DMS[列控动态监控系统]
高速铁路列控设备动态监测系统DMS的应用
高速铁路列控设备动态监测系统DMS的应用发表时间：2018-12-05T16:24:39.033Z 来源：《科技新时代》2018年10期作者：李忠科[导读] 高铁列控设备动态监测系统DMS，是利用先进的高科技手段对动车组运行状态、列控车载设备和地面设备的工作状态及司机操作状态进行全程在线监测及检测的监测系统。
中国铁路南宁局集团有限公司调度所广西南宁 530003 摘要：高铁列控设备动态监测系统DMS，是利用先进的高科技手段对动车组运行状态、列控车载设备和地面设备的工作状态及司机操作状态进行全程在线监测及检测的监测系统，准确判断分析动车组ATP设备的运用状态，从而提示报警信息、及时发现设备隐患，并对指导现场维护和故障的分析处置起到了重要作用。
关键词 DMS系统列控故障分析一系统功能1.1系统结构：由DMS车载设备、铁路总公司DMS数据中心、铁路局集团公司DMS数据中心和各级用户终端四部分组成。
DMS车载设备安装在动车组固定的机柜内，在列车运行中对列控车载设备运行状态和报警信息、应答器报文、无线闭塞中心报文和轨道电路等信息进行实时采集，并对所采集的数据进行实时存储、处理、组包和发送，通过无线网络传回DMS地面设备，实现对列控车载设备及相关地面设备工作状态的实时监测、分析和报警。
这些信息对于电务部门及时掌握列控设备工作状态，科学指导列控设备维护、维修起到重要作用。
该系统还实时采集动车组司机操控相关信息，对机务管理部门及时掌握、分析作业操控情况，监督司机工作状态，加强对动车组司机的业务指导与管理具有非常重要的作用。
1.2系统作用1.2.1. 对列车运行状态和列控设备的实时监测，为铁路运输调度、电务、机务等部门用户提供动车组运行状态信息、列控车载和地面设备的工作状态，分析相关数据，及时指导现场维修维护，保证设备正常稳定运行。
1.2.2. 为行车调度提供动车组实时运行信息，为科学指挥调度提供有力的手段。
1.2.3. DMS能够实现智能分析和实时报警，快捷查询和历史回放，提示设备运用维护管理部门及时分析和处理，提供技术支持。
故障树分析法在200C型列控车载设备测速系统故障判定中的应用
故障树分析法在200C型列控车载设备测速系统故障判定中的应用速度传感器是动车组列控车载设备的重要组成部分，其故障直接导致ATP 系统死机，触发紧急制动停车。
通过故障树分析法对200C型列控车载设备测速系统的分析，找出导致测速系统故障的因素，以便在故障时快速判断并及时处理，确保动车组行车安全。
标签：故障树；200C；列控车载；测速列车运行控制系统（简称列控系统）是我国铁路提速线路和客运专线用于控制列车运行速度、保证列车行车安全和提高运输效率的控制系统的重要技术装备，在铁路运输系统中具有极其重要的地位。
列控车载设备是列控系统中至关重要的设备，是列车运行控制的主体，通过接收连续的轨道电路信息、应答器点式信息以及实时监测的速度信息，实现多种列车控制模式，控制列车安全运行。
因此列控车载设备的稳定性和可靠性对行车安全和运行秩序具有重大影响。
为保证列车的运行安全，保证列控车载设备的运用安全，也为了能在源头上进行故障预防，提高设备维护的效率，需要对导致列控车载设备故障原因有清晰的认识并进行深入的分析。
在分析故障原因的众多方法中，故障树分析法因其采用演绎的方法，能清晰明确地表示出事件和各个原因之间的因果关系及逻辑关系，详细找出系统各种固有的潜在危险因素，为制定安全技术措施和安全管理要点提供依据而被广泛应用。
本文以分析测速系统故障为例介绍了故障树分析法在CTCS2-200C型列控车载设备故障判定中的应用。
1、故障树介绍故障树分析（Fault Tree Analysis，简称FTA）又称事故树分析，是安全系统工程中最重要的分析方法。
事故树分析从一个可能的事故开始，自上而下、一层层的寻找顶事件的直接原因和间接原因事件，直到基本原因事件，并用逻辑图把这些事件之间的逻辑关系表达出来。
它是一种从系统到部件，再到零件，按“下降形”分析的方法。
从系统开始，通过由逻辑符号绘制出的一个逐渐展开成树状的分枝图，来分析故障事件（又称顶端事件）发生的概率。
DMS[列控动态监控系统]
![DMS[列控动态监控系统]](https://img.taocdn.com/s3/m/38047ccf89eb172ded63b732.png)
列控设备动态监测系统---- 系统概述
三、系统特点
7. 列控设备动态监测系统能够满足设备维护需要，实现对 列控车载设备和地面设备状态的实时监测和分析；能够满足调度 需要，为调度员提供动车组实时运行信息；能够为其它设备（如
CIR、工务晃车检测、机车信号远程监测）提供信息。
一致性报警等。
Network Optimization Expert Team
列控设备动态监测系统---- 系统概述
四、主要功能
3. 实时跟踪功能 运用GPS对运行中的动车组实时进行跟踪、定位，并可回放运
行数据。
4. 实时查看功能 对各类信息，如：应答器报文、RBC数据、关键文本信息都 可实时进行查看、分析、回放、图示、导出等。
督指导为主，铁路局以数据管理为主，电务段、机务段以分析运 用为主的管理模式；实现列控数据、司机操控信息从源头到运用
的全程管理。
Network Optimization Expert Team
列控设备动态监测系统---- 系统概述
四、主要功能
实时监测功能
实时报警功能
DMS 主要功能
实时跟踪功能
实时查看功能
三、系统特点
3. 系统除了能适应不同车型的监测需求外，还提供了标准接 口，只要第三方按照标准设计，列控设备动态监测装置还可以给 第三方提供必要信息，列控设备动态监测装置可以做一个公用的 共享平台。 4. 系统采用支持GPRS和GSM-R同步传输处理技术，并智 能选择通信网络、数据包完整性校验、通信应答和数据包加密等
Network Optimization Expert Team
列控设备动态监测系统---- 系统概述
列控设备动态监测系统
列控设备动态监测系统（简称：DMS）2008-11-07 14:09:46 动车组开行是铁路第六次大提速工作重要内容之一，通过前一阶段牵引试验与平推检查，我国自主研制的CTCS-2列控系统技术性能与设备质量已达到安全运行的要求，提速技术集成创新取得重大突破。
当前，如何管好、用好列控设备成为动车组开行电务部门面临的一个重要课题，提高设备运用质量的一个重要环节就是必须依靠先进的检测维修手段与科学合理的养护维修办法，具体说就是要运用先进的检测设备获取设备运行的技术数据，动态掌握、及时反馈，准确判断设备质量问题，及时有效地消除设备隐患。
列控设备动态实时检测系统是在各局电务试验车动态检测设备成功运用的基础上，对试验车“信号动态检测系统”加以扩展、改进、提高，将补偿电容检测小型化，增加了ATP、应答器等内容的检测，将车载信息检测装置安装在动车组内，通过GPRS无线方式，配以地面网络传输管理分析设备，从而达到动车组运用过程中，对涉及行车安全与效率的信号设备ATP、应答器、轨道电路、补偿电容等内容进行实时检测，实现列控设备与地面设备的实时检测与分析。
并与微机监测联网，实现信息共享，实现报文特别是有源应答器报文的自动校核。
总体做到列控设备日检测，达到利用车载动态设备检测地面静态设备的目的。
系统构成:系统由车载信息采集装置、地面数据服务器及数据查询终端三部分组成。
车载信息采集装置安装在动车组上，在运行中完成ATP列控系统运用状态的信息采集、应答器位置及报文、轨道电路传输特性、补偿电容失效及位置等，其数据通过GPRS网传回地面数据中心，经办公网传给各数据查询终端。
1、车载信息采集装置采用标准CPCI结构1）完成与BTM主机通信板串口通信，接收应答器数据；2）完成与ATM测试接口串口通信，接ATP状态信息；3）完成GPS、STM、CTM数据信息的采集处理；4）完成GPRS数据远传功能。
2、地面数据服务器1）设置中国移动GPRS网络静态IP与动车组通过GPRS网络建立一对多通信传输通道，将车载监测信息接收到数据服务器中。
动车组DMS与LAIS系统设备融合方案探讨
注：图中虚线表示共用部分 图� “动车组列控设备监测系统”原理
Fig.3 Principe of EMU train control equipment monitoring system
CPU 核 心 算 法 需 要 重 新 设 计， 需 要 在 现 有 DMS 核心算法基础上兼容对 LKJ 设备信息数据的 采集和处理。算法逻辑修改如图 4 所示。 3.2 地面设备服务器及终端软件的融合
通过分析 DMS 车载设备及 LAIS 车载设备构 成，发现两者在构成上重合度较高，两者均由电源、 主控、通信接口、数据采集、无线通信模块组成， 其 中 DMS 车 载 主 机 通 信 接 口、 数 据 采 集 模 块 由
No.7 张明星：动车组DMS与LAIS系统设备融合方案探讨
19
T 技术创新 ECHNOLOGICAL INNOVATION
《铁路技术管理规程（高速铁路部分）》第 106 条，《铁路技术管理规程（普速铁路部分）》第 109 条规定，装备 CTCS-2 级列控车载设备的动车组应 装设 LKJ 设备。为便于实时掌握动车组列控车载设 备（ATP）及 LKJ 设备实时运用状态和动车组运行 速度、位置等信息，动车组上一般都安装了用于监 测 ATP 运用状态的动车组列控设备动态监测系统 （DMS）以及用于监测 LKJ 设备运用状态的列车运 行状态信息系统（LAIS）。而现场运用过程中，由 于动车组需要在既有线改造 200 km/h 区段及其以 下区段运行，ATP 设备与 LKJ 设备的工作转换经常 发生，且在时速 250 km 及以下客运专线运行发生
扩扩扩扩扩扩 展展展展展展 单单单单单单 元元元元元元
GPRS GPS CPU
CIR TCR
自动驾驶DMS系统
自动驾驶DMS系统指的是一种结合自动驾驶技术和驾驶员监控系统（Driver Monitoring System，DMS）的技术，用于实时监测驾驶员的状态和注意力，以确保在自动驾驶模式下驾驶员能够随时恢复对驾驶的控制。
以下是关于自动驾驶DMS系统的一些要点：
DMS系统的主要功能：
驾驶员监测：DMS系统通过摄像头、红外传感器等设备，实时监测驾驶员的视线、头部姿态、眼睛状态等。
注意力监测：系统可检测驾驶员是否分神、疲劳或失去注意力，以便在需要时提醒驾驶员重新接管控制。
驾驶员识别：一些系统能够识别驾驶员的身份，确保只有授权的驾驶员才能使用自动驾驶功能。
警示与干预：当监测到驾驶员分神或疲劳时，DMS系统可以通过声音、视觉提示，甚至轻微的车辆振动等方式提醒驾驶员重新关注驾驶。
DMS与自动驾驶的结合：
在高级驾驶辅助系统（ADAS）和自动驾驶功能中，驾驶员可能需要在特定情况下重新接管车辆控制。
DMS系统在自动驾驶模式下持续监测驾驶员，以确保他们能够在必要时快速介入并重新掌控车辆。
自动驾驶DMS系统有助于平衡自动驾驶技术的便利性和驾驶员安全之间的关系。
发展和应用：
自动驾驶DMS系统是自动驾驶技术发展的重要组成部分，有助于提高驾驶员和乘客的安全性。
它可以应用于各种交通工具，如乘用车、商用车辆和公共交通工具等。
随着技术的不断进步，DMS系统的性能和精确度将得到提升，更好地适应多种驾驶情境。
需要注意的是，自动驾驶DMS系统是为了在自动驾驶过程中确保驾驶员的安全而设计的，但仍需要驾驶员保持警惕，并在需要时能够随时接管控制。
系统的可靠性和适应性对于确保驾驶员和乘客的安全至关重要。
CTCS2-200C列控车载设备介绍
2019/12/29
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• 运行速度250 km/h及以下时，完全监控模式下CTCS-2／CTCS-3级列控车载设备应 按高于线路允许速度2 km/h报警、5 km/h常用制动、10 km/h紧急制动设置模式 曲线。（技规92条）
• 列车运行控制系统装备等级根据线路允许速度选用。250 km/h以下铁路采用 CTCS-2级列控系统，250 km/h铁路宜采用CTCS-3级列控系统，300 km/h及以上铁 路采用CTCS-3级列控系统。（技规93条）
速度传感器
2019/12/29
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• 主机：
主机内部集成了构成安全计算机、轨道信号解码模块及列车接口所需的板件或部件。 实物及结构如下图所示。从上至下共分为7层，分别为控制组匣、继电器组匣、EVC-A组 匣、风扇组匣、EVC-B组匣、风扇组匣和空气过滤层。
P1
P2
P3
P4
控制组匣
继电器组匣
EVC-A组匣
300 250 200 150 100 50 0
+
5
+-
0
3
模式
载频
等级
-
CTCS 2
完全
0
1k 2k 4k
其他
8k 16k
盘锦北站
启动
12:37:07 进入完全监控模式
12:35:30 进入部分监控模式
人控 16辆
12:35:28 进入CTCS-2级 12:35:20 进入待机模式
K553+867
达到警惕限度后由原先的触发紧急制动并进入冒进模式变更为仅输出紧急制动修改软件逻辑解决进入目视模式及区间进入部分监控模式需要停车重启atp的问题运电高信电20151222号201973154v2920版与v2430版差异引导模式转入条件由速度低于20kmh距离进站信号机400米以内变更为速度小于等于40kmh部分模式在uuuus后应答器定义的无码区线路数据全部有效即可转入完全模式岔区无码的车站在越过股道出站信号机后可进入完全监控模式部分模式接收uuuus后的无码区段最多维持1500米如果1500米后仍然无码则触发最大常用制动201973155修改侧线运行完全模式强制转入部分模式的控车逻辑
《DMS系统介绍》课件
数据管理：存储、查询、更新、删除等操作 用户管理：用户注册、登录、权限设置等 报表管理：生成、查询、导出报表等 系统管理：系统设置、系统维护等
汽车行业：用于车辆管理、维修、保养等 物流行业：用于货物追踪、配送、仓储管理等 零售行业：用于商品管理、库存管理、销售管理等 制造业：用于生产管理、质量管理、设备管理等 金融行业：用于客户管理、风险管理、投资管理等 教育行业：用于课程管理、学生管理、教师管理等
大数据分析：提 高数据挖掘和分 析能力，为决策 提供支持
人工智能技术： 提高系统智能化 水平，实现自动 化操作
物联网技术：实 现设备互联互通， 提高系统协同能 力
技术挑战：需要不断更新和升级技术，以适应不断变化的市场需求 市场竞争：需要面对来自国内外竞争对手的压力，提高产品质量和服务水平 法规挑战：需要遵守和适应不断变化的法律法规，确保合规经营 机遇：随着数字化、智能化的发展，DMS系统将迎来更大的市场空间和发展机遇
数据预处理：对采 集到的数据进行清 洗、去噪、归一化 等处理
数据存储：将处理 后的数据存储在数 据库中，便于后续 分析和处理
数据分析：利用机 器学习、深度学习 等技术对数据进行 分析，提取有价值 的信息
数据存储：采用分布式存储技术，提高数据安全性和可靠性 数据管理：采用数据库管理系统，实现数据的高效管理和查询 数据备份：定期进行数据备份，确保数据安全 数据加密：采用加密技术，确保数据传输和存储的安全性
医疗行业：DMS系统在医疗行业的应用也逐渐增多，包括病历管理、药品管理、患者 管理等方面。
教育行业：DMS系统在教育行业的应用也在逐渐增加，包括学生管理、课程管理、考 试管理等方面。
其他行业：DMS系统在其他行业的应用也在逐渐增多，包括物流、金融、零售等行业。
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列控数据管理系统---列控监测篇
（2）报警窗口设置
四类报警信息为： 非正常停车报警 ATP报警 应答器报警 轨道电路报警 根据需要，在希望出现报警 时弹出提示窗口的项上打勾 即可。
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4、帮助 （1）使用说明 软件的安装要求及使用帮助。 （2）版本信息 版本信息中显示出软件版本号及发布 日期及问题反馈电话等信息。
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案例二、码序异常造成非正常停车
用列控动态监控系统回放数据分析得知： 此车次在6669信号机(K669+800)处，因信号 突变引起ATP输出EB制动，造成停车。
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案例三、应答器故障造成非正常停车
（4）轨道电路报警
点击“报警信息窗口”中的“轨道电路报警”， 即可打开轨道电路报警窗口。 点击“车次”列中的数字，即可打开运行跟踪图 示，并可进行分析原因。 例如：点击“D5209”次，打开运行图示。
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6.2 运行跟踪 单击左侧动车列表，即可打开对应动车的运 行跟踪窗口。(如下图所示)
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例如：查询2011年 05月02日D86的应答器信息 数据，首先选择日期为2011年 05月02日，然后 在车次栏内输入D86（D87为同一交路中变换的 车次），报警信息默认全选（如上图），单击 “查询”即可。（如下图）
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6.7电子地图 单击快捷菜单中的“电子地图”，即可打开 电子地图窗体。(如下图所示)
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六、案例分析
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案例一、低频无码造成非正常停车
2011年1月11日，CRH2126-00车在担当 D352车次任务时，列控动态监控系统监测到1时2 分，在宁陵SII处停车。原因是ATP收到低频无码， 引起ATP输出B7制动，造成停车。
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6.5应答器回放 单击快捷菜单中的“应答器回放”，即可打应 答器回放对话框。(如下图所示)
说明： 1、日期：最大查询间隔为1个月。 2、时间范围：多少分钟的数据。 3、车次：点击下拉框，可选本天 内所有运行的车次。选择好车 次后，系统自动填写车号。 4、报警信息：回放数据时的可选 项，选择本项后，可调出相应 的报警信息。 5、应答器编号：可输入本车次中 的应答器编号进行查询。
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五、系统界面
快捷菜单
报警记录窗口
系统提供了内容丰富的操作界面和人性化的操作菜单，主要 动车选择 包括系统菜单、功能快捷菜单、车辆信息、报警记录窗体等。
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1、系统菜单 主要提供系统操作的功能按钮。主要 包括：系统、功能、设置和帮助等。 1.1 系统 主要有信息提示、打开文件、工务数据、 检测升级和退出。 （1）信息提示 主要显示数据在刷新过程中的所有记 录信息和供用户进行查询网络通信状态。 (如上图所示)
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二、体系结构
每列动车组匀配置车载信息采集装置，完成对GPS、STM、 BTM、ATP 信息的采集，通过 GPRS/GSM-R网络发送到地 面数据中心进入互联网/办公网，各铁路局、电务段、维护中心、 动车段（所）通过互联网/办公网接收数据。
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3、设置 主要包括基本设置、网络设置和报警设置。 （1）基本设置
基础数据：方便联系的信息； 交路显示：即动车选择时显 示的信息。 报警设置：可以单独设置不 同种类报警的声 音。只需在“设置 声音文件” 前打勾 即可设置。
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（2）网络设置
默认情况下： 密码：123456 服务器IP:222.88.17.82 端口：8091 注：此设置不可随意更换， 以免造成软件接收到不到 数据的情况。
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四、主要功能
1、 实时监测ATP状态、地面轨道电路状态、补 尝电容和检测应答器等信息。 2 、实时跟踪、定位动车运行，回放运行数据。 3 、对非正常停车、ATP故障、应答器报文、轨 道电路状态等异常数据实时报警（弹出窗口 警示和声音警示），定位、回放、导出报警 数据。 4、 应答器报文查看、分析、回放、图示、实时 解析限速信息、导出报表等功能。
（3）检测升级 本功能作用检测是否有新版软件发布， 如有新版软件发布且自动进行升级该软件。 （4）退出 退出本系统。 2、功能 主要包括：报警信息、运行跟踪、运行 示意、电子地图、应答器信息、交路回放 和应答器回放。本功能与快捷菜单功能一 样，以下再介绍。如上图：
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用列控动态监控系统回放数据分析得知：此车次 在在F13545信号机(K1354+200)处，因ATP收到 全零应答器，ATP输出常用制动，造成停车。
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谢谢！
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（3）应答器报警 点击“报警信息窗口”中的“应答器报警”，即 可打开应答器报警窗口。 点击“车次”列中的数字，即可打开运行跟踪图 示，并进行分析原因。点击“异常信息”，可查看应 该器报文信息。(如图所示)
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说明： 1、日期：最大查询间隔为1个月。 2、时间范围：多少分钟的数据。 3、车次：点击下拉框，可选本天 内所有运行的车次。选择好车 次后，系统自动填写车号。 4、报警信息：回放数据时的可选 项，选择本项后，可调出相应 的报警信息。
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例如：要查询2009年 08月14日D3016的历史 数据，首先选择日期为2009年 08月14日，然后 在车次栏内勾选输入切换，输入D3016（D3017 为同一交路中变换的车次），报警信息默认全选 （如上图），单击“查询”后，系统同时打开该 车次运行模式数据和报警数据（包括ATP报警、 应答器报警、轨道电路报警等三个页面）。（如 下图）
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车次选择
单击车次即可 打开运行跟踪 图示
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5.3 车号选择
车号选择
以动车车号为依据，按照铁道部和各铁路局分类，根据车型进行归类。铁道 部内显示全路所有型号动车的列车信息；铁路局内显示该局内所有型号动车的车 辆信息。绿色车号表示该端正在运行，灰色为当日未运行或车载信息采集装置故 河南蓝信科技有限公司 障的车次。
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（1）非正常停车报警 刚打开报警窗口时显示的界面就是“非正常 停车报警”。（如下图） 点击“车次”列中的车次，就可以打开运行 跟踪图示，进行分析停车原因。
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（2）、ATP报警 点击“报警信息窗口”中的“ATP报警”， 即可打开ATP报警窗口。 点击“车次”列中的车次，就可以打开运行 跟踪图示，并进行分析报警原因。
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三、系统作用
1、为电务维护人员提供ATP设备、补偿电容、轨 道电路和应答器等实时信息，为设备维护提 供依据。 2、为行车调度提供动车组实时运行信息，为科 学指挥调度提供实时信息。 3、为机车综合无线通信设备（CIR）、工务晃车 检测、机车信号远程监测系统等设备提供扩 展接口，实现数据共享。
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5、车辆选择 本系统提供三种方式进行车辆选择，可按车次、 交路、车号进行选择动车。 5.1 交路选择
交路列表为当日所 有车次运行交路列表， 该表内所含当日应运行 车次，车次顺序以当日 列车运行始发时间排序。 其中绿色车次为正 在运行的车次、蓝色为 已运行过的车次、灰色 为当日未运行或车载信 息采集装置故障的车次。
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河南蓝信科技有限公司 2011年4月
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一、系统概况
列控设备动态监测系统（简称：DMS）由车载信 息采集装置、地面数据中心及查询终端三部分组成。 车载信息采集装置安装在动车组相应机柜内，在 运行中完成对ATP列控系统运用状态、应答器位置及 报文、轨道电路传输特性等信息的采集，其数据通过 GPRS/GSM-R网传回地面数据中心，经处理、分析、 统计后，通过互联网或铁路办公网传给各查询终端， 配以地面网络传输管理分析设备，从而达到动车组运 用过程中，对涉及行车安全的信号设备ATP、应答器、 轨道电路、补偿电容等内容的监测，实现列控设备和 地面设备的检测、分析。总体做到列控设备日检测， 达到利用车载动态设备检测地面静态设备的目的。
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6.4应答器信息 单击快捷菜单中的“应答器信息”，即可打 开应答器信息窗口。(如下图所示)
单击可打开“报文信息”
双击可打开“应答器图示”
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6.5交路回放 单击快捷菜单中的“交路回放”，即可打开交 路回放对话框。(如下图所示)
双击“运行跟踪”窗体，弹出该车“运行模式”窗体。