地鐵車輛遠程監控系統研究

楊吉波 蔡敦潔 高坤

摘要：近年來，我國城市軌道交通行業發展迅猛，國內一些大中型城市將地鐵車輛作為緩解交通擁堵及引領城市發展的首選方案。由于現有地鐵車輛缺少監控中心、地面、車載為一體的遠程監控系統，以及現有車載無線診斷設備數據監測不全，功能不完善，故障分析存在諸多不足等情況，本課題以我國某型地鐵車輛遠程監控系統為研究載體，主要闡述了軌道車輛遠程監控系統構架、功能和應用前景，以期能夠對相關從業者提供一定的幫助。

關鍵詞：地鐵車輛，遠程監控系統，構架，功能

1.引言

隨著社會的發展，城市化進程的推動，人口密度日益增加的嚴重形式下，路面交通已滿足不了人們的出行需要，城市軌道交通擁有快捷、舒適、安全、運量大等優點，被大眾所認可，并已成為短距離出行首選。城市軌道交通體系中的組成部分城市軌道交通車輛（簡稱：地鐵車輛），也是整個系統的核心。軌道交通車輛的遠程監測及診斷系統逐漸成為智能車輛的衡量標準，為車輛的安全行駛提出了一個全新的理念，如何對運行的車輛進行準確、高效而快速地診斷突發故障，是當前形勢下的重要問題。因此，針對地鐵車輛遠程監測系統進行深入地研究與功能優化，對我國整個城市軌道交通裝備制造業的提質提效發展具有非常重大的意義。

2.應用價值

車地無線傳輸系統用于車輛歷史數據查看評估和在營運過程中實時數據監測，經由車地無線通信將數據發送至地面服務器，經過系統解析評估或人工分析形成統計數據庫，并可自動生成報表曲線和故障分布圖等，為車輛的日常維護與快速診斷提供決策支持。讓服務人員實時監測車輛狀態，及時協助處理營運車輛突發問題，降低營運風險，提高車輛使用率。城軌車輛遠程監測及診斷系統完美結合了最新的無線局域網技術和現代嵌入式技術的典型應用。

檢測及診斷系統系統可實時監視車輛線上運行及回庫后的全程運行狀況，并自動傳輸下載相關數據至數據服務器。當車輛在線路上運行沒有無線局域網時，通過實時傳輸車輛故障、關鍵運行狀態等數據至運營監控中心;車輛回庫后一旦檢測到車輛段無線局域網絡，將自動通過該局域網傳輸車輛歷史故障、詳細運行狀態等大數據文件至指定的管理服務器，完成數據的分類、統計和評估。系統設有對外路由，提供有關人員訪問。

3.系統的構架

地面服務器實時接收機車通過無線網絡傳輸的實時及故障信息。其中通信服務器負責處理并發鏈接并依據應用層通信協議進行字節數組的解析。客戶可在任意聯網計算機通過瀏覽器訪問應用。系統中數據可分為基礎數據、列車運行數據。

4.系統的功能

4.1數據匯總

車輛數據記錄儀通過MVB接口與車輛列車控制系統連接，實時接收列車控制系統傳輸過來的車輛故障及運行狀態等信息，并對此匯總保存。

4.2數據傳輸

車載無線設備實時搜索周邊無線網絡狀態，當車輛在線路上運行沒有無線局域網時，車載無線設備將數據記錄儀接收到的車輛故障、關鍵運行狀態等數據實時傳輸至運營監控中心;當車輛回庫后車載無線設備檢測到車輛段無線局域網絡時，將自動通過該局域網將數據記錄儀匯總的車輛歷史故障、詳細運行狀態等大數據文件傳輸至指定的管理服務器。

4.3數據管理

地面服務器收到數據記錄儀通過車載無線設備發送過來的車輛故障、運行狀態等信息后，自動對數據進行分類、統計和評估，存入數據庫中并形成相應圖表。車輛段管理人員可通過地面服務器軟件對車輛故障及運行狀態進行實時監控，并對數據庫中保存的車輛歷史數據做相應分析統計。

4.4據導出

車輛段工作人員可通過安裝專業分析軟件的筆記本電腦，通過網絡與車輛段服務器或車載數據記錄儀建立連接，然后將車輛段服務器或車載數據記錄儀上的車輛故障、運行狀態等數據導出到筆記本電腦上，供車輛段工作人員對車輛故障及運行狀態等數據做進一步深入的離線分析。

4.5車輛管理

可實時監控車輛故障及在線情況，并對車型、車號、生產日期等車輛履歷進行管理查看。

4.6數據壓縮解析

按單車運行每小時產生的原始運行數據大概15兆計，如果一個車輛段配備60臺車，每天運行18小時計算，每天就會產生32G左右的數據文件，數據量非常大，對無線網絡帶寬要求高，下載時間慢。通過采用先進的壓縮解析算法，對數據進行重新編碼，極大降低大數據量。經壓縮解析后的最終數據量僅為原始數據量的十五分之一左右，有效縮短無線網絡下載數據文件的時間，降低對無線網絡帶寬的要求。

4.7服務器端數據采集軟件

地面服務器數據采集軟件存儲相應無線數據，系統自動分析統計形成故障報表、故障曲線、分布圖形等，為用戶提供故障評估、車輛維護與快捷服務的決策支持。

5.結束語

在城市交通壓力持續增大的背景下，地鐵車輛的應用能夠緩解這一緊張狀態。遠程數據監測和診斷系統通過車輛歷史數據查看評估和在營運過程中實時數據監測，經由車地無線通信將數據發送至地面服務器，經過系統解析評估或人工分析形成統計數據庫，并可自動生成報表曲線和故障分布圖等，為車輛的日常維護與快速診斷提供決策支持。讓服務人員實時監測車輛狀態，及時協助處理營運車輛突發問題，降低營運風險，提高車輛使用率。主要介紹地鐵車輛遠程監控系統構架、功能以及應用價值，能夠對相關從業者提供一定的幫助。

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