基于HMIS運用子系統的綜合應用研究與設計

馬洪洋，錢 琳

（1.中國鐵路北京局集團有限公司 豐臺車輛段，北京 100070；2.中國鐵道科學研究院集團有限公司，北京 100081）

鐵路列檢技術作業是鐵路貨車運用維修（簡稱：貨車運用）工作的基本單位，是確保鐵路運輸安全和暢通的重要環節。目前，車輛應用部門推廣了鐵路貨車信息技術管理系統（簡稱：HMIS）、鐵路車輛運行安全監控系統[1]（包括車輛軸溫智能探測系統[2]（THDS）、車輛運行品質軌邊動態監測系統（TPDS）、貨車故障軌邊圖像檢測系統（TFDS）、車輛滾動軸承故障軌邊聲學診斷系統（TADS）等）、車號識別系統[3]（ATIS）等，這些系統的實施為鐵路貨車運用管理提供了大量的數據基礎，滿足了鐵路列檢技術作業管理的基本需要。

隨著鐵路貨車運輸組織效率和安全保障要求的不斷提高，列檢技術作業作為行車安全中的重要一環，也提出了更高的要求。但在列檢實際工作針對列車作業提示、操作和組織、安全監控和預警、故障預測等方面仍然存在著一系列亟待解決的問題。

為適應新形勢下的鐵路貨車運用管理需求，推進貨車系統數據共享和綜合應用，實現貨車健康管理（PHM）在故障預測方面的實際應用[4]，迫切需要引入先進的信息處理與集成技術，提高HMIS運用子系統綜合應用。以HMIS運用子系統為基礎，通過對列檢技術作業相關的車輛運行安全監控系統、鐵路運輸信息集成平臺[5]、網絡扣車系統[6]等進行資源整合、信息共享、數據集成，升級HMIS運用子系統，強化綜合應用，按列檢“一班、一列、一輛”的標準化流程指導列檢技術作業，實現列檢作業全過程的管控和規范化管理,為列檢相關人員提供完整的信息服務支撐，在減輕勞動強度的同時提高列檢作業質量，確保鐵路車輛運輸安全。

1 研究內容

通過利用各系統間的信息集成，流程優化，實現如下的研究目標：

（1）實時接入列檢作業場入口THDS設備探測列車車輛及報警信息[7]，作為列檢作業場實際接入列車車輛的依據。

（2）實現貨車健康管理PHM在故障預測方面的應用，以列檢作業場入口THDS探測列車車輛為主線進行報警車、到過期車、源頭質量重點車以及車輛空重、發到站、品名等貨車裝載信息集成，為值班員提供完整的生產組織、作業監控管理等信息服務支撐，減少用戶在不同系統上的多次操作，實現一次錄入、信息共享。

（3）結合《鐵路貨車運用維修規程》[8]（簡稱：《運規》），進行車輛運行安全監控系統綜合報警評判，方便列檢作業場更加有針對性的開展技檢作業，提高列檢作業效率。

（4）實現列檢作業場級TPDS、TADS、THDS復示終端的整合，實現報警車輛信息一次錄入，車輛運行安全監控各專項系統與HMIS運用子系統的信息共享、實現報警處理閉環控制。

（5）實現與作業場級網絡扣車系統的整合應用，在運用子系統中進行調令申請、獲取審批。

（6）按照“一班、一列、一輛”的生產組織流程和標準指導作業，實現列檢技術作業全過程實時監控與規范化管理，提高對列檢班組人員、作業質量、作業組織、生產指揮的精細化管理程度。

（7）通過系統間的信息整合，加強對數據準確性、及時性、完整性的校驗，為貨車運用管理提供更加及時準確的數據基礎和決策依據。

2 系統設計

2.1 架構設計

本系統涉及到多個相關既有系統，并實現信息的整合提升，系統總體架構如圖1所示。

2.2 數據流程設計

圖1 系統總體架構圖

在鐵路總公司，通過與HMIS系統、車輛運行安全監控系統、網絡扣車系統、鐵路運輸集成平臺進行信息交互，實時接入或調用THDS、TPDS、TADS檢測報警及核實處理信息、檢修到過期車及車輛前次定檢信息、報警車輛貨車裝載及發到信息、檢修車調令申請信息、始發列車編組信息，形成全路待處理的安全監控報警車輛、檢修到過期車輛、源頭質量等重點車輛名單。

在鐵路局，通過與車輛運行安全監控系統進行信息交互，實時接入列檢作業場入口THDS信息進行列車追蹤，并且自動與鐵路總公司全路待處理車輛名單進行匹配，同時結合列檢作業場的實際列車接車信息，按需推送列檢作業場集成信息；并且向鐵路運輸集成平臺及時反饋扣車、關門車信息。

在列檢作業場，通過對現有HMIS運用子系統、THDS復示終端、TPDS復示終端、TADS復示終端、網絡扣車系統等進行資源整合、信息共享、數據集成、綜合應用，同時實現與鐵路局、鐵路總公司之間的信息交互及接口調用，為列檢作業場相關人員提供及時、完整的信息服務支撐。

數據流程圖如圖2所示。

3 系統實現

3.1 功能實現

3.1.1 列車跟蹤按需集成預報

列車跟蹤及按需集成預報方式主要實現流程，如圖3所示。

圖2 系統數據流程設計圖

（1）將全路THDS、TPDS、TADS監測報警信息以及各列檢作業場的反饋處理信息實時上傳至鐵路總公司[9]，進行報警車輛閉環銷號處理及更新，在此過程中結合了站修作業場、車輛段、車輛工廠等多源的報警處置信息。

（2）在鐵路總公司實時建立全路未處理TPDS踏面損傷、TPDS運行狀態不良、TADS一級及聯網扣車報警車輛名單，并且根據綜合預警評判模型實時進行車輛綜合預警評判。同時，在鐵路總公司建立全路檢修車到過期車輛、專項整治重點車輛名單。

（3）將鐵路總公司運行安全監控報警[10]、檢修到過期車輛、重點車輛等信息實時下發到各鐵路局。

（4）借助于THDS進行列車追蹤監控，實時進行THDS檢測列車與運行安全監控報警車輛、檢修到過期車輛、重點車輛的自動匹配，匹配成功后以THDS列車車輛為主線進行報警車輛、檢修到過期車輛、源頭質量重點車以及車輛空重、發到站、品名等貨車裝載信息集成。

（5）結合列檢作業場實際接車信息，將列輛綜合集成信息預報到即將到達的列檢作業場，實現車輛按需、自動、集成預報和閉環反饋管理。

3.1.2 車輛運行安全監測綜合預警

在執行既有預報標準的處置基礎上，對符合下列條件的鐵路貨車預報車輛運行安全監測進行綜合預警評判，從而有針對性地指導列檢技術作業，在保障鐵路車輛運行安全的基礎上提高列檢作業場檢車效率。

（1）THDS預報微熱及以上報警，且往前30日內同輛同輪（軸）位TPDS預報踏面損傷三級及以上，同輛同輪（軸）位TADS預報三級及以上或同輛同輪（軸）位TFDS預報軸承甩油且未換輪的報警。

圖3 列車跟蹤按需集成預報圖

（2）TPDS預報踏面損傷三級及以上報警，且往前30日內同輛同輪（軸）位TADS預報三級及以上，同輛同輪（軸）位THDS預報微熱及以上或同輛同輪（軸）位TFDS預報軸承甩油且未換輪的報警。

（3）TADS預報三級及以上報警，且往前30日內同輛同輪（軸）位TPDS預報踏面損傷三級及以上，同輛同輪（軸）位THDS預報微熱及以上或同輛同輪（軸）位TFDS預報軸承甩油且未換輪的報警。

3.1.3 標準化作業流程卡控

結合列檢技術作業現場應用需求，集成列檢技術作業相關的信息，按照列檢“一班、一列、一輛”的組織標準和列檢作業標準，提出鐵路列檢技術作業的規范化業務流程設計：

（1）列檢值班員和檢車工長進行交接班，包括當天班組人員確認、設備交接、工作移交、工作量交接等內容，并且由檢車工長對當天班組檢車員進行作業分工。

（2）列檢值班員根據車站站調通知、結合列檢作業場前方THDS監測過車信息，制定列檢作業計劃，進行作業派班及人員占位安排，以便提前準備作業。

（3）對于確認到達列檢作業場的列車車輛，系統按列車車輛集成展示報警車輛、檢修到過期車輛、源頭質量重點車以及車輛空重、發到站、品名等貨車裝載信息。

（4）系統自動根據現場班組人員站位情況生成派工單，由列檢值班員向檢車員派發工單。

（5）檢車員利用待檢室終端或手持終端接收作業任務，進行技術作業信息的反饋和報警車輛信息的確認反饋，由檢車工長進行車輛故障鑒定。

（6）列檢值班員監控列檢技術作業進度，并對作業信息和報警車輛核實處理信息進行確認。

3.1.4 列檢作業全車號信息采集

HMIS運用子系統升級后，能夠實現列檢始發、到達、中轉作業全車號信息采集，為列檢作業場標準化貨車質量管控和評價奠定基礎，同時也為作業場差異化結算奠定基礎。其中，到達、中轉列車通過入口THDS列輛獲取全車號信息；始發列車通過運輸集成平臺獲取列車編組信息。

3.1.5 既有應用系統整合應用

對列檢作業相關的車輛運行安全監控系統、網絡扣車系統、運輸集成平臺進行信息共享和整合應用，減少多系統、多頁面切換，實現一次錄入、信息共享，發揮信息資源綜合應用價值，提高列檢作業效率。

3.1.6 作業終端整合及規范數據接口

對列檢作業場值班員、THDS、TPDS、TADS等作業終端進行整合，規范與各相關系統、設備接口，同時統一制定與手持機終端、集控脫軌器、列車制動機試驗系統的數據接口。

3.2 接口實現

信息接口是HMIS運用子系統實現數據接入的基礎和關鍵，是實現信息共享和信息綜合利用的基礎。HMIS運用子系統與相關信息系統采用服務共享方式，通過統一的接口標準規范，利用接口表、WebService服務等方式進行信息共享與交換，支持列車制動機試驗系統、集控脫軌器等自動化設備的接入。與鐵路總公司HMIS系統接口如表1所示。與網絡扣車系統接口如表2所示。與車輛運行安全監控系統接口如表3所示。與運輸集成平臺系統接口如表4所示。與作業場設備接口如表5所示。

表1 與鐵路總公司HMIS系統接口

表2 與網絡扣車系統接口

表3 與車輛運行安全監控系統接口

表4 與運輸集成平臺系統接口

表5 與作業場設備接口

4 結束語

以現有HMIS運用子系統為核心，通過對列檢運用作業相關系統的資源整合、信息共享、優化配置，提高信息的綜合應用價值，規范作業流程、提高作業效率，實現報警車輛的閉環管理，充分發揮車輛運行安全網絡化監控的應用效果，利用信息技術手段優化列檢作業流程、減輕列檢人員勞動強度，從而促進鐵路貨車運用管理水平的整體提升，滿足新形勢下對貨車運用工作的新要求，確保鐵路車輛運行安全持續穩定。