【正文】 技術優(yōu)勢 26. 無線上傳技術 26. 實時更新、故障報警 27. 智能分析 275. 系統(tǒng)安裝要求 30. 終端模塊安裝要求 30. 數(shù)據(jù)中心建設需求 30三、 設備樣機試制報告 331. 項目啟動 342. 樣機試制 353. 現(xiàn)場安裝 36四、 技術條件 371. 動車組運行故障信息遠程智能判斷分析系統(tǒng)（TIDS）概述 382. TIDS系統(tǒng)構架 383. TIDS系統(tǒng)技術條件及其標準 41. 系統(tǒng)應用標準 41. 系統(tǒng)技術參數(shù)標準 42. 系統(tǒng)硬件結構標準 43. 系統(tǒng)軟件結構標準 464. TIDS系統(tǒng)工作原理及主要功能 47. TIDS系統(tǒng)工作原理 47. TIDS系統(tǒng)主要功能 47五、 測試報告 491. 試驗目的 502. 試驗時間、試驗地點 503. 試驗內容 50. TIDS設備性能測試試驗 50. TIDS設備驗證性試驗 56. 老化測試 56. 電磁兼容測試 56六、 運用報告 57七、 社會、經濟效益分析報告 591. 社會效益分析 602. 經濟效益分析 61八、 查新報告 62動車組運行故障信息遠程智能判斷分析系統(tǒng)(TIDS)一、 研制報告鄭州鐵路局車輛處北京康拓紅外技術股份有限公司二零一二年十二月1. 動車組運行故障信息遠程智能判斷分析系統(tǒng)（TIDS）概述. 動車組運行故障信息查詢現(xiàn)狀目前，CRH5型動車組運行故障信息的查詢主要采取人工有線下載的方式。這種作業(yè)方式的缺陷主要表現(xiàn)為：（1） 操作繁瑣、效率低下，極大的浪費人力、物力。按照目前的作業(yè)方式，檢修人員需要等待動車組入庫檢修時，在動車上持計算機與TCMS數(shù)據(jù)下載MPU建立有線連接后，檢修人員需要多次重復操作，才能下載全部車次動車組運行故障特征數(shù)據(jù)，此項操作，極大的浪費了人力、物力。（2） 缺乏遠程診斷能力。目前的操作方式不具備動車組運行故障遠程診斷能力，檢修人員無法遠程獲取動車組運行故障特征數(shù)據(jù)，因而無法高效的進行遠程故障診斷。（3） 實時性能差。動車組運行故障數(shù)據(jù)只有在入庫檢修時才能通過人工有線下載方式獲取，因而檢修人員無法實時的了解動車組運行故障情況，更無法提供有效的遠程技術支持，極大的降低了動車組運行的安全性能。（4） 故障診斷效率低、準確性差。目前通過人工下載方式得到的動車組運行故障特征數(shù)據(jù)，只有通過經驗豐富的檢修人員人工查詢故障手冊、指導手冊，才能明確動車組故障原因和維修方法，這種方式不僅降低了故障診斷的效率，且由于無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和多級診斷而降低了故障診斷的準確性。. TIDS系統(tǒng)概述為滿足對動車組運行狀態(tài)動態(tài)跟蹤監(jiān)控、遠程技術支持和故障應急指導、即時維修等實際運用需求,需要對動車組的安全狀態(tài)與故障情況進行實時動態(tài)跟蹤監(jiān)控,分析動車組管理檢修運用需求,將高速動車組運行途中的重要信息實時的采集出來，并通過GPRS和Internet網絡發(fā)送到地面數(shù)據(jù)中心監(jiān)測站。動車組運行故障信息遠程智能分析判斷系統(tǒng)（Trouble of moving EMU Detection and Intelligent Diagnose System，TIDS）由終端應用模塊和數(shù)據(jù)中心兩個部分組成，將采集到的動車組運行狀態(tài)信息利用無線GPRS模塊，遠程傳輸至地面站，地面站的終端軟件通過對故障數(shù)據(jù)進行判斷、分析，進行自動報警，同時根據(jù)故障類型給予實時故障處理指導，一臺數(shù)據(jù)中心主機可實現(xiàn)同時對10組CRH5型動車組進行監(jiān)控。 2. 研制過程TIDS系統(tǒng)的研發(fā)時間表如下： （1）2011年11月2011年12月底：調研階段，提出了基于GPRS+Internet網絡遠程無線數(shù)據(jù)采集的技術方案。（2）2012年1月2012年5月：動車Mpu通信協(xié)議破解完成，為數(shù)據(jù)解析打下堅實基礎。 （3）2012年2月2012年6月：（1）完成了終端模塊硬件開發(fā)工作，實現(xiàn)了終端模塊的信息采集功能和GPRS上傳功能。（2）基本完成了TIDS客戶端軟件設計，實現(xiàn)了完整接收、實時接收、實時報警等基本功能。 （4）2012年6月2012年8月：安裝調試階段，TIDS系統(tǒng)的功能驗證階段，TIDS系統(tǒng)調試基本完成。 （5）2012年8月底至今：TIDS系統(tǒng)試用階段。下面分類介紹TIDS系統(tǒng)的研發(fā)過程：. 總體技術方案調研論證階段2011年11月初，研發(fā)人員赴鄭州鐵路局動車運用所進行實地調研，考察了動車所技術組人員下載動車組故障信息特征數(shù)據(jù)的工作流程。目前，檢修人員只能在動車檢修入庫時，持PC對動車TCMS數(shù)據(jù)進行人工下載，而后需經過人工分析、查詢故障手冊和操作手冊等多道工序后才能對故障進行處理。目前的操作流程不僅十分繁瑣，而且無法實時地了解動車組運行狀態(tài)信息，更無法對運行動車故障給予實時處理指導。研發(fā)人員通過仔細分析，認為采用無線傳輸技術可以很好的實現(xiàn)動車組運行故障信息遠程無線下載，并極大地減少檢修人員的工作量和繁雜度。通過對動車Mpu工作方式、動車組運行實際情況、便于數(shù)據(jù)中心操作等問題的綜合考慮，提出了基于GPRS和Internet 技術組合的無線信息采集方式，同時意識到如果要實現(xiàn)動車故障信息遠程下載、實時更新等功能，還要對動車MPU通信協(xié)議、GPRS傳輸實現(xiàn)、數(shù)據(jù)中心客戶端軟件等多個方面進行深入的研究。基于動車組運行狀態(tài)信息查詢現(xiàn)狀，北京康拓紅外技術股份有限公司和鄭州鐵路局車輛處共同提出了動車組運行故障信息遠程智能判斷分析系統(tǒng)的科研方案，并隨即展開了實際研發(fā)工作。. 關鍵技術攻關階段. MPU通訊協(xié)議解析動車組MPU通信協(xié)議的解析是動車組運行故障信息數(shù)據(jù)解析的基礎和主要依據(jù)。2012年1月初，研發(fā)人員就積極的投入到動車Mpu通信協(xié)議的解析工作中，2012年1月5月間，北京康拓紅外技術股份有限公司在鄭州鐵路局動車運用所的CRH504CRH504CRH504CRH505CRH505CRH505CRH5060等多輛動車組做了大量的數(shù)據(jù)解析實驗，經過艱苦的技術攻關，最終完成了對動車MPU通訊協(xié)議的的全面解析，為后期TIDS系統(tǒng)數(shù)據(jù)解析工作打下了堅實的基礎。 下面的圖示為通過自主研發(fā)的監(jiān)聽軟件得到的動車組通信源碼和原有線下載軟件Serlink98軟件（ALSTOM開發(fā)）生成文件圖示。 發(fā)收數(shù)據(jù)源碼、生成文件示意圖通過收發(fā)源碼與原軟件生成的excel文件的對比、分析，最終完成了動車Mpu數(shù)據(jù)下載通訊協(xié)議的全面解析。. 系統(tǒng)硬件設計TIDS系統(tǒng)硬件主要包括兩大部分：（1）終端模塊；（2）數(shù)據(jù)中心監(jiān)控計算機。終端模塊主要完成動車組運行狀態(tài)信息實時采集，并通過GPRS和Internet 網絡將采集到的信息即時的轉發(fā)給數(shù)據(jù)中心TIDS客戶端軟件；數(shù)據(jù)中心監(jiān)控計算機主要用來運行TIDS客戶端軟件，它將實時接收的故障信息完成數(shù)據(jù)解析，并通過智能判斷給出實時報警、即時遠程技術支持等多項操作。2012年2月初，研發(fā)人員正式展開了TIDS系統(tǒng)終端模塊的設計工作，經過4個多月的重點攻關，于2012年6月底成功開發(fā)了基于ARM平臺的終端信息采集模塊。該模塊內置了工業(yè)級GPRS模塊，搭載了充分裁剪的嵌入式Linux系統(tǒng)，并預裝了可實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉發(fā)功能的嵌入式應用軟件。該模塊提供標準的RS232數(shù)據(jù)接口，可以快速與CRH5型動車組的Mpu、RTU、PLC、工控機等設備相連，并通過GPRS網絡將終端模塊與數(shù)據(jù)中心間監(jiān)控計算機相連，實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠程實時傳輸。TIDS系統(tǒng)硬件架構示意圖終端模塊硬件結構圖示封裝后終端模塊和連接線照片. TIDS客戶端軟件設計2012年2月6月，研發(fā)人員根據(jù)動車組運行故障信息遠程智能判斷分析系統(tǒng)（TIDS）的實際應用需要，開發(fā)出了終端模塊配置軟件和TIDS客戶端軟件系統(tǒng)。終端模塊配置軟件主界面圖示上圖為終端配置軟件的主界面，其菜單中有：“開始配置”、“開始更新”、“停止”、“選擇文件”、“設置”、“關于”、“退出”等選項。點擊“開始配置”并按照提示進行操作，可以實現(xiàn)對終端軟件的相關參數(shù)的配置功能；“開始更新”、“停止”、“選擇文件”可以實現(xiàn)對終端配置軟件的更新功能。點擊“關于”可以看到相關提示；點擊“退出”即關閉終端配置軟件。TIDS客戶端軟件設置界面上圖即為TIDS客戶端設置界面，首先從主菜單中選擇“選擇設備”，彈出的對話框中有：“添加設備”、“配置設備信息”、“刪除設備”三個選項。點擊“添加設備”可以實現(xiàn)對新設備的添加；選中下拉列表中的設備后，點擊“配置設備信息”可實現(xiàn)對新設備的配置。點擊“刪除設備”可將該設備刪除。TIDS客戶端軟件整體接收界面上圖即為TIDS客戶端軟件整體接受界面，從該界面我們可以實時的看到整體接收進度和時間信息。TIDS客戶端軟件故障信息展示工作界面圖示上圖即為TIDS客戶端軟件故障信息展示工作界面圖示，從圖示中我們可以看到經過解析后的故障信息報表，其中嚴重故障會按照不同顏色予以展示。點擊“選擇故障類型”，從下拉列表中選擇想要看到的故障類型，可以只展示相應的故障信息；選擇故障時間可以展示特定時間的故障信息。點擊“停止報警”可以將報警聲音關閉。. 安裝調試2012年7月初，北京康拓紅外技術股份有限公司在鄭州鐵路局車輛處的大力支持下，在鄭州鐵路局動車運用所展開了TIDS系統(tǒng)的安裝調試工作。 在TIDS系統(tǒng)調試期間，研發(fā)人員對TIDS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)解析準確度、實時接收性能、報警功能、智能分析功能等幾個性能做了大量的分析實驗，并通過對分析實驗結果對TIDS系統(tǒng)進行了積極的改進，給TIDS系統(tǒng)進入現(xiàn)場試用階段打下來堅實的鋪墊。. 現(xiàn)場試運用2012年8月底，TIDS樣機在鄭州鐵路局進行試點安裝運用。 該設備自2012年7月初開始安裝調試，2012年8月底正式投入試用，試用期間，鄭州鐵路局動車運用所技術組安排檢修人員3名，24小時三班制作業(yè)，系統(tǒng)全天24小時運行。截至2012年11月30日，系統(tǒng)工作穩(wěn)定，多次對列車故障信息完成實時報警，并給予隨車機械師大量的即時技術支持指導，極大提高了檢車作業(yè)效率，顯著的提高動車組運行的安全性能，明顯提升了動車組運行的動態(tài)管理質量，有效提高了動車運用所的工作效率和安全管理質量。3. 系統(tǒng)技術指標. 系統(tǒng)性能指標. 系統(tǒng)硬件技術參數(shù) 終端模塊CPU主頻：終端模塊操作系統(tǒng)：linux 。存儲：大于360G串口：一個RS232串口終端模塊入網時間：小于30s實時性能：小于50ms終端模塊電池續(xù)航能力：大于10h。供電：+5+36V工作電流最大：360mA待機電流：80mA數(shù)據(jù)接口：RS232/485/422/TTL支持串口硬流控工作溫度：20~+55℃相對濕度：95%/40℃. 系統(tǒng)軟件功能（1） 可同時實現(xiàn)10組CRH5動車組信息的無線上傳、遠程采集；（2） 可同時實現(xiàn)10組CRH5動車組信息的實時更新；（3） 可同時實現(xiàn)10組CRH5動車組信息的故障信息實時報警、故障即時處理辦法指導；（4） CRH動車故障信息的統(tǒng)計、分類、對比功能；（5） 同車的歷史故障信息查詢、回放、分析功能。. 系統(tǒng)應用范圍系統(tǒng)總體設計方案根據(jù)CRH5型動車組列車網絡控制系統(tǒng)工作原理,主要狀態(tài)與報警信息通過GPRS和Internet網絡上進行傳輸,報警信息全部匯聚到地面監(jiān)測終端。TIDS系統(tǒng)適應于CRH5型動車組，可對其TCMS內所有數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測，通過網絡獲取的有關牽引、制動、供電、空調、車門等子系統(tǒng)狀態(tài)的實時運行數(shù)據(jù)，通過從數(shù)據(jù)庫以故障代碼為索引的實時故障數(shù)據(jù)，通過終端模塊實時采集動車組Mpu狀態(tài)信息，通過GPRS實時傳輸給地面數(shù)據(jù)中心監(jiān)測站，監(jiān)測TIDS客戶端軟件可自動完成源碼解析，并通過智能判斷，提供實時報警、即時遠程技術支持等多項功能。監(jiān)測信息范圍：（1） 狀態(tài)信息：主控端、受電弓、主斷、車況、電制動、附加斷路器、牽引手柄、方向手柄、換端、變壓器、充電機、牽引情況、靜態(tài)輔變、輔變工況等實時運行數(shù)據(jù)；（2） 故障信息：TRACTION、NI、BRAKE、CCT、ILLUMINTION、SIGNALING、TRACTIONdescr. Impianto、ANTIFIRE等多個類型的故障信息；（3） 基本信息：即時速度、車號、時間等基本運行信息。4. 主要技術特點. 無線上傳技術動車組運行故障信息遠程無線傳輸采用通用分組無線服務技術（General Packet Radio Service,簡稱GPRS），無線傳輸技術的應用有效的規(guī)避了檢修人員上車采集數(shù)據(jù)的繁瑣操作，同時一臺監(jiān)測站主機可同時實現(xiàn)對10組CRH5型動車組進行監(jiān)控，極大的提高了檢修人員的工作效率和便捷度，減少了對技術組人力、物力的投入。. 實時更新、故障報警采用GPRS+Internet網絡的技術組合，由于GPRS網絡覆蓋率高、接入速度快、傳輸速率高等諸多優(yōu)勢，加之Internet的普遍應用，使得運行動車故障信息遠程智能判斷分析系統(tǒng)可以具有非常高的實時性能，并且可以實現(xiàn)多點查看，從而實時的了解運行動車組運行狀態(tài)的全面信息，可以快速有效的給予遠程技術支持和故障應急指導，極大的提高了動車組的安全性能。. 智能分析該系統(tǒng)客戶端操作軟件采用Oracle數(shù)據(jù)庫挖掘技術，結合檢修人員豐富的實踐經驗對實時接收和全部記錄的數(shù)據(jù)進行存儲、處理、查詢、回放、分析等，可以對信息進行智能判斷分析高效識別不同級別、不同類型故障，并即時給出相應報警提示和操作指導。同時通過即時信息和歷史數(shù)據(jù)的對比，可以對動車組運行狀態(tài)有更全面、更深入的了解，便于對動車組更深層次的動態(tài)質量控制。5. 系統(tǒng)應用價值系統(tǒng)的應用價值主要包括：a) 改有線技術為遠程無線技術，應用