【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 方便，一臺(tái)監(jiān)測(cè)站主機(jī)可實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)10組動(dòng)車組進(jìn)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(zhì)量和效率。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。c) 實(shí)時(shí)性強(qiáng)，及時(shí)了解動(dòng)車組運(yùn)行故障信息，便于實(shí)時(shí)對(duì)運(yùn)行動(dòng)車組跟蹤監(jiān)測(cè)，即時(shí)提供遠(yuǎn)程技術(shù)支持和故障應(yīng)急指導(dǎo)，有效的提高了運(yùn)行動(dòng)車組的安全性能。d) 對(duì)實(shí)時(shí)接收數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行了存儲(chǔ)、查詢、分類等操作，不僅可以快速的智能甄別真實(shí)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(shí)別準(zhǔn)確率。同時(shí)，可以更為便捷地對(duì)故障信息與歷史信息進(jìn)行對(duì)比，便于全面的、系統(tǒng)的了解列車信息，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行動(dòng)車組運(yùn)行狀態(tài)和設(shè)備質(zhì)量進(jìn)行更深層次的跟蹤監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)質(zhì)量控制。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。為了能夠全面、動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)的了解動(dòng)車組信息，動(dòng)車組運(yùn)行故障信息遠(yuǎn)程智能分析判斷系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。此系統(tǒng)集成了信息解碼、數(shù)據(jù)挖掘、智能識(shí)別、無(wú)線通信等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)車系統(tǒng)的全面檢測(cè)，從而為全路動(dòng)車的穩(wěn)定運(yùn)行提供可靠保障。動(dòng)車組運(yùn)行故障信息遠(yuǎn)程智能判斷分析系統(tǒng)（TIDS）二、 技術(shù)方案報(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. 引言為滿足對(duì)動(dòng)車組運(yùn)行狀態(tài)動(dòng)態(tài)跟蹤監(jiān)控、遠(yuǎn)程技術(shù)支持和故障應(yīng)急指導(dǎo)、即時(shí)維修等實(shí)際運(yùn)用需求,需要對(duì)動(dòng)車組的安全狀態(tài)與故障情況進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)跟蹤監(jiān)控,分析動(dòng)車組管理檢修運(yùn)用需求,將高速動(dòng)車組運(yùn)行途中的重要信息實(shí)時(shí)的采集出來(lái)，并通過(guò)GPRS和Internet網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到地面數(shù)據(jù)中心監(jiān)測(cè)站。動(dòng)車組運(yùn)行故障信息遠(yuǎn)程智能分析判斷系統(tǒng)（Trouble of moving EMU Detection and Intelligent Diagnose System，TIDS）由終端應(yīng)用模塊和數(shù)據(jù)中心兩個(gè)部分組成，將采集到的動(dòng)車組運(yùn)行狀態(tài)信息利用無(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。 隨著中國(guó)鐵路的大發(fā)展，動(dòng)車的數(shù)量越來(lái)越多，隨之配套的保障和檢測(cè)設(shè)備也迅速發(fā)展起來(lái)。TIDS系統(tǒng)的應(yīng)用推廣將有利于實(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。2. 系統(tǒng)功能. 系統(tǒng)檢測(cè)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。TIDS系統(tǒng)適應(yīng)于CRH5型動(dòng)車組，可對(duì)其TCMS內(nèi)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，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)以故障代碼為索引的實(shí)時(shí)故障數(shù)據(jù)，通過(guò)終端模塊實(shí)時(shí)采集動(dòng)車組Mpu狀態(tài)信息，通過(guò)GPRS實(shí)時(shí)傳輸給地面數(shù)據(jù)中心監(jiān)測(cè)站，監(jiān)測(cè)TIDS客戶端軟件可自動(dòng)完成源碼解析，并通過(guò)智能判斷，提供實(shí)時(shí)報(bào)警、即時(shí)遠(yuǎn)程技術(shù)支持等多項(xiàng)功能。監(jiān)測(cè)信息范圍：（4） 狀態(tài)信息：主控端、受電弓、主斷、車況、電制動(dòng)、附加斷路器、牽引手柄、方向手柄、換端、變壓器、充電機(jī)、牽引情況、靜態(tài)輔變、輔變工況等實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)；（5） 故障信息：TRACTION、NI、BRAKE、CCT、ILLUMINTION、SIGNALING、TRACTIONdescr. Impianto、ANTIFIRE等多個(gè)類型的故障信息；（6） 基本信息：即時(shí)速度、車號(hào)、時(shí)間等基本運(yùn)行信息。. 系統(tǒng)主要功能（1） 可同時(shí)實(shí)現(xiàn)10組CRH5動(dòng)車組信息的無(wú)線上傳、遠(yuǎn)程采集；（2） 可同時(shí)實(shí)現(xiàn)10組CRH5動(dòng)車組信息的實(shí)時(shí)更新；（3） 可同時(shí)實(shí)現(xiàn)10組CRH5動(dòng)車組信息的故障信息實(shí)時(shí)報(bào)警、故障即時(shí)處理辦法指導(dǎo)；（4） CRH5動(dòng)車組故障信息的統(tǒng)計(jì)、分類、對(duì)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(shù)參數(shù)終端模塊CPU主頻：終端模塊操作系統(tǒng)：linux 。存儲(chǔ)：大于360G串口：一個(gè)RS232串口終端模塊入網(wǎng)時(shí)間：小于30s實(shí)時(shí)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(jī)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(duì)濕度：95%/40℃. 系統(tǒng)軟件技術(shù)參數(shù)（1）終端模塊配置軟件應(yīng)可以設(shè)置數(shù)據(jù)中心IP地址、映射端口號(hào)。（2）終端模塊配置軟件應(yīng)可設(shè)置具有GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)功能的SIM數(shù)據(jù)卡識(shí)別號(hào)。（3）終端模塊配置軟件應(yīng)能測(cè)試通訊建立狀態(tài)及通訊信號(hào)質(zhì)量。（4）終端模塊配置軟件應(yīng)可以配置通訊網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，并分為TCP、UDP等多種模式。（5）終端模塊配置軟件應(yīng)能配置波特率、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)、停止位、流控位等通訊標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)。（6）TIDS客戶端軟件應(yīng)具有整體接收、實(shí)時(shí)更新兩大基本功能。（7）TIDS客戶端軟件應(yīng)能將十六進(jìn)制源碼轉(zhuǎn)譯為故障代碼等信息，并依據(jù)故障庫(kù)正確給出故障名稱。（8） TIDS客戶端軟件應(yīng)可以自動(dòng)連接、斷開(kāi)終端模塊功能，并可測(cè)試通訊質(zhì)量。（9）TIDS客戶端軟件應(yīng)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(yīng)具有自動(dòng)報(bào)警功能，報(bào)警功能應(yīng)具有及時(shí)性。（11）TIDS客戶端軟件應(yīng)能根據(jù)故障類型提供即時(shí)技術(shù)指導(dǎo)，給與遠(yuǎn)程技術(shù)支持。（12）TIDS客戶端軟件應(yīng)能提供故障分類檢索功能。（13） TIDS客戶端軟件應(yīng)具有對(duì)故障信息統(tǒng)計(jì)、存儲(chǔ)、回放、分析功能。（14） TIDS客戶端軟件應(yīng)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(shí)實(shí)現(xiàn)10組CRH5型動(dòng)車組監(jiān)控。3. 系統(tǒng)框架. 系統(tǒng)架構(gòu)上面即為動(dòng)車組運(yùn)行故障信息遠(yuǎn)程智能判斷分析系統(tǒng)架構(gòu)，從上圖中我們可以清楚的看到整個(gè)TIDS的系統(tǒng)框架。TIDS客戶端軟件需要安裝在數(shù)據(jù)中心計(jì)算機(jī)上，可實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)10組CRH5型動(dòng)車組監(jiān)控，其主要功能有實(shí)時(shí)更新、報(bào)警和整體接收功能，可以完成存儲(chǔ)、篩選、智能鑒別、報(bào)警、報(bào)表輸出等多項(xiàng)操作。TIDS客戶端軟件通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò)和GPRS網(wǎng)絡(luò)與終端模塊實(shí)現(xiàn)通訊，終端模塊硬件基于ARM平臺(tái)和工業(yè)級(jí)GPRS模塊，搭載了實(shí)時(shí)性很高的嵌入式Linux系統(tǒng)，同時(shí)內(nèi)置了多個(gè)功能軟件。終端模塊提供標(biāo)準(zhǔn)RS232數(shù)據(jù)接口，并通過(guò)該數(shù)據(jù)接口與動(dòng)車組TCMS提供的數(shù)據(jù)下載接口相連。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，TIDS客戶端軟件通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò)和GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與終端模塊實(shí)現(xiàn)連接后，終端模塊中功能軟件會(huì)自動(dòng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)TIDS和動(dòng)車組TCMS之間的數(shù)據(jù)透明傳輸，完成故障信息的遠(yuǎn)程下載、實(shí)時(shí)更新等多種功能。. 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 上圖即為TIDS系統(tǒng)硬件（終端模塊）結(jié)構(gòu)圖。終端模塊以S3C2440芯片作為中央處理器，同時(shí)配置有工業(yè)級(jí)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(jù)采集和輸出模塊等。. 系統(tǒng)組成框圖 上圖即為動(dòng)車組故障信息遠(yuǎn)程智能判斷分析系統(tǒng)的系統(tǒng)組成框圖?？梢钥闯稣麄€(gè)系統(tǒng)主要由動(dòng)車組MPU、終端模塊、GPRS網(wǎng)絡(luò)、Internet網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心上位機(jī)TIDS客戶端軟件等部分組成，同時(shí)各部分連接關(guān)系也得到清晰展示。 4. 系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢(shì). 無(wú)線上傳技術(shù)動(dòng)車組運(yùn)行故障信息遠(yuǎn)程無(wú)線傳輸采用通用分組無(wú)線服務(wù)技術(shù)（General Packet Radio Service,簡(jiǎn)稱GPRS），無(wú)線傳輸技術(shù)的應(yīng)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(shí)一臺(tái)監(jiān)控主機(jī)可同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)10組CRH5型動(dòng)車組進(jìn)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(duì)技術(shù)組人力、物力的投入。. 實(shí)時(shí)更新、故障報(bào)警采用GPRS+Internet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。. 智能分析該系統(tǒng)客戶端操作軟件采用基于Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，結(jié)合檢修人員豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)實(shí)時(shí)接收和全部記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理、查詢、回放、分析等，可以對(duì)信息進(jìn)行智能判斷分析高效識(shí)別不同級(jí)別、不同類型故障，并即時(shí)給出相應(yīng)報(bào)警提示和操作指導(dǎo)。同時(shí)通過(guò)即時(shí)信息和歷史數(shù)據(jù)的對(duì)比，可以對(duì)動(dòng)車組運(yùn)行狀態(tài)有更全面、更深入的了解，便于對(duì)動(dòng)車組更深層次的動(dòng)態(tài)質(zhì)量控制。模塊配置軟件主界面點(diǎn)擊“開(kāi)始配置”，并按照提示30s內(nèi)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(duì)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(shè)備”、“實(shí)時(shí)接收”、“整體接收”、“整體接收”、“打開(kāi)數(shù)據(jù)目錄”等選項(xiàng)。點(diǎn)擊“添加設(shè)備”可以添加新設(shè)備，配置設(shè)備參數(shù)，新添加的設(shè)備名稱按鈕會(huì)出現(xiàn)在菜單欄上方，選擇相應(yīng)按鈕可以查看相應(yīng)設(shè)備故障信息。點(diǎn)擊“實(shí)時(shí)接收”可是實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)接收功能。點(diǎn)擊“整體接收”可以開(kāi)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(yán)重故障可以用不同顏色展示。點(diǎn)擊“選擇故障類型”可以實(shí)現(xiàn)專門類型的故障查看。點(diǎn)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(shí)間和結(jié)束時(shí)間，可以查看特定時(shí)間范圍內(nèi)的故障。從本界面點(diǎn)擊某一條故障數(shù)據(jù)，可以查看該故障的具體信息，并得到該故障應(yīng)急處理方法。嚴(yán)重故障信息報(bào)警主界面從故障信息展示界面中點(diǎn)擊“嚴(yán)重故障”即可得到嚴(yán)重故障信息報(bào)警主界面，如上圖所示。不同類型的嚴(yán)重故障將以不同顏色展示。點(diǎn)擊“今日故障”可以只查看今天發(fā)生的嚴(yán)重故障。選擇故障起始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，可以查看特定時(shí)間范圍內(nèi)的嚴(yán)重故障。從本界面點(diǎn)擊某一條嚴(yán)重故障數(shù)據(jù)，可以查看該故障的具體信息，并得到該嚴(yán)重故障應(yīng)急處理方法。故障信息報(bào)表英文版上圖為TIDS客戶端軟件生成的故障信息報(bào)表英文版圖示。該表與現(xiàn)行故障數(shù)據(jù)下載方式(使用SerLink9軟件下載)得到的報(bào)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(jī)電流：80mA。考慮終端模塊工作實(shí)際環(huán)境和24小時(shí)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(duì)濕度：95%/40℃。因此終端模塊應(yīng)該被安裝在動(dòng)車組MPU集成廂中便于通風(fēng)、散熱處。為得到更佳優(yōu)質(zhì)的GPRS信號(hào)強(qiáng)度，安裝位置應(yīng)考慮盡量減少可能造成的GPRS信號(hào)屏蔽。同時(shí)考慮到便于測(cè)試、檢修等需求，終端模塊應(yīng)盡量拆卸方便。. 數(shù)據(jù)中心建設(shè)需求. 網(wǎng)絡(luò)需求為保證系統(tǒng)的通訊需求，更好發(fā)揮系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能和提高下載速度，數(shù)據(jù)中心應(yīng)配置2M以上帶寬的Internet網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)應(yīng)盡可能高的提供網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。如果采用公網(wǎng)+LAN的方式接入，必須在公網(wǎng)的接入設(shè)備（路由器）上做好相應(yīng)的端口映射或地址映射，同時(shí)應(yīng)保證系統(tǒng)工作中WAN口IP地址應(yīng)保持不變。. 數(shù)據(jù)中心計(jì)算機(jī)配置 為滿足TIDS客戶端軟件的安裝需求，更好的發(fā)揮動(dòng)車組故障信息智能判斷分析系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、故障報(bào)警、遠(yuǎn)程即時(shí)技術(shù)支持能優(yōu)勢(shì)，數(shù)據(jù)中心計(jì)算機(jī)應(yīng)具有以下配置：計(jì)算機(jī)硬件：CPU：P2(奔騰2)以上配置，主頻≥2Ghz為佳；內(nèi)存：≥ 2G,推薦使用DDR3內(nèi)存；硬盤：容量≥250G、接口類型：、轉(zhuǎn)速≥5400rpm、緩存≥64MB、接口速率≥6Gb/s；；配置10/100Mbps以上速率網(wǎng)卡；顯示器支持1024*1280 16位彩色顯示模式；必須具有CCC安全認(rèn)證標(biāo)志；配置有外置揚(yáng)聲器；計(jì)算機(jī)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(dòng)車組運(yùn)行故障信息遠(yuǎn)程智能判斷分析系統(tǒng)（TIDS）三、 設(shè)備樣機(jī)試制報(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. 項(xiàng)目啟動(dòng)2012年1月，鄭州鐵路局車輛處和北京康拓紅外技術(shù)股份有限公司經(jīng)過(guò)對(duì)動(dòng)車組運(yùn)行故障信息遠(yuǎn)程智能判斷分析系統(tǒng)（TIDS）進(jìn)行充分的技術(shù)調(diào)研后，立即成立TIDS項(xiàng)目組，開(kāi)始進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)，進(jìn)行樣機(jī)試制。2. 樣機(jī)試制2012年1月6日起，根據(jù)TIDS設(shè)備相關(guān)技術(shù)資料，TIDS項(xiàng)目組立即制定了詳細(xì)的樣機(jī)試制加工計(jì)劃，各負(fù)責(zé)人對(duì)時(shí)間進(jìn)度安排簽字，保證執(zhí)行。在印制板和