铁路机车远程监测与故障诊断系统设计

第３８卷　

、ｂ１．３８　第４期　

ＮＯ．４　计算机工程　

Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　２０１２年２月　

Ｆｅｂｒｕａｒｙ　２０１２　

・工程应用技术与实现・　文章编号：１ｏｏｍ＿３４２８（２０１２）０４－－０２２７—＿０３　文献标识码：Ａ　中圈分类号：Ｎ９４５　

铁路机车远程监测与故障诊断系统设计　

龚利　

（铁道部信息技术中心，北京１００８４４）　

捕要：传统的机车车载故障诊断装置在进行在线监测与车载诊断时存在实时性差、信息难以共享等不足，为此，利用车载嵌入式数据采　

集技术、ＧＰＲＳ无线传输技术、故障诊断专家系统、ＭＱ传输技术及基于浏览器，服务器模式的客户端展现方式，设计实现一个铁路机车远　

程监测与诊断系统。应用结果表明，该系统性能稳定可靠，可为现代化机车管理和检修提供技术支撑。　关健词：远程监测；故障诊断；铁路机车；专家系统；数据传输　

Ｄｅｓｉｇｎ　０ｆ　Ｒｅｍｏｔｅ　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ｆａｕｌｔ　Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ　Ｓｙｓｔｅｍ　

ｆｏｒ　Ｒａｉｌｗａｙ　Ｌ０ｃ０ｍ０ｔｉｖｅ　

ＧｏＮＧＬｉ　

（Ｉｎｆｏｎｎａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｅｎｔｅｒ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏｆ　Ｒａｉｌｗａｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１００８４４，Ｃｈｉｎａ）　

［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｅｒｅ　ａｒｅ　ｓｏｍｅ　ｄｅｆｅｃｔｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｐｏｏｒ　ｒｅａｌ・－ｔｉｍｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ａｎｄ　ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙ　ｉｎ　ｓｈａｒｉｎｇ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌｏｃｏｍｏｔｉｖｅ　ｏｎ—－ｌｉｎｅ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ａｎｄ　

ｄｉａｇｎｏｓｉｓ　ｊｕｓｔ　ｂｙ　ｍｅａｎｓ　ｏｆ　ｏｎｂｏａｒｄ　ｆａｉｌｕｒｅ　ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｎｏｔ　ｌｉｎｋｅｄ　ｔｏ　Ｉｎｔｅｒｎｅｔ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｄｅｓｉｇｎｓ　ａ　ｌｏｃｏｍｏｔｉｖｅ　ｒｅｍｏｔｅ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ａｎｄ　ｄｉａｇｎｏｓｉｓ　ｓｙｓｔｅｍ，ｗｈｉｃｈ　ｔａｋｅｓ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｏｎｂｏａｒｄ　ｄａｔａ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ｂｙ　ｅｍｂｅｄｄｅｄ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ，ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｏｖｅｒ　ＧＰＲＳ，ｆａｉｌｕｒｅ　ｅｘｐｅｒｔ　ｄｉａｇｎｏｓｉｓ，　Ｍｅｓｓａｇｅ　Ｑｕｅｕｅ（ＭＱ）ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｂｒｏｗｅｒ／Ｓｅｒｖｅｒ（Ｂ／Ｓ）ｃｌｉｅｎｔ　ｓｈｏｗｃａｓｅ．Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｓｔｅａｄｙ　ａｎｄ　ｒｅｌｉａｂｌｅ，ａｎｄ　ｉｔ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｅｓｓｅｎｔｉａｌ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｓｕｐｐｏｒｔ　ｍｅａｎｓ　ｆｏｒ　ｍｏｄｅｒｎ　ｌｏｃｏｍｏｔｉｖｅ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ．　［Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ］ｒｅｍｏｔｅ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｆａｉｌｕｒｅ　ｄｉａｇｎｏｓｉｓ；ｒａｉｌｗａｙ　ｌｏｃｏｍｏｔｉｖｅ；ｅｘｐｅｒｔ　ｓｙｓｔｅｍ；ｄａｔａ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　

ＤＯＩ：１０．３９６９０．ｉｓｓｎ．１０００—３４２８．２０１２．０４．０７４　

１概述　

近年来，我国列车不断向高速、重栽方向的发展，对机　

车的安全性能要求也越来越高，传统的机车车载故障诊断装　

置只能进行单机集中式在线监测与车载诊断，即使通过ＵＳＢ　

接口将数据转锗到地面分析系统，也还存在以下不足：　

（１）监控与诊断的方式受到技术条件的限制，不能及时将　

故障信息传送至地面，而要等到机车回库后方能获得故障信　息进行分析，无法满足实时性要求。　

（２）系统的开放性不足，故障信息、诊断知识难以共享，　

制约了管理部门、维修部门、司乘人员、诊断专家之间的相　

互交流与相互提高。　（３）尽管有车载故障诊断系统的技术支持，但司乘人员只　

能解决一些简单的故障诊断问题，一旦设备出现新的或者较　

严重的故障时，无法快速有效地利用地面远程支持加以解决。　

目前国外的先进机车大多配备了车载信息化系统，如西　

门子生产的机车装配了ＥＦＬＥＥＴ系统，阿尔斯通生产的机车　

装配了ＥＴＲＡＩＮ系统，ＧＥ公司生产的机车装配了ＲＭ＆Ｄ系　统。这些信息化系统都具备机车运行数据记录和下载转储功　

能、对机车故障及时问记录的分析和专家诊断功能、机车ＧＰＳ　

定位功能等。但这些信息系统均面向特定的车型，系统接口　

不统一，不具备通用性，很难实现信息共享；另外，基于数　

据安全性的考虑，不能采用外方的传输系统。因此，研究和　设计一整套基于计算机技术、网络技术、无线通信技术和专　

家系统技术的机车远程监测与故障诊断系统，以提高网络环　

境下故障诊断的可靠性和效率极具现实意义”。】。本文从系统　

总体结构、车载子系统、传输子系统、地面综合应用子系统　

和系统应用效果等方面对该系统进行了研究。　２机车远程监测与故障诊断系统结构　机车远程监测与故障诊断系统ＣＭＤ是基于公共移动无　

线通信网络（ＧＳＭ／ＧＰＲＳ）、无线局域网（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　

Ｎｅｔｗｏｒｋ，ＷＬＡＮ）和铁路广域网构建的，软件系统架构采用浏　览器／Ｎ务器（Ｂｒｏｗｓｅｒ，ｓｅｒｖｅｒ，Ｂ／Ｓ）模式，系统主要由车载子　

系统、数据传输子系统、地面综合应用子系统构成，如图１　

所示。　

（（　／／，　、＼＼　

ｆ口　口、　８　ＵＵ　ＵＵ　＼＼　面应用工作站／／／　

车载系统　：　数据传输系统　：　地面综合应用系统　

图１系统总体结构　

车载子系统主要负责机车状态参数、机车安全信息及综　合监测信息的采集、处理、记录、传输与转储，将信息打包　

发送至机车无线传输装置，通过后者传输到铁路内网为地面　

综合应用子系统服务。　数据传输子系统主要负责将车载信息通过ＧＰＲＳ公网、　

基金项目：铁道部科技研究开发计划基金资助项目“机车远程监视　与诊断系统（ＣＭＤ）的技术研究”（２００９Ｊ０１０）　

作者简介：龚￣１］（１９７５一），男，工程师、博士，主研方向：计算机　

控制理论与应用　收稿日期：２０１１－０７—２３　Ｅ—ｍａｉｌ：ｇｏｎｇｌｉ７５＠ｓｏｈｕ．

ｃｏｍ　２２８　计算机工程　２０１２年２月２０日　

ＷＬＡＮ局域网和铁路统一ＭＱ（Ｍｅｓｓａｇｅ　Ｑｕｅｕｅ）传输平台传输　

到地面，为地面综合应用子系统服务。　地面综合应用子系统主要实现电子地图动态展示全路机　

车分布、设备运行状态、实时故障报警、故障专家诊断、远　

程维护支持以及故障统计分析等功能。　

ＣＭＤ系统的核心思想就是通过车载设备采集机车运行　

的状态和故障信息，通过无线网络，实时将信息发到铁路内　

网，并向地面检修管理信息系统提供数据支持和应用功能。　

３车载子系统　

车载信息系统采用分布式、模块化结构，主要由机车车　

载综合信息监测装置（ＬＤＰ）、机车无线传输装置（ＴＳＣＩ）和　ＷＬＡＮ／ＧＰＲＳ二合一天线组成，如图２所示。　

ｒ一一一一一～一　一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一１　

图２车载子系统结构　

ＬＤＰ主要完成对机车状态参数、机车安全信息及综合监　

测信息的采集、分析处理与记录，参与机车与地面的双向数　据交互，实现对在途机车的远程实时监视与故障诊断，为机　车运用、检修和维护提供数据支持。车载信息采集通过嵌入　

式软硬件和专用通信接口及协议实现，保证信息采集与传输　

的可靠稳定。车载信息采集是整个系统的数据源，为地面软　

件系统进一步实现具体的应用打下基础。其在设计上采用标　

准化、模块化、层次化、可扩展的设计原则以及上下２层的　

逻辑结构：上层为中央信息处理层，具备通用性；下层为网　络接口层，根据机车车载网络选择对应的网络接口模块，实　

现ＬＤＰ与不同类型机车车载网络的连接，通过标准的机械及　电气接口实现第三方综合监测设备的接入　ｌ。ＴＳＣ１作为无线　

数据传输平台，具有ＧＰＲＳ和ＷＬＡＮ无线数据传输控制功能，　

根据传输策略对不同的数据采用不同的传输方式。　

４数据传输子系统　

ＣＭＤ系统车到地的信息传输过程涉及ＧＳＭ／ＧＰＲＳ无线　公网、铁路内外网接入平台、铁路广域网等。车地数据传输　

包括通过ＧＳＭ／ＧＰＲＳ无线网络传输实时数据及通过ＷＬＡＮ　

无线网络传输非实时数据两部分。ＣＭＤ数据在部、局、检修　

基地、站段之间的传输利用铁路既有的地面有线网络，采用　

铁路统一ＭＱ传输平台实现。铁路统一ＭＱ传输平台基于　ＭＱ消息队列技术开发，负责对运行于不同平台之上、采用　

不同开发语言与模式进行开发的各种类型的应用进行集成，　

规范数据接Ｅｌ，实现智能数据传输。其相当于一条数据总线，　

在安全规则约束下，通过统一规范的数据接口接入总线，依　

据预先定制的传输及安全策略，及时、安全、可靠地完成应　

用问一对多或多对多，同级或跨级的数据传输。地面综合应　

用系统运行在既有的铁路综合ＩＴ网中，根据系统服务器部　署、用户分布等因素，系统的传输网络结构如图３所示。　

图３数据传输网络结构　

车载安全监测设备／系统的网络接入可利用无线接入技　

术实现，其基本需求可分为两大类：（１）危及行车安全的报警　信息以及调度指挥需要的信息，实时将检测数据传输给相关　

责任部门，以便及时处理，利用ＧＳＭ／ＧＰＲＳ实现短消息和数　

字通信　】。（２）对于大量的过程检测数据，需定时批量下载转　

储，通过分析处理，提供预警信息和维修信息等给相关部门　

使用，可利用ＷＬＡＮ技术在机车回库后进行数据的自动下　

载，实现数据转储。　

５地面综合应用子系统　ＣＭＤ系统的地面综合应用涉及对在途机车的远程实时　监测、故障报警与诊断以及远程维护等功能，具体包括电子　

地图、司机主屏、运行状态、设备状态、专家诊断、视频监　

视、在线统计、离线分析和预设置等８个模块。其中，最核　心部分就是基于故障知识库的故障诊断专家系统，为保证故　

障诊断专家系统良好的开放性，系统内在的诊断知识、理论　

与技术应当实现共享　Ｊ，因此，开发了一套技术协议与标准，　

包括诊断知识与数据共享标准、诊断分析方法标准、数据采　

集标准、通信方式与通信协议标准、软件共享设计规范等。　

从远程故障诊断专家系统要求出发构建系统基本功能模　

型，如图４所示，主要由故障报警、故障定位和数据存储等

合集下载

基于GPRS的架桥机远程状态监测系统设计

研　

基于ＧＰＲＳ的架　

李春雨，　桥机远程状态监测系统设计　

赵晓辉，　杨绍普，　马增强　

（石家庄铁道大学，河北石家庄０５００４３）　

摘要：以ＴＬＪ９００型架桥机为监测对象，设计了一套基于ＧＰＲＳ的远程监测系统。该系统由机载可编程控　

制器（ＰＬＣ）、无线传输模块ＧＰＲＳ　ＤＴＵ以及远程监控中心的服务器等组成；其中，ＰＬＣ在完成架桥机整个工　

作过程主控功能的基础上，同时将采集的钢结构应变、支腿倾角等信息通过ＧＰＲＳＤＴＵ模块上传给远程监控　

中心服务器，在服务器端实现数据实时显示、数据分类存储、历史数据查询等功能。实验结果表明，该系统达　

到了架桥机的远程安全监测设计目标，此系统可为架桥机远程故障诊断和维修提供技术保障。　

关键词：架桥机；ＧＰＲＳ；远程监测；ＰＬＣ；动态域名解析　中图分类号：Ｕ４４５．３６文献标识码：Ａ文章编号：ｌ６７２－３９５３（２Ｏ１２）０１－Ｏ０１２－０４　

１　进行架桥机状态监测的必要性　

随着高速铁路与高速公路建设在我国的快速推　

进，架桥机的使用日益频繁，架桥机倾覆事故时有发　

生，架桥机脱轨、倾覆，往往造成机毁人亡的重大后　

果＿１］。国家标准《起重机械安全监控管理系统》　

（２０１１年５月征求意见稿）中也提出了“对起重机械　

工作过程进行监控，并能够对重要运行参数和安全　

状态进行记录管理”的具体要求。因此，为保障架桥　

机安全运行，有必要对架桥机的作业状态实施有效　

的监控，一方面可以将造成事故的隐患消除在萌生　

阶段，另一方面可以对设备运行过程中影响安全性　

的重要特征参数进行长期监测，发现规律，为设备安　

全运行及再制造提供基础资料［２］。　

本文以ＴＬＪ９００型架桥机为监测对象，设计了　

一套基于ＧＰＲＳ无线网络的远程监测系统。本系　

统主要由机载可编程控制器（ＰＬＣ）、无线传输模块　

ＧＰＲＳ　ＤＴＵ以及远程监控中心的服务器等组成，通　

过无线传输终端ＧＰＲＳ　ＤＴＵ将ＰＬＣ采集的数据传　

送到远程监控中心，从而可实现对架桥机远程监测。　

加强机车信号远程监测系统数据调阅分析功能

２０１３年２月　第４９卷第２期　铁道通信信号　ＲＡＩＬＷＡＹ　ＳＩＧＮＡＬＬＩＮＧ＆Ｃ０ＭＭＵＮＩＣＡＴ１０Ｎ　Ｆｅｂｒｕａｒｙ　２０１３　Ｖｏ１．４９　Ｎｏ．２　

加强机车信号远程监测　

系统数据调阅分析功能　

龙　遵　

随着机车信号设备的老化及使用环境的恶劣，　

机车信号设备故障逐步显现，影响了设备的正常使　

用。而利用机车信号远程监测系统数据的调阅分析　

功能，对机车信号设备运行情况进行实时追踪，及　

时处理设备隐患，能够达到有效防止事故，提高设　备运行质量的目的。　

１　机车信号远程监测系统简介　

机车信号远程监测系统结构图如图１所示。系　统利用ＧＰＲＳ无线通信技术，实时向地面传送机车　信号设备的输出信息、轨道电路信号参数、机车信　

号设备工作状态实时数据、机车信号故障信息以及　

机务ＴＡＸ箱辅助信息等，电务人员通过网络数据　服务器，实时地查询管内机车信号设备的线上运行　

状态，为预防故障提供技术支持。该系统具有以下　

特点。　

电务段　检修车间　

图１　机车信号远程监测系统结构图　信号信息。　２．覆盖面广，凡ＧＰＲＳ业务覆盖地区均可　

使用。　

３．双向传输，车载终端可接收用户发出的查　

询命令，系统可实现车载和地面信息的双向传输。　

４．信息丰富，包含机车信号点灯信息、设备　状态信息、地面轨道电路信息和机车定位信息等。　

５．具有事件揭示机制。　

２机车信号远程监测系统运用的初始操作　

１．利用监控和机车信号合并的优势，使用监　

控主机、显示器、ＴＡＸ箱等，通过装车电缆连接　

机车信号主机和带ＤＴＵ模块的信号机。首先，在　设备检修工区组装远程监测系统模拟联调测试台，　

并安装远程监测系统终端微机，实现设备检测及系　

统调阅功能；其次，模拟机车的运行情况，在监控　显示器上输入机车型号、机车号、交路号等信息，　

对远程系统进行检测，并逐台检测机车信号设备，　

保证出所机车信号设备远程监控功能良好。　

２．在车上检修工区安装远程监测系统终端微　

机，《电务车载设备交车交验单》表格中增加机车　

基于GSM-R的机车信号远程动态监测系统

２００８年７月　第４４卷第７期　铁道通信信号　ＲＡＩＬＷＡＹ　ＳＩＧＮＡＬＬＩＮＧ＆Ｃ０ＭＭＵＮＩＣＡＴ１０Ｎ　Ｊｕｌｙ．２００８　Ｖｏｌ＿４４　ＮＯ．７　

基于ＧＳＭ—Ｒ的机车信号远程动态监测系统　

刘　仓　任玉斌一　林章港一　

摘要：远程动态监测系统基于大秦线ＧＳＭ．Ｒ无线网络的ＧＰＲＳ业务及铁路内部有线专网，将车载　机车信号设备的实时运行数据、地面信号数据及ＴＡＸ数据实时地传输到地面数据服务器，用户使　用客户端软件登录服务器察看远程动态监测数据，从而实现对铁路机车信号系统的动态监测。　关键词：铁路综合数字移动通信系统；通用分组无线业务；机车信号；远程动态监测；状态修　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ＧＰＲＳ　ｓｅｒｖｉｃｅ　ｏｆ　ＧＳＭ－Ｒ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｏｆ　Ｄａｔｏｎｇ－Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ　ｒａｉｌｗａｙ　ａｓ　ｗｅｌｌ　ａｓ　ｒａｉｌｗａｙ　ｐｒｉｖａｔｅ　ｗｉｒｅｄ　ｎｅｔｗｏｒｋ，ｒｅａｌ　ｔｉｍｅ　ｔｒａｉｎ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｄａｔａ　ｆｒｏｍ　ｏｎ－ｂｏａｒｄ　ｃａｂ　ｓｉｇｎａｌ　ｄｅｖｉｃｅ，ｇｒｏｕｎｄ　ｓｉｇｎａｌ　ｄａｔａ，ａｎｄ　ＴＡＸ　ｄａｔａ　ｗｅｒｅ　ｓｅｎｔ　ｔｏ　ａ　ｇｒｏｕｎｄ　ｓｅｒｖｅｒ　ｉｎ　ａ　ｒｅａｌ　ｔｉｍｅ　ｍａｎｎｅｒ．Ｔｈｅ　ｕｓｅｒｓ　ｃａｎ　ｌｏｇ　ｏｎ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｅｒｖｅｒ　ｖｉａ　ｃｌｉｅｎｔ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｔｏ　ｂｒｏｗｓｅ　ｒｅｍｏｔｅ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｄａｔａ，ａｃｈｉｅｖｉｎｇ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　Ｏ－　ｖｅｒ　ｒａｉｌｗａｙ　ｃａｂ　ｓｉｇｎａｌ　ｓｙｓｔｅｍ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＧＳＭ－Ｒ；ＧＰＲＳ；Ｃａｂ　ｓｉｇｎａｌ；Ｒｅｍｏｔｅ　ｄｙｎａｍｉｃ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；Ｓｔａｔｅ－ｂａｓｅｄ　ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ　

长期以来地面信号发码设备的维护技术手段以　现存的电务试验车、人工添乘观察为主，存在监测　间隔长、无法远程动态监测等局限，已不能适应铁　路发展的需要。随着ＪＴＩ．ＣＺ２０００机车信号车载系　统和无线通信、计算机技术的应用与发展，尤其是　基于ＧＳＭ的机车信号远程监测装置已在南昌铁路　局、呼和浩特铁路局、济南铁路局等地的小批量运　用，为研制基于ＧＳＭ．Ｒ的机车信号远程动态监测　系统提供了必要条件。　大秦线ＧＳＭ—Ｒ铁路移动通信网络也已全线覆　盖，在大秦线发展基于ＧＳＭ．Ｒ的机车信号远程动　态监测，对提升机车信号设备的管理和维护水平，　实现系统状态修，提高地面、车载系统的综合可靠　性，具有较大的现实意义并具备良好的示范效应。　１远程动态监测系统　基于ＧＳＭ．Ｒ的机车信号远程动态监测系统由　车载和地面２部分构成。车载终端与地面设备通过　ＧＰＲＳ与ＧＳＭ—Ｒ构成星型网络，采用ＴＣＰ／ＩＰ协议　进行数据通信，系统结构如图１所示。　车载终端采集机车信号的输出信息和工作状　态、轨道电路信号及ＴＡＸ机车辅助信息等，并将　｛太原铁路局电务处　工程师，０３００１３　太原　大秦铁路有限公司大同电务段技术员，０３７００５　山西大同　北京交大思诺科技有限公司　工程师，１０００８１　北京　收稿日期：２００８￣１．１５　图１　基于ＧＳＭ—Ｒ的机车信号远程动态监测系统结构图　这些数据以无线方式发给地面设备，通过服务端与　客户端的数据处理和显示，实时提供机车信号的运　用状态。　远程动态监测数据包括：地面轨道电路信号，　信号载频、信号低频、信号幅度等；机车信号设备　输出信息，灯位、速度等级、绝缘节等；机车信号　设备工作状态数据，主机状态、电源状况、信号制　式、司机室温度、译码设置等；机车安全信息综合　监测装置数据信息，车次号、车站号、公里标、速　度、机车号、信号机等。　２远程动态监测ＧＳＭ—Ｒ联网方案　２．１　ＧＳＭ－Ｒ网络　ＧＳＭ－Ｒ是在目前成熟、通用的公共无线通信系　统ＧＳＭ平台上，专门为铁路应用而开发的数字式无　线通信系统，具有高可靠、高安全、快速接人等特点，　——

双源制机车电气系统设计简析

摘要:随着电力机车牵引动力由“柴油为主、电力为辅”向“电力为主、柴油为辅”的方向发展，为满足牵引动力的多样化需求，在国内一些大型铁路枢纽和物流中心，已经逐步采用双源制机车。双源制机车电气系统采用“主变流器+辅助变流器”的冗余配置，以确保机车在不同牵引动力组合情况下，均能提供可靠、稳定的牵引动力。同时，双源制机车电气系统采用“分布式控制”和“集中式控制”相结合的方式，既保证了机车控制系统的高可靠性和安全性，又能够根据不同牵引动力组合情况进行灵活调整。本文就双源制机车电气系统设计方案及设计要点进行简要分析。

关键词:双源制机车；电气系统；设计简析

双源制机车是一种新型的电力机车，它采用了两个独立的电机系统，可以同时驱动两个车轮，实现了高效、节能和环保的效果。电气系统是双源制机车的核心组成部分，其设计质量直接影响到整个机车的性能和可靠性。双源制机车电气系统设计的主要原则是充分考虑机车的不同负载需求，合理分配两个电机系统的功率和转速，实现高效、节能和环保的效果。同时，电气系统设计还需要考虑到不同环境条件下的可靠性和稳定性，确保在各种情况下都能正常工作。

1.设计背景

双源制机车的电气系统采用“主变流器+辅助变流器”的冗余配置，其中，“主变流器”主要完成对牵引电动机的控制，同时对机车的速度和加速度等运行状态进行监视和控制，辅助变流器则完成对机车的制动、空气制动等状态的监视和控制。在双源制机车中，辅助变流器也可以实现对机车速度的监控和控制，但其功能与“主变流器”相似。此外，双源制机车还有一部分功能由“辅助变流器”来完成。在我国铁路枢纽及物流中心中，为了提高运输能力，通常采用双源制机车。例如，在北京南站枢纽和北京南站物流中心中，均采用了双源制动力系统。其中，北京南站为“电力-柴油”双源制机车；北京南站为“电力-电力”双源制机车。双源制机车的牵引动力是通过主变流器提供的，在辅助变流器上也有相应的控制系统来实现对机车的控制。因此，双源制机车的电气系统由两部分组成：一部分是控制系统；另一部分是牵引变流器和辅助变流器。

铁路信号微机检测系统

兰州交通大学毕业设计（论文）

- I - 摘要

轨道电路作为信号设备的三大件之一，是实现列车车辆占用检查的设备，它直接关系到行车安全，是电务人员维修、测试工作的重点，同时是信号监测设备重点监测的对象。通过监测轨道电压能有效地反映轨道电路的运行状态，实现故障的预防，并及时消除不良隐患。

本次设计论文主要针对25Hz交流轨道电路的轨道电压进行监测，设计分为两大部分：实现数据采集功能的硬件部分；实现数据处理及管理功能的软件部分。

硬件部分采用的核心设备为研华公司的ADAM-6017，该设备可实现对模拟量和数字量的实时采集。软件又可分为两部分：对采集过程的控制和对所采数据的处理。软件部分是以C++作为设计开发的主要语言工具、以SQL Server 2008作为数据库设计平台来完成的，通过使用C++ Builder软件和SQL Server 2008数据库，实现对交流轨道电路轨道电压的监测。其中采集到的数据以数据库表的形式记录，以调用存储过程的方式实现对监测数据的调用、查询、报表打印功能。

关键词: 微机监测；铁路信号；轨道电路；模拟量采集兰州交通大学毕业设计（论文）

- II - Abstract

Track circuit is one of the three important signal equipment, is the equipment to achieve

the occupancy inspection of the train or vehicle, it is directly related to the traffic safety, is the

key of telecommunication personnel maintenance, testing, and signal monitoring equipment,

at the same time, it is the object of the monitoring equipment for signal monitoring. The

关于开发微机监测故障诊断系统的几点建议

２０１１年５月　第４７卷第５期　铁道通信信号　

ＲＡＩＬＷＡＹ　ＳＩＧＮＡＬＬＩＮＧ＆Ｃ０ＭＭＵＮＩＣＡＴ１０Ｎ　Ｍａｖ　２０１１　Ｖｏ１．４７　Ｎｏ．５　

关于开发微机监测故障诊断系统的几点建议　

莫建国　侯志宇　付又新　

摘要：利用微机监测系统的实时监测、超限报警、储存在线、过程监督、远程监控等功能，充　

分发挥微机监测设备的重要作用。通过超前防范预防设备故障的发生，通过科学的诊断快速处理　

设备故障，减小信号设备故障对铁路运输的影响。　

关键词：状态修；超限报警；故障诊断；超前防范；科学诊断　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ　ｔｈｅ　ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，０一　

ｖｅｒｒｕｎ　ａｌａｒｍ，ｏｎｌｉｎｅ　ｓｔｏｒａｇｅ，ｐｒｏｃｅｓｓ　ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ，ｒｅｍｏｔｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ，ｔａｋｅ　ｆｕｌｌ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｍｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒ　

ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．Ｔａｋｉｎｇ　ａｄｖａｎｃｅｄ　ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎｓ　ａｇａｉｎｓｔ　ｆａｉｌｕｒｅｓ　ｏｆ　ｓｉｇｎａｌ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｈａｎｄｌｉｎｇ　ｓｉｇ—　

ｎａｌ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｆａｉｌｕｒｅｓ　ｒａｐｉｄｌｙ　ｂｙ　ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　ｄｉａｇｎｏｓｉｓ，ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｓｉｇｎａｌ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｆａｉｌｕｒｅｓ　ｏｎ　ｒａｉｌ—　

ｗａｙ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　ｃａｎ　ｂｅ　ｒｅｄｕｃｅｓ　ｇｒｅａｔｌｙ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｏｎ—ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｒｅｐａｉｒ；Ｏｖｅｒｒｕｎ　ａｌａｒｍ；Ｆａｕｌｔ　ｄｉａｇｎｏｓｉｓ；Ａｄｖａｎｃｅｄ　ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ；Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　ｄｉ—　

ａｇｎｏｓｉｓ．　

微机监测系统是实时监测信号设备运用状态的　

高速列车远程诊断维修模式研究

高速９—１Ｊ＿一￣一　局运　

远程诊断维修模式研究　

王华胜：　黄志平：　扈海军：　

王隆龙：　中国铁道科学研究院机车车辆研究所，　中国铁道科学研究院机车车辆研究所，　中国铁道科学研究院机车车辆研究所，　

中国铁道科学研究院机车车辆研究所，　

摘要：针对我国高速列车技术特点和维修　

需求，提出高速列车远程诊断维修模式，对　

其主要思想和关键技术进行介绍。基于我国　

高速列车运用检修状况，提出远程诊断维修　实现方案，对各系统的基本构成和功能进行　描述和规划，为进一步构建我国高速列车数　

字化维修体系提供参考。　关键词：高速列车；远程诊断技术；网络技　

术；维修模式　

随　着科技的不断进步，一方面，装备复杂程度日益　增加

，维修保障要求不断提高，传统的维修体　

制面临挑战；另一方面，装备测试性、数字化程度提高　

为采用先进检修方式和手段奠定了基础。在此背景下，　

一种基于网络的远程诊断维修模式应运而生，并已在航　

空、军工、医疗设备等领域得到了广泛应用，并取得了　很好的效果　。　副研究员，北京，　副研究员，北京，　

助理研究员，北京　

助理研完员，北京　

作为铁路运输先进技术装备的高速列车，不仅具有　

完善的车载网络监控系统和远程数据传输装置，还在地　面配备了动车组维修管理信息系统等一系列数字化、网　

络化的检修手段和设备，为开展高速列车远程诊断维修　

提供了良好的技术平台。　

１　远程诊断维修思想及关键技术　

远程诊断维修是以系统科学和可靠性理论为基础，　以信息网络技术为平台，以状态监ｂｎ，０、故障诊断、信息　

系统、远程监控、人工智能等技术为手段，以维修方　

式、维修策略的优化为内容，以维修过程控制为主线，　将维修系统的物质流、信息流、知识流、资金流集为一　体的最优维修控制　Ｊ。核心思想是将远程诊断技术引入　

维修领域，把维修看作是一个数据采集、传输、处理的　

过程，以维修单元数字化为基础，实现维修活动程序　

基金项目：铁道部科技研究开发计划课题（２ｏ１　Ｉ　Ｊ００６）；铁科院研发中心项目（Ｊ２０１　０Ｊ００９）。　

铁路机车运行中的电器故障及处理

摘要：铁路运输在现代货物和人员运输中发挥着重要作用，其目的是确保铁路运输中机车的安全和效率。机车运行的安全性和质量对铁路运输有一定影响，铁路运输中不可避免地会出现硬件故障，但由于有效的故障诊断，易于维护并将故障风险降至最低，以确保铁路运输的安全和效率。目前，还需要继续发展轨道交通，将更多的智能信息处理与机车设备相结合，引进高科技发明，自动确定故障和潜在威胁的位置，从而改善轨道交通的智能流程。

关键词：铁路机车；运行；电气故障；对策

铁路运输在陆运运输中一直起着重要的作用，在国民经济发展中发挥着重要的意义。但是，由于铁路机车相对较大，很多维修和保养工作只能在大型设备上进行。目前现代技术和铁路运输仍面临很多故障问题，并且难以发现和关联，这对机车的稳定性和人身安全构成威胁。因此，为了提高轨道交通的质量，我们需要重视设备的维护并尽快预防，减少故障的发生，修复存在的问题，包括生产线备件的老化等问题进行及时纠正，从而保障铁路机车的稳定运行[1]。

一、铁路机车运行中查明故障的意义

有许多大型机车设备相互作用，以确保机车的正常运行。由于它有许多工具，机车故障的原因是不同的，不仅在机器上，而且在轨道、节点等位置上。当然，机车车体的尺寸相对较大，因此很难在不延迟过程的情况下评估故障位置。较难在短时间内找到导致故障所需的零件，因此对维修人员的要求也在逐渐增加。技术维修人员不仅要操作机车的基本机械、电路图等细节，还要跟上时代发展的步伐，不断学习和适应高科技在机车上的应用，甚至要了解各个仪表的参数[2]。在发生故障的情况下，我们应该拥有自己合格的知识储备和完善的技术，评估故障的来源，并根据经验检查来源。

二、筛查机车电器故障的常用方法 1.直接观察法

直接观察法其实就是工作人员通过五官如眼睛、耳朵、鼻子以及触觉等感官对机车进行观察，对于一些比较容易发现的部件损坏、松动、破裂、烧坏、焊接失效、接触状态异常等问题的排查工作中，可以快速发现问题，具有较高的时效性。

JK00430型机车走行部车载监测系统分析

摘要： JK00430型机车走行部车载监测系统，是专门为保证铁路机车(包括内燃机车、电力机车、城际轨道交通车辆、动车组等)安全运行而研制的在线车载动态监测预警系统。JK00430型车载监测系统采用共振解调的设备故障诊断技术，其预警能力的提升有助于对机车走形部早期故障进行处理，该监测系统中采用了轴承温度和振动的双项监测，其监测功能具有较好的适用性和准确性。

关键词：机车传感器走行部监测装置运用

一、前言

机车轴箱抱轴瓦、齿轮箱是内燃机车走行部的关键部位，检修要求高，工艺复杂，检修质量直接关系到机车安全运输。车载监测系统能够为状态维修提供准确的依据，推动修制改革、减少备品备件、降低维修工作量、提高工作效率、提高车辆的出车率，具有重要的社会效益和经济效益。

JK00430型机车走行部车载监测系统集复合传感器专利技术、车载故障分析仪专利技术、共振解调故障诊断专家系统和工业计算机技术等于一身，具有国际领先水平，首家实现了机车、动车组监控装置与列车总线MVB网络的联接，实现上网功能。

本系统在深度和广度上都对传统轴温报警系统的监测范围进行了拓展，不但能够对轴承的温度进行监测，而且能够利用共振解调技术对走行部轴承、齿轮等关键部件的工作面和轮对踏面进行全面监测诊断，并对故障进行早期预警和精确定位，从而为铁路机车车辆的安全运行提供了坚实的技术保障，是传统轴温报警系统的替代产品。

（一）、JK00430型机车走行部车载监测系统与原轴温报警系统的技术比较 1.1首先JK00430率先采用了温度监测与共振解调故障诊断技术相结合的“多物理参数综合诊断”思想，不仅大大提高了故障诊断的准确性，而且实现了故障的早期诊断；其次，JK00430的三级报警策略能够智能地对故障的类型、位置和级别进行精确报警，便于用户进行维修决策；此外，JK00430能够记录全程的监测数据，这些数据能够方便地用于地面分析和建立信息库，为机车的维修提供历史档案和科学依据。

铁路机车车辆运行故障监测诊断技术研究

摘要：目前我国社会经济发展较为迅猛，铁路运输量逐渐增加,是当前人们出行的主要交通工作。随着客流量与运输量的逐步加大,对机车车辆安全性提出更高的要求,因此,应加强故障监测技术的研究,利用当前先进技术,从而能够保证的铁路机车运行的质量。本文结合这一话题来对铁路机车车辆运行故障进行分析,再提出一些相应的监测诊断技术。

关键词:铁路机车;车辆运行故障;监测诊断技术

铁路是我国重要交通运输工具,其发展程度体现一个国家的综合国家,并为人们的出行、货物出口提供了便利。随着我国客流量与运输量的不断增长,铁路机车运行中的故障问题也越来越多,不利于铁路的安全运行。因此,需要在铁路机车运行系统中应用故障检测技术,针对故障情况进行检测,从而有助于铁路机车运行高效、安全。

故障诊断与安全监测的技术基础

铁路机车车辆在运行过程中经常有故障发生，在处理时应先对故障进行诊断，最常用的是共振原理，此方法效果非常显著,也是当前最为科学的一种技术，在业界应用较早。传统振动检测技术与当前检测技术有许多不同之处，在实际应用时，先提取被检测对象的振动信号，然后发挥传感器的作用，再对其进行分析,从中得到异常信息，从而达到检测的根本目的。但在实际运用过程中,机器振动有所不同，例如,有的机器振动大,但造成的影响不大;有的零部件出现故障时，会发生振动，但易被其他振动所遮掩。所以，利用振动信号来诊断故障存在一定局限性。现阶段，应用最为频繁的是共振解调技术，其是根据传统技术基础融合多种技术而成的,涉及的领域也越来越广泛。此技术具有许多优势，特别是对常规振动和故障冲击进行准确判断，将两者进行区分，从中准确找出微小故障,还可以采集到故障信息,为后期故障诊断工作提供了保障，并对故障的内容、故障程度做出准确的诊断。

故障诊断工作内容繁琐、复杂,涉及的领域较为广泛,因此应做到具体情况具体分析,从而提出有效的解决措施,使故障诊断技术有所提高,有助于铁路机车车辆安全运行。

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