CRH5型動車組列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)方案

1、. . . . 動車組運行故障信息遠(yuǎn)程智能分析判斷系統(tǒng)（TIDS）研究與實踐··· 列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng) 采購意向 主要簡介CRH5型動車組列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)（TCMS）可實現(xiàn)列車牽引、制動、供電、空調(diào)、門控、轉(zhuǎn)向架等子系統(tǒng)和設(shè)備的實時監(jiān)視和控制，并能自動識別列車編組。支持列車實時診斷技術(shù)，可實現(xiàn)車地間的數(shù)據(jù)交換。結(jié)合地面專家系統(tǒng)能對車載設(shè)備應(yīng)用情況進(jìn)行統(tǒng)計分析，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。動車組運行故障信息遠(yuǎn)程智能分析判斷系統(tǒng)（TIDS）技術(shù)評審鑒定意見2012年12月19日，鐵路局科委組織專家對鐵路局車輛處和康拓紅外技術(shù)股份合作研制的動車組運

2、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)評審。鑒定委員會審查了該系統(tǒng)的研制報告、技術(shù)報告、測試報告、運用報告，并對安裝在車輛段CRH5型動車組上的TIDS設(shè)備樣機進(jìn)行了現(xiàn)場測試。經(jīng)鑒定委員會討論，形成以下評審意見：1、 該系統(tǒng)由車載終端設(shè)備和地面數(shù)據(jù)中心兩部分構(gòu)成，可采集動車組運行信息，并利用無線GPRS模塊，遠(yuǎn)程傳輸至地面數(shù)據(jù)中心，終端軟件通過對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、判斷，實現(xiàn)數(shù)據(jù)智能處理、自動報警等功能。2、 TIDS車載終端設(shè)備實行模塊化設(shè)計，機械設(shè)計合理，便于安裝拆卸，應(yīng)用方便，易于維護(hù)。3、 TIDS系統(tǒng)軟件可對動車組運行故障數(shù)據(jù)進(jìn)行分類存儲、智能分析、判斷、報警，可實現(xiàn)動車

3、組運行狀態(tài)信息和故障信息的實時顯示，并自動生成各類報表，系統(tǒng)軟件設(shè)計易于數(shù)據(jù)挖掘研究和歷史數(shù)據(jù)管理。綜上，TIDS系統(tǒng)采用GPRS和Internet網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)CRH5型動車組運行數(shù)據(jù)傳輸?shù)呐c時性、準(zhǔn)確性、完整性，可有效提高動車組運用故障的處置效率。該系統(tǒng)設(shè)計合理，功能符合現(xiàn)場需要，技術(shù)達(dá)到國先進(jìn)水平，填補了CRH5型動車組遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)控的空白。課題組提供的技術(shù)資料齊全，符合鑒定要求，同意通過技術(shù)鑒定，建議推廣使用。建議：結(jié)合現(xiàn)場實際，進(jìn)一步優(yōu)化數(shù)據(jù)分析判斷功能。研發(fā)動車組運行故障信息遠(yuǎn)程智能分析判斷系統(tǒng)（簡稱TIDS），對動車組的安全狀態(tài)與故障情況進(jìn)行實時跟蹤監(jiān)控,動態(tài)采集動車組相關(guān)圖片

4、和文字信息,利用無線GPRS模塊，實現(xiàn)到遠(yuǎn)程地面站的傳輸。地面站設(shè)置有配套終端分析軟件，通過接收GPRS數(shù)據(jù)，實時分析、判斷動車運行狀態(tài)，指導(dǎo)故障處理，實時采集動車運行過程中的各種信息。一、 國外現(xiàn)狀(一)、歐洲技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 上個世紀(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)。 RoMain項目主要構(gòu)建了一個系統(tǒng)框架，TrainCom項目則更多的是具體的實施與細(xì)節(jié)，其目標(biāo)是： （1）通過車載網(wǎng)

5、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無線連接和Internet網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集成，開發(fā)出一個應(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)備提供無處不在的遠(yuǎn)程訪問途徑。 （2）標(biāo)準(zhǔn)化和互換性。具體是：(a)制定一個與TCN一致的試驗規(guī)，并開發(fā)驗證設(shè)備和子系統(tǒng)的互換性的自動測試臺；(b)在所有的規(guī)中都將考慮應(yīng)用的互換性，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化；(c)為用于列車車載設(shè)備遠(yuǎn)程實時監(jiān)視系統(tǒng)的維護(hù)支持系統(tǒng)開發(fā)其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和一些基本部件。Adtranz公司在RoMain、TrainCom的框架和規(guī)下，基于其牽引傳動與控制系統(tǒng)Mitrac開發(fā)了

6、Mitrac CC Remote遠(yuǎn)程檢測、故障診斷與維護(hù)支持系統(tǒng)，并已裝車應(yīng)用。德國ICE高速列車通過參與歐洲RoMain和TrainCom項目，已經(jīng)成功實現(xiàn)了對整個列車的全面診斷。 (二)、日本技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀日本鐵路的突出特點是動力分散型、編組相對固定的電動車組得到大量、普遍的運用。為了保證安全和降低維修成本，開展了列車、車輛和動車組的故障診斷研究。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車軸進(jìn)行超聲檢測的自動檢測儀、應(yīng)用鐵譜分析技術(shù)進(jìn)行柴油機和電動車組齒輪裝置不解體檢測的方法，以與利用聲發(fā)射、振動和聲音在轉(zhuǎn)向架不解體情況下進(jìn)行軸承診斷的方法等。 知名的車載信息與

7、控制系統(tǒng)有三菱的TIS和日立的ATI。三菱的TIS到現(xiàn)在已經(jīng)歷了三代，即早期的MON（車輛監(jiān)視系統(tǒng)，僅監(jiān)視，不控制）、主流的TIS（列車信息系統(tǒng)，有監(jiān)視和控制功能）和新一代的TIMS（列車信息管理系統(tǒng)，有監(jiān)視、控制和信息管理功能）。TIMS具有對動車組中各個車輛、車輛的各種設(shè)備、甚至某些線路、器件的全面、詳細(xì)的監(jiān)視與診斷功能。 （三）、美國技術(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)測系統(tǒng)，采用聲傳感器列技術(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。 美國GE公司的RM&D遠(yuǎn)程監(jiān)控與診斷系統(tǒng)經(jīng)過十多年不斷開發(fā)與完善，已在北美與全

8、球大力推廣，在航空、醫(yī)療、能源、與鐵路系統(tǒng)上被廣泛采用，有近5萬套GE產(chǎn)品上安裝了RM&D。在鐵路運輸行業(yè)，全球有將近7000臺燃列車安裝了RM&D，僅北美地區(qū)就有將近3000臺燃列車，并且這個數(shù)量目前還在增加。RM&D采用Internet網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對列車的遠(yuǎn)程監(jiān)控與智能診斷，系統(tǒng)主要分為車載系統(tǒng)與地面信息處理系統(tǒng)兩大部分。 （四）、中國技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 我國在列車和車輛狀態(tài)檢測、故障診斷與維護(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，燃列車研究所和株洲電力列車研究所在引進(jìn)、消化GE燃列車微機控制技術(shù)和ABB的電力列車微機控制技術(shù)基礎(chǔ)上，利用車載微機控制裝置和司機臺

9、顯示器，主要對牽引動力設(shè)備的少數(shù)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視、保護(hù)和信息顯示。 2000年5月“國家鐵路智能運輸系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心”RITSC的組建標(biāo)志著我國在此方面的研究進(jìn)入了新的階段。 2000年，鐵路局、北方交通大學(xué)開展了針對燃列車的列車隨車質(zhì)量狀態(tài)診斷記錄裝置研發(fā)項目。 2004年，原鐵路分局、株洲電力列車研究所、交大、中南大學(xué)針對電力列車開發(fā)了列車運用狀態(tài)實時監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)由車載系統(tǒng)、車-地?zé)o線通信和地面處理組成。 2005年，鐵道部相繼頒布了鐵路信息化總體規(guī)劃，機務(wù)信息化專項規(guī)劃，并制訂了包含列車狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷與維護(hù)支持容的機務(wù)信息化總體方案。該總體方案針對中國鐵路的實際需求，具有技術(shù)基礎(chǔ)

10、，符合中國國情，對高速列車狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷與智能維護(hù)支持系統(tǒng)的快速、有序發(fā)展起到指導(dǎo)、規(guī)和巨大的推動作用。隨著目前中國鐵路動車組數(shù)量的不斷攀升，動車組故障診斷變得非常重要，既要滿足故障的實時性，也要滿足故障報告的準(zhǔn)確性，所以開發(fā)一套動車組運行故障信息遠(yuǎn)程智能判斷分析系統(tǒng)變得非常重要。二、 主要研究容和技術(shù)關(guān)鍵問題1主要研究容 動車組信息主要分為動態(tài)位置跟蹤信息、基本狀態(tài)信息和故障信息等。動態(tài)位置跟蹤信息主要包括運行動車組的準(zhǔn)確位置,如經(jīng)緯度或線路公里標(biāo);基本狀態(tài)信息主要有速度、牽引、制動、車門、軸溫等安全相關(guān)信息,以與空調(diào)、衛(wèi)生間等旅客服務(wù)設(shè)施狀態(tài)信息等；故障信息進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸、可獲取的詳細(xì)故

11、障信息、其相關(guān)環(huán)境參數(shù)與現(xiàn)場畫面,用于故障發(fā)生后支持車載故障的診斷、分析、排除與動車組檢修。 系統(tǒng)總體設(shè)計方案根據(jù)CRH3和CRH5型動車組列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)工作原理,主要狀態(tài)與報警信息和現(xiàn)場畫面在網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳輸,報警信息全部匯聚到地面監(jiān)測終端。研制TIDS系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)獲取的有關(guān)牽引、制動、供電、空調(diào)、車門等子系統(tǒng)狀態(tài)的實時運行數(shù)據(jù)，通過從數(shù)據(jù)庫自動獲取以故障代碼為索引的實時故障數(shù)據(jù)，通過GPS功能模塊獲取列車位置信息，通過GPRS發(fā)送實時數(shù)據(jù)；研制手持圖像采集儀，即時采集故障現(xiàn)場圖片，并通過車載遠(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)的接收和對數(shù)據(jù)的智能判斷分析，提供用戶數(shù)

12、據(jù)的查詢使用平臺。 2.技術(shù)關(guān)鍵問題 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)的單片機已完全不能滿足系統(tǒng)設(shè)計的大量數(shù)據(jù)運算處理、存儲和發(fā)送的需求,考慮到技術(shù)通用性,選擇工業(yè)級標(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)計后,仍可擴(kuò)展或替換更多新的功能設(shè)備。選用PC/104工業(yè)級CPU,主頻為400 MHz,板載存為512 MB,板載存儲容量為1 GB,具備2路以太網(wǎng)接口與4路串口,并具備GPIO接口以擴(kuò)展LED燈用于系統(tǒng)工作狀態(tài)指示。 中央處理器采用linux嵌入式操作系統(tǒng),系統(tǒng)本身運行核

13、很小,部署時將使用的資源按實際硬件配置優(yōu)化到最少,設(shè)計幾個主要的軟件模塊任務(wù),必要時通過消息隊列進(jìn)行進(jìn)程之間的通信,系統(tǒng)運行穩(wěn)定,可以隨時掉電而不會損壞系統(tǒng)本身。 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、遠(yuǎn)程發(fā)送等功能。在動車司機或者乘務(wù)員發(fā)現(xiàn)不確定或者不易處理的列車故障時，通過拍照模塊把現(xiàn)場的故障信息轉(zhuǎn)化為圖像或者視頻的形式，通過無線傳輸至地面站，經(jīng)過專家分析、判斷進(jìn)行相應(yīng)處理。 3）實時無線傳輸 為了保證管理運用檢修部門與時掌握動車組實際運行狀態(tài)、避免和防止重大安全事故,在動車組運行過程中,以GPRS方式將少量必要的監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送到地面。GPRS提供了一種高效、低成本的無

14、線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸,也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。當(dāng)發(fā)生車載受監(jiān)控設(shè)備工作異?；蚬收蠄缶瘯r,自動啟動報警實時發(fā)送機制,將此信息通過GPRS實時發(fā)送出去。信息容包含發(fā)生故障車次、列號、車號、故障發(fā)生時間、故障級別、故障代碼、故障相關(guān)數(shù)據(jù)。當(dāng)系統(tǒng)工作正常時,系統(tǒng)主機定時通過無線GPRS接口向地面發(fā)送各系統(tǒng)狀態(tài)信息和GPS定位信息,信息容還包括列車的車次、車廂號、車號、時間、監(jiān)測項類型、監(jiān)測項狀態(tài)。 4）數(shù)據(jù)存儲處理與呈現(xiàn) 采用Oracle數(shù)據(jù)庫對實時接收和全程記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、處理、查詢、回放、分析等。在處理各種故障的時候通過數(shù)據(jù)庫歷史數(shù)據(jù)的對照,對

15、以前的故障情況有全面的了解,更有利于對動車組運行狀態(tài)和設(shè)備質(zhì)量進(jìn)行更深層次的跟蹤和動態(tài)質(zhì)量控制。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C/S結(jié)構(gòu)的一種變化或者改進(jìn)的結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)下,用戶工作界面是通過WWW瀏覽器來實現(xiàn),極少部分事務(wù)邏輯在前端(Browser)實現(xiàn),但是主要事務(wù)邏輯在服務(wù)器端(Server)實現(xiàn),這樣就大大簡化了客戶端電腦載荷,減輕了系統(tǒng)維護(hù)與升級的成本和工作量,降低了用戶的總體成本。一、概況目前，全路動車組運行故障信息的查詢主要采取人工有線下載的方式，檢修人員需要等待動車組入庫檢修時，在動車組上持計算

16、機與動車組的MPU建立有線連接后，需要多次重復(fù)操作，才能下載全部車次動車組運行特征數(shù)據(jù)。操作繁瑣、效率低下，缺乏遠(yuǎn)程診斷能力，實時性能差。通過研發(fā)該系統(tǒng)，主要實現(xiàn)以下功能：（1） CRH動車組運行狀態(tài)信息的無線上傳、遠(yuǎn)程采集； （2） CRH動車組運行狀態(tài)信息的實時更新； （3） CRH動車組運行故障信息實時報警、故障即時處理辦法指導(dǎo)； （4） CRH動車組運行故障信息的統(tǒng)計、分類、對比功能； （5） CRH動車組的歷史故障信息查詢、回放、分析功能。 二、主要研究容（）動車組運行故障信息遠(yuǎn)程無線傳輸技術(shù)。 （）采用GPRS+Internet的技術(shù)組合，實現(xiàn)多點查看，從而實時的了解運行動車組運行

17、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)。（）智能分析。對信息進(jìn)行智能判斷分析，即時給出相應(yīng)報警提示和操作指導(dǎo)。同時通過即時信息和歷史數(shù)據(jù)的對比，可以對動車組運行狀態(tài)有更全面、深入的了解。三、關(guān)鍵技術(shù)（1）CRH5型動車組運行狀態(tài)信息的無線上傳、遠(yuǎn)程采集。（2）CRH5型動車組運行狀態(tài)信息的實時更新。（3）CRH5型動車組運行故障信息實時報警。（4）CRH5型動車組運行故障信息的統(tǒng)計、分類、對比。（5）同車的歷史故障信息查詢、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、實時更新動車組運行狀態(tài)信息兩大基本功能。（2）將動車組運行狀態(tài)信息的十六進(jìn)制源碼

18、進(jìn)行翻譯，并依據(jù)故障庫正確給出故障名稱。（3）可以測試通訊質(zhì)量。（4）具有自動報警功能。（5）具有對故障信息統(tǒng)計、存儲、回放、分析功能。動車組運行故障信息遠(yuǎn)程智能判斷分析系統(tǒng)（TIDS）評審資料鐵路局車輛處康拓紅外技術(shù)股份二零一二年十二月目錄一、研制報告51.動車組運行故障信息遠(yuǎn)程智能判斷分析系統(tǒng)（TIDS）概述61.1.動車組運行故障信息查詢現(xiàn)狀61.2.TIDS系統(tǒng)概述62.研制過程72.1.總體技術(shù)方案調(diào)研論證階段72.2.關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)階段82.3.安裝調(diào)試152.4.現(xiàn)場試運用153.系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)163.1.系統(tǒng)性能指標(biāo)163.2.系統(tǒng)應(yīng)用圍174.主要技術(shù)特點174.1.無線上傳技術(shù)

19、174.2.實時更新、故障報警174.3.智能分析185.系統(tǒng)應(yīng)用價值186.發(fā)展與展望18二、技術(shù)方案報告201.引言212.系統(tǒng)功能222.1.系統(tǒng)檢測圍222.2.系統(tǒng)主要功能222.3.系統(tǒng)硬件技術(shù)參數(shù)222.4.系統(tǒng)軟件技術(shù)參數(shù)233.系統(tǒng)框架243.1.系統(tǒng)架構(gòu)243.2.系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)253.3.系統(tǒng)組成框圖264.系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢264.1.無線上傳技術(shù)264.2.實時更新、故障報警274.3.智能分析275.系統(tǒng)安裝要求305.1.終端模塊安裝要求305.2.數(shù)據(jù)中心建設(shè)需求30三、設(shè)備樣機試制報告331.項目啟動342.樣機試制353.現(xiàn)場安裝36四、技術(shù)條件371.動車組運行故

20、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)條件與其標(biāo)準(zhǔn)413.1.系統(tǒng)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)413.2.系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)423.3.系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)433.4.系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)464.TIDS系統(tǒng)工作原理與主要功能474.1.TIDS系統(tǒng)工作原理474.2.TIDS系統(tǒng)主要功能47五、測試報告491.試驗?zāi)康?02.試驗時間、試驗地點503.試驗容503.1.TIDS設(shè)備性能測試試驗503.2.TIDS設(shè)備驗證性試驗563.3.老化測試563.4.電磁兼容測試56六、運用報告57七、社會、經(jīng)濟(jì)效益分析報告591.社會效益分析602.經(jīng)濟(jì)效益分析61八、查新報告

21、62動車組運行故障信息遠(yuǎn)程智能判斷分析系統(tǒng)(TIDS)一、 研制報告鐵路局車輛處康拓紅外技術(shù)股份二零一二年十二月1. 動車組運行故障信息遠(yuǎn)程智能判斷分析系統(tǒng)（TIDS）概述1.1. 動車組運行故障信息查詢現(xiàn)狀目前，CRH5型動車組運行故障信息的查詢主要采取人工有線下載的方式。這種作業(yè)方式的缺陷主要表現(xiàn)為：（1） 操作繁瑣、效率低下，極大的浪費人力、物力。按照目前的作業(yè)方式，檢修人員需要等待動車組入庫檢修時，在動車上持計算機與TCMS數(shù)據(jù)下載MPU建立有線連接后，檢修人員需要多次重復(fù)操作，才能下載全部車次動車組運行故障特征數(shù)據(jù)，此項操作，極大的浪費了人力、物力。（2） 缺乏遠(yuǎn)程診斷能力。目前的操

22、作方式不具備動車組運行故障遠(yuǎn)程診斷能力，檢修人員無法遠(yuǎn)程獲取動車組運行故障特征數(shù)據(jù)，因而無法高效的進(jìn)行遠(yuǎn)程故障診斷。（3） 實時性能差。動車組運行故障數(shù)據(jù)只有在入庫檢修時才能通過人工有線下載方式獲取，因而檢修人員無法實時的了解動車組運行故障情況，更無法提供有效的遠(yuǎn)程技術(shù)支持，極大的降低了動車組運行的安全性能。（4） 故障診斷效率低、準(zhǔn)確性差。目前通過人工下載方式得到的動車組運行故障特征數(shù)據(jù)，只有通過經(jīng)驗豐富的檢修人員人工查詢故障手冊、指導(dǎo)手冊，才能明確動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，且由于無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和多級診斷而降低了故障診斷的準(zhǔn)確性。1.2. TIDS系統(tǒng)概述

23、為滿足對動車組運行狀態(tài)動態(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(jìn)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(wǎng)絡(luò)發(fā)送到地面數(shù)據(jù)中心監(jiān)測站。動車組運行故障信息遠(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(yuǎn)程傳輸至地面站，地面站的終端軟件通過對故障數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷

24、、分析，進(jìn)行自動報警，同時根據(jù)故障類型給予實時故障處理指導(dǎo)，一臺數(shù)據(jù)中心主機可實現(xiàn)同時對10組CRH5型動車組進(jìn)行監(jiān)控。 2. 研制過程TIDS系統(tǒng)的研發(fā)時間表如下：（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)程無線數(shù)據(jù)采集的技術(shù)方案。（2）2012年1月-2012年5月：動車Mpu通信協(xié)議破解完成，為數(shù)據(jù)解析打下堅實基礎(chǔ)。（3）2012年2月-2012年6月：（1）完成了終端模塊硬件開發(fā)工作，實現(xiàn)了終端模塊的信息采集功能和GPRS上傳功能。（2）基本完成了TIDS客戶端軟件設(shè)計，實現(xiàn)了完整接收、實時接收、實時報警等基本功能。（4）2012年

25、6月-2012年8月：安裝調(diào)試階段，TIDS系統(tǒng)的功能驗證階段，TIDS系統(tǒng)調(diào)試基本完成。（5）2012年8月底至今：TIDS系統(tǒng)試用階段。下面分類介紹TIDS系統(tǒng)的研發(fā)過程：2.1. 總體技術(shù)方案調(diào)研論證階段2011年11月初，研發(fā)人員赴鐵路局動車運用所進(jìn)行實地調(diào)研，考察了動車所技術(shù)組人員下載動車組故障信息特征數(shù)據(jù)的工作流程。目前，檢修人員只能在動車檢修入庫時，持PC對動車TCMS數(shù)據(jù)進(jìn)行人工下載，而后需經(jīng)過人工分析、查詢故障手冊和操作手冊等多道工序后才能對故障進(jìn)行處理。目前的操作流程不僅十分繁瑣，而且無法實時地了解動車組運行狀態(tài)信息，更無法對運行動車故障給予實時處理指導(dǎo)。研發(fā)人員通過仔細(xì)分

26、析，認(rèn)為采用無線傳輸技術(shù)可以很好的實現(xiàn)動車組運行故障信息遠(yuǎn)程無線下載，并極減少檢修人員的工作量和繁雜度。通過對動車Mpu工作方式、動車組運行實際情況、便于數(shù)據(jù)中心操作等問題的綜合考慮，提出了基于GPRS和Internet 技術(shù)組合的無線信息采集方式，同時意識到如果要實現(xiàn)動車故障信息遠(yuǎn)程下載、實時更新等功能，還要對動車MPU通信協(xié)議、GPRS傳輸實現(xiàn)、數(shù)據(jù)中心客戶端軟件等多個方面進(jìn)行深入的研究?；趧榆嚱M運行狀態(tài)信息查詢現(xiàn)狀，康拓紅外技術(shù)股份和鐵路局車輛處共同提出了動車組運行故障信息遠(yuǎn)程智能判斷分析系統(tǒng)的科研方案，并隨即展開了實際研發(fā)工作。2.2. 關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)階段2.2.1. MPU通訊協(xié)議解

27、析動車組MPU通信協(xié)議的解析是動車組運行故障信息數(shù)據(jù)解析的基礎(chǔ)和主要依據(jù)。2012年1月初，研發(fā)人員就積極的投入到動車Mpu通信協(xié)議的解析工作中，2012年1月-5月間，康拓紅外技術(shù)股份在鐵路局動車運用所的CRH5041、CRH5042、CRH5043、CRH5056、CRH5057、CRH5059、CRH5060等多輛動車組做了大量的數(shù)據(jù)解析實驗，經(jīng)過艱苦的技術(shù)攻關(guān)，最終完成了對動車MPU通訊協(xié)議的的全面解析，為后期TIDS系統(tǒng)數(shù)據(jù)解析工作打下了堅實的基礎(chǔ)。下面的圖示為通過自主研發(fā)的監(jiān)聽軟件得到的動車組通信源碼和原有線下載軟件Serlink98軟件（ALSTOM開發(fā)）生成文件圖示。發(fā)收數(shù)據(jù)源

28、碼、生成文件示意圖通過收發(fā)源碼與原軟件生成的excel文件的對比、分析，最終完成了動車Mpu數(shù)據(jù)下載通訊協(xié)議的全面解析。2.2.2. 系統(tǒng)硬件設(shè)計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)控計算機。終端模塊主要完成動車組運行狀態(tài)信息實時采集，并通過GPRS和Internet 網(wǎng)絡(luò)將采集到的信息即時的轉(zhuǎn)發(fā)給數(shù)據(jù)中心TIDS客戶端軟件；數(shù)據(jù)中心監(jiān)控計算機主要用來運行TIDS客戶端軟件，它將實時接收的故障信息完成數(shù)據(jù)解析，并通過智能判斷給出實時報警、即時遠(yuǎn)程技術(shù)支持等多項操作。2012年2月初，研發(fā)人員正式展開了TIDS系統(tǒng)終端模塊的設(shè)計工作，經(jīng)過4個多月的重點攻關(guān)，于201

29、2年6月底成功開發(fā)了基于ARM平臺的終端信息采集模塊。該模塊置了工業(yè)級GPRS模塊，搭載了充分裁剪的嵌入式Linux系統(tǒng)，并預(yù)裝了可實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能的嵌入式應(yīng)用軟件。該模塊提供標(biāo)準(zhǔn)的RS232數(shù)據(jù)接口，可以快速與CRH5型動車組的Mpu、RTU、PLC、工控機等設(shè)備相連，并通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將終端模塊與數(shù)據(jù)中心間監(jiān)控計算機相連，實現(xiàn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程實時傳輸。TIDS系統(tǒng)硬件架構(gòu)示意圖終端模塊硬件結(jié)構(gòu)圖示封裝后終端模塊和連接線照片2.2.3. TIDS客戶端軟件設(shè)計2012年2月-6月，研發(fā)人員根據(jù)動車組運行故障信息遠(yuǎn)程智能判斷分析系統(tǒng)（TIDS）的實際應(yīng)用需要，開發(fā)出了終端模塊配置軟件和TIDS客戶端軟

30、件系統(tǒng)。終端模塊配置軟件主界面圖示上圖為終端配置軟件的主界面，其菜單中有：“開始配置”、“開始更新”、“停止”、“選擇文件”、“設(shè)置”、“關(guān)于”、“退出”等選項。點擊“開始配置”并按照提示進(jìn)行操作，可以實現(xiàn)對終端軟件的相關(guān)參數(shù)的配置功能；“開始更新”、“停止”、“選擇文件”可以實現(xiàn)對終端配置軟件的更新功能。點擊“關(guān)于”可以看到相關(guān)提示；點擊“退出”即關(guān)閉終端配置軟件。TIDS客戶端軟件設(shè)置界面上圖即為TIDS客戶端設(shè)置界面，首先從主菜單中選擇“選擇設(shè)備”，彈出的對話框中有：“添加設(shè)備”、“配置設(shè)備信息”、“刪除設(shè)備”三個選項。點擊“添加設(shè)備”可以實現(xiàn)對新設(shè)備的添加；選中下拉列表中的設(shè)備后，點擊

31、“配置設(shè)備信息”可實現(xiàn)對新設(shè)備的配置。點擊“刪除設(shè)備”可將該設(shè)備刪除。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時的看到整體接收進(jìn)度和時間信息。TIDS客戶端軟件故障信息展示工作界面圖示上圖即為TIDS客戶端軟件故障信息展示工作界面圖示，從圖示中我們可以看到經(jīng)過解析后的故障信息報表，其中嚴(yán)重故障會按照不同顏色予以展示。點擊“選擇故障類型”，從下拉列表中選擇想要看到的故障類型，可以只展示相應(yīng)的故障信息；選擇故障時間可以展示特定時間的故障信息。點擊“停止報警”可以將報警聲音關(guān)閉。2.3. 安裝調(diào)試2012年7月初，康拓紅外技術(shù)股份在鐵路局車輛處的大力支

32、持下，在鐵路局動車運用所展開了TIDS系統(tǒng)的安裝調(diào)試工作。在TIDS系統(tǒng)調(diào)試期間，研發(fā)人員對TIDS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)解析準(zhǔn)確度、實時接收性能、報警功能、智能分析功能等幾個性能做了大量的分析實驗，并通過對分析實驗結(jié)果對TIDS系統(tǒng)進(jìn)行了積極的改進(jìn)，給TIDS系統(tǒng)進(jìn)入現(xiàn)場試用階段打下來堅實的鋪墊。2.4. 現(xiàn)場試運用2012年8月底，TIDS樣機在鐵路局進(jìn)行試點安裝運用。 該設(shè)備自2012年7月初開始安裝調(diào)試，2012年8月底正式投入試用，試用期間，鐵路局動車運用所技術(shù)組安排檢修人員3名，24小時三班制作業(yè)，系統(tǒng)全天24小時運行。截至2012年11月30日，系統(tǒng)工作穩(wěn)定，多次對列車故障信息完成實時報警，

33、并給予隨車機械師大量的即時技術(shù)支持指導(dǎo)，極大提高了檢車作業(yè)效率，顯著的提高動車組運行的安全性能，明顯提升了動車組運行的動態(tài)管理質(zhì)量，有效提高了動車運用所的工作效率和安全管理質(zhì)量。3. 系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)3.1. 系統(tǒng)性能指標(biāo)3.1.1. 系統(tǒng)硬件技術(shù)參數(shù)終端模塊CPU主頻：大于2.0Ghz終端模塊操作系統(tǒng)：linux 2.6.2;存儲：大于360G串口：一個RS232串口終端模塊入網(wǎng)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(jù)接口：RS232/485/422/TTL支持串口硬流控工作溫度：-20+55相對濕

34、度：95%/403.1.2. 系統(tǒng)軟件功能（1） 可同時實現(xiàn)10組CRH5動車組信息的無線上傳、遠(yuǎn)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(dǎo)；（4） CRH動車故障信息的統(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。3.2. 系統(tǒng)應(yīng)用圍系統(tǒng)總體設(shè)計方案根據(jù)CRH5型動車組列車網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)上進(jìn)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(yīng)于CRH5型動車組，可對其TCMS所有數(shù)據(jù)進(jìn)行實時監(jiān)測，通過網(wǎng)絡(luò)

35、獲取的有關(guān)牽引、制動、供電、空調(diào)、車門等子系統(tǒng)狀態(tài)的實時運行數(shù)據(jù)，通過從數(shù)據(jù)庫以故障代碼為索引的實時故障數(shù)據(jù)，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(jù)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(yuǎn)程技術(shù)支持等多項功能。監(jiān)測信息圍：（1） 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(jù)；（2） 故障信息：TRACTION、NI、BRAKE、CCT、ILLUMINTION、SIGNALING、TRACTION1、descr. I

36、mpianto、ANTIFIRE等多個類型的故障信息；（3） 基本信息：即時速度、車號、時間等基本運行信息。4. 主要技術(shù)特點4.1. 無線上傳技術(shù)動車組運行故障信息遠(yuǎn)程無線傳輸采用通用分組無線服務(wù)技術(shù)（General Packet Radio Service,簡稱GPRS），無線傳輸技術(shù)的應(yīng)用有效的規(guī)避了檢修人員上車采集數(shù)據(jù)的繁瑣操作，同時一臺監(jiān)測站主機可同時實現(xiàn)對10組CRH5型動車組進(jìn)行監(jiān)控，極大的提高了檢修人員的工作效率和便捷度，減少了對技術(shù)組人力、物力的投入。4.2. 實時更新、故障報警采用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

37、多優(yōu)勢，加之Internet的普遍應(yīng)用，使得運行動車故障信息遠(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(yuǎn)程技術(shù)支持和故障應(yīng)急指導(dǎo)，極大的提高了動車組的安全性能。4.3. 智能分析該系統(tǒng)客戶端操作軟件采用Oracle數(shù)據(jù)庫挖掘技術(shù)，結(jié)合檢修人員豐富的實踐經(jīng)驗對實時接收和全部記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、處理、查詢、回放、分析等，可以對信息進(jìn)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(yīng)報警提示和操作指導(dǎo)。同時通過即時信息和歷史數(shù)據(jù)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

38、態(tài)質(zhì)量控制。5. 系統(tǒng)應(yīng)用價值系統(tǒng)的應(yīng)用價值主要包括：a) 改有線技術(shù)為遠(yuǎn)程無線技術(shù)，應(yīng)用方便，一臺監(jiān)測站主機可實現(xiàn)同時對10組動車組進(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)用推廣將有利于實現(xiàn)實時監(jiān)控動車組信息，提高動車組檢修作業(yè)質(zhì)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，與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(yuǎn)程技術(shù)支持和故障應(yīng)急指導(dǎo)，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(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)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

39、提高檢修人員的工作效率，還提高了故障信息的識別準(zhǔn)確率。同時，可以更為便捷地對故障信息與歷史信息進(jìn)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(shè)備質(zhì)量進(jìn)行更深層次的跟蹤監(jiān)測和動態(tài)質(zhì)量控制。6. 發(fā)展與展望隨著中國高速鐵路的快速發(fā)展，動車組的大面積普與，全路動車組安全保障設(shè)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(yuǎn)程智能分析判斷系統(tǒng)應(yīng)運而生。此系統(tǒng)集成了信息解碼、數(shù)據(jù)挖掘、智能識別、無線通信等關(guān)鍵技術(shù)，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(yuǎn)程智能判斷分析系統(tǒng)（TIDS）二、 技術(shù)方案報告

40、鐵路局車輛處康拓紅外技術(shù)股份二零一二年十二月1. 引言為滿足對動車組運行狀態(tài)動態(tài)跟蹤監(jiān)控、遠(yuǎn)程技術(shù)支持和故障應(yīng)急指導(dǎo)、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(jìn)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(wǎng)絡(luò)發(fā)送到地面數(shù)據(jù)中心監(jiān)測站。動車組運行故障信息遠(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(yuǎn)

41、程傳輸至地面站，地面站的終端軟件通過對故障數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷、分析，進(jìn)行自動報警，同時根據(jù)故障類型給予實時故障處理指導(dǎo)，一臺數(shù)據(jù)中心主機可實現(xiàn)對同時10組CRH5型動車組進(jìn)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(shè)備也迅速發(fā)展起來。TIDS系統(tǒng)的應(yīng)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(zhì)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2.1. 系統(tǒng)檢測圍系統(tǒng)總體設(shè)計方案根據(jù)CRH5型動車組列車網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行傳輸,報警信息全部匯聚到地面監(jiān)測終端。TI

42、DS系統(tǒng)適應(yīng)于CRH5型動車組，可對其TCMS所有數(shù)據(jù)進(jìn)行實時監(jiān)測，通過網(wǎng)絡(luò)獲取的有關(guān)牽引、制動、供電、空調(diào)、車門等子系統(tǒng)狀態(tài)的實時運行數(shù)據(jù)，通過從數(shù)據(jù)庫以故障代碼為索引的實時故障數(shù)據(jù)，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(jù)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(yuǎn)程技術(shù)支持等多項功能。監(jiān)測信息圍：（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(jù)；（5） 故障信息：TRACTION、NI、BRAKE、CCT、IL

43、LUMINTION、SIGNALING、TRACTION1、descr. 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。2.2. 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(yuǎn)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(dǎo)；（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。2.3. 系統(tǒng)硬件技術(shù)參數(shù)終端模塊CPU主頻：大于2.0Ghz終端模塊操作系統(tǒng)：linux

44、 2.6.2;存儲：大于360G串口：一個RS232串口終端模塊入網(wǎng)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(jù)接口：RS232/485/422/TTL支持串口硬流控工作溫度：-20+55相對濕度：95%/402.4. 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。（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)卡識別號。（3）終端模塊配置軟件應(yīng)能測試通訊建立狀態(tài)與通訊信號質(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

45、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、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、實時更新兩大基本功能。（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)故障庫正確給出故障名稱。（8） TIDS客戶端軟件應(yīng)可以自動連接、斷開終端模塊功能，并可測試通訊質(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)具有自動報警功能，報警功能應(yīng)具有與時性。（11）TIDS客戶端軟件應(yīng)能根據(jù)故障類型提供即時技術(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）

46、 TIDS客戶端軟件應(yīng)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(yīng)具有不同類型故障不同顏色展示功能。（15） TIDS客戶端軟件可同時實現(xiàn)10組CRH5型動車組監(jiān)控。3. 系統(tǒng)框架3.1. 系統(tǒng)架構(gòu)上面即為動車組運行故障信息遠(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(wǎng)絡(luò)和GPRS網(wǎng)絡(luò)與終端模塊實現(xiàn)通訊，終端模塊硬件

47、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)，同時置了多個功能軟件。終端模塊提供標(biāo)準(zhǔn)RS232數(shù)據(jù)接口，并通過該數(shù)據(jù)接口與動車組TCMS提供的數(shù)據(jù)下載接口相連。系統(tǒng)運行時，TIDS客戶端軟件通過Internet網(wǎng)絡(luò)和GPRS無線網(wǎng)絡(luò)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(jù)透明傳輸，完成故障信息的遠(yuǎn)程下載、實時更新等多種功能。3.2. 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

48、NOR FLASH、64M的NAND FLASH 和數(shù)據(jù)采集和輸出模塊等。3.3. 系統(tǒng)組成框圖 上圖即為動車組故障信息遠(yuǎn)程智能判斷分析系統(tǒng)的系統(tǒng)組成框圖。可以看出整個系統(tǒng)主要由動車組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TIDS客戶端軟件等部分組成，同時各部分連接關(guān)系也得到清晰展示。 4. 系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢4.1. 無線上傳技術(shù)動車組運行故障信息遠(yuǎn)程無線傳輸采用通用分組無線服務(wù)技術(shù)（General Packet Radio Service,簡稱GPRS），無線傳輸技術(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，同時一臺監(jiān)控主機可同時實現(xiàn)對10組CRH5型動車組

49、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，減少了對技術(shù)組人力、物力的投入。4.2. 實時更新、故障報警采用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，加之Internet的普遍應(yīng)用，使得運行動車故障信息遠(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(yuǎn)程技術(shù)支持和故障應(yīng)急指導(dǎo)，極大的提高了動車組的安全性能。4.3. 智能分析該系統(tǒng)客戶端操作軟件采用基于Oracle數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，結(jié)合檢修人員豐富的實踐經(jīng)驗對實時接收和全部記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、處理、

50、查詢、回放、分析等，可以對信息進(jìn)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(yīng)報警提示和操作指導(dǎo)。同時通過即時信息和歷史數(shù)據(jù)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(zhì)量控制。模塊配置軟件主界面點擊“開始配置”，并按照提示30s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(shè)備”、“實時接收”、“整體接收”、“整體接收”、“打開數(shù)據(jù)目錄”等選項。點擊“添加設(shè)備”可以添加新設(shè)備，配置設(shè)備參數(shù)

51、，新添加的設(shè)備名稱按鈕會出現(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(yán)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(jié)束時間，可以查看特定時間圍的故障。從本界面點擊某一條故障數(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)重故障信息報警主界面從故障信息展示界面中點擊“嚴(yán)重故障”即可得到嚴(yán)重故障信息報警主界面，如上圖所示。不同類

52、型的嚴(yán)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(yán)重故障。選擇故障起始時間和結(jié)束時間，可以查看特定時間圍的嚴(yán)重故障。從本界面點擊某一條嚴(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(jù)下載方式(使用SerLink9軟件下載)得到的報表完全一樣。5. 系統(tǒng)安裝要求5.1. 終端模塊安裝要求5.1.1. 供電要求終端模塊供電：5-12V;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

53、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：5.1.2. 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(yīng)該被安裝在動車組MPU集成廂中便于通風(fēng)、散熱處。為得到更佳優(yōu)質(zhì)的GPRS信號強度，安裝位置應(yīng)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(yīng)盡量拆卸方便。5.2. 數(shù)據(jù)中心建設(shè)需求5.2.1. 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)的實時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

54、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，同時應(yīng)保證系統(tǒng)工作中WAN口IP地址應(yīng)保持不變。5.2.2. 數(shù)據(jù)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(yuǎn)程即時技術(shù)支持能優(yōu)勢，數(shù)據(jù)中心計算機應(yīng)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；存： 2G,推薦使用DDR3存；硬盤：容量250G、接口類型：SATA3.0、轉(zhuǎn)速5400rpm、緩存64MB、接口速率6Gb/s；帶有USB2.0以上接口；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；配置有外置揚聲器；計算機系統(tǒng)環(huán)境要求：操作系統(tǒng)：Win98、WinNT、Win2000、WinXP(推薦使用Win2000、WinXP)；瀏覽器：IE6.0以上版本；配置有V2.0以上版本 M.frameword,推薦使用V3.5版本。動車組運行故障信息遠(yuǎn)程智能判斷分析系統(tǒng)（TIDS）三、 設(shè)備樣機試制報告鐵路局車輛處康拓紅外技術(shù)股份二零一二年十二月1. 項目啟動2012年1月，鐵路局車輛處和康拓紅外技術(shù)股份經(jīng)過對動車組運行故障信息遠(yuǎn)程智能