鐵路車輛質量互控及預警系統的研究

趙登乾

（中國鐵路蘭州局集團有限公司 機輛檢測所，蘭州 730000）

鐵路車輛的運行安全是鐵路運輸安全的重要組成部分，車輛運用、檢修質量是車輛運行安全的保證。車輛運用、檢修各車間和各工序之間應通力合作，強化車輛運用、檢修過程中的相互監督，把好質量關，實現質量互控，是提高車輛運用、檢修質量的有效手段之一。此外，對因列車直通等原因不能及時、徹底處置的故障，在采取安全保障措施的前提下，預警車輛運行前方車間要進行及時解決，防止故障擴大，保障鐵路車輛安全可靠運行十分重要[1]。

在車輛實際運用和檢修作業中，對車輛質量的控制除實施傳統的三級檢查制度外，不同生產作業單位之間缺少互控環節。因此，為適應鐵路車輛運用和檢修質量管理要求，有效地防止漏檢、漏修，實現車輛運行故障早發現早處置，杜絕車輛安全運行隱患，推進與現有車輛系統數據共享和綜合應用，為相關管理和作業人員提供信息服務支撐，迫切需要引入先進的信息處理技術，建立一套比較完善的鐵路車輛質量互控及預警系統[2]。

1 系統目標及可行性分析

1.1 系統目標

系統通過B/S 集成構架設計，利用中央服務器進行數據處理，節約大量硬件和人工維護的投入。根據不同作業的檢查范圍和質量標準，對上一環節技術檢查作業進行質量控制，實現車輛質量互控和預警。通過該系統預警模塊錄入信息向下一個作業環節進行預警，告知該車帶有故障，下一個作業環節通過該系統可查看到預警信息，該車到達后及時通知現場進行檢查處理。構建信息化系統建設，需涵蓋上述業務流程，實現以下目標。

（1）車輛運用互控。運用車間內部，現場檢查作業對動態檢查作業的質量進行互控，始發作業對到達作業質量進行互控；進行到達、中轉作業的運用車間對前方進行始發作業、動態檢查作業的運用車間作業質量進行互控。

（2）車輛檢修互控。檢修車間、修配車間和輪軸車間內部，由下道工序對上道工序的檢修質量進行互控；檢修車間對修配車間、輪軸車間的車輛配件檢修質量進行互控。

（3）運用車間始發作業時，對檢修車間檢修后首次投入運用的入段廠修、段修及臨修車輛質量進行互控；檢修車間站修作業場對運用車間扣修故障的臨修車發現情況進行互控。

（4）動態檢查作業發現直通列車中的車輛故障，在故障不影響車輛運行安全或采取必要安全保障措施的前提下，向列車運行前方列檢作業場進行預警，通知前方列檢作業場對故障進行徹底檢查處理。

1.2 可行性分析

1.2.1 技術可行性

系統是一個數據庫故障管理和查詢的系統，涉及的現有軟件、硬件技術都非常成熟，利用現有的技術條件，完全可以達到構建的功能目標。

1.2.2 經濟可行性

系統采用B/S 架構[3]，服務端部署在蘭州局集團公司現有服務器設施上，客戶端各級用戶使用科室、車間在用生產、辦公計算機即可，無需重新投資；軟件系統的開發，采用與專業軟件公司合作的方式，納入中國鐵路蘭州局集團有限公司科研課題，為后期在全路的推廣應用提供可能。

1.2.3 社會可行性

系統采用B/S 架構，各級用戶均具備相應的操作技能；將原有人工進行的互控、預警管理工作進行了電子化、網絡化，對業務流程進行了重組、優化，更有利于互控、預警工作的開展。

2 系統設計

2.1 系統功能模塊

系統功能結構，如圖1 所示。

圖1 系統功能結構

2.1.1 質量互控管理模塊

互控信息管理，包括互控信息的錄入、發布、接受及考核，完成沒有爭議的互控信息的全管理，實現互控故障從發現到消除、兌現考核的閉環管理；申訴信息管理，包括申訴信息的轉入、處置及裁決信息的處置、考核，完成爭議的互控信息的全管理，實現申訴故障從處置到裁決、兌現考核的閉環管理。

2.1.2 故障預警管理模塊

主要包括預警信息的發布、接受及故障處置、追蹤，完成預警信息的全過程管理，實現預警故障從發現到消除、反饋的閉環管理。

2.1.3 查詢分析管理模塊

主要包括主控、被控、申訴、預警信息及互控獎勵、考核，信息的查詢、統計，可以通過用戶限定的時間范圍、部門名稱、故障類別和故障部位等自定義條件進行查詢統計并輸出報表；同時具備強大、靈活的報表統計、分析功能，對關鍵數據提供餅狀圖、柱狀圖多樣化的圖表顯示、分析，使安全質量管理的重要數據在系統中直觀呈現。

2.1.4 字典維護管理模塊

主要包括數據字典維護，即車種車型、故障字典、故障分級字典的維護，對系統功能實現提供底層技術支撐，以上數據需符合鐵路行業技術規范和國鐵集團相關規定；組織機構維護，即創建站段、車間、作業場、班組、工序和人員信息，實現相關基礎數據的實時、動態管理。

2.2 系統數據字典

2.2.1 車種車型

車種車型符合《鐵路貨車車種車型車號編碼》[4]及其修訂內容確定車號后系統自動判定車種車型，確保車種車型的準確，同時減輕錄入人員工作量。

2.2.2 故障字典

故障字典采用鐵路貨車技術管理信息系統（HMIS）故障字典[5]。HMIS 包含了鐵路貨車從新造、運用、檢修到報廢的全過程、全部技術數據；同時根據新車型、新配件的應用，數據庫在不斷更新，是鐵路貨車最基礎、最規范、最實效、最權威的技術數據。采用HMIS 故障字典，就是有了故障分類、名稱和施修單位、方法在全路貨車系統的通行證，使故障分類、名稱標準化；為進一步自動接入5T 系統特別是TFDS 發現的車輛故障鋪平道路。

在實際運用中，從HMIS 中直接導出故障字典，再導入系統，避免重復錄入，確保故障字典準確性。

2.2.3 故障分級字典

故障嚴重程度等級分級與蘭州局集團有限公司安全檢查信息管理系統問題等級分級保持一致，避免相同質量問題考核標準不一致問題的發生。

2.3 故障范圍和質量標準

2.3.1 互控范圍和質量標準

對運用車間互控的故障范圍和質量標準，按《鐵路貨車運用維修規程》[6]及《蘭州鐵路局運用貨車質量控制考核辦法》[7]等文件相關要求執行；對檢修車間互控的故障范圍和質量標準，按《鐵路貨車廠修規程》[8]《鐵路貨車段修規程》[9]《鐵路貨車站修規程》[10]《蘭州鐵路局鐵路貨車檢修系統“零故障檢驗”管理辦法》[11]等文件相關要求執行。

2.3.2 預警范圍和質量標準

預警的故障范圍和質量標準，按《鐵路貨車運用維修規程》《蘭州局集團公司鐵路貨車運用工作管理細則》[12]等文件相關要求執行。

3 系統關鍵技術

采用B/S 架構，客戶端通過計算機瀏覽器直接訪問系統，通過分配的用戶名和登錄密碼標識唯一的系統使用人員。所有相關班組、作業場、車間、車輛段和業務部室作為系統客戶端可通過瀏覽器在任一計算機上直接訪問系統，通過分配的用戶名和登錄密碼標識唯一的系統使用人員。

通過ACL（Access Control List）訪問控制列表的模式對不同權限的系統使用人員進行授權和認證[13]。系統應具有樹形組織機構設置，即集團公司、車輛段、車間、作業場和班組，相應在每個父級組織機構下能夠自由創建隸屬于該機構的子機構，并能添加不同權限的系統用戶。

互控信息管理和預警信息管理作為該系統的核心功能模塊，詳細記錄了互控、預警信息內所應包含的各類基礎數據，從數字、文字和圖像等多方面客觀、詳細的描述互控、預警信息實體。在信息處理流程上引入工作流引擎（Work Flow Engine）處理機制，根據不同的業務參與者和業務邏輯在“定制”的流程中流轉、閉環[14]。

3.1 互控信息處理

互控信息管理是該系統的核心功能模塊之一，互控信息的處理流程，如圖2 所示。

圖2 質量互控流程

3.2 預警信息處理

預警信息管理是該系統的另一核心功能模塊，預警信息的處理流程，如圖3 所示。

3.3 系統用例分析

該系統中的所有用戶根據角色主要劃分為：班組級用戶、作業場級用戶、車間級用戶、段級用戶和局級用戶。其中，作業場級用戶和車間級用戶面向該系統使用類似的用例，主要用例分析，如圖4 所示。

4 結束語

系統目前已經在蘭州局集團有限公司蘭州西、嘉峪關車輛段試運用，通過向前預警、向后互控，實現了對貨車運用、檢修質量的全方位控制，有效減少了漏檢，提高了貨車質量，確保了貨車運行安全；下一步將在客車、動車中推廣應用。

圖3 預警信息流程

圖4 主要用例分析

通過電子化存檔功能，實現了故障互控、預警信息的閉環和可追溯性，規范了管理。隨著不斷累積數據，通過統計分析結果，可以實現對各車間作業質量的客觀評價；對管理人員而言，可以掌握各班組作業情況及近期車輛質量易發、易漏故障情況，以便更好的指導生產作業和質量盯控。