轉向架檢修信息共享系統研究

王路 王飛

引言

我國鐵路穩步高速發展，鐵路運輸業在我國的運輸業中具有不可替代的作用。

隨著鐵路貨運行業的穩定發展，160km/h快速貨車是開展鐵路快速貨物運輸的裝備保證，而轉向架則是確保快速貨車安全運行的關鍵技術[1]，為確保鐵路運輸安全，鐵路車輛在運用過程中，零部件會逐漸磨耗、腐蝕和損傷，為使車輛經常處于質量良好狀態，確保行車安全并延長車輛使用壽命，必須對鐵路車輛進行各種檢查和修理工作。實行流水作業，有利于降低修理費用，提高修理質量和勞動生產率。以轉向架檢修為例，根據不同的運行環境及要求，運營單位制定不同的檢修周期[2]。目前大多數車輛段的轉向架檢修工藝線都存在控制方式陳舊，檢修數據無法自動采集和管理的問題，已經不能滿足車輛段在新形勢下高效、安全生產的需要，因此研究、設計轉向架信息共享系統對檢修線信息化實現方案具有很大的現實意義。可推動我國快速貨車轉向架研究的進展，使我國快速貨車轉向架水平早日躋身于國際先進水平[3]。

1 研究方案

1.1研究目標

（1）取代人工紙質記錄，實現轉向架檢修數據的信息化傳輸;

（2）實現車鉤高測量尺的數顯測量和無線傳輸;

（3）實現轉向架檢修數據的多工位遠程共享;

（4）實現轉向架檢修數據的自動傳輸、分析計算、備份存儲;

（5）通過LED顯示屏實現轉向架檢修數據的實時顯示;

1.2研究思路及內容

研究現狀，開發一套轉向架檢修信息共享系統。

（1）采用平板電腦和開發的信息錄入軟件進行檢修數據的即時錄入，實現檢修數據的信息化傳輸。

（2）研制一款具有無線數顯功能的車鉤高測量尺，實現車鉤高的自動測量和無線傳輸。

（3）設置一套中控服務器主機，利用WIFI無線網絡，對上傳的檢修數據進行分布式多工位共享。

（4）開發一套主控軟件系統，對上傳的檢修數據進行存儲分析、計算匹配，提供最終的建議數據。

（5）研制一套與主控系統通訊的LED顯示屏，實時顯示當前主控系統的各種檢修數據。

1.3研究采用的技術

1.3.1測量數據無線通信技術

車鉤高尺采用無線藍牙發射接收模塊，可以將來自帶數顯輸出功能測量尺的數據輕松導入至計算機中，無線通信，不受電纜束縛，提高了測量的作業效率。

通過系統標配附帶軟件的數據接口功能，可將數據導入至常用的可通過鍵盤輸入的軟件 （Excel 、記事本等 ） 中，只需按下開關即可將測量的數據通過無線通信，并通過LED（蜂鳴器）確認已收到數據。模塊內置可循環充電的電池，功耗需求極低，整體支持IP67，防塵防水。

1.3.2 ?C/S體系架構技術

全稱為客戶端/服務器體系結構，是一種網絡體系結構，其中客戶端是用戶運行應用程序的PC端或者工作站，客戶端要依靠服務器來獲取資源。C/S架構是通過提供查詢響應而不是總文件傳輸來減少網絡流量。它允許多用戶通過GUI前端更新到共享數據庫，在客戶端和服務器之間通信一般采用遠程調用（RPC）或標準查詢語言（SQL）語句。

1.3.3 ?LED同步顯示技術

LED顯示屏屬于一種平板顯示器，其包含了大量的LED模塊面板，可以用來顯示文字、圖像、視頻等信息。與傳統LCD顯示屏相比，LED具備良好的面積延展性，在條件允許的情況下可以任意延展，無縫拼接，從而保證圖像顯示的效果。同時，LED顯示屏中的LED顯像元件光通量衰減緩慢，其使用壽命較LCD屏高出3倍左右[4]。

1.3.4 信息共享技術

信息共享技術，就是把信息這一種在互聯網時代中重要性越趨明顯的資源與其他人共同分享，以便更加合理地達到資源配置，節約運營成本，提高效率。

2 系統概述

系統采用“轉向架檢修信息錄入裝置 +轉向架檢修信息顯示裝置”構建轉向架檢修信息共享系統，實現轉向架檢修信息數據共享。以平板電腦作為媒介，開發轉向架檢修信息錄入裝置，實現輪對選配工位的原輪徑值、支出輪徑值、心盤組裝工位的原鉤高值和心盤墊板厚度值的無紙化錄入，并在平板電腦終端自動分享數據，使得工位數據實時共享;以LED電子顯示屏為媒介，開發轉向架檢修信息顯示裝置，將轉向架檢修數據信息，如轉向架支出順序信息，進行動態、直觀、有效的指示。

3 系統說明

3.1系統硬件組成

系統硬件由一臺服務器、四個數據錄入終端及一面電子顯示屏組成。服務器運行轉向架檢修信息服務器系統，為整個系統的核心單元;四個數據錄入終端分別為輪對選配工位錄入終端、車鉤高度測量工位錄入終端、轉向架快慢線收入錄入終端和轉向架快慢線支出終端，四個終端為平板電腦，運行轉向架檢修信息錄入軟件程序，由操作人員直接采用觸控方式進行相應信息數據的錄入;電子顯示屏用于顯示轉向架檢修信息。

（1）整體系統配置5只7寸平板電腦，觸摸輸入，與服務器無線連接，實現各工位的數據錄入傳輸;

（2）對原車鉤高量規的卡尺測量部位，配置可外接無線傳輸模塊的數顯測量卡尺， 將車鉤高測量值實時傳輸至平板電腦顯示屏;

（3）采用高亮度LED電子看板，實時顯示當前工位的各項工藝數據;并根據各工位數據進行統計分析，給出輪對選配的推薦值和推薦范圍;當前輪對選配完成并支出后，顯示屏實時同步進行屏幕翻頁自動滾屏。

3.2方案說明 –軟件架構

系統軟件體系結構采用C/S結構，即Client/Server（客戶端/服務器）結構。具有如下優點：

（1）安全性：需要其特定的客戶端，所以面向對象比較確定，將所進行的信息安全處于一個可控的范圍;

（2）效率：客戶端與服務器直接相連，省卻了中間環節，數據的傳輸比較快;

（3）個性化：有特定的客戶端，所以可以在較大程度上滿足客戶的個性化要求;

（4）穩定性：結構比較穩定，有較強的事務處理能力，可以實現較復雜的業務邏輯。

通過將任務合理分配到Client端（客戶端）和Server端（服務端），降低了系統的通訊開銷，充分利用兩端硬件環境的優勢。服務器提供的服務包括：文件服務、數據庫服務、應用服務等，客戶端運行應用程序，服務器端運行服務程序，應用程序向服務程序提出申請，服務程序分析該申請是否合理，來決定返回數據信息還是禁止申請信息。

4 系統實現功能

4.1 檢修數據信息化

轉向架檢修過程中的各項數據實現了無紙化記錄和遠程無線網絡傳輸，可提供實時在線查詢、后臺存儲。

4.2 車鉤高測量數字化

車鉤高度測量由原先的人工手動測量，升級為自動數據收集、數字顯示、無線傳輸，避免了人工測量過程中的識別誤差。

4.3 多工位數據共享化

不同工位的檢修數據可通過中控系統，實時傳輸至多個工位，實現檢修數據的遠程共享，跨工位數據分析、異地備份存儲。

4.4 實時數據可視化

所有工位的檢修數據可通過LED顯示屏實時動態顯示，為現場工作人員的安排決策提供直觀可視的顯示畫面。

5 使用情況

目前，已經完成轉向架檢修信息共享系統的樣機制作、性能測試和現場運行，實現預期功能，且系統穩定性良好。

6 總結

轉向架檢修信息共享系統的投入使用，將會使傳統的檢修作業在人員工作效率、數據采集方式、數據處理準確率方面得到有效提升。各工位人員可在第一時間共享不同工位的檢修數據，提前為檢修作業安排工藝流程，管理人員可以在后臺中控系統實時匯總所有檢修數據，實現檢修作業的質量追溯管理，對事后的問題點歸納總結整理將變得更加及時高效。該系統的運用也為鐵路段修的信息化改進做出了積極的促進作用。后續的工作開展過程中，系統的硬件及軟件還有進一步的優化空間，在日新月異的科學創新領域，檢修信息共享系統應用將會有更加長足的發展和廣闊的空間。

參考文獻

[1]李亨利、李芾、廖軍，《國外快速貨車轉向架的運用及發展》，鐵道機車車輛，2013年8月第33卷第4期

[2]魯海艦、張程、王龍，《淺析地鐵轉向架檢修》，山東工業技術，2019年第04期;

[3]張麗霞、李芾、丁軍君，《快速貨車轉向架研究新進展》，國外鐵道車輛，2013年5月第50卷第3期;

[4].張京華，《LED顯示屏結構設計研究》，科技與創新，2018年第02期;

作者簡介：

王路，1986年10月，男，漢，山東省臨沂市莒南縣人，工學學士，助理工程師，研究方向：車輛工程。