【正文】 用無(wú)線GPRS模塊，遠(yuǎn)程傳輸至地面站，地面站的終端軟件通過(guò)對(duì)故障數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷、分析，進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警，同時(shí)根據(jù)故障類型給予實(shí)時(shí)故障處理指導(dǎo)，一臺(tái)數(shù)據(jù)中心主機(jī)可實(shí)現(xiàn)對(duì)同時(shí)10組CRH5型動(dòng)車組進(jìn)行監(jiān)控。6. 發(fā)展與展望隨著中國(guó)高速鐵路的快速發(fā)展，動(dòng)車組的大面積普及，全路動(dòng)車組安全保障設(shè)備的發(fā)展也會(huì)越來(lái)越快。b) TIDS系統(tǒng)的應(yīng)用推廣將有利于實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控動(dòng)車組信息，提高動(dòng)車組檢修作業(yè)質(zhì)量，提升動(dòng)車組檢修安全保障能力；有利于提高安全管理能力，提高動(dòng)車組管理效率。. 實(shí)時(shí)更新、故障報(bào)警采用GPRS+Internet網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)組合，由于GPRS網(wǎng)絡(luò)覆蓋率高、接入速度快、傳輸速率高等諸多優(yōu)勢(shì)，加之Internet的普遍應(yīng)用，使得運(yùn)行動(dòng)車故障信息遠(yuǎn)程智能判斷分析系統(tǒng)可以具有非常高的實(shí)時(shí)性能，并且可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)查看，從而實(shí)時(shí)的了解運(yùn)行動(dòng)車組運(yùn)行狀態(tài)的全面信息，可以快速有效的給予遠(yuǎn)程技術(shù)支持和故障應(yīng)急指導(dǎo)，極大的提高了動(dòng)車組的安全性能。. 系統(tǒng)應(yīng)用范圍系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案根據(jù)CRH5型動(dòng)車組列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)工作原理,主要狀態(tài)與報(bào)警信息通過(guò)GPRS和Internet網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳輸,報(bào)警信息全部匯聚到地面監(jiān)測(cè)終端。截至2012年11月30日，系統(tǒng)工作穩(wěn)定，多次對(duì)列車故障信息完成實(shí)時(shí)報(bào)警，并給予隨車機(jī)械師大量的即時(shí)技術(shù)支持指導(dǎo)，極大提高了檢車作業(yè)效率，顯著的提高動(dòng)車組運(yùn)行的安全性能，明顯提升了動(dòng)車組運(yùn)行的動(dòng)態(tài)管理質(zhì)量，有效提高了動(dòng)車運(yùn)用所的工作效率和安全管理質(zhì)量。. 安裝調(diào)試2012年7月初，北京康拓紅外技術(shù)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(dòng)車運(yùn)用所展開了TIDS系統(tǒng)的安裝調(diào)試工作。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(shí)時(shí)的看到整體接收進(jìn)度和時(shí)間信息。點(diǎn)擊“關(guān)于”可以看到相關(guān)提示；點(diǎn)擊“退出”即關(guān)閉終端配置軟件。該模塊提供標(biāo)準(zhǔn)的RS232數(shù)據(jù)接口，可以快速與CRH5型動(dòng)車組的Mpu、RTU、PLC、工控機(jī)等設(shè)備相連，并通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)將終端模塊與數(shù)據(jù)中心間監(jiān)控計(jì)算機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)傳輸。. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)。. 關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)階段. MPU通訊協(xié)議解析動(dòng)車組MPU通信協(xié)議的解析是動(dòng)車組運(yùn)行故障信息數(shù)據(jù)解析的基礎(chǔ)和主要依據(jù)。目前的操作流程不僅十分繁瑣，而且無(wú)法實(shí)時(shí)地了解動(dòng)車組運(yùn)行狀態(tài)信息，更無(wú)法對(duì)運(yùn)行動(dòng)車故障給予實(shí)時(shí)處理指導(dǎo)。 （4）2012年6月2012年8月：安裝調(diào)試階段，TIDS系統(tǒng)的功能驗(yàn)證階段，TIDS系統(tǒng)調(diào)試基本完成。 2. 研制過(guò)程TIDS系統(tǒng)的研發(fā)時(shí)間表如下： （1）2011年11月2011年12月底：調(diào)研階段，提出了基于GPRS+Internet網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程無(wú)線數(shù)據(jù)采集的技術(shù)方案。（4） 故障診斷效率低、準(zhǔn)確性差。（2） 缺乏遠(yuǎn)程診斷能力。（5）具有對(duì)故障信息統(tǒng)計(jì)、存儲(chǔ)、回放、分析功能。四、主要技術(shù)指標(biāo)（1）TIDS客戶端軟件具有整體接收、實(shí)時(shí)更新動(dòng)車組運(yùn)行狀態(tài)信息兩大基本功能。（2）CRH5型動(dòng)車組運(yùn)行狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)更新。（３）智能分析。操作繁瑣、效率低下，缺乏遠(yuǎn)程診斷能力，實(shí)時(shí)性能差。在處理各種故障的時(shí)候通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)歷史數(shù)據(jù)的對(duì)照,對(duì)以前的故障情況有全面的了解,更有利于對(duì)動(dòng)車組運(yùn)行狀態(tài)和設(shè)備質(zhì)量進(jìn)行更深層次的跟蹤和動(dòng)態(tài)質(zhì)量控制。當(dāng)發(fā)生車載受監(jiān)控設(shè)備工作異常或故障報(bào)警時(shí),自動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警實(shí)時(shí)發(fā)送機(jī)制,將此信息通過(guò)GPRS實(shí)時(shí)發(fā)送出去。 2）便攜式拍照模塊 便攜式拍照模塊具備拍照、錄像、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、遠(yuǎn)程發(fā)送等功能。研制TIDS系統(tǒng)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲取的有關(guān)牽引、制動(dòng)、供電、空調(diào)、車門等子系統(tǒng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過(guò)從數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)獲取以故障代碼為索引的實(shí)時(shí)故障數(shù)據(jù)，通過(guò)GPS功能模塊獲取列車位置信息，通過(guò)GPRS發(fā)送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；研制手持圖像采集儀，即時(shí)采集故障現(xiàn)場(chǎng)圖片，并通過(guò)車載遠(yuǎn)程傳輸模塊傳送到地面；研制地面數(shù)據(jù)接收處理軟件，用于數(shù)據(jù)的接收和對(duì)數(shù)據(jù)的智能判斷分析，提供用戶數(shù)據(jù)的查詢使用平臺(tái)。二、 主要研究?jī)?nèi)容和技術(shù)關(guān)鍵問(wèn)題 1．主要研究?jī)?nèi)容 動(dòng)車組信息主要分為動(dòng)態(tài)位置跟蹤信息、基本狀態(tài)信息和故障信息等。該系統(tǒng)由車載系統(tǒng)、車地?zé)o線通信和地面處理組成。 （四）、中國(guó)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)在列車和車輛狀態(tài)檢測(cè)、故障診斷及維護(hù)支持方面的工作應(yīng)該始于上世紀(jì)80年代末或90年代初，大連內(nèi)燃列車研究所和株洲電力列車研究所在引進(jìn)、消化GE內(nèi)燃列車微機(jī)控制技術(shù)和ABB的電力列車微機(jī)控制技術(shù)基礎(chǔ)上，利用車載微機(jī)控制裝置和司機(jī)臺(tái)顯示器，主要對(duì)牽引動(dòng)力設(shè)備的少數(shù)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視、保護(hù)和信息顯示。在鐵路運(yùn)輸行業(yè)，全球有將近7000臺(tái)內(nèi)燃列車安裝了RMamp。 （三）、美國(guó)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 90年代中期，TTCI開發(fā)了第一代軸承道旁聲學(xué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用聲傳感器陳列技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，診斷的準(zhǔn)確率得到了在幅度提高，已經(jīng)在北美、南非和澳大利亞鐵路應(yīng)用。日本鐵道綜合技術(shù)研究所（TRTI）研究開發(fā)了在車輛轉(zhuǎn)向架不解體情況下對(duì)車軸進(jìn)行超聲檢測(cè)的自動(dòng)檢測(cè)儀、應(yīng)用鐵譜分析技術(shù)進(jìn)行柴油機(jī)和電動(dòng)車組齒輪裝置不解體檢測(cè)的方法，以及利用聲發(fā)射、振動(dòng)和聲音在轉(zhuǎn)向架不解體情況下進(jìn)行軸承診斷的方法等。Adtranz公司在RoMain、TrainCom的框架和規(guī)范下，基于其牽引傳動(dòng)與控制系統(tǒng)Mitrac開發(fā)了Mitrac CC Remote遠(yuǎn)程檢測(cè)、故障診斷與維護(hù)支持系統(tǒng)，并已裝車應(yīng)用。一、 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 (一)、歐洲技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 上個(gè)世紀(jì)末，繼歐洲鐵路開放式系統(tǒng)互連網(wǎng)絡(luò)(Railway open System interconnection network)即RoSin的框架下構(gòu)建鐵路開放式維護(hù)系統(tǒng)的項(xiàng)目RoMain之后，歐洲又開展了智能列車應(yīng)用的集成通信系統(tǒng)(TrainCom)。課題組提供的技術(shù)資料齊全，符合鑒定要求，同意通過(guò)技術(shù)鑒定，建議推廣使用。 TIDS車載終端設(shè)備實(shí)行模塊化設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)合理，便于安裝拆卸，應(yīng)用方便，易于維護(hù)。結(jié)合地面專家系統(tǒng)能對(duì)車載設(shè)備應(yīng)用情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，提高維護(hù)作業(yè)效率，優(yōu)化車輛布線，有利于減輕車輛自重。動(dòng)車組運(yùn)行故障信息遠(yuǎn)程智能分析判斷系統(tǒng)（TIDS）技術(shù)評(píng)審鑒定意見2012年12月19日，鄭州鐵路局科委組織專家對(duì)鄭州鐵路局車輛處和北京康拓紅外技術(shù)股份有限公司合作研制的動(dòng)車組運(yùn)行故障信息遠(yuǎn)程智能分析判斷系統(tǒng)（TIDS）進(jìn)行了技術(shù)評(píng)審。 TIDS系統(tǒng)軟件可對(duì)動(dòng)車組運(yùn)行故障數(shù)據(jù)進(jìn)行分類存儲(chǔ)、智能分析、判斷、報(bào)警，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)車組運(yùn)行狀態(tài)信息和故障信息的實(shí)時(shí)顯示，并自動(dòng)生成各類報(bào)表，系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)易于數(shù)據(jù)挖掘研究和歷史數(shù)據(jù)管理。建議：結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，進(jìn)一步優(yōu)化數(shù)據(jù)分析判斷功能。 RoMain項(xiàng)目主要構(gòu)建了一個(gè)系統(tǒng)框架，TrainCom項(xiàng)目則更多的是具體的實(shí)施與細(xì)節(jié)，其目標(biāo)是： （1）通過(guò)車載網(wǎng)絡(luò)（如符合IEC61375標(biāo)準(zhǔn)的列車通信網(wǎng)絡(luò)Train Communication Network，即TCN）、GSM無(wú)線連接和Internet網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集成，開發(fā)出一個(gè)應(yīng)用于鐵路領(lǐng)域遠(yuǎn)程信息處理的通信系統(tǒng)，為車載設(shè)備提供無(wú)處不在的遠(yuǎn)程訪問(wèn)途徑。德國(guó)ICE高速列車通過(guò)參與歐洲RoMain和TrainCom項(xiàng)目，已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)列車的全面診斷。 知名的車載信息與控制系統(tǒng)有三菱的TIS和日立的ATI。 美國(guó)GE公司的RMamp。D，僅北美地區(qū)就有將近3000臺(tái)內(nèi)燃列車，并且這個(gè)數(shù)量目前還在增加。 2000年5月“國(guó)家鐵路智能運(yùn)輸系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心”RITSC的組建標(biāo)志著我國(guó)在此方面的研究進(jìn)入了新的階段。 2005年，鐵道部相繼頒布了《鐵路信息化總體規(guī)劃》，《機(jī)務(wù)信息化專項(xiàng)規(guī)劃》，并制訂了包含列車狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷與維護(hù)支持內(nèi)容的《機(jī)務(wù)信息化總體方案》。動(dòng)態(tài)位置跟蹤信息主要包括運(yùn)行動(dòng)車組的準(zhǔn)確位置,如經(jīng)緯度或線路公里標(biāo)。 1）信息采集模塊 信息采集模塊的中央處理器是電子設(shè)備的核心,使用傳統(tǒng)的單片機(jī)已完全不能滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的大量數(shù)據(jù)運(yùn)算處理、存儲(chǔ)和發(fā)送的需求,考慮到技術(shù)通用性,選擇工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)PC/104硬件架構(gòu),緊湊可靠,非常適合于空間有限的應(yīng)用環(huán)境,而且PC/104接口設(shè)備較多,可擴(kuò)展性好,即使系統(tǒng)完成設(shè)計(jì)后,仍可擴(kuò)展或替換更多新的功能設(shè)備。在動(dòng)車司機(jī)或者乘務(wù)員發(fā)現(xiàn)不確定或者不易處理的列車故障時(shí)，通過(guò)拍照模塊把現(xiàn)場(chǎng)的故障信息轉(zhuǎn)化為圖像或者視頻的形式，通過(guò)無(wú)線傳輸至地面站，經(jīng)過(guò)專家分析、判斷進(jìn)行相應(yīng)處理。信息內(nèi)容包含發(fā)生故障車次、列號(hào)、車號(hào)、故障發(fā)生時(shí)間、故障級(jí)別、故障代碼、故障相關(guān)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)呈現(xiàn)采用B/S(Browser/Server)結(jié)構(gòu)即瀏覽器和服務(wù)器結(jié)構(gòu),是隨著Internet技術(shù)的興起,對(duì)C/S結(jié)構(gòu)的一種變化或者改進(jìn)的結(jié)構(gòu)。通過(guò)研發(fā)該系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)以下功能：（1） CRH動(dòng)車組運(yùn)行狀態(tài)信息的無(wú)線上傳、遠(yuǎn)程采集； （2） CRH動(dòng)車組運(yùn)行狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)更新； （3） CRH動(dòng)車組運(yùn)行故障信息實(shí)時(shí)報(bào)警、故障即時(shí)處理辦法指導(dǎo)； （4） CRH動(dòng)車組運(yùn)行故障信息的統(tǒng)計(jì)、分類、對(duì)比功能； （5） CRH動(dòng)車組的歷史故障信息查詢、回放、分析功能。對(duì)信息進(jìn)行智能判斷分析，即時(shí)給出相應(yīng)報(bào)警提示和操作指導(dǎo)。（3）CRH5型動(dòng)車組運(yùn)行故障信息實(shí)時(shí)報(bào)警。（2）將動(dòng)車組運(yùn)行狀態(tài)信息的十六進(jìn)制源碼進(jìn)行翻譯，并依據(jù)故障庫(kù)正確給出故障名稱。動(dòng)車組運(yùn)行故障信息遠(yuǎn)程智能判斷分析系統(tǒng)（TIDS）評(píng)審資料鄭州鐵路局車輛處北京康拓紅外技術(shù)股份有限公司二零一二年十二月 目錄 一、 研制報(bào)告 51. 動(dòng)車組運(yùn)行故障信息遠(yuǎn)程智能判斷分析系統(tǒng)（TIDS）概述 6. 動(dòng)車組運(yùn)行故障信息查詢現(xiàn)狀 6. TIDS系統(tǒng)概述 62. 研制過(guò)程 7. 總體技術(shù)方案調(diào)研論證階段 7. 關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)階段 8. 安裝調(diào)試 15. 現(xiàn)場(chǎng)試運(yùn)用 153. 系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo) 16. 系統(tǒng)性能指標(biāo) 16. 系統(tǒng)應(yīng)用范圍 174. 主要技術(shù)特點(diǎn) 17. 無(wú)線上傳技術(shù) 17. 實(shí)時(shí)更新、故障報(bào)警 17. 智能分析 185. 系統(tǒng)應(yīng)用價(jià)值 186. 發(fā)展與展望 18二、 技術(shù)方案報(bào)告 201. 引言 212. 系統(tǒng)功能 22. 系統(tǒng)檢測(cè)范圍 22. 系統(tǒng)主要功能 22. 系統(tǒng)硬件技術(shù)參數(shù) 22. 系統(tǒng)軟件技術(shù)參數(shù) 233. 系統(tǒng)框架 24. 系統(tǒng)架構(gòu) 24. 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 25. 系統(tǒng)組成框圖 264. 系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢(shì) 26. 無(wú)線上傳技術(shù) 26. 實(shí)時(shí)更新、故障報(bào)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(shè)需求 30三、 設(shè)備樣機(jī)試制報(bào)告 331. 項(xiàng)目啟動(dòng) 342. 樣機(jī)試制 353. 現(xiàn)場(chǎng)安裝 36四、 技術(shù)條件 371. 動(dòng)車組運(yùn)行故障信息遠(yuǎn)程智能判斷分析系統(tǒng)（TIDS）概述 382. TIDS系統(tǒng)構(gòu)架 383. TIDS系統(tǒng)技術(shù)條件及其標(biāo)準(zhǔn) 41. 系統(tǒng)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn) 41. 系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn) 42. 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn) 43. 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn) 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(cè)試報(bào)告 491. 試驗(yàn)?zāi)康?502. 試驗(yàn)時(shí)間、試驗(yàn)地點(diǎn) 503. 試驗(yàn)內(nèi)容 50. TIDS設(shè)備性能測(cè)試試驗(yàn) 50. TIDS設(shè)備驗(yàn)證性試驗(yàn) 56. 老化測(cè)試 56. 電磁兼容測(cè)試 56六、 運(yùn)用報(bào)告 57七、 社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益分析報(bào)告 591. 社會(huì)效益分析 602. 經(jīng)濟(jì)效益分析 61八、 查新報(bào)告 62動(dòng)車組運(yùn)行故障信息遠(yuǎn)程智能判斷分析系統(tǒng)(TIDS)一、 研制報(bào)告鄭州鐵路局車輛處北京康拓紅外技術(shù)股份有限公司二零一二年十二月1. 動(dòng)車組運(yùn)行故障信息遠(yuǎn)程智能判斷分析系統(tǒng)（TIDS）概述. 動(dòng)車組運(yùn)行故障信息查詢現(xiàn)狀目前，CRH5型動(dòng)車組運(yùn)行故障信息的查詢主要采取人工有線下載的方式。目前的操作方式不具備動(dòng)車組運(yùn)行故障遠(yuǎn)程診斷能力，檢修人員無(wú)法遠(yuǎn)程獲取動(dòng)車組運(yùn)行故障特征數(shù)據(jù)，因而無(wú)法高效的進(jìn)行遠(yuǎn)程故障診斷。目前通過(guò)人工下載方式得到的動(dòng)車組運(yùn)行故障特征數(shù)據(jù)，只有通過(guò)經(jīng)驗(yàn)豐富的檢修人員人工查詢故障手冊(cè)、指導(dǎo)手冊(cè)，才能明確動(dòng)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(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和多級(jí)診斷而降低了故障診斷的準(zhǔn)確性。（2）2012年1月2012年5月：動(dòng)車Mpu通信協(xié)議破解完成，為數(shù)據(jù)解析打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。 （5）2012年8月底至今：TIDS系統(tǒng)試用階段。研發(fā)人員通過(guò)仔細(xì)分析，認(rèn)為采用無(wú)線傳輸技術(shù)可以很好的實(shí)現(xiàn)動(dòng)車組運(yùn)行故障信息遠(yuǎn)程無(wú)線下載，并極大地減少檢修人員的工作量和繁雜度。2012年1月初，研發(fā)人員就積極的投入到動(dòng)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(shù)股份有限公司在鄭州鐵路局動(dòng)車運(yùn)用所的CRH504CRH504CRH504CRH505CRH505CRH505CRH5060等多輛動(dòng)車組做了大量的數(shù)據(jù)解析實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)艱苦的技術(shù)攻關(guān)，最終完成了對(duì)動(dòng)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(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。終端模塊主要完成動(dòng)車組運(yùn)行狀態(tài)信息實(shí)時(shí)采集，并通過(guò)GPRS和Internet 網(wǎng)絡(luò)將采集到的信息即時(shí)的轉(zhuǎn)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(jì)