引言

在列車故障診斷、搶險(xiǎn)救援信息系統(tǒng)的范疇內(nèi),行業(yè)內(nèi)目前只有少數(shù)地鐵線路實(shí)現(xiàn)對(duì)車載部分?jǐn)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和故障清洗功能,大部分系統(tǒng)故障的處理依賴于車輛回庫(kù)后進(jìn)行離線的數(shù)據(jù)下載和分析,在時(shí)間響應(yīng)效率方面存在嚴(yán)重的滯后性,在數(shù)據(jù)完整性方面也存在紕漏。另外,這些分析大多是依賴于對(duì)單個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行初步分析和可視化呈現(xiàn),缺少對(duì)整車邏輯的梳理和對(duì)系統(tǒng)、部件級(jí)故障的診斷和預(yù)測(cè)能力以及故障發(fā)生后的分級(jí)響應(yīng)聯(lián)動(dòng)機(jī)制。

1設(shè)計(jì)目標(biāo)

完成南昌地鐵1號(hào)線列車搶險(xiǎn)救援系統(tǒng)開發(fā),涵蓋車載云平臺(tái)、云端部署的地面搶險(xiǎn)救援系統(tǒng)等,實(shí)現(xiàn)列車故障診斷和分級(jí)應(yīng)急指揮聯(lián)動(dòng),為地鐵運(yùn)營(yíng)維護(hù)部門提供技術(shù)支持:完成列車故障和非列車故障導(dǎo)致的緊急事件的應(yīng)急響應(yīng)和處置流程智能化。

2需求分析

(1）具備應(yīng)急響應(yīng)功能,輔助各級(jí)人員在處置應(yīng)急事件時(shí)做出高效正確的決策,實(shí)現(xiàn)列車分級(jí)應(yīng)急指揮聯(lián)動(dòng),為司機(jī)、調(diào)度、技術(shù)人員、管理人員等各級(jí)人員決策提供應(yīng)急參考信息,完成列車故障和非列車故障導(dǎo)致的緊急事件的應(yīng)急響應(yīng)和處置流程智能化。

(2）具備故障診斷功能,能實(shí)現(xiàn)故障原因的快速定位。根據(jù)診斷結(jié)果,標(biāo)注故障發(fā)生位置,提高故障處理效率。同時(shí)可查看該類故障的歷史反饋結(jié)果,提供參考。故障處置完成后,進(jìn)行情況反饋,實(shí)現(xiàn)處置閉環(huán)。

3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3.1車載關(guān)聯(lián)對(duì)象

牽引控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)、輔助變流控制系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、門控系統(tǒng)等車載關(guān)鍵設(shè)備等第三方智能單元作為車載數(shù)據(jù)源。

3.2地面關(guān)聯(lián)對(duì)象

地面系統(tǒng)可以支撐基于車載實(shí)時(shí)以及離線數(shù)據(jù)的應(yīng)用系統(tǒng),獲取車輛實(shí)時(shí)與離線數(shù)據(jù)進(jìn)行應(yīng)用。

4功能方案

4.1車載系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

車載系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基于現(xiàn)有列車控制與診斷系統(tǒng)(TCMS）開發(fā),車載數(shù)據(jù)中心通過(guò)信息服務(wù)網(wǎng)或其他擴(kuò)展接口采集列車車輛關(guān)鍵系統(tǒng)、設(shè)備數(shù)據(jù),并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、解析、存儲(chǔ),提供整車車統(tǒng)一維護(hù)端口,并綜合應(yīng)用4G/wLAN/LTE-M等無(wú)線通信技術(shù),構(gòu)建車地實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)全息化列車狀態(tài)的動(dòng)態(tài)跟蹤監(jiān)控,支撐地面大數(shù)據(jù)中心列車健康管理、列車數(shù)字化檢修等智能化應(yīng)用。

如圖2所示,車載數(shù)據(jù)中心通過(guò)以太網(wǎng)采集整合列車MVB上所有DCU、TCMS、BCU、SIV、EDCU、ATC、PIS、HAVC等關(guān)鍵系統(tǒng)的狀態(tài)和故障數(shù)據(jù):通過(guò)UXP方式采集離線記錄文件:通過(guò)以太網(wǎng)采集第三方子系統(tǒng)新增數(shù)據(jù):通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)獲取地面大數(shù)據(jù)中心遠(yuǎn)程指令數(shù)據(jù),為地面數(shù)據(jù)中心提供數(shù)據(jù)來(lái)源。

4.2數(shù)據(jù)傳輸

實(shí)時(shí)信息傳輸由車載數(shù)據(jù)中心主控插件與移動(dòng)通信插件完成,主控插件主要負(fù)責(zé)通信的控制、信息發(fā)送及接收,移動(dòng)通信插件負(fù)責(zé)信息的透明傳輸、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的連接。傳輸方式主要包含以下幾種:定時(shí)傳輸,故障、事件觸發(fā)傳輸,數(shù)據(jù)請(qǐng)求。

(1）定時(shí)傳輸:由時(shí)間觸發(fā),傳輸周期可設(shè)置,傳輸內(nèi)容包括列車的關(guān)鍵狀態(tài)信息與基本信息,如速度、工況、位置、車號(hào)、車次等。

(2）故障、事件觸發(fā)傳輸:由預(yù)設(shè)故障或事件進(jìn)行觸發(fā),傳輸?shù)膬?nèi)容包括列車的故障和相關(guān)環(huán)境數(shù)據(jù)、事件的相關(guān)信息,并包含車輛的關(guān)鍵狀態(tài)信息與基本信息。

(3）數(shù)據(jù)請(qǐng)求:由地面遠(yuǎn)程觸發(fā),根據(jù)地面大數(shù)據(jù)中心的指令傳輸相應(yīng)類型的數(shù)據(jù),如視頻、軟件更新包等。

4.3故障處置和分級(jí)響應(yīng)程序

故障處置和分級(jí)響應(yīng)應(yīng)用程序運(yùn)行在oCs上,通過(guò)以太網(wǎng)接收邏輯與處理程序診斷出來(lái)的實(shí)時(shí)故障,主要功能包括

讀取本地應(yīng)急手冊(cè)配置和應(yīng)急處置記錄,接收邏輯與處理程序的故障報(bào)警消息,顯示相應(yīng)的信息,通過(guò)與邏輯與處理程序交互,獲取當(dāng)前司機(jī)動(dòng)作,完成動(dòng)作確認(rèn)和界面切換。

5結(jié)語(yǔ)

南昌地鐵1號(hào)線列車搶險(xiǎn)救援系統(tǒng)研究的實(shí)現(xiàn)構(gòu)建了車輛搶險(xiǎn)救援的云端解決方案,提高了地鐵列車的故障處置速度、提升響應(yīng)能力,降低了因故障和外部因素導(dǎo)致的非正常停車和清客救援事故發(fā)生概率,因而具有工程推廣價(jià)值。