引言

在列車故障診斷、搶險救援信息系統(tǒng)的范疇內(nèi),行業(yè)內(nèi)目前只有少數(shù)地鐵線路實現(xiàn)對車載部分數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測和故障清洗功能,大部分系統(tǒng)故障的處理依賴于車輛回庫后進行離線的數(shù)據(jù)下載和分析,在時間響應效率方面存在嚴重的滯后性,在數(shù)據(jù)完整性方面也存在紕漏。另外,這些分析大多是依賴于對單個子系統(tǒng)進行初步分析和可視化呈現(xiàn),缺少對整車邏輯的梳理和對系統(tǒng)、部件級故障的診斷和預測能力以及故障發(fā)生后的分級響應聯(lián)動機制。

1設計目標

完成南昌地鐵1號線列車搶險救援系統(tǒng)開發(fā),涵蓋車載云平臺、云端部署的地面搶險救援系統(tǒng)等,實現(xiàn)列車故障診斷和分級應急指揮聯(lián)動,為地鐵運營維護部門提供技術支持:完成列車故障和非列車故障導致的緊急事件的應急響應和處置流程智能化。

2需求分析

(1）具備應急響應功能,輔助各級人員在處置應急事件時做出高效正確的決策,實現(xiàn)列車分級應急指揮聯(lián)動,為司機、調(diào)度、技術人員、管理人員等各級人員決策提供應急參考信息,完成列車故障和非列車故障導致的緊急事件的應急響應和處置流程智能化。

(2）具備故障診斷功能,能實現(xiàn)故障原因的快速定位。根據(jù)診斷結果,標注故障發(fā)生位置,提高故障處理效率。同時可查看該類故障的歷史反饋結果,提供參考。故障處置完成后,進行情況反饋,實現(xiàn)處置閉環(huán)。

3結構設計

總體結構如圖1所示。

3.1車載關聯(lián)對象

牽引控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡控制系統(tǒng)、輔助變流控制系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、門控系統(tǒng)等車載關鍵設備等第三方智能單元作為車載數(shù)據(jù)源。

3.2地面關聯(lián)對象

地面系統(tǒng)可以支撐基于車載實時以及離線數(shù)據(jù)的應用系統(tǒng),獲取車輛實時與離線數(shù)據(jù)進行應用。

4功能方案

4.1車載系統(tǒng)結構

車載系統(tǒng)結構基于現(xiàn)有列車控制與診斷系統(tǒng)(TCMS）開發(fā),車載數(shù)據(jù)中心通過信息服務網(wǎng)或其他擴展接口采集列車車輛關鍵系統(tǒng)、設備數(shù)據(jù),并對數(shù)據(jù)進行整理、解析、存儲,提供整車車統(tǒng)一維護端口,并綜合應用4G/wLAN/LTE-M等無線通信技術,構建車地實時傳輸系統(tǒng),實現(xiàn)全息化列車狀態(tài)的動態(tài)跟蹤監(jiān)控,支撐地面大數(shù)據(jù)中心列車健康管理、列車數(shù)字化檢修等智能化應用。

如圖2所示,車載數(shù)據(jù)中心通過以太網(wǎng)采集整合列車MVB上所有DCU、TCMS、BCU、SIV、EDCU、ATC、PIS、HAVC等關鍵系統(tǒng)的狀態(tài)和故障數(shù)據(jù):通過UXP方式采集離線記錄文件:通過以太網(wǎng)采集第三方子系統(tǒng)新增數(shù)據(jù):通過無線網(wǎng)絡獲取地面大數(shù)據(jù)中心遠程指令數(shù)據(jù),為地面數(shù)據(jù)中心提供數(shù)據(jù)來源。

4.2數(shù)據(jù)傳輸

實時信息傳輸由車載數(shù)據(jù)中心主控插件與移動通信插件完成,主控插件主要負責通信的控制、信息發(fā)送及接收,移動通信插件負責信息的透明傳輸、移動網(wǎng)絡的連接。傳輸方式主要包含以下幾種:定時傳輸,故障、事件觸發(fā)傳輸,數(shù)據(jù)請求。

(1）定時傳輸:由時間觸發(fā),傳輸周期可設置,傳輸內(nèi)容包括列車的關鍵狀態(tài)信息與基本信息,如速度、工況、位置、車號、車次等。

(2）故障、事件觸發(fā)傳輸:由預設故障或事件進行觸發(fā),傳輸?shù)膬?nèi)容包括列車的故障和相關環(huán)境數(shù)據(jù)、事件的相關信息,并包含車輛的關鍵狀態(tài)信息與基本信息。

(3）數(shù)據(jù)請求:由地面遠程觸發(fā),根據(jù)地面大數(shù)據(jù)中心的指令傳輸相應類型的數(shù)據(jù),如視頻、軟件更新包等。

4.3故障處置和分級響應程序

故障處置和分級響應應用程序運行在oCs上,通過以太網(wǎng)接收邏輯與處理程序診斷出來的實時故障,主要功能包括

讀取本地應急手冊配置和應急處置記錄,接收邏輯與處理程序的故障報警消息,顯示相應的信息,通過與邏輯與處理程序交互,獲取當前司機動作,完成動作確認和界面切換。

5結語

南昌地鐵1號線列車搶險救援系統(tǒng)研究的實現(xiàn)構建了車輛搶險救援的云端解決方案,提高了地鐵列車的故障處置速度、提升響應能力,降低了因故障和外部因素導致的非正常停車和清客救援事故發(fā)生概率,因而具有工程推廣價值。