LKJ設(shè)備運行監(jiān)測管理系統(tǒng)開發(fā)的探討

傅友亮 上海鐵路局電務(wù)處

LKJ設(shè)備運行監(jiān)測管理系統(tǒng)開發(fā)的探討

傅友亮 上海鐵路局電務(wù)處

LKJ設(shè)備運行監(jiān)測管理系統(tǒng) (LMD)通過采用TSC設(shè)備，建立互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中云數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)接收、處理、分發(fā)機制等，實現(xiàn)LKJ設(shè)備運行狀態(tài)和數(shù)據(jù)版本運用狀態(tài)的實時監(jiān)測和管理，并為鐵路運輸及相關(guān)作業(yè)提供管理信息支持，確保LKJ系統(tǒng)設(shè)備的穩(wěn)定運行和安全風(fēng)險的有效管控。

LKJ設(shè)備；實時監(jiān)測；LKJ版本監(jiān)測；LKJ遠程換裝；電務(wù)安全監(jiān)控技術(shù)

1 概述

隨著長交路、列車持續(xù)高速度、單司機值乘、連續(xù)密集追蹤間隔等新的列車運行特點產(chǎn)生，傳統(tǒng)的LKJ設(shè)備管理模式和技術(shù)手段難以適應(yīng)新的形勢發(fā)展需要，按照“電務(wù)安全監(jiān)控技術(shù)體系規(guī)劃”和為鐵路運輸及相關(guān)作業(yè)提供管理信息支持的要求，開發(fā)LKJ設(shè)備運行監(jiān)測管理系統(tǒng)（LMD），連接各種機車車載設(shè)備，采集列車運行狀態(tài)信息、轉(zhuǎn)儲在途列車監(jiān)控全程記錄文件、采集機車LKJ版本信息等，采用GPRS/3G技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程無線實時傳輸，對機車運行情況、LKJ版本換裝情況、車載設(shè)備運轉(zhuǎn)情況等的動態(tài)監(jiān)測、跟蹤，實現(xiàn)對LKJ系統(tǒng)設(shè)備的動態(tài)監(jiān)控管理，對LKJ系統(tǒng)穩(wěn)定運行和防范安全風(fēng)險具有積極作用。命、狀態(tài)、維修歷史）、統(tǒng)計查詢備品庫存狀況。

系統(tǒng)采用RFID近場通信技術(shù)以及條碼識別技術(shù)搭建電務(wù)車載設(shè)備車間物聯(lián)網(wǎng)平臺，在板件上安裝RFID電子識別標(biāo)簽或條形碼，實現(xiàn)設(shè)備運用狀態(tài)、修程狀態(tài)及使用壽命等信息追蹤與管理。

2.2 LKJ版本監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)

LKJ版本監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)對LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)換裝過程進行了全面的監(jiān)測、預(yù)警和卡控，實現(xiàn)了“機車在用版本號實時顯示、版本變化實時傳輸、版本異常地面實時報警、版本異常車上實時報警、機車位置實時追蹤”等五大功能，有力的保障了換裝工作的安全正確進行。

根據(jù)應(yīng)用需求，在路局信息處設(shè)置通信服務(wù)器、數(shù)據(jù)服務(wù)器，完成在線機車信息傳輸、LKJ版本預(yù)警信息傳輸及信息存儲功能；在電務(wù)處設(shè)置版本監(jiān)測預(yù)警服務(wù)器，完成LKJ數(shù)據(jù)版本校核、預(yù)警功能。如圖1所示。

2 實現(xiàn)方案

根據(jù)LKJ安全生產(chǎn)管理中的實際情況，LKJ設(shè)備運行監(jiān)測管理系統(tǒng)(LMD)主要包括以下子系統(tǒng)：電務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化車載設(shè)備生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)、LKJ版本監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)、LKJ遠程換裝系統(tǒng)、LKJ車載設(shè)備生產(chǎn)管理系統(tǒng)。各系統(tǒng)的實現(xiàn)方案如下：

2.1 電務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化車載設(shè)備生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)

車載設(shè)備智能管理是實現(xiàn)設(shè)備運用狀態(tài)、修程狀態(tài)及使用壽命等信息追蹤與管理的重要設(shè)備。依托段數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建電務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化車載設(shè)備生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)了電務(wù)車載設(shè)備（板件級設(shè)備）從落車（或新品）→檢修→入庫→上車（或返廠）的全部生命周期有效的管理，達到能隨時定位設(shè)備位置、制定設(shè)備檢修計劃、監(jiān)控檢修狀況、查看設(shè)備質(zhì)量信息（壽

1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

2.3 LKJ遠程換裝系統(tǒng)

LKJ遠程換裝系統(tǒng)主要是實現(xiàn)對LKJ2000監(jiān)控裝置（LKJ監(jiān)控主機和LKJ監(jiān)控屏顯）數(shù)據(jù)或程序進行遠程換裝。系統(tǒng)內(nèi)主要包含六個部分：服務(wù)器、地面終端、作業(yè)通主機、LMD車載設(shè)備主機、LKJ遠程換裝裝置、LKJ2000監(jiān)控裝置。它們共同完成系統(tǒng)的整體功能。

針對數(shù)據(jù)換裝，系統(tǒng)內(nèi)包含了兩種實現(xiàn)方式：

（1）遠程換裝模式。首先將待換裝的數(shù)據(jù)文件，拷入地面終端，然后操作地面終端軟件，將文件通過以太網(wǎng)發(fā)給服務(wù)器，由服務(wù)器通過3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給需要換裝車輛上的LMD車載設(shè)備。LMD車載設(shè)備再通過以太網(wǎng)，將文件發(fā)送給LKJ遠程換裝裝置。若對LKJ2000主機換裝，則通過USB總線發(fā)送給LKJ2000主機實現(xiàn)數(shù)據(jù)換裝。若對LKJ2000主機屏顯換裝，則通過CAN總線發(fā)送給LKJ2000主機外CAN，實現(xiàn)對LKJ2000主機屏顯的數(shù)據(jù)換裝。

（2）近距離換裝模式。首先將待換裝的數(shù)據(jù)文件，拷入作業(yè)通主機，然后作業(yè)通主機通過WIFI無線傳輸方式，將文件傳輸給LKJ遠程換裝裝置。若對LKJ2000主機換裝，則通過USB總線發(fā)送給LKJ2000主機實現(xiàn)數(shù)據(jù)換裝。若對LKJ2000主機屏顯換裝，則通過CAN總線發(fā)送給LKJ2000主機外CAN，實現(xiàn)對LKJ2000主機屏顯的數(shù)據(jù)換裝。系統(tǒng)在進行數(shù)據(jù)換裝工作時，系統(tǒng)內(nèi)的地面終端軟件或作業(yè)通主機軟件能夠?qū)崟r監(jiān)控被換裝車輛內(nèi)LKJ2000主機和屏顯的數(shù)據(jù)換裝進程、結(jié)果等。

2.4 LKJ車載設(shè)備生產(chǎn)管理系統(tǒng)

LKJ車載設(shè)備生產(chǎn)管理系統(tǒng)是提供給檢測工區(qū)、檢修人員、庫修人員、換裝卡控人員使用，重點關(guān)注不同崗位人員對文件轉(zhuǎn)儲、配件管理、版本管理的工作流處理。如圖2所示。

圖2 生產(chǎn)管理系統(tǒng)

3 LMD系統(tǒng)功能

3.1 設(shè)備監(jiān)測功能

系統(tǒng)可實現(xiàn)對LKJ及相關(guān)設(shè)備的實時狀態(tài)監(jiān)測，以及故障項點監(jiān)測分析功能。監(jiān)測的信息內(nèi)容如下：

（1）LKJ設(shè)備信息：軟件版本和硬件通道信息。

（2）TSC信息：GPS模塊狀態(tài)、衛(wèi)星數(shù)；外圍通信接口狀態(tài)（以太網(wǎng)、RS485、CAN等）；WLAN無線模塊狀態(tài)；軟件版本；型號；設(shè)備廠家。

（3）LKJ版本信息：監(jiān)控軟件、數(shù)據(jù)版本、彩顯版本、地面信息處理、通信板、擴展通信板。

（4）設(shè)備質(zhì)量類：單機運行、限速突降、復(fù)位、通信、關(guān)機、速度、管壓、機車信號滅燈、缸壓變化、制動、輪徑變化、單板故障、硬件復(fù)位。

（5）檢修參數(shù)類：時鐘跳變、輪徑突變、機車型號修改、機車號修改、裝置號修改、柴機脈沖數(shù)修改、速度表量程修改、機車AB節(jié)修改。

（6）行車類：途中超速、途中常用、途中緊急、途中管壓為零、區(qū)間停車、區(qū)間開車。

（7）版本作業(yè)：漏換裝、錯換版本、換裝點(途中)報警、特定車次/機車報警、換裝點(庫內(nèi))報警、提前換報警、版本異常、非運用轉(zhuǎn)運用預(yù)警、遺留未換機車預(yù)警、超范圍換裝。

3.2 列車運行狀態(tài)監(jiān)測

（1）機車/動車組定位追蹤。系統(tǒng)基于GPS/BD結(jié)合LKJ基礎(chǔ)數(shù)據(jù)實現(xiàn)列車定位技術(shù)實時追蹤機車/動車組位置，列車/機車定位需要定位到鐵路線路（分上下行）、車站股道內(nèi)。機車/動車組定位追蹤采用GIS地圖方式進行展示，定位追蹤時在地圖上實時進行機車位置移動，且顯示機車信息（機車型號、機車號、AB節(jié)、車次等）。并可根據(jù)機車位置，顯示機車的途中、庫內(nèi)、出入庫分布狀態(tài)。

（2）列車運行狀態(tài)實時查詢。系統(tǒng)能實時查詢到列車運行相關(guān)的狀態(tài)信息。信息包括：參數(shù)類信息（機車配屬機務(wù)段(動車段)、機車型號、機車號、AB節(jié)、機車編號）、值乘類信息（值乘司機工號、列車車次、編組、車速等級、始發(fā)站信息）、運行狀態(tài)類信息（列車運行速度、當(dāng)前限制速度、列車所在位置、機車信號顯示、前方信號機編號、機車運行工況、列車制動主管壓力、柴油機轉(zhuǎn)速、狀態(tài)發(fā)生時間、制動輸出狀態(tài)）、支線提示信息等，并將獲取的列車運行狀態(tài)信息傳輸?shù)奖O(jiān)測分析服務(wù)器。

（3）列車運行曲線復(fù)示。系統(tǒng)可以在地面實時復(fù)示LKJ顯示器的列車運行曲線，并同時允許對列車在指定時間段內(nèi)的運行曲線進行回放顯示。

3.3 數(shù)據(jù)下載和實時分析

（1）遠程數(shù)據(jù)下載。系統(tǒng)可通過移動無線網(wǎng)絡(luò)遠程下載LKJ運行記錄文件，并可對下載的記錄文件進行實時分析處理。系統(tǒng)可采用自動緩存、閑時下載等多種機制保證記錄文件下載速度和即時性。

系統(tǒng)用戶通過地面終端軟件，發(fā)送遠程數(shù)據(jù)文件下載命令，車載裝置接收到地面的命令后，通過車地遠程無線通信網(wǎng)絡(luò)，將相應(yīng)的LKJ記錄文件傳輸至地面。

（2）WLAN網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)下載。系統(tǒng)可通過WLAN在機務(wù)段庫內(nèi)無線轉(zhuǎn)儲LKJ記錄文件。采用TCP/UDP/FTP通信技術(shù)實現(xiàn)與LMD車載主機進行交互通信，實現(xiàn)LKJ記錄文件的入庫的無線自動轉(zhuǎn)儲。主要功能包括：顯示W(wǎng)LAN覆蓋范圍內(nèi)所有在線機車列表；自動轉(zhuǎn)儲LKJ記錄文件，同時具備人工選擇轉(zhuǎn)儲功能；對轉(zhuǎn)儲的文件自動分發(fā)處理。

（3）數(shù)據(jù)分發(fā)。系統(tǒng)應(yīng)具備將遠程下載及WLAN無線局域網(wǎng)下載的數(shù)據(jù)記錄文件，通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)至相關(guān)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)的功能，以供其質(zhì)量分析系統(tǒng)及機務(wù)運用分析系統(tǒng)調(diào)用分析使用。文件分發(fā)的機制可采用FTP或SOCKET方式將文件轉(zhuǎn)發(fā)至指定業(yè)務(wù)系統(tǒng)服務(wù)器。

3.4 版本監(jiān)測

（1）換裝計劃接口。具有通過換裝計劃管理系統(tǒng)接口獲取版本換裝計劃數(shù)據(jù)和通過模板批量導(dǎo)入換裝計劃數(shù)據(jù)的功能。

（2）換裝監(jiān)測。根據(jù)換裝管理系統(tǒng)提供的換裝計劃和換裝計劃完成情況兩部分數(shù)據(jù)，再結(jié)合LMD車載提供的實時版本信息銷號數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對換裝作業(yè)過程的監(jiān)測；以表格和圖的形式予以展現(xiàn)，按計劃換、已換裝、已銷號三個過程進行動態(tài)監(jiān)測。

（3）版本監(jiān)控。在換裝計劃起止時間之外的，判斷車上LKJ最新版本和車載實時上報的版本是否一致，如不一致，則給出報警；在換裝計劃起止時間之內(nèi)的，根據(jù)計劃啟用時間，結(jié)合車計劃應(yīng)換版本和車載實時上報版本在啟用時間段是否與預(yù)定版本一致，如不一致則給出報警；在車接近臨時換裝點后，如在離開臨時換裝點并且沒有換裝，則給出提示。

4 結(jié)束語

LKJ設(shè)備運行監(jiān)測管理系統(tǒng)（LMD）是電務(wù)安全監(jiān)控技術(shù)體系的組成部分。LKJ設(shè)備運行監(jiān)測管理系統(tǒng)(LMD)借助自身平臺優(yōu)勢，結(jié)合大數(shù)據(jù)的發(fā)展趨勢，為電務(wù)自身多個系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)共享，實現(xiàn)多平臺的聯(lián)動效果。隨著系統(tǒng)的不斷完善在電務(wù)安全監(jiān)控體系中必將發(fā)揮更大的作用。

[1]《列車運行監(jiān)控裝置（LKJ）數(shù)據(jù)文件編制規(guī)范》.中國鐵道出版社.2015.

責(zé)任編輯：萬寶安 竇國棟

來稿日期：2016-11-10