、網(wǎng)絡化程度不斷提高，實時采集機車狀態(tài)信息、機車安全信息和機車監(jiān)測信息，為機車運用、檢修和維護提供數(shù)據(jù)支持。

1.2.2 信息傳輸技術發(fā)展

移動通信技術不斷發(fā)展，經(jīng)過GSM、3G發(fā)展到第四代（4G）的長期演進技術（Long Term Evolution，LTE），其在鐵路沿線的高覆蓋率，保證車載大量數(shù)據(jù)的實時傳輸，從而實現(xiàn)地面綜合應用系統(tǒng)實時展示車載數(shù)據(jù)及視頻。

北斗系統(tǒng)具有極強的抗同頻、寬頻、多徑干擾能力，抗衰落能力強，具備各種氣象條件、地質(zhì)條件下的全天候高性能；衛(wèi)星通信具有廣域覆蓋、遠距離傳輸?shù)奶攸c，對于無法獲得互聯(lián)網(wǎng)接入的地區(qū)，具有不可替代的作用。通過北斗系統(tǒng)、衛(wèi)星通信技術，可以實現(xiàn)機車遠程定位，動態(tài)跟蹤“人車圖”。

1.2.3 地面綜合大數(shù)據(jù)技術發(fā)展

大數(shù)據(jù)的快速發(fā)展，已成為一大新興產(chǎn)業(yè)，其中大數(shù)據(jù)分析、云數(shù)據(jù)庫等技術日趨完善?；陂L期積累的大量機車故障報警數(shù)據(jù)及機車運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，通過如狀態(tài)預測/外推、基于統(tǒng)計回歸、基于相似性等的研究方式、方法，建立相關分析模型，分析車載設備（部件）失效閥值，以預測設備（部件）質(zhì)量狀態(tài)。

現(xiàn)在各種技術條件已經(jīng)成熟，研制實現(xiàn)機車動靜態(tài)信息采集、傳輸、地面診斷分析的車-地一體化平臺系統(tǒng)已經(jīng)水到渠成。

2 CMD系統(tǒng)主要目標及需求分析

CMD系統(tǒng)需整合構(gòu)建面向機務信息化、智能化發(fā)展的大數(shù)據(jù)應用核心平臺，具有先進傳感及微機網(wǎng)絡技術的交流傳動機車，整合最新衛(wèi)星定位和無線通信網(wǎng)絡技術的車載數(shù)據(jù)集成傳輸裝置，綜合“人車圖”信息滿足運用、整備、檢修需求的大數(shù)據(jù)應用平臺，構(gòu)成代表世界最前沿的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術實例，即“智能裝備+互聯(lián)網(wǎng)絡+大數(shù)據(jù)應用”，也可以說是“互聯(lián)網(wǎng)+機車裝備及運用維修”。具有建立在TCMS、6A、LKJ等系統(tǒng)幾百個實時檢測數(shù)據(jù)項的感知能力；具有建立在3G/4G、GPS、北斗、WLAN等多種技術應用和鐵路車號自動識別系統(tǒng)（ATIS）、LKJ等多源數(shù)據(jù)集成商的車地傳輸和時空定位能力；具有全面提升信息流通、輔助決策和流程綜合優(yōu)化的大數(shù)據(jù)應用能力。以CMD系統(tǒng)為核心，全面打造車地、動靜、造修全面數(shù)據(jù)共享互動的機務大數(shù)據(jù)應用體系。

2.1 車載數(shù)據(jù)集成需求

2.1.1 數(shù)據(jù)采集

車載設備實現(xiàn)對機車狀態(tài)、故障信息及安全信息的采集、處理、記錄，包括擴展系統(tǒng)的統(tǒng)一授時、文件統(tǒng)一自動下載、機車履歷電子化，具備機車狀態(tài)的感知能力。

具備對地面綜合應用子系統(tǒng)點播請求的響應功能，包括發(fā)送頻率、發(fā)送信息類型、履歷信息更新等合法命令響應。具備配置文件的更新及管理功能，禁止非法配置文件的導入。具備對地面系統(tǒng)的遠程訪問進行控制及認證功能，禁止非法登錄。根據(jù)通信協(xié)議，向地面綜合應用子系統(tǒng)定時傳輸重要的機車狀態(tài)信息、機車安全信息、機車監(jiān)測信息，包含機車基本運行信息、司機操作命令信息等。

2.1.2 數(shù)據(jù)處理

具備從獲取的數(shù)據(jù)中識別事件的功能，在事件發(fā)生時能提取和記錄相應的環(huán)境數(shù)據(jù)；具備從獲取的數(shù)據(jù)中識別機車故障的功能，在故障發(fā)生時，應能提取和記錄相應的環(huán)境數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)實時向地面綜合應用子系統(tǒng)報警及傳送相應數(shù)據(jù)，應具備一定的自檢功能。自檢信息可發(fā)送給6A系統(tǒng)音視頻顯示終端或其他車載顯示器。能根據(jù)應用需求對數(shù)據(jù)進行加工，并分發(fā)給相關車載系統(tǒng)，如顯示器、TCMS、6A等。具備對包括來自其他系統(tǒng)的文件數(shù)據(jù)的處理能力，包括文件數(shù)據(jù)的緩存、文件數(shù)據(jù)的壓縮等。

2.1.3 數(shù)據(jù)傳輸與轉(zhuǎn)儲

數(shù)據(jù)傳輸與轉(zhuǎn)儲分實時信息的傳輸、視頻信息的傳輸、北斗短報文信息的傳輸與記錄文件的轉(zhuǎn)儲，能根據(jù)不同需求采取不同策略，將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)。數(shù)據(jù)傳輸采用的移動通信制式支持CDMA2000、WCDMA、GPRS、4G。

實時信息能采取定時傳輸方式、故障觸發(fā)傳輸方式、數(shù)據(jù)點播方式、事件方式4種傳輸方式：

（1）定時傳輸通過時間周期性觸發(fā)，傳輸周期可設置，傳輸內(nèi)容包括關鍵的機車狀態(tài)信息與基本信息，如機車速度、工況、機車位置、機車號、車次等信息；

（2）故障觸發(fā)方式，故障發(fā)生時觸發(fā)，傳輸內(nèi)容包括機車故障和相關環(huán)境數(shù)據(jù)；

（3）數(shù)據(jù)點播傳輸由地面遠程觸發(fā)，根據(jù)地面綜合應用子系統(tǒng)的指令傳輸相應類型的機車數(shù)據(jù)；

（4）事件觸發(fā)方式為事件發(fā)生時觸發(fā)，傳輸內(nèi)容包括事件的相關信息、關鍵的機車狀態(tài)信息（包括機車速度、工況、機車位置、機車號、車次等信息）與基本信息。

具備將6A系統(tǒng)視頻信息傳輸?shù)降孛嬉曨l服務器的功能，視頻的傳輸由遠程控制命令點播觸發(fā)，具備2種傳輸方式：

（1）視頻流傳輸方式，可連續(xù)實時傳輸視頻流信息，適用于無線網(wǎng)絡暢通的情況；

（2）圖片傳輸方式，以圖片方式傳輸某通道的某一時刻畫面，適用于無線網(wǎng)絡帶寬不足的情況。

具備北斗短報文通信的功能，采用周期性傳輸方式，把機車位置、故障、司機操作等關鍵信息發(fā)送至中國鐵路總公司（簡稱總公司）的通信服務器。在機車控制電源關閉時，北斗/GPS板自動切換至機車蓄電池供電，能通過北斗短報文通信向地面發(fā)送機車位置信息和機車基本信息。

具有無線轉(zhuǎn)儲與人工轉(zhuǎn)儲功能，轉(zhuǎn)儲數(shù)據(jù)包括LDP、6A、TCMS等的記錄文件：

（1）當車載子系統(tǒng)識別到合法的WLAN網(wǎng)絡時，與數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)建立網(wǎng)絡連接，從相關存儲單元中獲取記錄文件，并將記錄文件傳輸給數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)，將記錄文件自動轉(zhuǎn)儲到地面；

（2）人工轉(zhuǎn)儲由U盤插入觸發(fā)，通過注冊U盤進行手動轉(zhuǎn)儲，系統(tǒng)對證書進行認證后將自動轉(zhuǎn)儲記錄文件到U盤，完成手動轉(zhuǎn)儲。

2.2 傳輸平臺需求

數(shù)據(jù)傳輸平臺需求包括在途數(shù)據(jù)傳輸和入段數(shù)據(jù)傳輸兩部分。機車在途運行時，把車載子系統(tǒng)采集的機車狀態(tài)信息、機車安全信息、機車監(jiān)測信息及視頻數(shù)據(jù)等實時信息通過GSM GPRS/3G/4G、GSM-R GPRS傳輸?shù)降孛娣掌?，機車位置信息、機車安全信息通過北斗傳輸?shù)降孛娣掌?；地面服務器把指令信息通過GSM GPRS/3G/4G、GSM-R GPRS發(fā)往車載子系統(tǒng)。機車入段后，通過WLAN實現(xiàn)車地非實時信息雙向傳輸。可以利用WLAN將LDP記錄數(shù)據(jù)、6A數(shù)據(jù)、LKJ數(shù)據(jù)、TCMS數(shù)據(jù)等車載設備的記錄數(shù)據(jù)、機車電子履歷等大容量信息發(fā)送到無線轉(zhuǎn)儲服務器，同時把轉(zhuǎn)儲結(jié)果信息寫入段數(shù)據(jù)服務器。數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)部署見圖1。

2.3 地面綜合應用

CMD系統(tǒng)地面綜合應用系統(tǒng)的目標是實現(xiàn)機車動靜態(tài)信息采集、傳輸、地面診斷分析的車-地一體化平臺，能夠?qū)崿F(xiàn)機車遠程定位、動態(tài)跟蹤“人車圖”、機車狀態(tài)遠程監(jiān)測和故障診斷、預估機車質(zhì)量狀態(tài)、司機錯操和運行異常遠程報警等功能。

“人車圖”關聯(lián)在一起，機務共享信息發(fā)布。對在途機車設備進行狀態(tài)監(jiān)測、遠程診斷和故障排除，預估機車質(zhì)量狀態(tài)，定位故障并確定修程，提高整備檢修效率，及時發(fā)現(xiàn)和處置司機錯誤操作和運行異常情況，實現(xiàn)安全風險實時防控。

圖1 數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)部署

機車實時動態(tài)主要實現(xiàn)監(jiān)測機車在線運行過程中的實時狀態(tài)信息、故障報警，通過電子地圖定位機車當前所在位置和線路信息。通過CMD系統(tǒng)的機車遠程定位功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對全路機車運行軌跡的實時監(jiān)控和記錄，具有準確、真實、實時和自動化采集的特點，不受人為因素干擾，對運輸調(diào)度指揮、機車運用管理和相關機車運用考核工作提供有力支持。

實時監(jiān)控在途機車并掌握在途機車故障信息，遠程合理處置在途機車的非正常運行情況，構(gòu)建安全風險實時防控體系。CMD系統(tǒng)通過采集LKJ、6A、TCMS數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對機車故障、司機錯操、非正常停車、軸溫異常、機車火災等的實時報警，使總公司、鐵路局、機務段能夠?qū)崟r掌握線上運行異常情況，及時指導機車乘務員進行處置，防止發(fā)生事故或控制事故后果、降低事故損失。

通過采集的機車狀態(tài)信息、機車安全信息及機車監(jiān)測信息等實時信息，及時了解機車的設備狀態(tài)，建立機車質(zhì)量客觀評價體系。通過CMD系統(tǒng)可以為每臺機車建立質(zhì)量信息庫。通過對單臺機車質(zhì)量的跟蹤分析，能夠?qū)π略?、檢修機車質(zhì)量進行評價考核；通過對全路機車質(zhì)量信息大數(shù)據(jù)的挖掘分析，可以為機車技術改進、修程修制改革等提供決策支持；通過使用CMD系統(tǒng)遠程實時監(jiān)控在途機車故障報警信息，可以實現(xiàn)提前提票報修。機車回段后通過WLAN自動連接下載、上傳，下載的機車數(shù)據(jù)由檢修車間數(shù)據(jù)分析人員負責分級，對于發(fā)現(xiàn)的故障通過整備系統(tǒng)提票報修。

實現(xiàn)對全路機車動力資源的有效管理?？偣緳C務部門可通過CMD系統(tǒng)實現(xiàn)對全路機車使用情況的有效監(jiān)控?；贑MD系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的客觀性，可真實反映各鐵路局機車資產(chǎn)的利用率，使機車有償占用考核成為可能，并為總公司合理采購、配置機車動力提供決策支持。

質(zhì)量深度分析數(shù)據(jù)綜合應用為機車故障診斷提供數(shù)據(jù)分析工具。實現(xiàn)對機車狀態(tài)、故障信息及安全信息的采集、處理、記錄，擴展系統(tǒng)的統(tǒng)一授時、文件的統(tǒng)一自動下載、機車履歷的電子化等功能，建立專家智能診斷系統(tǒng)，機車關鍵信息記錄與分析系統(tǒng)，為機車狀態(tài)修提供技術支持。通過CMD系統(tǒng)地面綜合應用系統(tǒng)建立起機車運用的全數(shù)字化綜合應用管理平臺，為未來的智慧鐵路運輸提供數(shù)字化支撐。

2.4 安全性需求

在途機車實時信息數(shù)據(jù)和視頻點播數(shù)據(jù)通過GSM GPRS/3G/4G、GSM-R GPRS傳輸?shù)娇偣就ㄐ欧掌?，傳輸過程中通過公共網(wǎng)絡時容易被竊取，系統(tǒng)需對機車下發(fā)的數(shù)據(jù)進行加密處理?；囟螜C車的車載記錄數(shù)據(jù)通過機務段WLAN網(wǎng)絡傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心服務器，WLAN網(wǎng)絡也較易被入侵，在鏈接到WLAN網(wǎng)絡時需進行認證，避免非法終端接入；通過防火墻對WLAN網(wǎng)絡和鐵路內(nèi)網(wǎng)進行隔離，確保接入的終端只能傳入車載記錄數(shù)據(jù)，不會竊取鐵路內(nèi)網(wǎng)數(shù)據(jù)。

3 CMD系統(tǒng)架構(gòu)及關鍵技術特點

3.1 CMD系統(tǒng)架構(gòu)

CMD系統(tǒng)架構(gòu)見圖2。CMD系統(tǒng)由車載子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)和地面綜合應用子系統(tǒng)組成。

車載子系統(tǒng)為整車信息平臺，采集、匯總機車安全信息、機車監(jiān)測信息、機車狀態(tài)信息，完成不同系統(tǒng)間的信息共享和統(tǒng)一傳輸。LKJ、TCMS、6A及其他系統(tǒng)通過網(wǎng)絡接口板與車載主機LDP連接，北斗通信天線和WLAN/3G/定位天線實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無線發(fā)送。CMD車載子系統(tǒng)主要完成對機車狀態(tài)信息、機車安全信息和機車監(jiān)測信息的采集、存儲、傳輸。通過機車與地面的雙向數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)對在途機車的遠程實時監(jiān)測與故障診斷，為機車運用、檢修和維護提供數(shù)據(jù)支持。

數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)的網(wǎng)絡由無線和有線兩部分組成。無線網(wǎng)絡目前依托GSM GPRS/3G、GSM-R GPRS、WLAN、北斗，具備向LTE升級的條件，主要完成車地數(shù)據(jù)傳輸；有線網(wǎng)絡利用已有的鐵路綜合IT網(wǎng)絡，主要完成總公司、鐵路局、機務段/檢修段三級網(wǎng)絡范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸。

地面綜合應用子系統(tǒng)采用總公司一級部署，總公司、鐵路局、機務段三級應用。在總公司部署的CMD地面綜合應用子系統(tǒng)分別由業(yè)務功能、數(shù)據(jù)處理中心、運行維護管理組成。業(yè)務功能包括實時監(jiān)測、專家診斷、數(shù)據(jù)中心、數(shù)據(jù)管理、跨局運用、故障/事件、車載設備、履歷管理8個業(yè)務功能模塊；數(shù)據(jù)處理中心以基礎編碼庫、業(yè)務數(shù)據(jù)庫、管理數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)基礎，搭建后臺數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，為綜合服務平臺提供數(shù)據(jù)支持；運行維護管理主要包括地面應用系統(tǒng)中的用戶管理、權限管理、基礎編碼管理模塊，保證系統(tǒng)正常運行。

圖2 CMD系統(tǒng)架構(gòu)

3.2 車載子系統(tǒng)

車載子系統(tǒng)架構(gòu)見圖3。

3.2.1 數(shù)據(jù)采集

通過以太網(wǎng)接口、RS485接口采集TCMS數(shù)據(jù)，通過以太網(wǎng)采集6A系統(tǒng)數(shù)據(jù)，通過RS485或以太網(wǎng)采集LKJ數(shù)據(jù)，通過無線網(wǎng)絡獲取地面綜合應用子系統(tǒng)的遠程數(shù)據(jù)，采集的數(shù)據(jù)應包括：

（1）機車狀態(tài)信息：從TCMS采集的機車信息，包括司機操作、機車工況、機車故障、設備工作狀態(tài)、通信狀態(tài)、控制等信息；

（2）機車監(jiān)測信息：從6A系統(tǒng)采集的檢測信息，包括機車空氣制動安全監(jiān)測、機車防火監(jiān)控、機車高壓絕緣檢測（如配置）、列車供電監(jiān)測（如配置）、機車走行部故障監(jiān)測、機車自動視頻監(jiān)控及記錄等信息；

（3）機車安全信息：從LKJ采集的安全信息，包括司機號、信號機、車站、公里標、列車管壓力、進出站等信息；

（4）定位信息：包括經(jīng)緯度、海拔、速度、時間信息。

3.2.2 數(shù)據(jù)處理

（1）地面點播數(shù)據(jù)處理：對地面綜合應用子系統(tǒng)點播請求的響應，包括發(fā)送頻率、發(fā)送信息類型、履歷信息更新等合法命令的響應；對地面系統(tǒng)的遠程訪問進行控制及認證，禁止非法登錄。

（2）事件識別與處理：從獲取的數(shù)據(jù)中識別事件的功能，在事件發(fā)生時，應能提取和記錄相應的環(huán)境數(shù)據(jù)，事件可配置。

（3）故障數(shù)據(jù)識別與處理：從獲取的數(shù)據(jù)中識別機車故障的功能，在故障發(fā)生時，應能提取和記錄相應的環(huán)境數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)實時向地面綜合應用子系統(tǒng)報警及傳送相應數(shù)據(jù)。

（4）數(shù)據(jù)分發(fā)處理：根據(jù)應用需求，對數(shù)據(jù)進行加工，并分發(fā)給相關車載系統(tǒng)，如顯示器、TCMS、6A系統(tǒng)等。

（5）文件數(shù)據(jù)處理：對包括來自其他系統(tǒng)的文件數(shù)據(jù)的處理能力，包括文件數(shù)據(jù)的緩存、壓縮等處理。

圖3 車載子系統(tǒng)架構(gòu)

3.2.3 數(shù)據(jù)記錄

將TCMS、6A、LKJ、機車履歷數(shù)據(jù)及處理后的相關信息進行記錄，并確保事件分析時數(shù)據(jù)的同步性及一致性。數(shù)據(jù)存儲包括以下幾類：

（1）事件發(fā)生前后的環(huán)境數(shù)據(jù)；

（2）故障發(fā)生前后的環(huán)境數(shù)據(jù)；

（3）全程運行數(shù)據(jù)；

（4）自檢信息、訪問事件；

（5）司機操作及相應的狀態(tài)信息等，該信息保存在防護記錄器內(nèi)；

（6）機車全生命周期的造、修、用履歷信息，該信息保存在防護記錄器內(nèi)。

3.3 數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)架構(gòu)見圖4。

（1）遠程數(shù)據(jù)傳輸：CMD系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)采用3G/4G/北斗等無線傳輸技術，實現(xiàn)了車地數(shù)據(jù)通信，車載LDP通過3G/4G每10 s一包、北斗每分鐘一包的頻率下發(fā)數(shù)據(jù)，保證了數(shù)據(jù)的實時性。

（2）北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)定位：CMD系統(tǒng)采用我國自行研制的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)——北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)為機車定位，與GPS系統(tǒng)相比，北斗系統(tǒng)有斜軌道衛(wèi)星，在有遮擋物復雜地形、地表的定位信號更強、精度更高，且北斗系統(tǒng)支持短報文傳訊功能，CMD系統(tǒng)利用短報文功能將車載設備所搜集的關鍵狀態(tài)信息下發(fā)至地面，與通過3G傳輸通道形成“雙保險”。確保復雜地形數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸。

（3）WLAN智能轉(zhuǎn)儲：CMD系統(tǒng)采用目前已十分成熟的WLAN無線網(wǎng)絡技術，實現(xiàn)車載記錄文件自動轉(zhuǎn)儲，WLAN無線網(wǎng)絡部署在機務段整備場，機車進入無線網(wǎng)絡后自動連接并對車載LKJ、TCMS、6A系統(tǒng)等記錄文件進行全自動轉(zhuǎn)儲，全程無需人為干預，自動將文件存儲在整備場文件轉(zhuǎn)儲服務器，各平臺分析軟件可自行獲取，車載記錄文件WLAN智能轉(zhuǎn)儲為整個自動化處置閉環(huán)提供了先決條件。

圖4 數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)架構(gòu)

3.4 地面綜合應用子系統(tǒng)

地面綜合應用子系統(tǒng)架構(gòu)見圖5。

圖5 地面綜合應用子系統(tǒng)架構(gòu)

地面綜合應用子系統(tǒng)的目標是實現(xiàn)機車動靜態(tài)信息采集、傳輸、地面診斷分析的車-地一體化平臺，能夠?qū)崿F(xiàn)機車遠程定位、動態(tài)跟蹤“人車圖”、機車狀態(tài)遠程監(jiān)測和故障診斷、預估機車質(zhì)量狀態(tài)、司機錯操和運行異常遠程報警等功能。

4 結(jié)束語

機務信息化是鐵路信息化的重要組成部分，機務信息化建設應符合鐵路信息化的總體要求，在總公司的統(tǒng)一組織下，堅持“五統(tǒng)一”（統(tǒng)一領導、統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標準、統(tǒng)一建設、統(tǒng)一管理），遵循自上而下規(guī)劃設計、自下而上開展建設，上下結(jié)合、一次規(guī)劃、分步實施、急用先干，邊建設、邊整合、邊完善，適用、實用、好用、通用的原則。隨著鐵路改革的不斷深化和機務事業(yè)的不斷發(fā)展，機務信息化在某些應用領域已經(jīng)取得一定效果。作為機務信息化建設的基礎性、戰(zhàn)略性工程，加快CMD系統(tǒng)的建設和應用，將推動機務信息化突破發(fā)展困境，帶來機務運用、安全和經(jīng)營管理的全新變化。統(tǒng)一規(guī)劃和啟動CMD、ATIS機務部分、機務運行信息自動采集子系統(tǒng)的建設工作并進一步鞏固完善，全面建成覆蓋全路、規(guī)范統(tǒng)一、功能強大、信息共享、互聯(lián)互通的鐵路機務管理信息系統(tǒng)。

[1] 申瑞源．構(gòu)建大功率機車整備體系的研究與思考[J]．中國鐵路，2012(6)：7-10．

[2] 張大勇．提升我國機車技術水平的路徑探討[J]．中國鐵路，2015(6)：1-4．

責任編輯 高紅義

Research on the Overall Plan of China Locomotive Remote Monitoring and Diagnostic System (CMD System)

SHEN Ruiyuan1，GONG Li2
（1. Transportation Bureau，CHINA RAILWAY，Beijing 100844，China；2. China Railway Information Technology Center，Beijing 100844，China）

According to the theory of industrious internet, the CMD system is applied for intelligent locomotive railway industry with the three important elements—intelligent equipment, internet and big data application. The CMD system realizes the integration of locomotive and ground by transporting the locomotive equipment information obtained through the on-board LDP equipment to the ground system. Then the ground system ensures the safety of locomotive quality by means of big data analytics.

locomotive；CMD；real-time information；LDP；remote monitoring；on-line diagnostics

U26；TP277

A

1001-683X（2017）03-0009-07

10.19549/j.issn.1001-683x.2017.03.009

2016-12-16

申瑞源（1964—），男，中國鐵路總公司運輸局副局長兼機務部主任。

龔利（1975—），男，高級工程師，博士。E-mail：81703162@qq.com