鐵路信號(hào)設(shè)備電氣特性一體化智能測(cè)試系統(tǒng)研制

花義峰 中國(guó)鐵路上海局集團(tuán)有限公司調(diào)科研所

鐵路信號(hào)設(shè)備電氣特性測(cè)試是信號(hào)設(shè)備維護(hù)工作的重要內(nèi)容之一，通過(guò)對(duì)設(shè)備的電氣特性進(jìn)行測(cè)試，可掌握和分析設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，預(yù)防設(shè)備故障，保證設(shè)備正常運(yùn)行，從而保障鐵路的安全、高效生產(chǎn)。

鐵路信號(hào)設(shè)備電氣特性測(cè)試要求測(cè)試方法應(yīng)符合《測(cè)試信號(hào)維護(hù)規(guī)則（業(yè)務(wù)管理）》，測(cè)試數(shù)據(jù)應(yīng)真實(shí)準(zhǔn)確，數(shù)據(jù)分析應(yīng)認(rèn)真細(xì)致。測(cè)試數(shù)據(jù)的真實(shí)準(zhǔn)確是其它后續(xù)各項(xiàng)工作的基礎(chǔ)，但當(dāng)前除了鐵路信號(hào)集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠自動(dòng)完成部分測(cè)試項(xiàng)目外，其它測(cè)試項(xiàng)目均要進(jìn)行人工測(cè)試。人工測(cè)試數(shù)據(jù)的手動(dòng)記錄、手動(dòng)錄入表格等數(shù)據(jù)傳遞過(guò)程，不僅浪費(fèi)人力、物力，而且可能會(huì)造成數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤、丟失，不利于測(cè)試數(shù)據(jù)真實(shí)準(zhǔn)確性的管控，數(shù)據(jù)的失真使整個(gè)維護(hù)和維修計(jì)劃不能做到有的放矢，給設(shè)備的安全使用帶來(lái)隱患。

電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)雖然在各集團(tuán)公司大面積推廣使用，但僅在各車站工區(qū)安裝固定的終端，電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)無(wú)法向生產(chǎn)一線延伸，管理的“最后一公里”主要還通過(guò)人工的信息傳遞完成。

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)和微電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，已經(jīng)帶動(dòng)了作業(yè)過(guò)程自動(dòng)化、信息化的高速發(fā)展，使電務(wù)電特性測(cè)試作業(yè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、無(wú)紙化、信息化在技術(shù)上成為可能。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

鐵路信號(hào)設(shè)備電氣特性一體化智能測(cè)試系統(tǒng)包括具有藍(lán)牙通訊的測(cè)試儀表、帶專用軟件的手持終端、含電氣特性測(cè)試模塊的電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)。

鐵路信號(hào)電特性測(cè)試應(yīng)用軟件，安裝在手持終端上，通過(guò)藍(lán)牙接口，接收儀器儀表的測(cè)試數(shù)據(jù)。

手持終端通過(guò)4G或WiFi通信方式,經(jīng)集團(tuán)公司網(wǎng)絡(luò)安全平臺(tái)，從電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)下載測(cè)試工作內(nèi)容，根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)填寫(xiě)表格后，再經(jīng)集團(tuán)公司網(wǎng)絡(luò)安全平臺(tái)，上傳至電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)。系統(tǒng)構(gòu)成結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)構(gòu)成結(jié)構(gòu)圖

2 工作流程

（1）手持終端通過(guò)4G或WIFI通信方式，連接于電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)下達(dá)電氣特性測(cè)試任務(wù)。

（2）測(cè)試人員登陸手持終端軟件，瀏覽手持終端的測(cè)試任務(wù)，選擇當(dāng)前的測(cè)試任務(wù)。

（3）手持終端通過(guò)藍(lán)牙接口連接測(cè)試儀表。

（4）測(cè)試儀表的數(shù)據(jù)穩(wěn)定正確后，點(diǎn)擊確認(rèn)按鈕（或雙擊確認(rèn)按鈕，連續(xù)上傳），上傳至手持終端。

（5）手持終端先選擇測(cè)試數(shù)據(jù)，再選擇對(duì)應(yīng)的測(cè)試項(xiàng)目。點(diǎn)擊保存后，生成測(cè)試記錄。

（6）測(cè)試任務(wù)完成后，通過(guò)無(wú)線連接電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，提交電氣特性測(cè)試數(shù)據(jù)及相關(guān)信息（人員、時(shí)間等）至電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)的電氣特性測(cè)試模塊，實(shí)現(xiàn)測(cè)試數(shù)據(jù)的信息化管理和運(yùn)用。

3 實(shí)現(xiàn)功能

手持終端通過(guò)無(wú)線連接于電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)下達(dá)測(cè)試任務(wù)。測(cè)試人員在手持終端上瀏覽測(cè)試任務(wù)，選擇當(dāng)前的測(cè)試任務(wù)。手持終端通過(guò)藍(lán)牙連接測(cè)試儀表。測(cè)試儀表的數(shù)據(jù)穩(wěn)定正確后，點(diǎn)擊確認(rèn)按鈕，上傳至手持終端。在手持終端的應(yīng)用軟件上先選擇測(cè)試數(shù)據(jù)，再選擇對(duì)應(yīng)的測(cè)試項(xiàng)目，點(diǎn)擊保存后，生成測(cè)試記錄。測(cè)試項(xiàng)目完成后，通過(guò)無(wú)線連接電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，上傳測(cè)試數(shù)據(jù)，完成電特性測(cè)試過(guò)程的全過(guò)程信息化管理。

3.1 電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)電氣特性測(cè)試相關(guān)功能

3.1.1 新增任務(wù)

打開(kāi)電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)在左側(cè)菜單選擇 生產(chǎn)管理→電氣特性→電氣特性任務(wù)表，打開(kāi)菜單之后，點(diǎn)擊右側(cè)列表上方的“添加”按鈕，進(jìn)入添加頁(yè)面，用戶需要先選擇車站以及填寫(xiě)任務(wù)名稱，然后選擇下方測(cè)試表名稱，選中對(duì)應(yīng)設(shè)備后點(diǎn)擊右下角的保存按鈕。

3.1.2 修改任務(wù)

用戶只能選擇狀態(tài)為任務(wù)編制中的任務(wù)進(jìn)行修改，修改時(shí)操作方法與上方添加方法一致，先選擇左側(cè)測(cè)試表名稱，然后選擇右側(cè)的具體設(shè)備。

3.1.3 發(fā)布任務(wù)

當(dāng)任務(wù)編制完成后，需要手持終端下載任務(wù)時(shí)，需要先將此任務(wù)狀態(tài)變更，選擇一條記錄，點(diǎn)擊上方的“任務(wù)編制完成”按鈕，點(diǎn)擊確定之后，任務(wù)的狀態(tài)會(huì)變更為任務(wù)編制完成，手持終端可以看到此任務(wù)并進(jìn)行下載。此狀態(tài)的任務(wù)無(wú)法修改與刪除，只能進(jìn)行“作廢”操作，“作廢”之后的任務(wù)無(wú)法被手持終端讀取。

3.1.4 任務(wù)作廢

選中一條任務(wù)點(diǎn)擊列表上方的“作廢”按鈕，如果任務(wù)填寫(xiě)錯(cuò)誤狀又無(wú)法修改時(shí)，可以使用此功能，任務(wù)完成狀態(tài)的任務(wù)無(wú)法被“作廢”。

3.1.5 任務(wù)下載與上傳

此兩項(xiàng)功能需要手持終端（手機(jī)）通過(guò)集團(tuán)公司網(wǎng)絡(luò)安全平臺(tái)連接于電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)上才能進(jìn)行操作。查看任務(wù)下載與上傳完成情況及具體信息

3.1.6 任務(wù)完成

當(dāng)用戶將所有設(shè)備測(cè)試完并上傳至系統(tǒng)后，可以將此任務(wù)的測(cè)試結(jié)果傳到電氣特性測(cè)試記錄表中，用于在系統(tǒng)中查看詳細(xì)的測(cè)試信息。用戶選中狀態(tài)為任務(wù)已上傳的任務(wù)點(diǎn)擊上方的“任務(wù)完成”按鈕，任務(wù)狀態(tài)將變更為任務(wù)已完成，并且無(wú)法再對(duì)此任務(wù)進(jìn)行操作。

3.2 手持終端應(yīng)用軟件功能

手持終端應(yīng)用軟件功能包括任務(wù)選擇、藍(lán)牙綁定等功能，應(yīng)用軟件界面如圖2所示。

圖2 應(yīng)用軟件界面

3.2.1 綁定藍(lán)牙設(shè)備

在藍(lán)牙設(shè)備列表中選擇要使用的藍(lán)牙設(shè)備，首次連接CD96設(shè)備，需要先進(jìn)行藍(lán)牙掃描，發(fā)現(xiàn)CD96設(shè)備后，選中即可，正常連接后，可看到“配對(duì)成功”提示。

3.2.2 藍(lán)牙連接

在app首頁(yè)，點(diǎn)擊右上角藍(lán)牙連接按鈕進(jìn)行連接。

3.2.3 車站選擇

進(jìn)入系統(tǒng)配置頁(yè)面，首先輸入人員名稱，然后點(diǎn)擊選擇車站按鈕，可選擇對(duì)應(yīng)的車站（該步驟需要手持終端采用4G或WIFI通過(guò)集團(tuán)公司網(wǎng)絡(luò)安全平臺(tái)連接至電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)）。

3.2.4 任務(wù)下載

點(diǎn)擊下載數(shù)據(jù)圖標(biāo)，進(jìn)行任務(wù)下載。

3.2.5 設(shè)備測(cè)試

打開(kāi)測(cè)試設(shè)備，確保藍(lán)牙已連接，在測(cè)試設(shè)備上測(cè)試完畢需要上送數(shù)據(jù)時(shí)，按下確認(rèn)鍵，此時(shí)會(huì)將測(cè)試數(shù)據(jù)上傳到APP，并有“滴”的一聲提示音，在APP中即可看到上送的數(shù)據(jù)。

選擇要使用的測(cè)試數(shù)據(jù)，在對(duì)應(yīng)的測(cè)試項(xiàng)上點(diǎn)擊一下，測(cè)試值便選用了，并記錄下測(cè)試人及測(cè)試時(shí)間。在數(shù)據(jù)測(cè)試完成后，可查看完成情況，數(shù)據(jù)匯總?cè)鐖D3所示。

圖3 數(shù)據(jù)匯總

3.2.6 任務(wù)提交

當(dāng)測(cè)試任務(wù)完成后，將手機(jī)通過(guò)4G、WiFi等通過(guò)集團(tuán)公司的網(wǎng)絡(luò)安全平臺(tái)接入電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)后可進(jìn)行任務(wù)上傳，點(diǎn)擊提交任務(wù)即可。任務(wù)上傳成功后，APP會(huì)有提示，如上報(bào)成功，測(cè)試人員可在電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)終端上登錄到電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)中進(jìn)行確認(rèn)，對(duì)于上傳成功的任務(wù)，可在APP中手動(dòng)刪除本地任務(wù)。

3.3 內(nèi)外網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸

開(kāi)發(fā)電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)電氣特性接口程序，部署在電務(wù)部中心機(jī)房（如暫時(shí)無(wú)獨(dú)立服務(wù)器，可臨時(shí)部署在電務(wù)部應(yīng)用服務(wù)器上），接口程序通過(guò)辦公網(wǎng)向各段的應(yīng)用服務(wù)器輪詢，在服務(wù)器數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)回傳至接口程序，接口程序?qū)?shù)據(jù)組織為文件放置到FTP服務(wù)器上；接口程序再對(duì)FTP上的電氣特性測(cè)試結(jié)果文件進(jìn)行遍歷，尋找修改時(shí)間有變化的文件，對(duì)文件進(jìn)行解析，將解析后的測(cè)試結(jié)果信息回寫(xiě)至相應(yīng)電務(wù)段的電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)中。

電氣特性測(cè)試終端在程序加載后讀取FTP服務(wù)器上的賬號(hào)密碼文件，如果文件有變化，則下載新文件至本地，作為用戶登錄驗(yàn)證的數(shù)據(jù)庫(kù)；用戶登錄成功后，根據(jù)賬號(hào)密碼文件中的所屬工區(qū)ID讀取FTP服務(wù)器上的機(jī)構(gòu)和車站關(guān)系文件，獲取工區(qū)下屬車站的列表；用戶選擇車站列表后，根據(jù)車站ID讀取FTP服務(wù)器上的車站測(cè)試任務(wù)列表；用戶選擇任務(wù)列表中的任務(wù)時(shí)，根據(jù)任務(wù)ID讀取FTP服務(wù)器上的測(cè)試任務(wù)文件；用戶在錄入測(cè)試結(jié)果后，點(diǎn)擊上報(bào)按鈕后，將任務(wù)測(cè)試結(jié)果生成文件上傳至FTP服務(wù)器上。

3.3.1 接口方式

為保證鐵路信息安全，系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)接口必須采取安全、可靠、保密的接口方式和訪問(wèn)許可制度，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)共享數(shù)據(jù)的調(diào)閱。由中國(guó)鐵路上海局集團(tuán)有限公司提供基于互聯(lián)網(wǎng)的FTP存儲(chǔ)空間，實(shí)現(xiàn)電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)與電氣特性測(cè)試終端的數(shù)據(jù)交互需求，雙方將數(shù)據(jù)按接口規(guī)范分目錄寫(xiě)入FTP存儲(chǔ)空間中，同時(shí)從FTP存儲(chǔ)空間中讀取所需數(shù)據(jù)。在FTP服務(wù)器上建立dtx用戶，建立dtx目錄做為dtx用戶的主目錄，dtx用戶對(duì)此目錄有創(chuàng)建目錄、創(chuàng)建文件、刪除文件的權(quán)限，電務(wù)安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)和電氣特性測(cè)試終端使用dtx用戶向FTP服務(wù)器寫(xiě)入/讀取文件，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互的需求，其中FTP服務(wù)器上的目錄及文件命名規(guī)則參考雙方的接口數(shù)據(jù)讀寫(xiě)協(xié)議約定。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。

圖4 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

3.3.2 目錄文件存放規(guī)范

dtx[根目錄](méi)

njdwdid[段級(jí)目錄，共5個(gè)]

user.hhkj[賬號(hào)密碼文件]

gqid[工區(qū)級(jí)目錄，約200個(gè)]

gq.hhkj[工區(qū)信息文件]

czid[車站目錄，1－5個(gè)]

cz.hhkj[車站信息文件]

taskid.hhkj[測(cè)試任務(wù)文件，每個(gè)目錄下約30個(gè)]

taskid_back.hhkj[測(cè)試結(jié)果文件，每個(gè)目錄下約30個(gè)]

目錄結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 目錄結(jié)構(gòu)

4 結(jié)束語(yǔ)

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了電務(wù)電氣特性測(cè)試數(shù)據(jù)的自動(dòng)錄入的功能，使整個(gè)測(cè)試過(guò)程下達(dá)任務(wù)、執(zhí)行測(cè)試、數(shù)據(jù)保存形成閉環(huán)化、信息化管理，解決了測(cè)試過(guò)程中人工傳遞數(shù)據(jù)的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了測(cè)試工作的無(wú)紙化辦公，有效提高了信號(hào)設(shè)備電特性測(cè)試的效率，避免了測(cè)試過(guò)程中的人為失誤，提升了使用單位對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)真實(shí)性、準(zhǔn)確性的管控能力，有目的的指導(dǎo)運(yùn)維計(jì)劃，提高設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行具有積極意義，具有很高的實(shí)用價(jià)值。