【文章內(nèi)容簡介】 動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及動(dòng)車組司機(jī)操控信息分析系統(tǒng)同時(shí)具備五種 車型動(dòng)車組司機(jī)操控信息的解析功能 ， 融合五種司機(jī)操控信息數(shù)據(jù)解析協(xié)議。 司機(jī)操控信息包括制動(dòng)信息、控制手柄位置信息、方向手柄位置信息和司機(jī)對 DMI 的操作記錄信息。 退勤檢索分析項(xiàng)點(diǎn)包括：隔離模式、目視行車、非正常轉(zhuǎn) LKJ、 超速觸發(fā)常用制動(dòng)、緊急制動(dòng)、非正常停車等 6 項(xiàng) 。 綜合分析：機(jī)務(wù)段安全科專職分析人員對段動(dòng)車組司機(jī)操控信 息進(jìn)行綜合分析。 ? 支持基本檢索分析。 ? 支持?jǐn)?shù)據(jù)匯總分析。 ? 支持以 EXCEL 方式自動(dòng)生成日、旬、月報(bào)表并導(dǎo)出為 EXCEL 表格。 ? 支持動(dòng)車組司機(jī)操控信息文件的下載和導(dǎo)出。 ? 的運(yùn)行途中發(fā)生的設(shè)備故障、重要情況等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。 （ 3） 動(dòng)車組運(yùn)行信息的解析 實(shí)時(shí)監(jiān)控：調(diào)度臺(tái)業(yè)務(wù)人員對動(dòng)車組運(yùn)行基本狀態(tài)實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān) 控，對于運(yùn)行途中的動(dòng)車組運(yùn)行情況及運(yùn)行位置、報(bào)警信息進(jìn)行實(shí) 時(shí)跟蹤并及時(shí)安排調(diào)度計(jì)劃。 綜合分析：調(diào)度臺(tái)專職業(yè)務(wù)分析人員對動(dòng)車組運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行綜合分析，動(dòng)車組調(diào)度通過動(dòng)車組運(yùn)行信息查詢系統(tǒng) 實(shí)時(shí)掌握動(dòng)車組運(yùn)行情況，及時(shí)安排調(diào)度計(jì)劃并綜合分析。 ? 動(dòng)車組運(yùn)行數(shù)據(jù)文件的下載和管理功能。 ? 報(bào)警信息導(dǎo)出、保存功能。 ? 關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持以 EXCEL 方式自動(dòng)生成日、旬、月報(bào)表功能。 第 2 章 體系結(jié)構(gòu) 1） 每列動(dòng)車組勻配置車載信息采集裝置，完成對 GPS、 STM、 BTM、 ATP 信息的采集，通過 GPRS/GSMR 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到地面數(shù)據(jù)中心，各鐵路局、電務(wù)段、維護(hù)中心、動(dòng)車段（所）通過互聯(lián)網(wǎng) /鐵路生產(chǎn)網(wǎng)接收數(shù)據(jù)。 2） 300H ATP 車載設(shè)備中的 DMS 系統(tǒng)組成 DMS 設(shè)備組成 車上設(shè) 備： 列控設(shè)備動(dòng)態(tài)監(jiān)測裝置地面設(shè)備： 1） 地面數(shù)據(jù)中心 ； 2） 數(shù)據(jù)查詢終端 體系結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)總體架構(gòu) （ 1） 列控設(shè)備動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及動(dòng)車組司機(jī)操控信息分析系統(tǒng)系統(tǒng)總體架構(gòu)框圖如右圖所示： （ 2）列控設(shè)備動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及動(dòng)車組司機(jī)操控信息分析系統(tǒng)由六個(gè)模塊組成： 系統(tǒng)物理架構(gòu) 由系統(tǒng)物理架構(gòu)框圖可看出系統(tǒng)的硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)共分為四層： 第一層：列控車載信息采集裝置； 第二層：鐵道部列控動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)中心（包含網(wǎng)絡(luò)傳輸部分硬件）； 第三層：鐵路局列控動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)中心 ； 第四層：各站、段用戶終端。 第一層：列控車載信息采集裝置 ： 車載信息采集裝置采用標(biāo)準(zhǔn) CPCI 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、嵌入式操作系統(tǒng)。在列車運(yùn)行過程中完成司機(jī)操作信息、列控設(shè)備狀態(tài)和報(bào)警信息、軌道電路信息、應(yīng)答器及報(bào)文信息、 RBC 報(bào)文等列控信息和動(dòng)車組運(yùn)行狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)采集，數(shù)據(jù)通過 GPRS 或 GSMR 無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到地面數(shù)據(jù)中心。 （ 1）設(shè)備構(gòu)成 列控車載信息采集裝置主機(jī)包含機(jī)箱、 CPU 插板、 GSMR 插板、 GPRS 插板、 GPS 插板、 TCR 插板、 ATP 插板（ MVB 插板、 C2 插板）、 CIR 插板、 TEST 插板和 POWER 插板。列控車載信息采集裝置主機(jī)框圖如下圖所示： （ 2） 各模塊功能介紹 ① GPRS 插板實(shí)現(xiàn)所采集數(shù)據(jù)通過 GPRS 的實(shí)時(shí)傳輸。 ② GSMR 插板實(shí)現(xiàn)所采集數(shù)據(jù)通過鐵路 GSMR 進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸。 ③ GPS 插板為列控車載信息采集裝置提供動(dòng)車組位置信息和時(shí)鐘信息。 ④ TCR 插板實(shí)現(xiàn)軌道電路信號的采集和計(jì)算。 ⑤ ATP 插板實(shí)現(xiàn)與列控車載 ATP 設(shè)備接口，接收列控車載設(shè)備運(yùn)行、故障信息及應(yīng)答器、 RBC信息。 ⑥ CIR 插板實(shí)現(xiàn)與 CIR 設(shè)備接口，接收列車車次號等信息的同時(shí)，向 CIR 輸出里程標(biāo)和列車速度等信息。 ⑦ TEST 插板實(shí)現(xiàn)設(shè)備各單元故障指示，提供主機(jī)調(diào)試接口。 ⑧ POWER 插板接入 DC110V 電源轉(zhuǎn)化為 DC12V 和 DC5V，為設(shè)備提供電源。 ⑨ CPU 插板為列控車載信息采集裝置設(shè)備核心處理單元，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)核心處理、數(shù)據(jù)傳輸控制、總線管理、通信調(diào)度功能；負(fù)責(zé)具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù) USB 自動(dòng)下載功能。 ⑩ 其他空白面板為擴(kuò)展單元提供預(yù)留空間。 第二層：鐵道部列控動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)中心 ： 鐵道部列控動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)中心硬件：由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、數(shù)據(jù)接收處理分析服務(wù)器、數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備、維護(hù)工作站等構(gòu)成 。 ① 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器主要負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的存取和訪問控制。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器提供數(shù)據(jù)管理服務(wù)和數(shù)據(jù)集成分析服務(wù)，主要用來保存列控設(shè)備監(jiān)測信息和動(dòng)車組運(yùn)行信息等過程業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，以及信號庫、應(yīng)答器庫等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器選用高性能小型機(jī)。數(shù)據(jù)庫采用雙機(jī)熱備方式，保證整個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全性。 ② 數(shù)據(jù)接收處理服務(wù)器 數(shù)據(jù)接收處理服務(wù)器主要負(fù)責(zé)接收通過 GSMR 和 GPRS 網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牧锌貏?dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)傳輸控制、數(shù)據(jù)解壓、數(shù)據(jù)序列處理和原始數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等工作。通過數(shù)據(jù)接收處理服務(wù)器處理后傳輸給數(shù)據(jù)應(yīng)用服 務(wù)器結(jié)合基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步數(shù)據(jù)分析。硬件配置可采用 PC 服務(wù)器。 ③ 數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)器 數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)器主要負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)分析結(jié)果按照不同路局的數(shù)據(jù)分發(fā)權(quán)限，將數(shù)據(jù)分發(fā)給各鐵路局列控動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)中心。根據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)類型分為電務(wù)數(shù)據(jù)、機(jī)務(wù)數(shù)據(jù)和調(diào)度數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)器可采用刀片服務(wù)器。 ④ 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備 列控設(shè)備動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。 ⑤ 數(shù)據(jù)共享服務(wù)器 數(shù)據(jù)共享服務(wù)器具備高性能計(jì)算和良好的可擴(kuò)展性，安裝數(shù)據(jù)共享處理分析模塊，部署信息交換共享平臺(tái)。其它部門的業(yè)務(wù)系統(tǒng)經(jīng)由數(shù)據(jù)共享服務(wù)器提供的數(shù)據(jù)接 口、數(shù)據(jù)協(xié)議得到系統(tǒng)所需要數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)與鐵路其他業(yè)務(wù)部門和信息系統(tǒng)的信息共享。共享服務(wù)器可采用 PC 服務(wù)器。 第三層： 鐵路局列控動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)中心 ： 鐵路局列控動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)中心硬件：由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備、維護(hù)工作站等構(gòu)成。 ① 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，負(fù)責(zé)應(yīng)用數(shù)據(jù)存取和訪問控制。主要用來保存本路局權(quán)限范圍內(nèi)的列控設(shè)備監(jiān)測信息、司機(jī)操控信息和動(dòng)車組運(yùn)行信息等（ 15 天至一個(gè)月）即時(shí)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，以及信號庫、應(yīng)答器庫、司機(jī)編號庫等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器可選用小型機(jī)，數(shù)據(jù)庫采用雙機(jī)熱備方式， 保證整個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全性。 ② 數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)器 數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)器主要完成數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分發(fā)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)三部分工作。數(shù)據(jù)處理指業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)結(jié)合部分基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（例如司機(jī)編號信息）的處理分析；數(shù)據(jù)分發(fā)指是將數(shù)據(jù)按照不同業(yè)務(wù)，分發(fā)給不同的站段用戶終端；基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)指開放基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)端口，使用戶可以根據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的變更即時(shí)更新系統(tǒng)所用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。應(yīng)用服務(wù)器可采用刀片服務(wù)器。 ③ 存儲(chǔ)設(shè)備 列控設(shè)備動(dòng)態(tài)監(jiān)測及動(dòng)車組司機(jī)操控信息分析系統(tǒng)對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和分析結(jié)果等內(nèi)容進(jìn)行存儲(chǔ)。 第四層：各站段用戶終端 ： 根據(jù)不同的 業(yè)務(wù)部門，各站段用戶終端分為： ① 電務(wù)用戶終端 ② 機(jī)務(wù)用戶終端 ③ 調(diào)度用戶終端 用戶終端采用商用 PC 機(jī)。分別安裝列控設(shè)備動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)軟件、動(dòng)車組司機(jī)操控信息分析系統(tǒng)軟件和動(dòng)車組運(yùn)行信息查詢軟件，通過鐵路內(nèi)部網(wǎng)實(shí)現(xiàn)列控信息、司機(jī)操控信息和動(dòng)車組運(yùn)行信息的查詢、分析、下載，以及關(guān)鍵數(shù)據(jù)及重點(diǎn)分析數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。 程序設(shè)計(jì) （ 1） 程序信息流程 列控設(shè)備動(dòng)態(tài)監(jiān)測及動(dòng)車組司機(jī)操控信息分析系統(tǒng)，信息處理流程框圖如右圖所示： （ 2） 程序模塊 列控設(shè)備動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)程序模塊由 4 個(gè)模塊組成： 軟件測 試 為了保證列控設(shè)備動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)軟件產(chǎn)品的最終質(zhì)量，對 該系統(tǒng)的軟件按照 CMMI V3 的要求進(jìn)行了單元測試、集成測 試、確認(rèn)測試、系統(tǒng)測試和驗(yàn)收測試等質(zhì)量保證。每個(gè)生命周 期的軟件測試都有嚴(yán)格的測試計(jì)劃、測試方案、測試規(guī)范，按 要求嚴(yán)格實(shí)施測試，對測試記錄進(jìn)行分析，并根據(jù)回歸測試情 況撰寫測試報(bào)告，保證列控設(shè)備動(dòng)態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)軟件的質(zhì)量。 主要界面 （ 1）列控動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)主要界面如下圖所示： 實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)控 非正常停車報(bào)警信息 動(dòng)車跟蹤示意圖 （ 2）司機(jī)操控信息分析系統(tǒng)主要界面如圖下圖所示： 實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù) 退勤分析查詢 簽署退勤意見 傳輸方案 （ 1） 鐵道部、鐵路局級傳輸方案 列控車載信息采集裝置安裝在動(dòng)車組上，在動(dòng)車組運(yùn)行中完成 動(dòng)車組運(yùn)行狀態(tài)信息、 ATP 設(shè)備的狀態(tài)及故障信息、地面應(yīng)答器狀 態(tài)、報(bào)文、 RBC 報(bào)文數(shù)據(jù)、軌道電路傳輸信息及司機(jī)操控信息的實(shí)時(shí)采集，形成列控動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，并通過無線網(wǎng)絡(luò)傳回鐵道部列控動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)中心。 （ 2） 鐵路局與用戶終端 間傳輸方案 ①各鐵路局列控動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)中心應(yīng)用服務(wù)器通過鐵路內(nèi)部生產(chǎn)網(wǎng)獲得鐵道部列控動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)中心所分發(fā)的數(shù)據(jù)，結(jié)合基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行解析、存儲(chǔ)。 鐵路局列控動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)中心負(fù)責(zé)本路局基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的維護(hù)和管理工作。 ②電務(wù)、機(jī)務(wù)和調(diào)度部門分別利用電務(wù)、機(jī)務(wù)和調(diào)度用戶終端通過鐵 路內(nèi)部生產(chǎn)網(wǎng)從路局列控動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)中心下載和查詢 ATP 設(shè)備狀態(tài)信息、司 機(jī)操控信息和動(dòng)車組運(yùn)行信息。 ③其中部 局間數(shù)據(jù)傳輸采用了基于 RemObject 的分布式數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，保持路局?jǐn)?shù)據(jù)與數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)同步；終端與路局服務(wù)器之間直接采 用基于 TCP 的查詢訪 問。 （ 3） 數(shù)據(jù)傳輸 GSMR 系統(tǒng)承載列控動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，采用集中控制模式，全路動(dòng) 車組上列控車載信息采集裝置將列控動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送到位于北京 GSMR 核心 網(wǎng)機(jī)房的 MGRIS（維護(hù)用 GPRS 接口服務(wù)器），然后再轉(zhuǎn)發(fā)給鐵道部列控 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)中心設(shè)備。 列控車載信息采集裝置配置 GSMR 數(shù)據(jù)通信模塊，實(shí)現(xiàn) GSMR 分組 數(shù)據(jù)傳輸功能。 在北京 GSMR 核心網(wǎng)機(jī)房配置監(jiān)測用 GPRS 接口服務(wù)器（ MGRIS），與北京 GGSN 連接，通過 GSMR網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與列控車載信息采集 裝置間的無線數(shù)據(jù)傳輸。 MGRIS 通過防火墻和數(shù) 據(jù)專線與鐵道部列控動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)中心設(shè)備進(jìn)行 數(shù)據(jù)傳輸，保證業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)與 GSMR 系統(tǒng)的隔離。 （ 4） 技術(shù)要求 ①通信協(xié)議 列控車載信息采集裝置與 MGRIS 間采用 TCP/UDP 協(xié)議。 MGRIS 與小型機(jī)數(shù)據(jù)接收處理分析（ GSMR）間采用 TCP/IP 協(xié) 議。 ②下行數(shù)據(jù)傳輸 列控車載信息采集裝置在上電獲取 IP 地址后，應(yīng)向鐵道部列控動(dòng)態(tài)數(shù) 據(jù)中心申請用戶注冊，注冊信息中包含車次號、 PDP 激活用戶名、 MSISDN 號、列控車載信息采集裝置設(shè)備號等。 鐵道部列控動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)中心在收到注冊信息后，核對各項(xiàng)信息無誤后，記 錄該列控車載信息采集裝置當(dāng)前狀態(tài)。 在鐵道部列控動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)中心需要向列控車載信息采集裝置發(fā)送數(shù)據(jù)傳輸確認(rèn)等信息時(shí)，直接查表得到列控車載信息采集裝置的 IP 地址，填入數(shù)據(jù)幀 后發(fā)送給 MGRIS。 MGRIS 根據(jù)數(shù)據(jù)幀中目標(biāo) IP 地址直接建立與列控車載 信息采集裝置的連接，將數(shù)據(jù)幀發(fā)送給列控車載信息采集裝置。 數(shù)據(jù)傳輸頻度： ? 動(dòng)車組停車時(shí)，列控車載信息采集裝置發(fā)送數(shù)據(jù)的最小間隔不小于 1 分鐘。 ? 動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)，列控車載信息采集裝置發(fā)送數(shù)據(jù)的平均間隔為 3 秒。 功能設(shè)計(jì) （ 1）軟件功能架構(gòu) 根據(jù)列控設(shè)備 監(jiān)測及動(dòng)車組司機(jī)操控信息分析系統(tǒng)的需求分析，整個(gè)系統(tǒng)的軟件功能架構(gòu)設(shè)計(jì)為信息采集 /處理 /傳輸、動(dòng)車組運(yùn)行信息查詢管理、動(dòng)車組司機(jī)操控信息分析管理、列控設(shè)備動(dòng)態(tài)監(jiān)測管理、數(shù)據(jù)共享服務(wù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)管理六個(gè)功能部分，以上六大功能模塊的設(shè)計(jì)思想貫穿整個(gè)系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)方案中。 （ 1） 應(yīng)用功能設(shè)計(jì) 列控車載信息采集功能設(shè)計(jì)： ①完成列控車載設(shè)備狀態(tài)信息和報(bào)警信息、地面應(yīng)答器信息、無線列控 RBC 信 息、 GPS、軌道電路、司機(jī)操作信息及擴(kuò)展設(shè)備信息的實(shí)時(shí)采集，采集數(shù)據(jù)經(jīng)處理后 通過 GSMR 和公網(wǎng) GPRS 網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)發(fā)送到地面數(shù) 據(jù)中心； ②具備上電自檢及遠(yuǎn)程自診斷功能； ③具備軟件遠(yuǎn)程