CIR在線監(jiān)測(cè)和庫檢信息維護(hù)管理系統(tǒng)

歐陽智輝 高 媛 孫寶鋼

隨著我國鐵路進(jìn)入快速發(fā)展期，近年來大量建設(shè)GSM－R網(wǎng)絡(luò)。集成了GSM－R及450MHz模擬制式下調(diào)度通信、調(diào)度命令無線傳送、車次號(hào)校核信息無線傳送、列尾信息傳送和其他應(yīng)用業(yè)務(wù)功能的機(jī)車綜合無線通信設(shè)備 （CIR）得到了廣泛運(yùn)用，目前已在動(dòng)車組和機(jī)車裝備2萬多套。為保障設(shè)備可靠工作，降低設(shè)備故障產(chǎn)生的不良影響，需研究CIR的在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障預(yù)警技術(shù)，動(dòng)態(tài)掌握CIR運(yùn)行時(shí)的GSM－R網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、工作狀態(tài)和故障情況，并定期進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)。在動(dòng)車組和機(jī)車出入庫時(shí)，各鐵路局均使用CIR出入庫檢測(cè)設(shè)備（庫檢臺(tái)）對(duì)CIR進(jìn)行檢測(cè)，但目前庫檢臺(tái)使用地點(diǎn)分散，增大了CIR檢修管理難度，迫切需要將孤立的庫檢臺(tái)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)以共享檢測(cè)信息，并結(jié)合CIR在線監(jiān)測(cè)，在鐵路局、通信段和車間配設(shè)監(jiān)控設(shè)備，將CIR在線監(jiān)測(cè)、出入庫檢測(cè)有機(jī)聯(lián)系起來，構(gòu)建CIR在線監(jiān)測(cè)和庫檢信息聯(lián)網(wǎng)共享系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)由GSM－R網(wǎng)絡(luò)、CIR、車載監(jiān)測(cè)設(shè)備、中心控制器、監(jiān)控器、庫檢臺(tái)、庫檢信息處理設(shè)備和寬帶數(shù)據(jù)通道等組成，見圖1。

圖1 系統(tǒng)組成

車載監(jiān)測(cè)設(shè)備和CIR配設(shè)在動(dòng)車組和機(jī)車。車載監(jiān)測(cè)設(shè)備設(shè)于CIR之外，與CIR通過電纜進(jìn)行連接，可在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)CIR運(yùn)用過程中的工作狀態(tài)，并將故障信息和重要的狀態(tài)信息通過GSMR網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)發(fā)送給地面中心控制器。

庫檢臺(tái)和庫檢信息處理設(shè)備配設(shè)在CIR檢測(cè)工區(qū)。庫檢臺(tái)主要用于對(duì)CIR的檢測(cè)，并將原始檢測(cè)數(shù)據(jù)和錄音發(fā)送至庫檢信息處理設(shè)備，由庫檢信息處理設(shè)備對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)和錄音進(jìn)行處理，補(bǔ)充人工記錄后，將庫檢信息上傳至中心控制器。

中心控制器設(shè)置在鐵路局，配有數(shù)據(jù)庫，用于接收并存儲(chǔ)CIR在線狀態(tài)信息、庫檢信息、庫檢臺(tái)參數(shù)配置信息等數(shù)據(jù)，供監(jiān)控器進(jìn)行分類查詢統(tǒng)計(jì)。中心控制器可對(duì)監(jiān)控器的用戶權(quán)限進(jìn)行管理，遠(yuǎn)程升級(jí)監(jiān)控器、庫檢臺(tái)和庫檢信息處理設(shè)備軟件。

監(jiān)控器配設(shè)在通信段和工區(qū)，視實(shí)際需要可選擇臺(tái)式或便攜式設(shè)備，用于遠(yuǎn)程訪問中心控制器數(shù)據(jù)庫，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)CIR運(yùn)用狀態(tài)，查詢統(tǒng)計(jì)各類CIR運(yùn)用狀態(tài)信息及庫檢信息。

2 CIR在線監(jiān)測(cè)

2．1 監(jiān)測(cè)方式

根據(jù)CIR功能和結(jié)構(gòu)，對(duì)CIR可實(shí)現(xiàn)外部監(jiān)測(cè)和內(nèi)部監(jiān)測(cè)，具體監(jiān)測(cè)方案如下。

方案1，利用CIR對(duì)本身各模塊工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和檢測(cè)。利用CIR自身的GSM－R數(shù)據(jù)單元將狀態(tài)數(shù)據(jù)和故障預(yù)警信息發(fā)送至地面設(shè)置的服務(wù)器，維護(hù)人員通過終端設(shè)備向服務(wù)器進(jìn)行查詢和統(tǒng)計(jì)，掌握CIR運(yùn)行狀態(tài)。

方案2，在CIR外部裝設(shè)專用車載監(jiān)測(cè)設(shè)備。車載監(jiān)測(cè)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)CIR的工作狀態(tài)，并將故障預(yù)警信息和重要的狀態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送給地面中心控制器，維護(hù)人員通過終端設(shè)備向服務(wù)器進(jìn)行查詢和統(tǒng)計(jì)，掌握CIR運(yùn)行狀態(tài)。

方案3，CIR外部新設(shè)無線監(jiān)測(cè)設(shè)備，從無線信道中解析信令和應(yīng)用信息，并與CIR進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析和處理，然后將相關(guān)信息傳送給地面中心控制器。

以上方案中，方案1完全利用現(xiàn)有的CIR實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)功能，無需添加任何外部監(jiān)控設(shè)備，但需要對(duì)CIR軟件進(jìn)行改動(dòng)，且監(jiān)測(cè)功能未能從CIR獨(dú)立出來，監(jiān)測(cè)功能容易受CIR自身工作狀態(tài)的影響。當(dāng)CIR發(fā)生死機(jī)或GSM－R數(shù)據(jù)模塊故障時(shí)，將起不到故障預(yù)警的作用，可靠性較低。

方案2的監(jiān)測(cè)功能完全獨(dú)立于CIR，需另外加裝車載監(jiān)測(cè)設(shè)備，監(jiān)測(cè)功能不受CIR自身工作狀態(tài)的影響，且只需對(duì)CIR做較小改動(dòng)，可行性較高。

方案3主要通過無線方式進(jìn)行監(jiān)測(cè)，該方式依賴于空中接口的信令及數(shù)據(jù)解析，不與CIR進(jìn)行有線連接，不影響CIR正常工作，但無線監(jiān)聽方式受電磁環(huán)境影響大，技術(shù)尚不成熟，可靠性有待驗(yàn)證。

從不影響設(shè)備機(jī)車綜合通信平臺(tái)正常使用角度，以及實(shí)現(xiàn)方式、可行性、運(yùn)用設(shè)備軟件修改的難易程度等方面考慮，宜采用方案2外部加裝車載監(jiān)測(cè)設(shè)備的方式。

2．2 CIR在線監(jiān)測(cè)和故障預(yù)警

在列車運(yùn)行過程中，車載監(jiān)測(cè)設(shè)備實(shí)時(shí)采集CIR工作狀態(tài)信息、故障信息及各種操作信息等數(shù)據(jù)，通過GSM－R網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)發(fā)送到地面中心控制器，由中心控制器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、處理和關(guān)聯(lián)分析。

車載監(jiān)測(cè)設(shè)備定時(shí)發(fā)送當(dāng)前的狀態(tài)信息，如果監(jiān)測(cè)到某項(xiàng)狀態(tài)指標(biāo)變化或有相應(yīng)的事件或故障消息發(fā)生，則發(fā)送消息更新包，其中包含發(fā)生變化的元素或事件、故障等信息。監(jiān)控器發(fā)出聲光報(bào)警，提示維護(hù)人員進(jìn)行處理。中心控制器也可將CIR正常的狀態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送給監(jiān)控器，由監(jiān)控器進(jìn)行顯示，實(shí)現(xiàn)CIR實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)。CIR各部組件發(fā)生故障時(shí)，可能對(duì)應(yīng)用業(yè)務(wù)產(chǎn)生影響，對(duì)列車運(yùn)行造成不良后果。當(dāng)發(fā)生可能對(duì)應(yīng)用業(yè)務(wù)產(chǎn)生影響的故障時(shí)，除了立即發(fā)送故障預(yù)警信息，同時(shí)應(yīng)對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行提示，為司機(jī)或GSM－R系統(tǒng)相關(guān)維護(hù)人員及時(shí)采取處理措施贏得寶貴時(shí)間，盡可能避免機(jī)車綜合通信平臺(tái)故障或減少故障產(chǎn)生的影響。

監(jiān)控器也可主動(dòng)訪問中心控制器數(shù)據(jù)庫，按時(shí)間、機(jī)車號(hào)等多項(xiàng)條件對(duì)CIR在線運(yùn)用狀態(tài)進(jìn)行綜合查詢以及分類統(tǒng)計(jì)，生成狀態(tài)數(shù)據(jù)報(bào)表。顯示終端可以根據(jù)需要，布置在鐵路局、通信段、工區(qū)或者車間等單位或者部門。

3 庫檢信息維護(hù)管理

3．1 庫檢信息實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

用戶通過監(jiān)控器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)指定庫檢點(diǎn)庫檢信息。庫檢作業(yè)原始信息包括CIR自檢、GPRS數(shù)據(jù)、450MHz數(shù)據(jù)、LBJ出入庫檢測(cè)、客車列尾功能試驗(yàn)等信息。庫檢作業(yè)人員完成車載通信設(shè)備每一項(xiàng)庫檢作業(yè)后，庫檢臺(tái)將庫檢信息發(fā)送給信息處理設(shè)備，并上傳至中心控制器。

同時(shí)用戶通過監(jiān)控器還可以監(jiān)測(cè)所有庫檢臺(tái)的連接狀態(tài)，判斷庫檢臺(tái)是否正確聯(lián)網(wǎng)工作。

3．2 庫檢信息管理

機(jī)車出入庫時(shí)，庫檢臺(tái)檢測(cè)完畢后將原始檢測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送至同一庫檢工區(qū)的庫檢信息處理設(shè)備，由庫檢信息處理設(shè)備向中心控制器上傳庫檢信息。

監(jiān)控器可遠(yuǎn)程訪問中心控制器數(shù)據(jù)庫內(nèi)存儲(chǔ)的CIR設(shè)備庫檢信息，按檢測(cè)時(shí)間、機(jī)車號(hào)、庫檢臺(tái)設(shè)備號(hào)等多項(xiàng)條件進(jìn)行綜合查詢及分類統(tǒng)計(jì)。查詢和統(tǒng)計(jì)條件包括車載通信設(shè)備類型、設(shè)備廠家、檢測(cè)時(shí)間 （含起始時(shí)間和截止時(shí)間）、機(jī)車號(hào)、車次號(hào)、庫檢臺(tái)編碼或名稱、檢測(cè)單位、檢測(cè)人員等。

3．3 庫檢作業(yè)完整信息管理

庫檢作業(yè)完成，庫檢原始信息經(jīng)庫檢作業(yè)人員在庫檢信息處理設(shè)備補(bǔ)充必要說明后，形成庫檢作業(yè)完整信息，上傳至中心控制器存儲(chǔ)。

車間管理員可對(duì)轄區(qū)內(nèi)庫檢點(diǎn)提報(bào)的庫檢作業(yè)完整信息進(jìn)行審核，審核后將該條信息分別標(biāo)記“車間已審核”；而段管理員也可對(duì)通過轄區(qū)內(nèi)車間管理員審核的庫檢作業(yè)完整信息進(jìn)行審核，審核后將該條記錄標(biāo)記 “段已審核”。

鐵總／路局／段／車間管理員可使用監(jiān)控器訪問中心控制器，設(shè)定時(shí)間段、機(jī)車號(hào)、使用單位 （路局、段、車間、庫檢點(diǎn)）、故障／正常等條件，對(duì)轄區(qū)內(nèi)的庫檢作業(yè)完整信息進(jìn)行查詢統(tǒng)計(jì)，自動(dòng)生成《車載通信設(shè)備運(yùn)用質(zhì)量統(tǒng)計(jì)及故障分析報(bào)表》，并能導(dǎo)出EXCEL報(bào)表。

3．4 庫檢故障信息管理

目前各鐵路局每月需統(tǒng)計(jì)匯總CIR的運(yùn)用質(zhì)量并上報(bào)鐵路總公司，由于沒有自動(dòng)錄入系統(tǒng)，只能在紙質(zhì)工作簿上記錄故障情況和故障原因分析，月末時(shí)采用人工方式進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì)，存在工作量大、效率低、容易出錯(cuò)等問題。

針對(duì)以上需求，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了相應(yīng)的功能。庫檢信息處理設(shè)備自動(dòng)上傳CIR設(shè)備故障信息后，中心控制器將其存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)，監(jiān)控器可以遠(yuǎn)程直接訪問數(shù)據(jù)庫內(nèi)存儲(chǔ)的CIR設(shè)備故障信息，按故障時(shí)間、故障設(shè)備機(jī)車號(hào)、故障類型、設(shè)備廠家等多項(xiàng)條件進(jìn)行查詢統(tǒng)計(jì)，生成運(yùn)用質(zhì)量統(tǒng)計(jì)及分析報(bào)表，報(bào)表內(nèi)容主要包括故障設(shè)備廠家、故障類型、故障設(shè)備數(shù)量、入庫數(shù)量及良好率統(tǒng)計(jì)、故障率統(tǒng)計(jì)等。自動(dòng)生成的報(bào)表格式與現(xiàn)行手工填寫的報(bào)表格式一致，可直接上報(bào)鐵路總公司主管部門，大大減輕相關(guān)人員的工作量，并提高統(tǒng)計(jì)報(bào)表的準(zhǔn)確性。

3．5 用戶管理

系統(tǒng)采用多級(jí)用戶管理模式，可為不同用戶配置不同操作管理權(quán)限，可按用戶身份開放全部或部分功能模塊。同時(shí)，中心控制器能設(shè)置各用戶管轄范圍，建立鐵路局內(nèi)各級(jí)相關(guān)機(jī)構(gòu)的配屬信息，包括庫檢點(diǎn)所屬鐵路局、所屬通信 （電務(wù)）段、所屬車間、庫檢臺(tái)名稱、編號(hào)和IP、運(yùn)維數(shù)據(jù)采集處理設(shè)備IP；車間所屬通信 （電務(wù)）段、所屬鐵路局；通信 （電務(wù)）段所屬鐵路局等。

4 結(jié)束語

機(jī)車綜合無線通信平臺(tái)為列車安全高效運(yùn)行關(guān)鍵設(shè)備，通過CIR在線監(jiān)測(cè)和庫檢信息聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，可將CIR運(yùn)行狀態(tài)和庫檢狀態(tài)有機(jī)結(jié)合，方便維護(hù)人員掌握CIR的配置、檢測(cè)和運(yùn)行狀態(tài)，大大提高了CIR檢修管理水平，實(shí)現(xiàn)了信息化管理。

［1］ 中華人民共和國鐵道部．科技運(yùn)［2009］28號(hào)．GSM－R數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)設(shè)備技術(shù)規(guī)范 第二部分：機(jī)車綜合無線通信設(shè)備（V2．0）［S］．2009．

［2］ 中華人民共和國鐵道部．運(yùn)基通信［2009］690號(hào)．列車防護(hù)報(bào)警和客車列尾系統(tǒng)技術(shù)條件（V1．0）［S］．2009．

［3］ 中華人民共和國鐵道部．運(yùn)基通信［2009］713號(hào)．CIR與LBJ設(shè)備整合技術(shù)條件［S］．2009．

［4］ 中國鐵路總公司鐵總運(yùn)［2014］65號(hào)．機(jī)車綜合無線通信設(shè)備功能優(yōu)化補(bǔ)充技術(shù)規(guī)范［S］．2014．