楊吉波 蔡敦潔 高坤

摘要：近年來，我國城市軌道交通行業(yè)發(fā)展迅猛，國內(nèi)一些大中型城市將地鐵車輛作為緩解交通擁堵及引領(lǐng)城市發(fā)展的首選方案。由于現(xiàn)有地鐵車輛缺少監(jiān)控中心、地面、車載為一體的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，以及現(xiàn)有車載無線診斷設(shè)備數(shù)據(jù)監(jiān)測不全，功能不完善，故障分析存在諸多不足等情況，本課題以我國某型地鐵車輛遠程監(jiān)控系統(tǒng)為研究載體，主要闡述了軌道車輛遠程監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)架、功能和應(yīng)用前景，以期能夠?qū)ο嚓P(guān)從業(yè)者提供一定的幫助。

關(guān)鍵詞：地鐵車輛，遠程監(jiān)控系統(tǒng)，構(gòu)架，功能

1.引言

隨著社會的發(fā)展，城市化進程的推動，人口密度日益增加的嚴(yán)重形式下，路面交通已滿足不了人們的出行需要，城市軌道交通擁有快捷、舒適、安全、運量大等優(yōu)點，被大眾所認可，并已成為短距離出行首選。城市軌道交通體系中的組成部分城市軌道交通車輛（簡稱：地鐵車輛），也是整個系統(tǒng)的核心。軌道交通車輛的遠程監(jiān)測及診斷系統(tǒng)逐漸成為智能車輛的衡量標(biāo)準(zhǔn)，為車輛的安全行駛提出了一個全新的理念，如何對運行的車輛進行準(zhǔn)確、高效而快速地診斷突發(fā)故障，是當(dāng)前形勢下的重要問題。因此，針對地鐵車輛遠程監(jiān)測系統(tǒng)進行深入地研究與功能優(yōu)化，對我國整個城市軌道交通裝備制造業(yè)的提質(zhì)提效發(fā)展具有非常重大的意義。

2.應(yīng)用價值

車地?zé)o線傳輸系統(tǒng)用于車輛歷史數(shù)據(jù)查看評估和在營運過程中實時數(shù)據(jù)監(jiān)測，經(jīng)由車地?zé)o線通信將數(shù)據(jù)發(fā)送至地面服務(wù)器，經(jīng)過系統(tǒng)解析評估或人工分析形成統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫，并可自動生成報表曲線和故障分布圖等，為車輛的日常維護與快速診斷提供決策支持。讓服務(wù)人員實時監(jiān)測車輛狀態(tài)，及時協(xié)助處理營運車輛突發(fā)問題，降低營運風(fēng)險，提高車輛使用率。城軌車輛遠程監(jiān)測及診斷系統(tǒng)完美結(jié)合了最新的無線局域網(wǎng)技術(shù)和現(xiàn)代嵌入式技術(shù)的典型應(yīng)用。

檢測及診斷系統(tǒng)系統(tǒng)可實時監(jiān)視車輛線上運行及回庫后的全程運行狀況，并自動傳輸下載相關(guān)數(shù)據(jù)至數(shù)據(jù)服務(wù)器。當(dāng)車輛在線路上運行沒有無線局域網(wǎng)時，通過實時傳輸車輛故障、關(guān)鍵運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)至運營監(jiān)控中心;車輛回庫后一旦檢測到車輛段無線局域網(wǎng)絡(luò)，將自動通過該局域網(wǎng)傳輸車輛歷史故障、詳細運行狀態(tài)等大數(shù)據(jù)文件至指定的管理服務(wù)器，完成數(shù)據(jù)的分類、統(tǒng)計和評估。系統(tǒng)設(shè)有對外路由，提供有關(guān)人員訪問。

3.系統(tǒng)的構(gòu)架

地面服務(wù)器實時接收機車通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)膶崟r及故障信息。其中通信服務(wù)器負責(zé)處理并發(fā)鏈接并依據(jù)應(yīng)用層通信協(xié)議進行字節(jié)數(shù)組的解析。客戶可在任意聯(lián)網(wǎng)計算機通過瀏覽器訪問應(yīng)用。系統(tǒng)中數(shù)據(jù)可分為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、列車運行數(shù)據(jù)。

4.系統(tǒng)的功能

4.1數(shù)據(jù)匯總

車輛數(shù)據(jù)記錄儀通過MVB接口與車輛列車控制系統(tǒng)連接，實時接收列車控制系統(tǒng)傳輸過來的車輛故障及運行狀態(tài)等信息，并對此匯總保存。

4.2數(shù)據(jù)傳輸

車載無線設(shè)備實時搜索周邊無線網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，當(dāng)車輛在線路上運行沒有無線局域網(wǎng)時，車載無線設(shè)備將數(shù)據(jù)記錄儀接收到的車輛故障、關(guān)鍵運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)實時傳輸至運營監(jiān)控中心;當(dāng)車輛回庫后車載無線設(shè)備檢測到車輛段無線局域網(wǎng)絡(luò)時，將自動通過該局域網(wǎng)將數(shù)據(jù)記錄儀匯總的車輛歷史故障、詳細運行狀態(tài)等大數(shù)據(jù)文件傳輸至指定的管理服務(wù)器。

4.3數(shù)據(jù)管理

地面服務(wù)器收到數(shù)據(jù)記錄儀通過車載無線設(shè)備發(fā)送過來的車輛故障、運行狀態(tài)等信息后，自動對數(shù)據(jù)進行分類、統(tǒng)計和評估，存入數(shù)據(jù)庫中并形成相應(yīng)圖表。車輛段管理人員可通過地面服務(wù)器軟件對車輛故障及運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，并對數(shù)據(jù)庫中保存的車輛歷史數(shù)據(jù)做相應(yīng)分析統(tǒng)計。

4.4據(jù)導(dǎo)出

車輛段工作人員可通過安裝專業(yè)分析軟件的筆記本電腦，通過網(wǎng)絡(luò)與車輛段服務(wù)器或車載數(shù)據(jù)記錄儀建立連接，然后將車輛段服務(wù)器或車載數(shù)據(jù)記錄儀上的車輛故障、運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)導(dǎo)出到筆記本電腦上，供車輛段工作人員對車輛故障及運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)做進一步深入的離線分析。

4.5車輛管理

可實時監(jiān)控車輛故障及在線情況，并對車型、車號、生產(chǎn)日期等車輛履歷進行管理查看。

4.6數(shù)據(jù)壓縮解析

按單車運行每小時產(chǎn)生的原始運行數(shù)據(jù)大概15兆計，如果一個車輛段配備60臺車，每天運行18小時計算，每天就會產(chǎn)生32G左右的數(shù)據(jù)文件，數(shù)據(jù)量非常大，對無線網(wǎng)絡(luò)帶寬要求高，下載時間慢。通過采用先進的壓縮解析算法，對數(shù)據(jù)進行重新編碼，極大降低大數(shù)據(jù)量。經(jīng)壓縮解析后的最終數(shù)據(jù)量僅為原始數(shù)據(jù)量的十五分之一左右，有效縮短無線網(wǎng)絡(luò)下載數(shù)據(jù)文件的時間，降低對無線網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求。

4.7服務(wù)器端數(shù)據(jù)采集軟件

地面服務(wù)器數(shù)據(jù)采集軟件存儲相應(yīng)無線數(shù)據(jù)，系統(tǒng)自動分析統(tǒng)計形成故障報表、故障曲線、分布圖形等，為用戶提供故障評估、車輛維護與快捷服務(wù)的決策支持。

5.結(jié)束語

在城市交通壓力持續(xù)增大的背景下，地鐵車輛的應(yīng)用能夠緩解這一緊張狀態(tài)。遠程數(shù)據(jù)監(jiān)測和診斷系統(tǒng)通過車輛歷史數(shù)據(jù)查看評估和在營運過程中實時數(shù)據(jù)監(jiān)測，經(jīng)由車地?zé)o線通信將數(shù)據(jù)發(fā)送至地面服務(wù)器，經(jīng)過系統(tǒng)解析評估或人工分析形成統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫，并可自動生成報表曲線和故障分布圖等，為車輛的日常維護與快速診斷提供決策支持。讓服務(wù)人員實時監(jiān)測車輛狀態(tài)，及時協(xié)助處理營運車輛突發(fā)問題，降低營運風(fēng)險，提高車輛使用率。主要介紹地鐵車輛遠程監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)架、功能以及應(yīng)用價值，能夠?qū)ο嚓P(guān)從業(yè)者提供一定的幫助。

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