基于数字孪生的动车组360°智能检测系统
基于虚拟现实的轨道交通车辆数字孪生仿真系统

基于虚拟现实的轨道交通车辆数字孪生仿真系统肖罡;廖琴;杨钦文;张蔚;赵斯杰;黄晋【期刊名称】《城市轨道交通研究》【年(卷),期】2024(27)3【摘要】[目的]为了提高轨道交通车辆仿真系统的可视化与交互性,依托VR(虚拟现实)技术,构建了轨道交通车辆数字孪生仿真平台。
[方法]通过轨道交通车辆数字孪生三维模型与机理模型的层级式构建方法,以及层级式关联映射方法,实现了三维模型与机理模型融合,耦合生成了轨道交通车辆数字孪生三维物理模型,并由此提出了一种轨道交通车辆数字孪生仿真系统以及系统的构建方法。
以青岛某地铁车辆及其相应运行线路为研究对象,通过搭建的VR平台及车辆自动驾驶控制算法,对该仿真系统功能进行了试验验证。
[结果及结论]试验表明,列车实际运行速度与控制运行速度误差均在±1.5 km/h内,证实了模型的有效性。
轨道交通车辆数字孪生仿真平台的构建方法为提升轨道交通车辆仿真系统的可视化与交互性提供了新的技术思路。
【总页数】5页(P135-139)【作者】肖罡;廖琴;杨钦文;张蔚;赵斯杰;黄晋【作者单位】湖南科技大学机电工程学院;江西科骏实业有限公司;湖南大学机械与运载工程学院;清华大学车辆与运载学院;中国计量科学研究院计量科学数据中心【正文语种】中文【中图分类】U270.14【相关文献】1.一种基于虚拟现实系统的船舶数字孪生框架2.基于虚拟现实的数字孪生车间集成管控系统框架3.轨道交通车辆基地数字孪生运维平台研究4.基于虚拟现实与数字孪生技术的自行火炮辅助维修系统5.数字孪生技术在轨道交通车辆全寿命周期管理中的应用思路因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
地铁车辆360°动态图像监测系统可行性探究

地铁车辆360°动态图像监测系统可行性探究摘要:随着城市轨道交通行业的不断发展,地铁承担的日常交通运输任务也越来越大,地铁车辆的维护保养水平便显得特别重要。
文本主要基于地铁车辆传统人工检修方式,介绍目前地铁车辆360°动态图像监测系统的现状,组成及功能,并分析其在运用过程中的优缺点,从而探究其可行性。
关键词:车辆;动态图像监测;预警;可行性一、背景地铁车辆为乘客带来舒适安全的乘坐环境的同时也承受着外界各种自然或者非自然的缓慢侵蚀,长时间的运营服务给车厢外体带来的压力越来越大,车身尤其是车顶、车底会出现各种各样的损伤,长此以往可能会影响到列车的正常运营。
现有检测方式主要为人工定期检修,人工检修可以准确的判定车辆状况但依然存在不足,主要为:一是人工检测需要停车检测,耗时长劳动强度大。
二是人工检测过程中存在一定的人身安全隐患,同时也存在着对车顶部件造成接触破坏的风险。
为了实现车辆检修作业的提质、降本增效,通过先进的信息融合技术、自动化检测技术实现车辆检修的超前防控,360°动态图像监测系统便是其中之一,该系统通过对车辆整体状态进行智能化、自动化检测,实现检修增效,同时减低人员配置系数。
图1 人工车下检查图2人工车顶检查二、360°动态图像监测系统现状在国内,早期产品主要为国铁机车领域的走行部动态图像监视系统、动车领域的TEDS系统以及客车的TVDS系统、货车的TFDS系统以及货车外观检测系统,上述机车、动车、客车领域的系统均为针对列车走行部的高清图像监测,且均未实现较为精准的异常自动预警,普遍存在较为多的系统误报,货车的外观检测系统只作为图像查看,无自动识别预警功能。
2016年开始,在深圳、郑州、成都、上海、广州、西安等地逐渐开始了全车范围360°动态图像监测系统的使用。
且得益于国内图像技术的进步,自动预警功能进一步完善,使系统误报率明显下降。
但目前该地铁车辆360°动态图像监测系统产品并未在轨道交通领域建立相关技术规范或者标准,无法供本规范参考或者引用。
基于实时数据处理的动车转向架安全检测系统的设计

基于实时数据处理的动车转向架安全检测系统的设计动车转向架是动车组车辆的重要组成部分,其安全性直接关系到乘客和车辆的安全。
为了确保动车转向架的安全运行,设计一个基于实时数据处理的动车转向架安全检测系统是十分必要的。
本文将从系统的设计框架、数据采集与传输、实时数据处理和系统应用等方面来详细阐述。
一、系统的设计框架动车转向架安全检测系统的设计基于物联网和大数据技术,主要由四个模块构成:数据采集与传输模块、实时数据处理模块、报警与预警模块和可视化展示模块。
二、数据采集与传输系统通过传感器采集动车转向架的工作参数,例如温度、振动、应力等数据,并通过物联网技术将采集的数据实时传输到服务器中。
传感器应安装在动车转向架的关键部位,以获取准确的数据。
三、实时数据处理在服务器端,采用流式数据处理的方法对传输过来的数据进行实时处理。
首先对数据进行清洗和转换,去除异常值并统一处理格式。
接下来,通过数据挖掘和模式识别的算法对数据进行分析,发现转向架异常状态的特征。
最后,根据预设的规则和模型,对异常状态进行预测和预警。
四、报警与预警当系统检测到动车转向架存在异常情况时,会自动触发报警和预警机制。
系统会通过短信、邮件或系统通知的方式及时通知相关的责任人员,例如维修人员或车辆调度员,以便他们采取相应的措施来修复或更换转向架。
五、可视化展示动车转向架安全检测系统还应提供可视化的展示界面,将实时数据和检测结果展示给系统用户。
用户可以通过该界面直观地查看不同转向架的状态,并进行数据分析与对比,从而及时发现问题和采取相应的解决措施。
六、系统应用动车转向架安全检测系统被广泛应用于动车组车辆的运维工作中。
首先,通过实时监测动车转向架的数据,可以提前预知转向架的故障,及时维修和更换,保证车辆的运行安全。
此外,通过对各个动车转向架的数据进行统计和分析,能够为车辆调度和维护工作提供有力的支持,提高运输效率和减少成本。
总之,基于实时数据处理的动车转向架安全检测系统的设计对于保障动车组车辆的安全运行具有重要意义。
动车组运行状态智能检测装备

动车组运行状态智能检测装备张望;刘硕研;柴金川【摘要】动车组运行状态智能检测装备设置于动车段入库线上,主要针对动车组走行部、车顶和受电弓在运用中出现内部缺陷、磨损、损坏及尺寸超限的故障比率问题.实时采集运行列车的底部、侧部和顶部图像,采用故障自动识别策略,对列车的车底走行部、闸瓦、转向架、接触网等与列车有关的各个部件进行动态监控.根据实验和现场使用情况,本检测设备满足铁路机车运行时对走行部和受电弓进行在线测量检测的要求,其中,走行部检测精度可达1 mm,滑板磨耗值测量精度可达0.2 mm.鉴于此,该动车组智能检测装备能及时发现故障隐患,为检修和更换提供依据,保证动车组运行安全.【期刊名称】《铁路计算机应用》【年(卷),期】2018(027)007【总页数】5页(P70-74)【关键词】智能监控;受电弓;走行部;深度学习;3D点云深度信息【作者】张望;刘硕研;柴金川【作者单位】中国铁建电气化局集团有限公司,北京 100041;中国铁道科学研究院集团有限公司电子计算技术研究所,北京 100081;中国铁道科学研究院集团有限公司国家铁道试验中心,北京 100015【正文语种】中文【中图分类】U266.2;U260.42;TP39目前,动车组检修模式大致分为库内静态检修和正线动态检修两种模式。
其中,入库地沟式静态检修,可以精准定位故障位置及等级,然而却缺乏对运行列车的动态状况监控,而运行过程的潜在故障会随着列车长距离行驶,大大增加事故的发生几率。
为此,人们提出了正线动态检修模式[1-3],该模式旨在关注高速行进中的动车,通过高速线阵相机采集通过观测站的列车图像,由人工监控排查运行动车的故障位置。
然而人工监控效率较慢,极易引起延判、误判等情况,从而造成大量不必要的途中停车,增加了行车调度负担。
鉴于此,本文提出了一套0.5级动车组智能检测装备,该装备安装在入库口,既能识别运行过程中的列车故障,也不影响行车调度,此外预判的故障也可作为入库静态监控的重点观察部件,从而提升故障识别准确率。
数字孪生技术在智能公共交通系统中的应用指南

数字孪生技术在智能公共交通系统中的应用指南智能公共交通系统作为现代城市交通管理的重要组成部分,借助数字孪生技术的应用取得了显著的进展。
数字孪生技术指的是通过虚拟模型来精确描述和模拟现实世界的物理实体或过程。
在智能公共交通系统中,数字孪生技术可以提供实时的数据收集、分析和决策支持,有效提高交通运营效率、减少交通拥堵、提供更好的乘客体验等。
本文将介绍数字孪生技术在智能公共交通系统中的应用指南。
首先,数字孪生技术在智能公共交通系统中的第一个应用领域是交通运营管理。
通过建立公共交通系统的数字孪生模型,可以实时监测和收集车辆的位置、速度、乘客流量等信息,实现对交通运营的全面掌控。
这些数据可以用于优化车辆调度、减少拥堵、提高线路运营效率等。
例如,通过数字孪生技术,交通管理人员可以根据实时数据来调整车辆的发车间隔,使得车辆能够更好地适应交通流量变化,减少等待时间和拥堵现象。
其次,数字孪生技术在智能公共交通系统中的另一个重要应用是交通安全管理。
通过数字孪生模型,可以建立公共交通车辆和道路的虚拟环境,对可能发生的交通事故进行预测和模拟。
这样的模拟实验可以帮助交通管理人员识别潜在的安全风险,制定相应的交通安全策略。
例如,通过数字孪生技术,交通管理人员可以模拟不同交通流量条件下的驾驶员行为,评估驾驶员的应对能力,进而确定适当的交通信号灯配时等安全措施。
除了交通运营和安全管理,数字孪生技术还可以在智能公共交通系统中用于提升乘客服务体验。
通过数字孪生模型的应用,乘客可以获得实时的交通信息和个性化的出行建议。
例如,乘客可以通过智能手机上的应用程序查询到公共交通车辆的实时位置和到达时间,从而减少等待时间和不必要的等候。
此外,数字孪生技术还可以通过模拟乘客需求和交通流量的变化,优化线路规划和车辆调度,提供更加便捷、高效的乘车体验。
另外,数字孪生技术还可以在智能公共交通系统中应用于城市规划和交通设计。
通过建立城市的数字孪生模型,可以模拟和评估交通建设计划的可行性和效果。
动车组运行故障图像检测系统(TEDS)运用研究与思考

运营维护车组运行故障图像检测系统(Trouble of moving EMU Detection System,TEDS)是动车组运用安全保障的重要辅助设备,利用轨边高速摄像头对运行动车组车体底部、侧部裙板、车端连接及转向架等部位进行图像采集,通过数据传输、集中处理、自动识别等信息化技术手段,将动车组检测图像数据实时传输至铁路局监控中心[1],进而对动车组底部及侧下部运行技术状态进行实时检查分析,对异常情况进行及早判断并处理。
1 TEDS设备组成TEDS由探测站设备、监控复示中心设备和网络传输设备3部分组成,其设备组成示意见图1。
1.1 探测站设备探测站设备主要包括轨边设备和机房设备。
(1)轨边设备分别安装于轨道轨内及轨外,用于对动车组运行信息及图像进行采集,结构布置示意见图2。
动车组通过时,由高速摄像头对动车组车底及两侧进行图像采集,工作示意见图3。
(2)机房设备安装于轨旁机房内,主要用于对轨边设备采集的图像进行识别、增强及处理工作,形成动车组两侧及底部检查图像信息、过车信息和检测设备本身状态信息等(见图4)。
1.2 监控复示中心设备监控复示中心设备安装于铁路局动车(车辆)段监动车组运行故障图像检测系统(TEDS)运用研究与思考刘彬(中国铁路总公司,北京 100844)摘 要:动车组运行故障图像检测系统(TEDS)是动车组运用安全保障的重要辅助设备。
介绍TEDS设备特点及具体联网技术方案,从设备自身方面和现场运用方面具体分析TEDS存在的问题,并提出下一步工作建议。
关键词:动车组;TEDS;故障检测;故障报警中图分类号:U279.2 文献标识码:A 文章编号:1001-683X(2017)12-0061-05DOI:10.19549/j.issn.1001-683x.2017.12.061动图1 TEDS设备组成示意图作者简介:刘彬(1981—),男,工程师。
监控复示中心动车运用所机房内设备轨边机房网络传输设备轨边设备动车组运行故障图像检测系统(TEDS)运用研究与思考 刘彬控中心,通过网络传输设备将探测站采集、处理数据传输至监控复示中心运用管理平台,分析人员通过对所辖TEDS监控图像数据进行人工分析判别,并将经复核确认的异常问题通过系统向上级部门报告并进行处置。
“复兴号”智能动车组轴温监测系统简析

“复兴号”智能动车组轴温监测系统简析摘要:近年来复兴号智能动车组,穿行于中国的大江南北,铁路事业呈现飞速发展的全新局面,复兴号智能动车组具备安全、准时、快速、舒适、节能、环保等诸多优点,针对安全,本文主要介绍“复兴号”智能动车组轴温监测系统的应用。
Analysis on axle temperature monitoring system of Fuxingintelligent EMUSun yang Dong zheng Wang hong zhi Liu jianAbstract: in recent years, Fuxing intelligent EMU has been running through the north and south of China. The railway industry presents a new situation of rapid development. Fuxing intelligent EMU has many advantages, such as safety, punctuality, speed, comfort, energy saving, environmental protection and so on. Aiming at safety, this papermainly introduces the application of Fuxing intelligent EMU axle temperature monitoring system.关键词:智能动车组轴温温度传感器1 轴温监测装置动车组转向架每个轴端设置1个 PT100 温度传感器和1个熔断继电器,每车设置一个轴报主机,用于监控转向架轴承是否过温。
根据轴温预警、报警限值,向车辆发出预警、报警,用于车辆限速及停车等保护措施。
熔断继电器热熔温度为155℃~165℃,热熔即发出轴温报警。
车体360度动态图像检测系统

技术与应用TECHNOLOGY AND APPLICATION车体360度动态图像检测系统◎郭其昌 梅劲松近年来,我国城市轨道交通行业快速发展,地铁客流量不断高升,地铁车辆的运行安全压力也越来越大,由于地铁长期运行受到风吹日晒雨淋刮擦等容易造成车侧身污损、车底部件异常损伤变形脱落等问题,长期以往有可能会给运营造成安全事故,影响到正常的运营。
国内第一套视觉车辆检测系统于2006年问世,其技术发展包括采用1394接口摄像结合氙气灯成像、网口面阵相机结合频闪灯成像、线阵相机结合线激光、线面结合三维成像,技术的创新改变了传统作业模式,使用至今为保障列车运行安全发挥了重大作用,也减轻了检车作业员检车强度,但系统依然存在以下问题:户外强光照射下,传统激光三角法三维成像受阳光干扰影响大;传统三维成像采用线面结合方式,由于2个相机位置不同,其所成像无法实现任意点完全重叠,导致细小部件定位不准识别准确率不高。
车体360度图像检测系统利用数字图像处理技术与自动控制技术相结合,车顶及车体两侧检测单元安装在龙门架及两侧的立杆上,车下走行部检测单元需要在整体道床内布置的底沉箱中安装,利用轨边三维图像检测装置采集运行车辆车顶、走行部、制动部件、底架悬吊件、钩缓连接、受电弓等可视部位三维图像,采用图像自动识别技术,对图像进行自动异常分析和分级预警。
系统利用图像传输与处理加速器技术,在占用较低网络带宽条件下将异常报警信息及大容量图像数据实时传输至本地或异地车辆检测所内报警终端,人工仅需对异常报警信息进行人工确认,系统实现了对车辆在线运行部件状态的监控,提高了故障产生初期的预警能力和联网追踪能力。
系统组成单元地铁车底车侧图像检测系统按照现场设备布局可分为轨边基本检测单元、现场控制中心、远程控制中心三部分组成。
基本检测单元(1)传感器及综合控制器组成:进离线光电开关、测速磁钢、相机触发光电开关和综合控制器;功能:进离线光电开关获得地铁列车进线和离线信号通过综合控制器控制系统工作和停止;测速磁钢获得地铁列车方向、速度、轴数、列车辆数控制检测相机和光源进行采集。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
基于数字孪生的动车组360°智能检测系统摘要:针对动车组检测项点数量繁多,部件故障诊断方法感知不全面等问题,提出了基于卡尺的图像分割技术和数字孪生技术的实体与虚拟实时交互感知方法,可以实现图片的快速采集及精准分割和动车组零部件状态的实时准确检测、故障精准诊断以及故障信息及时反馈,设计了基于数字孪生的动车组360°智能检测系统,实现快速、高效、准确的检测及数据收集工作,代替、辅助人工检查,保证产品质量,提高生产效率。
关键词:数字孪生;图像分割;状态监测;故障诊断1.研究背景与意义随着中国铁路的不断进步发展,中国高铁技术日益成熟。
截至2022年9月底,全国铁路营业里程达到15.3万公里,其中高铁里程为4.1万公里。
伴随着逐年增开的动车组数量,在给人们出行带来便捷的同时也给动车组检测工作带来了挑战,如何保证动车组行驶安全是中国铁路网高效、安全、稳定运输的重要课题之一。
动车组组成部件结构复杂,零部件数量繁多,传统的人工检测方式不仅效率低,而且受人为主观因素影响大,难以适应高速列车高效率、高质量的检测要求。
针对动车组检测项点数量繁多,部件故障诊断方法感知不全面等问题,提出了基于卡尺的图像分割技术和数字孪生技术的实体与虚拟实时交互感知方法,可以实现图片的快速采集及精准分割和动车组零部件状态的实时准确检测、故障精准诊断以及故障信息及时反馈,设计了基于数字孪生的动车组360°智能检测系统,实现快速、高效、准确的检测及数据收集工作,代替、辅助人工检查,保证产品质量,提高生产效率。
2.动车组360°智能检测数字孪生体系2.1.动车组360°智能检测数字孪生内涵数字孪生通过数字化手段描述物理实体,建立全息的动态虚拟模型,并通过虚拟模型对数据的仿真、模拟、分析来监测、预测、控制物理实体的属性、行为、规则等要素[1]。
早期主要应用于航空航天和军工领域。
目前,数字孪生技术在智慧车间、智能工厂、智慧物流等领域进行探索性应用。
在故障预测与健康管理领域,NASA将飞行器的物理系统与虚拟数字系统相结合,研究了基于数字孪生的复杂系统故障预测与消除方法。
近年来,国内也有许多学者、研究人员将数字孪生技术用于不同领域的状态监测与故障诊断,例如:对输变电设备的状态评估[2]、对Buck电路的故障诊断[3]、对于柔性生产线的状态感知[4]等。
数字孪生动车组360°智能检测是在虚拟数字空间创建的与物理实体动车组检测部件相互映射、同生共存的动车组检测部件发展形态。
数字孪生动车组360°智能检测通过全息模拟实体动车组零部件,对动车组零部件实体进行实时动态监控和模拟,将各零部件的状态实时映射。
数字孪生动车组360°智能检测是实现动车组360°检测数字化故障诊断的核心技术。
通过构建动车组零部件数字孪生模型、建立数字孪生体系,实现实体动车组零部件与数字动车组零部件协同交互、平行运转[5]。
数字孪生技术完善的架构及其闭环性特点,可实现对动车组零部件的模拟、监测、评估、故障预警等功能,提高数据资源的使用和配置效率。
数字动车组零部件与物理动车组零部件虚实互动,通过物联感知和信息传输,实现由实入虚,通过科学决策和智能控制,由虚入实,实现对动车组零部件状态的准确监测及故障的精确诊断。
2.2.动车组360°智能检测数字孪生架构根据动车组360°智能检测需求以及数字孪生技术体系,提出基于数字孪生的动车组360°智能检测系统运维分析系统架构,系统架构如图1所示。
图1动车组360°智能检测数字孪生系统架构物理层:由相机采集设备、入库动车组、数据采集传感器和周围施工设施的物理实体组成。
主要功能包括完成相机的采集任务、动车组入库的监测、提供孪生体建模参数以及数据的采集与传输。
物理层是整个数字孪生动车组360°智能检测的基础,负责模型层、服务层所需数据和信息的采集。
模型层:模型层包含所有物理层的虚拟模型并映射物理层行为。
通过对物理系统外观和规则模型的构建,利用仿真分析、多领域建模技术等多种技术,进行实体动车组部件物理系统的动静态分析。
数据层:数据层是整个架构承接的桥梁,数据层将外设传感器以及动车组部件的数据进行采集,并需处理数据、优化数据质量,以满足服务层数据需求。
服务层:服务层建立在物理层、模型层的基础上,对应具体模型功能的应用情况。
包括对入库动车组的实时监测、对动车组部件故障的精准诊断、预测模型的建立以及对项目工程相关信息的管控。
3.动车组360°智能检测系统架构检测系统主要完成列车信息采集、图像采集、数据传输等功能,从功能上,整个系统由车辆信息采集子系统、图像信息采集及处理子系统、信息传输子系统,动车检测业务子系统四大部分组成。
从硬件上,系统由探测站机房设备、探测站轨边设备和列检检测中心三部分构成。
如图2所示。
图2系统架构图探测站轨边有车轮传感器、工业线阵机、补偿光源、分线箱和AEI地面天线。
探测站机房有车辆信息采集计算机、图像采集及处理计算机、车号读取设备、电源箱、前置控制箱和防雷设备等。
其中,车辆信息采集计算机上运行的程序有:车辆探测程序、测速程序、计轴计辆程序、相机触发程序和系统自检程序;图像采集及处理计算机上运行的程序有:图像采集程序和图像数据传输程序。
列检检测中心有服务器和列检检测终端计算机,运行自动判别程序和人工复检终端。
3.1.车辆信息采集子系统主要功能是:探测列车到达,采集列车轴信息和车号信息,测速,计轴计辆。
因此,车辆信息采集子系统需要以下几种设备:车轮传感器(一对开机测速磁钢,一对测速开关门磁钢)、磁钢板和I/O卡,用于探测列车到达,采集列车轴信息;AEI地面天线和车号读取设备,用于读取车号;工控机1台,配置:CPU:COREi7/RAM:4G硬盘/500G网卡:千兆自适应网卡;扩展卡:PCL-720+I/O卡,PCI-1750I/O卡。
3.2.图像信息采集及处理子系统图像信息采集及处理子系统由轨边成像模组、测速系统、轨边控制箱构成,如图3所示。
主要功能是:打开/关闭防护设备、打开关闭设备光源,控制摄像机进行图像采集、处理图像数据并存储图像。
前两个功能由工控机通过相应软件实现,图像的处理及存储由专用图像采集计算机通过相应软件实现。
图3 图像信息采集与存储子系统3.3.信息传输子系统将列车及车辆信息和图像数据从探测站传输到列检检测中心,由于图像数据量很大,传输距离较远,传输介质选用光纤,带宽可根据需要选择1G或10G网。
列检检测中心软件能够根据列车信息、车辆信息、图像信息,按部件组合显示图像,并且能够拼接良好。
4.图像采集方案设计为减少自然光对相机成像的影响,所有相机必需在检测棚内作业:在图像采集时,要求抓拍列车底部和车侧下部、侧墙以及车顶所有图像。
具体检测棚及相机布置如图4所示。
图4 布置示意图采用的相机需成像精度高,可去除水渍、污渍的干扰,同时能够在深度上提供更多维度的数据信息,对检测的准确率和误报率有明显的提升和改善。
具体参数如下表所示。
另外,顶部3D相机,可以对碳滑板磨耗进行测量和分析,增强了系统的全面检测能力。
5.数据存储与传输方案设计系统所需存储的数据有:车辆信息、图像信息、列车信息和图像数据。
车辆信息、图像信息和列车信息可以直接存储到图像服务器的数据库中,由于图像数据较大,直接生成图像文件存储到图像服务器中,为便于系统各部分读取图像数据,图像数据存储时按照统一的目录结构存储,并与数据库中图像信息保持一致;其它信息则存于数据库中。
由于Oracle 10G是目前使用最广的数据库管理系统,并且该系统使用方便、功能强大、安全可靠、数据存取速度快,所以选用Oracle 10G作为智能检测系统的数据库管理系统,数据库安装在服务器上。
根据需求,全车图像数据至少存储存储2年。
如此大的数据量在存储和传输上都对系统造成巨大的负担,为使系统能适应高速行驶的列车,只能对图像进行压缩,实际存储格式则采用JPG图像格式。
6.软件系统方案设计动车组360°智能检测系统软件由服务器软件和客户端软件两部分组成,其中服务器软件运行在服务器上,负责图像数据的接收及存储、车辆过车信息的存储、车辆故障的自动检测分析,并实现与客户端软件交互;客户端软件运行在各客户终端上,为列检人员提供复检功能界面,实现图片浏览功能。
6.1.服务器软件服务器软件是应用软件的核心,它负责与图像采集软件,控制采集软件以及客户端软件,数据库等之间的通信,并且作为信息交互的枢纽,负责把整个系统连接起来。
服务器软件由于需要同时与多个客户端以及其他软件交互,信息处理需要同步分时进行,所以服务器软件被设计成多线程执行形式,相对应每一个事件,都有相应的线程类进行处理,这样,对每个信息交互设计出各自的事件执行类,而整个系统以松偶合的形式进行组织,这样易于系统修改,升级及维护。
服务器软件与其他软件进行交互过程中,使用TCP/IP协议SOCKET通信方式,并承担了SERVERSOCKET和SOCKET的双重角色。
在故障部件配置中,采用XML生成器类,方便工作人员通过程序对各类故障进行编辑,使故障完整性得到保证。
服务器软件与数据库交互中,采取先进的连接池方案,在保证了数据交互的前提下,最大程度的减小了系统连接与断开数据库所带来的系统消耗,保证系统的高效稳定。
服务器软件的事件执行采用等待触发方式,首先在软件中注册各类事件,当相应事件出现时,触发器激发事件执行,当有大量事件同时需要执行时,部分事件被存放在事件队列中,当系统有空闲时进行处理,这样的设计进一步的保证了系统的稳定,不会因为突发的大流量的事件触发而使系统性能下降甚至造成系统崩溃。
服务器系统的构成说明如图5所示:图5 服务器系统的构成说明示意图服务器软件主要面临的有数据传输和数据存储两大问题,由于图像数据量大,传输存储过程中会遇到一些问题,其中硬盘存储IO冲突问题比较典型。
服务器软件中采用:接收——内存存储——内存映射——硬盘存储的方案来解决这个问题。
内存存储采用双内存交换存储的方式。
数据存储流程如图6所示:图6 服务器软件数据存储示意图6.2.客户端软件对于客户端软件而言,主要是实现信息的可视化,并给用户提供一个简单易用的操作环境。
软件设计中,用户的事件操作都是通过事件监视器进行,所有操作通过事件监视器传到事件执行器中,并由事件执行器调用相应的事件处理类生成相应的信息,并向服务器软件提交事件信息,收到服务器返回的信息后,对返回信息进行组织,并以可视化的方式显示出来,这样就完成了客户端软件的一个基本操作。
客户端软件与其他软件以及与数据库之间的信息交互都是通过这种统一的模式进行,即通过与服务器软件进行交互而实现。