【文章內容簡介】 方便，一臺監(jiān)測站主機可實現(xiàn)同時對10組動車組進行監(jiān)控，效率高，有效的節(jié)省了人力、物力，全面提升作業(yè)質量和效率。b) TIDS系統(tǒng)的應用推廣將有利于實現(xiàn)實時監(jiān)控動車組信息，提高動車組檢修作業(yè)質量，提升動車組檢修安全保障能力；有利于提高安全管理能力，提高動車組管理效率。c) 實時性強，及時了解動車組運行故障信息，便于實時對運行動車組跟蹤監(jiān)測，即時提供遠程技術支持和故障應急指導，有效的提高了運行動車組的安全性能。d) 對實時接收數(shù)據和歷史數(shù)據進行了存儲、查詢、分類等操作，不僅可以快速的智能甄別真實故障信息，有效提高檢修人員的工作效率，還提高了故障信息的識別準確率。同時，可以更為便捷地對故障信息與歷史信息進行對比，便于全面的、系統(tǒng)的了解列車信息，從而實現(xiàn)對運行動車組運行狀態(tài)和設備質量進行更深層次的跟蹤監(jiān)測和動態(tài)質量控制。6. 發(fā)展與展望隨著中國高速鐵路的快速發(fā)展，動車組的大面積普及，全路動車組安全保障設備的發(fā)展也會越來越快。為了能夠全面、動態(tài)、實時的了解動車組信息，動車組運行故障信息遠程智能分析判斷系統(tǒng)應運而生。此系統(tǒng)集成了信息解碼、數(shù)據挖掘、智能識別、無線通信等關鍵技術，實現(xiàn)動車系統(tǒng)的全面檢測，從而為全路動車的穩(wěn)定運行提供可靠保障。動車組運行故障信息遠程智能判斷分析系統(tǒng)（TIDS）二、 技術方案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. 引言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)據進行判斷、分析，進行自動報警，同時根據故障類型給予實時故障處理指導，一臺數(shù)據中心主機可實現(xiàn)對同時10組CRH5型動車組進行監(jiān)控。 隨著中國鐵路的大發(fā)展，動車的數(shù)量越來越多，隨之配套的保障和檢測設備也迅速發(fā)展起來。TIDS系統(tǒng)的應用推廣將有利于實時監(jiān)控動車組信息，提高動車組檢修作業(yè)質量，提升動車組檢修安全保障能力；有利于提高安全管理能力，提高動車組管理效率。2. 系統(tǒng)功能. 系統(tǒng)檢測范圍系統(tǒng)總體設計方案根據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，通過從數(shù)據庫以故障代碼為索引的實時故障數(shù)據，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：（4） 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；（5） 故障信息：TRACTION、NI、BRAKE、CCT、ILLUMINTION、SIGNALING、TRACTIONdescr. Impianto、ANTIFIRE等多個類型的故障信息；（6） 基本信息：即時速度、車號、時間等基本運行信息。. 系統(tǒng)主要功能（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） CRH5動車組故障信息的統(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)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)軟件技術參數(shù)（1）終端模塊配置軟件應可以設置數(shù)據中心IP地址、映射端口號。（2）終端模塊配置軟件應可設置具有GPRS數(shù)據業(yè)務功能的SIM數(shù)據卡識別號。（3）終端模塊配置軟件應能測試通訊建立狀態(tài)及通訊信號質量。（4）終端模塊配置軟件應可以配置通訊網絡協(xié)議，并分為TCP、UDP等多種模式。（5）終端模塊配置軟件應能配置波特率、數(shù)據位、奇偶校驗、停止位、流控位等通訊標準參數(shù)。（6）TIDS客戶端軟件應具有整體接收、實時更新兩大基本功能。（7）TIDS客戶端軟件應能將十六進制源碼轉譯為故障代碼等信息，并依據故障庫正確給出故障名稱。（8） TIDS客戶端軟件應可以自動連接、斷開終端模塊功能，并可測試通訊質量。（9）TIDS客戶端軟件應能生成兩種文件形式：中文篩選版本、英文版本。（10）TIDS客戶端軟件應具有自動報警功能，報警功能應具有及時性。（11）TIDS客戶端軟件應能根據故障類型提供即時技術指導，給與遠程技術支持。（12）TIDS客戶端軟件應能提供故障分類檢索功能。（13） TIDS客戶端軟件應具有對故障信息統(tǒng)計、存儲、回放、分析功能。（14） TIDS客戶端軟件應具有不同類型故障不同顏色展示功能。（15） TIDS客戶端軟件可同時實現(xiàn)10組CRH5型動車組監(jiān)控。3. 系統(tǒng)框架. 系統(tǒng)架構上面即為動車組運行故障信息遠程智能判斷分析系統(tǒng)架構，從上圖中我們可以清楚的看到整個TIDS的系統(tǒng)框架。TIDS客戶端軟件需要安裝在數(shù)據中心計算機上，可實現(xiàn)同時對10組CRH5型動車組監(jiān)控，其主要功能有實時更新、報警和整體接收功能，可以完成存儲、篩選、智能鑒別、報警、報表輸出等多項操作。TIDS客戶端軟件通過Internet網絡和GPRS網絡與終端模塊實現(xiàn)通訊，終端模塊硬件基于ARM平臺和工業(yè)級GPRS模塊，搭載了實時性很高的嵌入式Linux系統(tǒng)，同時內置了多個功能軟件。終端模塊提供標準RS232數(shù)據接口，并通過該數(shù)據接口與動車組TCMS提供的數(shù)據下載接口相連。系統(tǒng)運行時，TIDS客戶端軟件通過Internet網絡和GPRS無線網絡與終端模塊實現(xiàn)連接后，終端模塊中功能軟件會自動運行，實現(xiàn)TIDS和動車組TCMS之間的數(shù)據透明傳輸，完成故障信息的遠程下載、實時更新等多種功能。. 系統(tǒng)硬件結構 上圖即為TIDS系統(tǒng)硬件（終端模塊）結構圖。終端模塊以S3C2440芯片作為中央處理器，同時配置有工業(yè)級GPRS模塊。終端模塊的硬件資源還包括：32M 的SDROM、2M的NOR FLASH、64M的NAND FLASH 和數(shù)據采集和輸出模塊等。. 系統(tǒng)組成框圖 上圖即為動車組故障信息遠程智能判斷分析系統(tǒng)的系統(tǒng)組成框圖。可以看出整個系統(tǒng)主要由動車組MPU、終端模塊、GPRS網絡、Internet網絡和數(shù)據中心上位機TIDS客戶端軟件等部分組成，同時各部分連接關系也得到清晰展示。 4. 系統(tǒng)技術優(yōu)勢. 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信息的繁瑣操作，同時一臺監(jiān)控主機可同時實現(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基于Oracle數(shù)據庫的數(shù)據挖掘技術，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。模塊配置軟件主界面點擊“開始配置”，并按照提示30s內接通終端模塊電源后，即為得到如上圖所示的配置主界面，按照配置菜單的順序依次配置所有參數(shù)后保存退出，即可完成對終端模塊的配置。TIDS客戶端初始化界面上圖即為TIDS客戶端配置軟件初始界面，菜單欄中有“選擇設備”、“實時接收”、“整體接收”、“整體接收”、“打開數(shù)據目錄”等選項。點擊“添加設備”可以添加新設備，配置設備參數(shù)，新添加的設備名稱按鈕會出現(xiàn)在菜單欄上方，選擇相應按鈕可以查看相應設備故障信息。點擊“實時接收”可是實現(xiàn)實時接收功能。點擊“整體接收”可以開啟系統(tǒng)整體接收功能。完整接收后故障信息顯示界面上圖即為TIDS客戶端軟件故障信息展示界面，不同類型的嚴重故障可以用不同顏色展示。點擊“選擇故障類型”可以實現(xiàn)專門類型的故障查看。點擊“今日故障”可以只查看今天發(fā)生的故障。選擇故障起始時間和結束時間，可以查看特定時間范圍內的故障。從本界面點擊某一條故障數(shù)據，可以查看該故障的具體信息，并得到該故障應急處理方法。嚴重故障信息報警主界面從故障信息展示界面中點擊“嚴重故障”即可得到嚴重故障信息報警主界面，如上圖所示。不同類型的嚴重故障將以不同顏色展示。點擊“今日故障”可以只查看今天發(fā)生的嚴重故障。選擇故障起始時間和結束時間，可以查看特定時間范圍內的嚴重故障。從本界面點擊某一條嚴重故障數(shù)據，可以查看該故障的具體信息，并得到該嚴重故障應急處理方法。故障信息報表英文版上圖為TIDS客戶端軟件生成的故障信息報表英文版圖示。該表與現(xiàn)行故障數(shù)據下載方式(使用SerLink9軟件下載)得到的報表完全相同。5. 系統(tǒng)安裝要求. 終端模塊安裝要求. 供電要求終端模塊供電：512V。工作電流最大：360mA。待機電流：80mA?？紤]終端模塊工作實際環(huán)境和24小時工作需求可以選擇以下幾種方法：（1）220V交流+蓄電池解決方案： （2）110伏直流+蓄電池解決方案： （3）24蓄電池解決方案：. 安裝位置終端模塊的適宜物理環(huán)境為：工作溫度：20~+55℃、相對濕度：95%/40℃。因此終端模塊應該被安裝在動車組MPU集成廂中便于通風、散熱處。為得到更佳優(yōu)質的GPRS信號強度，安裝位置應考慮盡量減少可能造成的GPRS信號屏蔽。同時考慮到便于測試、檢修等需求，終端模塊應盡量拆卸方便。. 數(shù)據中心建設需求. 網絡需求為保證系統(tǒng)的通訊需求，更好發(fā)揮系統(tǒng)的實時性能和提高下載速度，數(shù)據中心應配置2M以上帶寬的Internet網絡，同時應盡可能高的提供網絡的穩(wěn)定性。如果采用公網+LAN的方式接入，必須在公網的接入設備（路由器）上做好相應的端口映射或地址映射，同時應保證系統(tǒng)工作中WAN口IP地址應保持不變。. 數(shù)據中心計算機配置 為滿足TIDS客戶端軟件的安裝需求，更好的發(fā)揮動車組故障信息智能判斷分析系統(tǒng)的實時監(jiān)測、故障報警、遠程即時技術支持能優(yōu)勢，數(shù)據中心計算機應具有以下配置：計算機硬件：CPU：P2(奔騰2)以上配置，主頻≥2Ghz為佳；內存：≥ 2G,推薦使用DDR3內存；硬盤：容量≥250G、接口類型：、轉速≥5400rpm、緩存≥64MB、接口速率≥6Gb/s；；配置10/100Mbps以上速率網卡；顯示器支持1024*1280 16位彩色顯示模式；必須具有CCC安全認證標志；配置有外置揚聲器；計算機系統(tǒng)環(huán)境要求：操作系統(tǒng)：Win9WinNT、Win2000、WinXP(推薦使用Win2000、WinXP)；瀏覽器：； ,。動車組運行故障信息遠程智能判斷分析系統(tǒng)（TIDS）三、 設備樣機試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. 項目啟動2012年1月，鄭州鐵路局車輛處和北京康拓紅外技術股份有限公司經過對動車組運行故障信息遠程智能判斷分析系統(tǒng)（TIDS）進行充分的技術調研后，立即成立TIDS項目組，開始進行產品研發(fā)，進行樣機試制。2. 樣機試制2012年1月6日起，根據TIDS設備相關技術資料，TIDS項目組立即制定了詳細的樣機試制加工計劃，各負責人對時間進度安排簽字，保證執(zhí)行。在印制板和