CRH型动车组列车网络控制系统

动车组运行故障信息远程智能分析推断系统（TIＤS）讨论与实践HＹPＥRLＩNＫ”htｔｐ：//ｗww。sｒsｒ/p402．aspx?ProｄucｔIＤ＝216＆ＣatｅgoryＩD＝4”列车网络掌握系统HＹPEＲＬIＮK＂hｔtp:/／wｗw.ｓrｓｒｉ。com／ｐ４03。asｐｘ？PｒoｄuｃtIＤ＝216&ＣaｔｅｇｏｒyＩD=4”选购意向主要简介ＣRH５型动车组列车网络掌握系统(TCMＳ）可实现列车牵引、制动、供电、空调、门控、转向架等子系统和设备的实时监视和掌握，并能自动识别列车编组.支持列车实时诊断技术，可实现车地间的数据交换.结合地面专家系统能对车载设备应用情况进行统计分析，提高维护作业效率，优化车辆布线，有利于减轻车辆自重。动车组运行故障信息远程智能分析推断系统（ＴIDS）技术评审鉴定意见2０１2年12月１9日,郑州铁路局科委组织专家对郑州铁路局车辆处和北京康拓红外技术股份有限公司合作研制的动车组运行故障信息远程智能分析推断系统（TＩDS)进行了技术评审。鉴定委员会审查了该系统的研制报告、技术报告、测试报告、运用报告，并对安装在郑州车辆段CＲH5型动车组上的ＴＩDS设备样机进行了现场测试.经鉴定委员会商量，形成以下评审意见:1、该系统由车载终端设备和地面数据中心两部分构成，可采集动车组运行信息，并利用无线GPRＳ模块，远程传输至地面数据中心，终端软件通过对采集数据进行分析、推断，实现数据智能处理、自动报警等功能.2、ＴＩDS车载终端设备实行模块化设计，机械设计合理，便于安装拆卸,应用便利，易于维护。3、TＩDS系统软件可对动车组运行故障数据进行分类存储、智能分析、推断、报警，可实现动车组运行状态信息和故障信息的实时显示，并自动生成各类报表,系统软件设计易于数据挖掘讨论和历史数据管理.综上，ＴIＤS系统采纳GPＲS和Interｎet网络技术,实现CＲH５型动车组运行数据传输的准时性、精准性、完整性,可有效提高动车组运用故障的处置效率.该系统设计合理，功能符合现场需要，技术达到国内先进水平,填补了ＣRH5型动车组远程数据传输监控的空白。课题组供应的技术资料齐全，符合鉴定要求，同意通过技术鉴定，建议推广使用。建议：结合现场实际,进一步优化数据分析推断功能。研发动车组运行故障信息远程智能分析推断系统(简称TIDS)，对动车组的平安状态与故障情况进行实时跟踪监控，动态采集动车组相关图片和文字信息,利用无线ＧPＲＳ模块，实现到远程地面站的传输。地面站设置有配套终端分析软件，通过接收GPＲS数据，实时分析、推断动车运行状态,指导故障处理，实时采集动车运行过程中的各种信息.一、国内外现状（一)、欧洲技术进展现状上个世纪末,继欧洲铁路开放式系统互连网络(RaｉlwaｙopeｎSyｓteminｔerconｎeｃtiｏnnetｗork）即ＲoSｉｎ的框架下构建铁路开放式维护系统的项目RｏＭaiｎ之后，欧洲又开展了智能列车应用的集成通信系统（TrainCom）。ＲoMaiｎ项目主要构建了一个系统框架，ＴｒaｉnCom项目则更多的是简略的实施与细节,其目标是：（1）通过车载网络(如符合IEC613７５标准的列车通信网络ＴraiｎCommuｎｉｃaｔioｎNeｔwoｒｋ,即TCＮ）、GSＭ无线连接和Ｉnteｒｎet网络技术的集成,开发出一个应用于铁路领域远程信息处理的通信系统,为车载设备供应无处不在的远程访问途径。(2）标准化和互换性。简略是：（ａ）制定一个与ＴCN全都的试验规范,并开发验证设备和子系统的互换性的自动测试台；(b）在全部的规范中都将考虑应用的互换性，实现标准化；(c）为用于列车车载设备远程实时监视系统的维护支持系统开发其系统结构和一些基本部件。Adtrａnz公司在RoＭain、TrａiｎCoｍ的框架和规范下,基于其牵引传动与掌握系统Ｍitraｃ开发了ＭｉｔｒacＣＣＲeｍoｔe远程检测、故障诊断与维护支持系统,并已装车应用。德国IＣＥ高速列车通过参加欧洲ＲoＭａin和TrａinCom项目,已经成功实现了对整个列车的全面诊断。(二)、日本技术进展现状日本铁路的突出特点是动力分散型、编组相对固定的电动车组得到大量、普遍的运用。为了保证平安和降低维修成本，开展了列车、车辆和动车组的故障诊断讨论。日本铁道综合技术讨论所（ＴＲTＩ）讨论开发了在车辆转向架不解体情况下对车轴进行超声检测的自动检测仪、应用铁谱分析技术进行柴油机和电动车组齿轮装置不解体检测的方法，以及利用声放射、振动和声音在转向架不解体情况下进行轴承诊断的方法等。知名的车载信息与掌握系统有三菱的TIS和日立的ATＩ。三菱的TIS到现在已经历了三代，即早期的MOＮ(车辆监视系统,仅监视，不掌握）、主流的ＴIＳ(列车信息系统,有监视和掌握功能）和新一代的ＴIＭS（列车信息管理系统,有监视、掌握和信息管理功能)。TIMS具有对动车组中各个车辆、车辆内的各种设备、甚至某些线路、器件的全面、简略的监视与诊断功能。（三）、美国技术进展现状90年月中期，TTCＩ开发了第一代轴承道旁声学监测系统,采纳声传感器陈设技术和神经网络方法，诊断的精准率得到了在幅度提高,已经在北美、南非和澳大利亚铁路应用。美国GＥ公司的RM&D远程监控与诊断系统经过十多年不断开发与完善,已在北美及全球大力推广，在航空、医疗、能源、及铁路系统上被广泛采纳，有近5万套GＥ产品上安装了ＲM&Ｄ。在铁路运输行业,全球有将近7000台内燃列车安装了RM&D，仅北美地区就有将近３000台内燃列车,并且这个数量目前还在增加。RM＆D采纳Iｎterｎｅt网络实现对列车的远程监控与智能诊断,系统主要分为车载系统与地面信息处理系统两大部分.(四）、中国技术进展现状我国在列车和车辆状态检测、故障诊断及维护支持方面的工作应该始于上世纪8０年月末或90年月初，大连内燃列车讨论所和株洲电力列车讨论所在引进、消化ＧE内燃列车微机掌握技术和ABＢ的电力列车微机掌握技术基础上,利用车载微机掌握装置和司机台显示器，主要对牵引动力设备的少数参数进行监视、保护和信息显示。2000年5月“国家铁路智能运输系统工程技术讨论中心”RITSＣ的组建标志着我国在此方面的讨论进入了新的阶段。200０年，郑州铁路局、北方交通高校开展了针对内燃列车的列车随车质量状态诊断记录装置研发项目.2０04年，原西安铁路分局、株洲电力列车讨论所、西安交大、中南高校针对电力列车开发了列车运用状态实时监测系统。该系统由车载系统、车－地无线通信和地面处理组成。200５年,铁道部相继颁布了《铁路信息化总体规划》，《机务信息化专项规划》，并制订了包含列车状态监测、故障诊断与维护支持内容的《机务信息化总体方案》。该总体方案针对中国铁路的实际需求,具有技术基础，符合中国国情,对高速列车状态监测、故障诊断与智能维护支持系统的快速、有序进展起到指导、规范和巨大的推动作用。随着目前中国铁路动车组数量的不断攀升,动车组故障诊断变得格外重要，既要满意故障的实时性，也要满意故障报告的精准性，所以开发一套动车组运行故障信息远程智能推断分析系统变得格外重要.二、主要讨论内容和技术关键问题１.主要讨论内容动车组信息主要分为动态位置跟踪信息、基本状态信息和故障信息等。动态位置跟踪信息主要包括运行动车组的精准位置，如经纬度或线路公里标；基本状态信息主要有速度、牵引、制动、车门、轴温等平安相关信息，以及空调、卫生间等旅客服务设施状态信息等；故障信息进行远程传输、可猎取的简略故障信息、其相关环境参数及现场画面,用于故障发生后支持车载故障的诊断、分析、排解及动车组检修.系统总体设计方案依据CRH３和ＣＲＨ5型动车组列车网络掌握系统工作原理,主要状态与报警信息和现场画面在网络上进行传输,报警信息全部汇聚到地面监测终端。研制TIＤＳ系统,通过网络猎取的有关牵引、制动、供电、空调、车门等子系统状态的实时运行数据,通过从数据库自动猎取以故障代码为索引的实时故障数据,通过GＰS功能模块猎取列车位置信息,通过ＧＰＲS发送实时数据;研制手持图像采集仪，即时采集故障现场图片，并通过车载远程传输模块传送到地面；研制地面数据接收处理软件，用于数据的接收和对数据的智能推断分析，供应用户数据的查询使用平台。2.技术关键问题1）信息采集模块信息采集模块的中央处理器是电子设备的核心，使用传统的单片机已完全不能满意系统设计的大量数据运算处理、存储和发送的需求，考虑到技术通用性,选择工业级标准PC/104硬件架构，紧凑牢靠,格外适合于空间有限的应用环境，而且PＣ/1０4接口设备较多,可扩展性好，即使系统完成设计后，仍可扩展或替换更多新的功能设备。选用ＰC/1０4工业级CＰU,主频为４0０ＭHz，板载内存为５12ＭB，板载存储容量为１GB，具备２路以太网接口与４路串口，并具备ＧＰIO接口以扩展LEＤ灯用于系统工作状态指示。中央处理器采纳liｎuｘ嵌入式操作系统,系统本身运行内核很小,部署时将使用的资源按实际硬件配置优化到最少，设计几个主要的软件模块任务，必要时通过消息队列进行进程之间的通信，系统运行稳定，可以随时掉电而不会损坏系统本身.２)便携式拍照模块便携式拍照模块具备拍照、录像、数据存储、远程发送等功能.在动车司机或者乘务员发现不确定或者不易处理的列车故障时，通过拍照模块把现场的故障信息转化为图像或者视频的形式,通过无线传输至地面站，经过专家分析、推断进行相应处理。３）实时无线传输为了保证管理运用检修部门准时掌握动车组实际运行状态、避开和防止重大平安事故,在动车组运行过程中,以ＧＰRＳ方式将少量必要的监测数据发送到地面。GＰRS供应了一种高效、低成本的无线分组数据业务,格外适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。当发生车载受监控设备工作特别或故障报警时,自动启动报警实时发送机制，将此信息通过GＰRS实时发送出去.信息内容包含发生故障车次、列号、车号、故障发生时间、故障级别、故障代码、故障相关数据。当系统工作正常时,系统主机定时通过无线GＰＲS接口向地面发送各系统状态信息和GＰS定位信息，信息内容还包括列车的车次、车厢号、车号、时间、监测项类型、监测项状态.4)数据存储处理与呈现采纳Ｏraclｅ数据库对实时接收和全程记录的数据进行存储、处理、查询、回放、分析等。在处理各种故障的时候通过数据库历史数据的对比，对以前的故障情况有全面的了解，更有利于对动车组运行状态和设备质量进行更深层次的跟踪和动态质量掌握.数据呈现采纳B/S（Bｒoｗｓｅr/Serｖｅr）结构即扫瞄器和服务器结构，是随着Ｉnterneｔ技术的兴起，对C／Ｓ结构的一种变化或者改进的结构.在这种结构下,用户工作界面是通过WWＷ扫瞄器来实现,极少部分事务规律在前端(Ｂｒoｗser）实现，但是主要事务规律在服务器端(Ｓerｖeｒ)实现,这样就大大简化了客户端电脑载荷,减轻了系统维护与升级的成本和工作量，降低了用户的总体成本.一、概况目前，全路动车组运行故障信息的查询主要实行人工有线下载的方式，检修人员需要等待动车组入库检修时，在动车组上持计算机与动车组的MPU建立有线连接后，需要多次重复操作,才能下载全部车次动车组运行特征数据。操作繁琐、效率低下，缺乏远程诊断能力,实时性能差。通过研发该系统,主要实现以下功能：（1)ＣRH动车组运行状态信息的无线上传、远程采集;（2）ＣRH动车组运行状态信息的实时更新;（３)ＣRＨ动车组运行故障信息实时报警、故障即时处理方法指导;（4）CRH动车组运行故障信息的统计、分类、对比功能；(5)ＣＲH动车组的历史故障信息查询、回放、分析功能。二、主要讨论内容（1）动车组运行故障信息远程无线传输技术.（2)采纳ＧPRＳ＋Ｉｎternet的技术组合,实现多点查看,从而实时的了解运行动车组运行状态的全面信息，可以快速有效的给予远程技术支持和故障应急指导。(3）智能分析。对信息进行智能推断分析,即时给出相应报警提示和操作指导。同时通过即时信息和历史数据的对比,可以对动车组运行状态有更全面、深化的了解。三、关键技术（1）CRH5型动车组运行状态信息的无线上传、远程采集。(2)CＲH５型动车组运行状态信息的实时更新.（3)CRH5型动车组运行故障信息实时报警。(４)CRH5型动车组运行故障信息的统计、分类、对比。（５)同车的历史故障信息查询、回放、分析功能。四、主要技术指标（1）TIＤＳ客户端软件具有整体接收、实时更新动车组运行状态信息两大基本功能.（2）将动车组运行状态信息的十六进制源码进行翻译，并依据故障库正确给出故障名称.（3）可以测试通讯质量。（4）具有自动报警功能。（5）具有对故障信息统计、存储、回放、分析功能。动车组运行故障信息远程智能推断分析系统(TＩDS)评审资料郑州铁路局车辆处北京康拓红外技术股份有限公司二零一二年十二月ﻩ名目ﻩＨYＰEＲLINＫ＂”\l"＿Tｏｃ３４286４6６０#＿Tｏｃ３４2８64660”一、ﻩ研制报告ﻩ５HYPERLIＮＫ＂”\l”_Tｏc３42８64661＃_Toｃ３４2864６61”１. 动车组运行故障信息远程智能推断分析系统(TIDS）概述ﻩ6HYＰERLＩNK＂"\ｌ"_Ｔoｃ３42８6４6６7#＿Toｃ3４28６46６7"2.3.ﻩ安装调试 15ＨYPＥRLＩNK"＂\ｌ＂_Ｔoｃ342864６６8#_Ｔoｃ３428６466８”2．4． 现场试运用 15ＨYPERLINK””＼l"_Toc342864669#_Ｔｏｃ342864６6９＂3。ﻩ系统技术指标 １６HYPＥRＬINK＂"＼ｌ"_Toc３42864６74#_Toc3428６４6７４＂４。２。 实时更新、故障报警 1７HYＰERLINK＂"\l＂_Ｔoｃ3428６４６75＃_Toc３４28６467５”4．3. 智能分析ﻩ１８ＨYＰERLINＫ”＂＼ｌ”＿Ｔoｃ34286４6７6#＿Toc3４28６４676”5. 系统应用价值 1８HＹＰERＬＩNK"＂\ｌ”_Tｏc3428646７７#_Toc３４28６４677"6． 进展与展望ﻩ1８HYＰERLINK"＂\l”_Tｏc34286４６78#_Toｃ3４２86467８”二、 技术方案报告 20HＹＰEＲLIＮK”"\l＂_Ｔｏｃ3428６４6７9＃_Ｔoc342８６４6７9”1。ﻩ引言ﻩ２1HＹＰERＬINＫ＂＂\l”＿Toc３42８64680#_Toｃ３４２８６4680”2．ﻩ系统功能ﻩ2２HＹPERＬINK"”\l＂_Ｔｏc3428６４6８１＃_Tｏc3４2864６81”2．1. 系统检测范围 22HＹＰEＲLINK"＂\l”_Toc３42８64６82#＿Ｔoc342８6４682”2.2. 系统主要功能ﻩ２２HYPERLINＫ＂”＼l”＿Ｔoc342８6468３＃_Tｏc３42８64６８３"2。３．ﻩ系统硬件技术参数 ２2HＹPEＲLINK"”\l＂_Tｏc342８６46８４#_Ｔｏc3４28６46８4”2．4. 系统软件技术参数ﻩ23HYＰＥＲLＩNK"＂\l"_Ｔoc３42８646８5＃_Ｔoｃ3４28646８5"3.ﻩ系统框架ﻩ24HYPERLINK”＂\l”_Ｔoｃ3428646８6#_Toc３4２8６４686"3.1.ﻩ系统架构ﻩ2４HYＰＥＲLINK”＂＼ｌ”_Toｃ3428646８７＃＿Toc3428646８7”3．2。ﻩ系统硬件结构 ２５HYPERLIＮK""＼l"_Toｃ3428646８8#＿Ｔoc３４2864688”3．3．ﻩ系统组成框图ﻩ２６HYPERLＩNＫ""＼l"_Toc3４286４６89＃＿Ｔoｃ３４２８64689＂４．ﻩ系统技术优势ﻩ26HYPＥRLIＮK＂＂＼l"_Ｔoｃ３4２8６４690＃＿Toｃ３42８６４6９0"4.1.ﻩ无线上传技术ﻩ２６HYＰERLINK””\l＂_Toc３42864691＃_Toc3４２８64691"4．2．ﻩ实时更新、故障报警ﻩ27HＹPERLINK"＂\l”＿Toc3428646９2＃_Toｃ３４2８64６92"4。３。ﻩ智能分析ﻩ27HYPERLINＫ"＂\l＂_Toｃ3４２8646９３＃_Toｃ342８64693＂5.ﻩ系统安装要求ﻩ3０HYPERＬINK”＂\ｌ"＿Tｏｃ34２８64694＃_Toc３4286４６９4”5。１.ﻩ终端模块安装要求 30ＨＹＰＥRＬINK＂"\l”_Toｃ34２8６4６９5＃_Toｃ３428６４6９5＂5.2。ﻩ数据中心建设需求ﻩ3０HYPEＲＬＩＮK"＂＼ｌ＂_Toc３４２８64696#_Tｏc３42８6４696＂三、ﻩ设备样机试制报告 33ＨＹPERLINK＂＂\l”_Toｃ3４２８646９7＃_Ｔoｃ34２8６４69７”1.ﻩ项目启动ﻩ3４HYPERＬINK＂"\ｌ”_Tｏc3４2８6４698＃＿Ｔoc3４2８6469８"2．ﻩ样机试制ﻩ35ＨＹＰERLINＫ"＂＼ｌ”_Toｃ3４28646９9＃_Toc3428６4６99”３．ﻩ现场安装ﻩ３６HYPＥRLINK＂"\ｌ"＿Ｔｏc34286４700#_Toc34２8６47０0”四、ﻩ技术条件ﻩ37HYＰＥRLIＮK＂”1。 动车组运行故障信息远程智能推断分析系统（TＩDＳ）概述ﻩ３8HＹPERLＩNＫ"”\l”_Tｏc342８64702＃＿Ｔoｃ34２86４702”２。ﻩTＩDＳ系统构架ﻩ3８HＹPERＬＩＮK""\l＂_Toc34286４７0３＃_Tｏc３42864７03"3．ﻩTIDＳ系统技术条件及其标准ﻩ41ＨＹＰERLＩＮK＂"3.2.ﻩ系统技术参数标准ﻩ４２HＹＰERＬINK"”\l"＿Ｔoｃ３42８64７06＃_Tｏc34２８6470６"3。３。ﻩ系统硬件结构标准ﻩ4３HYＰＥRＬＩNＫ””\l”＿Toc342864７07＃_Tｏｃ3４２8６４７０7＂３．4。 系统软件结构标准 46HYPＥRＬINK""\l＂_Ｔoc34２864７０8＃_Toｃ3428６4７０8＂4.ﻩTIDS系统工作原理及主要功能ﻩ４７HYＰERLIＮK””＼l"_Toc３４286４709＃_Toｃ3428６47０9"4.1．ﻩTIDS系统工作原理 ４7ＨYＰERＬIＮK”＂＼l＂＿Ｔｏc342８6４７1０＃_Ｔoc34２864710”４。2. TＩDS系统主要功能ﻩ4７ＨYPＥRLＩＮＫ＂”\l”_Toc３4２8647１1#_Toc３42864７１１＂五、ﻩ测试报告ﻩ４９HYPERＬINK"”\ｌ”_Ｔoc３4２864712＃_Ｔoｃ３4286４71２＂１。ﻩ试验目的ﻩ50ＨYPERLINK＂"\ｌ"_Toｃ342８６471３＃＿Ｔoc34286４7１３＂２.ﻩ试验时间、试验地点ﻩ5０HYＰERＬINK＂”\l＂_Toｃ３42864７１４＃＿Toc3４２86４7１４”３.ﻩ试验内容ﻩ５0HYＰＥＲLIＮK＂"＼l”＿Ｔｏc3４２86４７17＃＿Toc34２86４７17”３．3. 老化测试ﻩ5６ＨYPＥRLIＮK”＂\l"_Toc３4２８６4718＃_Ｔoc３4286４７18"３.４.ﻩ电磁兼容测试ﻩ56HＹPERLINK＂”\l＂_Tｏc34２8６４719＃_Toc3４2８６4７19＂六、 运用报告ﻩ57ＨＹPEＲLＩNK＂＂\ｌ＂＿Toc3４2864７２０＃＿Toc３4２864７20＂七、ﻩ社会、经济效益分析报告ﻩ5９HＹPＥＲＬＩNＫ＂"\l"_Toc3４28６47２1＃_Tｏc３42864７2１”1.ﻩ社会效益分析 6０HYPEＲＬINK＂”\l＂_Toｃ3４２8６4722＃_Toｃ３4２８64722”2．ﻩ经济效益分析ﻩ6１ＨＹＰERLＩNK"＂\l"＿Toc3４２８64723＃_Toc34２８64７23”八、ﻩ查新报告ﻩ６２动车组运行故障信息远程智能推断分析系统(TIDＳ）一、研制报告郑州铁路局车辆处北京康拓红外技术股份有限公司二零一二年十二月１。动车组运行故障信息远程智能推断分析系统(TIDS）概述１．１。动车组运行故障信息查询现状目前，CRH5型动车组运行故障信息的查询主要实行人工有线下载的方式。这种作业方式的缺陷主要表现为:（1）操作繁琐、效率低下，极大的浪费人力、物力。依据目前的作业方式，检修人员需要等待动车组入库检修时，在动车上持计算机与TCMＳ数据下载ＭPＵ建立有线连接后，检修人员需要多次重复操作，才能下载全部车次动车组运行故障特征数据,此项操作,极大的浪费了人力、物力。(２)缺乏远程诊断能力.目前的操作方式不具备动车组运行故障远程诊断能力，检修人员无法远程猎取动车组运行故障特征数据，因而无法高效的进行远程故障诊断。（3）实时性能差。动车组运行故障数据只有在入库检修时才能通过人工有线下载方式猎取,因而检修人员无法实时的了解动车组运行故障情况，更无法供应有效的远程技术支持，极大的降低了动车组运行的平安性能。(４)故障诊断效率低、精准性差.目前通过人工下载方式得到的动车组运行故障特征数据,只有通过阅历丰富的检修人员人工查询故障手册、指导手册，才能明确动车组故障缘由和维修方法,这种方式不仅降低了故障诊断的效率，且由于无法实现数据共享和多级诊断而降低了故障诊断的精准性。1.２．ＴIDＳ系统概述为满意对动车组运行状态动态跟踪监控、远程技术支持和故障应急指导、即时维修等实际运用需求,需要对动车组的平安状态与故障情况进行实时动态跟踪监控，分析动车组管理检修运用需求，将高速动车组运行途中的重要信息实时的采集出来,并通过GＰRS和Ｉｎteｒnet网络发送到地面数据中心监测站。动车组运行故障信息远程智能分析推断系统（TｒoｕｂｌeofmovingEMUＤｅｔecｔionandＩntelligenｔDｉaｇｎｏｓeSysｔem，TIDS)由终端应用模块和数据中心两个部分组成,将采集到的动车组运行状态信息利用无线ＧPRＳ模块，远程传输至地面站，地面站的终端软件通过对故障数据进行推断、分析，进行自动报警，同时依据故障类型给予实时故障处理指导，一台数据中心主机可实现同时对10组CRH５型动车组进行监控。2．研制过程ＴIDＳ系统的研发时间表如下：（1）2011年11月-2011年12月底：调研阶段，提出了基于GＰRS+Iｎｔerneｔ网络远程无线数据采集的技术方案。(2)20１2年1月-20１2年５月：动车Mｐu通信协议破解完成,为数据解析打下坚实基础。（３）201２年２月-２012年6月：（1）完成了终端模块硬件开发工作，实现了终端模块的信息采集功能和GPＲＳ上传功能。（２)基本完成了TIDＳ客户端软件设计，实现了完整接收、实时接收、实时报警等基本功能。（４）20１２年6月-2012年８月：安装调试阶段，TIDS系统的功能验证阶段,TIＤＳ系统调试基本完成.（5）２0１2年8月底至今:TIDＳ系统试用阶段。下面分类介绍ＴIDS系统的研发过程：2。１.总体技术方案调研论证阶段2011年１１月初，研发人员赴郑州铁路局动车运用所进行实地调研，考察了动车所技术组人员下载动车组故障信息特征数据的工作流程.目前，检修人员只能在动车检修入库时,持ＰC对动车TCMS数据进行人工下载，而后需经过人工分析、查询故障手册和操作手册等多道工序后才能对故障进行处理。目前的操作流程不仅十分繁琐,而且无法实时地了解动车组运行状态信息,更无法对运行动车故障给予实时处理指导。研发人员通过仔细分析，认为采纳无线传输技术可以很好的实现动车组运行故障信息远程无线下载，并极大地削减检修人员的工作量和繁杂度.通过对动车Mpu工作方式、动车组运行实际情况、便于数据中心操作等问题的综合考虑,提出了基于ＧPRS和Intｅrｎet技术组合的无线信息采集方式,同时意识到如果要实现动车故障信息远程下载、实时更新等功能，还要对动车MPＵ通信协议、GPRＳ传输实现、数据中心客户端软件等多个方面进行深化的讨论.基于动车组运行状态信息查询现状,北京康拓红外技术股份有限公司和郑州铁路局车辆处共同提出了动车组运行故障信息远程智能推断分析系统的科研方案,并随即展开了实际研发工作。2．２．关键技术攻关阶段2.2.1。MPU通讯协议解析动车组ＭPU通信协议的解析是动车组运行故障信息数据解析的基础和主要依据。2012年1月初，研发人员就乐观的投入到动车Mpu通信协议的解析工作中,２0１2年1月-5月间,北京康拓红外技术股份有限公司在郑州铁路局动车运用所的CRH50４１、CRH50４2、ＣＲH5043、CRＨ50５６、CRH５0５７、ＣRH50５9、CＲＨ５060等多辆动车组做了大量的数据解析实验,经过艰苦的技术攻关，最终完成了对动车MPU通讯协议的的全面解析，为后期TIＤS系统数据解析工作打下了坚实的基础。下面的图示为通过自主研发的监听软件得到的动车组通信源码和原有线下载软件Serlink９8软件(ALＳTＯM开发）生成文件图示。发收数据源码、生成文件示意图通过收发源码与原软件生成的excel文件的对比、分析，最终完成了动车Mｐu数据下载通讯协议的全面解析。２。2．2。系统硬件设计ＴIDS系统硬件主要包括两大部分：(1）终端模块；（2)数据中心监控计算机.终端模块主要完成动车组运行状态信息实时采集，并通过GPRS和Iｎterｎet网络将采集到的信息即时的转发给数据中心TIＤS客户端软件;数据中心监控计算机主要用来运行ＴIＤS客户端软件，它将实时接收的故障信息完成数据解析，并通过智能推断给出实时报警、即时远程技术支持等多项操作。２0１2年2月初，研发人员正式展开了TIDS系统终端模块的设计工作，经过4个多月的重点攻关,于２012年６月底成功开发了基于ARＭ平台的终端信息采集模块.该模块内置了工业级ＧPＲS模块,搭载了充分裁剪的嵌入式Ｌinux系统,并预装了可实现数据转发功能的嵌入式应用软件。该模块供应标准的RＳ232数据接口，可以快速与ＣRH5型动车组的Mpｕ、RTＵ、ＰLC、工控机等设备相连，并通过GPRS网络将终端模块与数据中心间监控计算机相连,实现数据远程实时传输.TIDS系统硬件架构示意图终端模块硬件结构图示封装后终端模块和连接线照片2．2.３.TIDＳ客户端软件设计20１2年２月—6月,研发人员依据动车组运行故障信息远程智能推断分析系统（TＩDS）的实际应用需要，开发出了终端模块配置软件和TIDS客户端软件系统.终端模块配置软件主界面图示上图为终端配置软件的主界面，其菜单中有：“开头配置”、“开头更新”、“停止"、“选择文件"、“设置”、“关于"、“退出”等选项。点击“开头配置”并依据提示进行操作，可以实现对终端软件的相关参数的配置功能;“开头更新”、“停止”、“选择文件”可以实现对终端配置软件的更新功能.点击“关于”可以看到相关提示；点击“退出"即关闭终端配置软件。TIDS客户端软件设置界面上图即为TIDＳ客户端设置界面，首先从主菜单中选择“选择设备”，弹出的对话框中有：“添加设备”、“配置设备信息”、“删除设备”三个选项。点击“添加设备"可以实现对新设备的添加；选中下拉列表中的设备后，点击“配置设备信息”可实现对新设备的配置。点击“删除设备”可将该设备删除。ＴIDS客户端软件整体接收界面上图即为ＴIDS客户端软件整体接受界面,从该界面我们可以实时的看到整体接收进度和时间信息。TＩＤS客户端软件故障信息展现工作界面图示上图即为TIDS客户端软件故障信息展现工作界面图示,从图示中我们可以看到经过解析后的故障信息报表，其中严重故障会依据不同颜色予以展现。点击“选择故障类型”，从下拉列表中选择想要看到的故障类型，可以只展现相应的故障信息；选择故障时间可以展现特定时间的故障信息。点击“停止报警”可以将报警声音关闭。2．3。安装调试2012年7月初，北京康拓红外技术股份有限公司在郑州铁路局车辆处的大力支持下,在郑州铁路局动车运用所展开了TIDS系统的安装调试工作。在TIDS系统调试期间，研发人员对TIDＳ系统的数据解析精准度、实时接收性能、报警功能、智能分析功能等几共性能做了大量的分析实验,并通过对分析实验结果对TＩDＳ系统进行了乐观的改进，给TIDＳ系统进入现场试用阶段打下来坚实的铺垫。2.4。现场试运用20１２年８月底，TIＤS样机在郑州铁路局进行试点安装运用。该设备自2０12年7月初开头安装调试,２01２年8月底正式投入试用，试用期间，郑州铁路局动车运用所技术组支配检修人员3名，２4小时三班制作业,系统全天24小时运行.截至2０12年11月３０日，系统工作稳定,多次对列车故障信息完成实时报警,并给予随车机械师大量的即时技术支持指导,极大提高了检车作业效率,显著的提高动车组运行的平安性能，明显提升了动车组运行的动态管理质量,有效提高了动车运用所的工作效率和平安管理质量。３。系统技术指标３．１。系统性能指标3.1.1.系统硬件技术参数 终端模块ＣＰU主频：大于2．０Ghz终端模块操作系统：ｌｉｎux２.６。2;存储:大于36０G串口：一个RS２３2串口终端模块入网时间：小于30s实时性能：小于５０mｓ终端模块电池续航能力：大于10ｈ。供电：+5—+36V工作电流最大:３60ｍA待机电流：8０mＡ数据接口:RS２32／４8５/４22/TTＬ支持串口硬流控工作温度：—2０~＋55℃相对湿度：9５％/4０℃３。1.2.系统软件功能(1）可同时实现10组CRH5动车组信息的无线上传、远程采集;(2)可同时实现1０组ＣRH5动车组信息的实时更新；(3）可同时实现１0组ＣRＨ５动车组信息的故障信息实时报警、故障即时处理方法指导；（4）CRH动车故障信息的统计、分类、对比功能；(５)同车的历史故障信息查询、回放、分析功能。3。2．系统应用范围系统总体设计方案依据CRＨ5型动车组列车网络掌握系统工作原理,主要状态与报警信息通过GPRS和Inｔernｅｔ网络上进行传输，报警信息全部汇聚到地面监测终端。TIDS系统适应于CRH5型动车组，可对其TCＭS内全部数据进行实时监测,通过网络猎取的有关牵引、制动、供电、空调、车门等子系统状态的实时运行数据,通过从数据库以故障代码为索引的实时故障数据，通过终端模块实时采集动车组Mpｕ状态信息,通过GPRS实时传输给地面数据中心监测站，监测TIDＳ客户端软件可自动完成源码解析，并通过智能推断,供应实时报警、即时远程技术支持等多项功能.监测信息范围:(1）状态信息:主控端、受电弓、主断、车况、电制动、附加断路器、牵引手柄、方向手柄、换端、变压器、充电机、牵引情况、静态辅变、辅变工况等实时运行数据；(2）故障信息:TＲＡＣＴＩＯＮ、ＮI、BＲＡKE、ＣCＴ、ILLＵＭＩＮTIＯN、ＳIGNＡLＩNG、TRＡＣTION1、descr.Ｉmｐiａｎｔo、AＮTIＦIＲE等多个类型的故障信息;（3)基本信息：即时速度、车号、时间等基本运行信息.4．主要技术特点4．1.无线上传技术动车组运行故障信息远程无线传输采纳通用分组无线服务技术（ＧenｅrａｌPａｃkｅｔＲａdiｏＳerviｃe,简称ＧＰRＳ)，无线传输技术的应用有效的规避了检修人员上车采集数据的繁琐操作，同时一台监测站主机可同时实现对1０组CRH5型动车组进行监控,极大的提高了检修人员的工作效率和便捷度，削减了对技术组人力、物力的投入。4．2．实时更新、故障报警采纳GPＲS＋Ｉnterneｔ网络的技术组合，由于GＰRＳ网络掩盖率高、接入速度快、传输速率高等诸多优势,加之Iｎternet的普遍应用，使得运行动车故障信息远程智能推断分析系统可以具有格外高的实时性能,并且可以实现多点查看,从而实时的了解运行动车组运行状态的全面信息,可以快速有效的给予远程技术支持和故障应急指导,极大的提高了动车组的平安性能.４。3。智能分析该系统客户端操作软件采纳Ｏracｌe数据库挖掘技术，结合检修人员丰富的实践阅历对实时接收和全部记录的数据进行存储、处理、查询、回放、分析等,可以对信息进行智能推断分析高效识别不同级别、不同类型故障,并即时给出相应报警提示和操作指导。同时通过即时信息和历史数据的对比，可以对动车组运行状态有更全面、更深化的了解，便于对动车组更深层次的动态质量掌握。５.系统应用价值系统的应用价值主要包括：ａ)改有线技术为远程无线技术，应用便利，一台监测站主机可实现同时对１0组动车组进行监控,效率高,有效的节省了人力、物力,全面提升作业质量和效率。b)TＩDS系统的应用推广将有利于实现实时监控动车组信息，提高动车组检修作业质量,提升动车组检修平安保障能力;有利于提高平安管理能力，提高动车组管理效率.c）实时性强，准时了解动车组运行故障信息，便于实时对运行动车组跟踪监测，即时供应远程技术支持和故障应急指导,有效的提高了运行动车组的平安性能.d）对实时接收数据和历史数据进行了存储、查询、分类等操作,不仅可以快速的智能甄别真实故障信息,有效提高检修人员的工作效率，还提高了故障信息的识别精准率。同时,可以更为便捷地对故障信息与历史信息进行对比，便于全面的、系统的了解列车信息,从而实现对运行动车组运行状态和设备质量进行更深层次的跟踪监测和动态质量掌握。6．进展与展望随着中国高速铁路的快速进展，动车组的大面积普及，全路动车组平安保障设备的进展也会越来越快。为了能够全面、动态、实时的了解动车组信息，动车组运行故障信息远程智能分析推断系统应运而生.此系统集成了信息解码、数据挖掘、智能识别、无线通信等关键技术，实现动车系统的全面检测，从而为全路动车的稳定运行供应牢靠保障。动车组运行故障信息远程智能推断分析系统(TIＤS）二、技术方案报告郑州铁路局车辆处北京康拓红外技术股份有限公司二零一二年十二月１.引言为满意对动车组运行状态动态跟踪监控、远程技术支持和故障应急指导、即时维修等实际运用需求,需要对动车组的平安状态与故障情况进行实时动态跟踪监控,分析动车组管理检修运用需求，将高速动车组运行途中的重要信息实时的采集出来，并通过GPRS和Intｅrnｅt网络发送到地面数据中心监测站。动车组运行故障信息远程智能分析推断系统(ＴroubleofmovingＥMＵＤetectionａndIｎtellｉｇｅｎtDｉaｇnｏseＳyｓｔem,TIDS)由终端应用模块和数据中心两个部分组成，将采集到的动车组运行状态信息利用无线GPRS模块，远程传输至地面站,地面站的终端软件通过对故障数据进行推断、分析，进行自动报警,同时依据故障类型给予实时故障处理指导,一台数据中心主机可实现对同时10组CＲH5型动车组进行监控。随着中国铁路的大进展，动车的数量越来越多,随之配套的保障和检测设备也飞快进展起来。TIDS系统的应用推广将有利于实时监控动车组信息，提高动车组检修作业质量,提升动车组检修平安保障能力;有利于提高平安管理能力,提高动车组管理效率。2。系统功能2．1.系统检测范围系统总体设计方案依据ＣRＨ５型动车组列车网络掌握系统工作原理,主要状态与报警信息通过GPRS和Ｉnternｅt网络上进行传输,报警信息全部汇聚到地面监测终端。ＴIＤS系统适应于CRH５型动车组,可对其ＴCMS内全部数据进行实时监测，通过网络猎取的有关牵引、制动、供电、空调、车门等子系统状态的实时运行数据,通过从数据库以故障代码为索引的实时故障数据,通过终端模块实时采集动车组Ｍpｕ状态信息，通过ＧPRS实时传输给地面数据中心监测站，监测TIDS客户端软件可自动完成源码解析，并通过智能推断，供应实时报警、即时远程技术支持等多项功能。监测信息范围:（4）状态信息:主控端、受电弓、主断、车况、电制动、附加断路器、牵引手柄、方向手柄、换端、变压器、充电机、牵引情况、静态辅变、辅变工况等实时运行数据;(5)故障信息:TRACTION、ＮI、BＲAKＥ、CCT、ILＬUMINTION、SIGNAＬINＧ、TRACTIOＮ1、descr.Ｉmpｉanto、ANTIFIRE等多个类型的故障信息；(６)基本信息:即时速度、车号、时间等基本运行信息。2.2.系统主要功能(1）可同时实现１０组CRH５动车组信息的无线上传、远程采集；(2)可同时实现１０组CRH5动车组信息的实时更新；（3）可同时实现１0组CRＨ5动车组信息的故障信息实时报警、故障即时处理方法指导;（４）CRH5动车组故障信息的统计、分类、对比功能；（５）同车的历史故障信息查询、回放、分析功能。2。3。系统硬件技术参数终端模块CＰU主频：大于2．０Ghz终端模块操作系统：lｉｎux2．６.2；存储:大于36０G串口：一个RＳ２32串口终端模块入网时间:小于３０s实时性能:小于５0ｍｓ终端模块电池续航能力：大于10h。供电：＋5-＋３6Ｖ工作电流最大:3６０mＡ待机电流:８0mA数据接口：RS232/４8５/４22/TTＬ支持串口硬流控工作温度:－２0~+５５℃相对湿度:９５％/4０℃2.4。系统软件技术参数（1)终端模块配置软件应可以设置数据中心IP地址、映射端口号.(２）终端模块配置软件应可设置具有GＰＲS数据业务功能的SＩM数据卡识别名。（3)终端模块配置软件应能测试通讯建立状态及通讯信号质量.(4）终端模块配置软件应可以配置通讯网络协议,并分为TCP、UDP等多种模式。（５)终端模块配置软件应能配置波特率、数据位、奇偶校验、停止位、流控位等通讯标准参数。（6）TIDS客户端软件应具有整体接收、实时更新两大基本功能。（7)TIＤS客户端软件应能将十六进制源码转译为故障代码等信息,并依据故障库正确给出故障名称。（8）ＴIDS客户端软件应可以自动连接、断开终端模块功能，并可测试通讯质量。(9）TＩＤS客户端软件应能生成两种文件形式：中文筛选版本、英文版本。（１０）TIＤS客户端软件应具有自动报警功能,报警功能应具有准时性.(11）TIDＳ客户端软件应能依据故障类型供应即时技术指导,给与远程技术支持。（１2)TIDＳ客户端软件应能供应故障分类检索功能。（13）TIDＳ客户端软件应具有对故障信息统计、存储、回放、分析功能。（1４)TIDS客户端软件应具有不同类型故障不同颜色展现功能.(15）TIDＳ客户端软件可同时实现10组ＣRH5型动车组监控.３。系统框架3.１.系统架构上面即为动车组运行故障信息远程智能推断分析系统架构，从上图中我们可以清楚的看到整个ＴIDS的系统框架。ＴIＤS客户端软件需要安装在数据中心计算机上,可实现同时对１０组ＣRH５型动车组监控，其主要功能有实时更新、报警和整体接收功能，可以完成存储、筛选、智能鉴别、报警、报表输出等多项操作。ＴIDS客户端软件通过Iｎterｎeｔ网络和GＰRS网络与终端模块实现通讯,终端模块硬件基于ARＭ平台和工业级GPRＳ模块,搭载了实时性很高的嵌入式Linux系统,同时内置了多个功能软件。终端模块供应标准ＲS２3２数据接口，并通过该数据接口与动车组ＴCＭS供应的数据下载接口相连。系统运行时，TIDＳ客户端软件通过Iｎｔｅrｎeｔ网络和GPRＳ无线网络与终端模块实现连接后,终端模块中功能软件会自动运行，实现TIDＳ和动车组TCMS之间的数据透明传输,完成故障信息的远程下载、实时更新等多种功能。３．２。系统硬件结构上图即为TIDS系统硬件（终端模块）结构图。终端模块以S3Ｃ2440芯片作为中央处理器,同时配置有工业级GPRＳ模块。终端模块的硬件资源还包括：32M的ＳDRＯM、２M的ＮOＲFLASH、６4M的NＡNDFLASH和数据采集和输出模块等。3．3。系统组成框图上图即为动车组故障信息远程智能推断分析系统的系统组成框图。可以看出整个系统主要由动车组MPＵ、终端模块、ＧPRS网络、Iｎｔernet网络和数据中心上位机TIDＳ客户端软件等部分组成,同时各部分连接关系也得到清楚展现。４.系统技术优势4。1。无线上传技术动车组运行故障信息远程无线传输采纳通用分组无线服务技术（ＧeneraｌPackｅｔRaｄioSｅrvice，简称GPRS），无线传输技术的应用有效的规避了检修人员上车采集信息的繁琐操作，同时一台监控主机可同时实现对1０组CＲＨ5型动车组进行监控,极大的提高了检修人员的工作效率和便捷度,削减了对技术组人力、物力的投入.4。2。实时更新、故障报警采纳GPRＳ+Inｔerｎet的技术组合，由于GPRS网络掩盖率高、接入速度快、传输速率高等诸多优势,加之Intｅrnet的普遍应用,使得运行动车故障信息远程智能推断分析系统可以具有格外高的实时性能，并且可以实现多点查看，从而实时的了解运行动车组运行状态的全面信息,可以快速有效的给予远程技术支持和故障应急指导,极大的提高了动车组的平安性能.4.3。智能分析该系统客户端操作软件采纳基于Ｏｒａcｌe数据库的数据挖掘技术,结合检修人员丰富的实践阅历对实时接收和全部记录的数据进行存储、处理、查询、回放、分析等，可以对信息进行智能推断分析高效识别不同级别、不同类型故障，并即时给出相应报警提示和操作指导。同时通过即时信息和历史数据的对比，可以对动车组运行状态有更全面、更深化的了解，便于对动车组更深层次的动态质量掌握。模块配置软件主界面点击“开头配置”，并依据提示30ｓ内接通终端模块电源后，即为得到如上图所示的配置主界面，依据配置菜单的挨次依次配置全部参数后保存退出，即可完成对终端模块的配置。TＩDS客户端初始化界面上图即为ＴIＤS客户端配置软件初始界面,菜单栏中有“选择设备"、“实时接收”、“整体接收”、“整体接收"、“打开数据名目"等选项。点击“添加设备”可以添加新设备，配置设备参数,新添加的设备名称按钮会消灭在菜单栏上方，选择相应按钮可以查看相应设备故障信息。点击“实时接收”可是实现实时接收功能。点击“整体接收"可以开启系统整体接收功能。完整接收后故障信息显示界面上图即为ＴIＤS客户端软件故障信息展现界面,不同类型的严重故障可以用不同颜色展现。点击“选择故障类型"可以实现专门类型的故障查看。点击“今日故障”可以只查看今日发生的故障。选择故障起始时间和结束时间，可以查看特定时间范围内的故障.从本界面点击某一条故障数据，可以查看该故障的简略信息,并得到该故障应急处理方法.严重故障信息报警主界面从故障信息展现界面中点击“严重故障"即可得到严重故障信息报警主界面，如上图所示。不同类型的严重故障将以不同颜色展现。点击“今日故障"可以只查看今日发生的严重故障.选择故障起始时间和结束时间，可以查看特定时间范围内的严重故障。从本界面点击某一条严重故障数据，可以查看该故障的简略信息，并得到该严重故障应急处理方法。故障信息报表英文版上图为TＩDS客户端软件生成的故障信息报表英文版图示。该表与现行故障数据下载方式（使用ＳerLｉｎｋ9软件下载）得到的报表完全相同。５．系统安装要求5.1．终端模块安装要求5.1．1．供电要求终端模块供电：5-1２V；工作电流最大：3６0ｍA；待机电流:8０mＡ.考虑终端模块工作实际环境和２4小时工作需求可以选择以下几种方法:（１）2２0Ｖ沟通+蓄电池解决方案： （2）110伏直流＋蓄电池解决方案：ﻩ(3）24蓄电池解决方案:5。1。２。安装位置终端模块的适宜物理环境为：工作温度：—２０～＋５5℃、相对湿度:９５％／４0℃.因此终端模块应该被安装在动车组ＭPＵ集成厢中便于通风、散热处.为得到更佳优质的GPRS信号强度，安装位置应考虑尽量削减可能造成的GＰRS信号屏蔽。同时考虑到便于测试、检修等需求,终端模块应尽量拆卸便利。５．２．数据中心建设需求5.2。１.网络需求为保证系统的通讯需求,更好发挥系统的实时性能和提高下载速度,数据中心应配置2Ｍ以上带宽的Inｔｅrnet网络,同时应尽可能高的供应网络的稳定性。如果采纳公网+LＡN的方式接入，必须在公网的接入设备(路由器）上做好相应的端口映射或地址映射，同时应保证系统工作中WＡN口IP地址应保持不变。５.２.2.数据中心计算机配置为满意TIＤＳ客户端软件的安装需求,更好的发挥动车组故障信息智能推断分析系统的实时监测、故障报警、远程即时技术支持能优势，数据中心计算机应具有以下配置:计算机硬件：ＣＰU：Ｐ2（奔腾２）以上配置，主频≥2Ｇhz为佳；内存：≥2G,推举使用DDＲ３内存；硬盘:容量≥2５0G、接口类型：SATＡ3.0、转速≥５400rpm、缓存≥64MB、接口速率≥6Gb/ｓ;带有UＳB２.0以上接口;配置１0/１0０Mｂｐs以上速率网卡;显示器支持1０2４＊１2８0１6位彩色显示模式；必须具有CCC平安认证标志；配置有外置扬声器；计算机系统环境要求：操作系统：Ｗｉn98、ＷiｎNＴ、Win200０、WｉnXＰ(推举使用Wｉn２000、ＷｉnXＰ）；扫瞄器：ＩE６．0以上版本；配置有Ｖ2．0以上版本Ｍiｃrｏsoft。ｎet。frａｍeword,推举使用V3。5版本。动车组运行故障信息远程智能推断分析系统（TIＤS）三、设备样机试制报告郑州铁路局车辆处北京康拓红外技术股份有限公司二零一二年十二月1．项目启动２012年１月，郑州铁路局车辆处和北京康拓红外技术股份有限公司经过对动车组运行故障信息远程智能推断分析系统（TIDＳ)进行充分的技术调研后,立即成立TＩDＳ项目组,开头进行产品研发,进行样机试制。2.样机试制２０１2年1月６日起,依据ＴＩＤＳ设备相关技术资料，TIDＳ项目组立即制定了简略的样机试制加工计划,各负责人对时间进度支配签字，保证执行。在印制板和机械零件加工期间，研发部门和物资部门选购了全部需要用的相关元器件和材料，为保证样机试制进度打下了基础。201２年4月底，各种板件、机械零件间续加工完成，工作人员加班加点焊接、组装和调试.在调试过程中,严格依据TＩDS技术条件的要求执行。通过调试，我们又完善了硬件稳定性问题、供电问题问和瞬时传输海量数据问题,同时细化了调试规程,硬件安装工艺等。２０12年5月中旬,软件设计人员基本完成了终端模块设置软件和ＴIDS客户端的设计。２012年６月中旬，TIDS项目进入样机安装调试阶段。ＴIDS项目组在郑州铁路局动车运用所CRＨ5042、CRＨ5０4３、ＣRＨ５059三辆CRH５型动车组进行了设备的调试。8月中旬,调试过程完满完成，同时申请试点运用。3．现场安装２0１2年8月底，TIＤS样机在郑州铁路局进行试点安装运用.该设备自201２年６月15日开头安装调试，20１2年８月2５日起正式投入试用,试用期间,郑州铁路局动车运用所技术组支配检修人员３名,24小时三班制作业,系统全天24小时运行。截至2012年11月30日,系统工作稳定,多次对列车故障信息完成实时报警，并给予随车机械师大量的即时技术支持指导,极大提高了检车作业效率，显著的提高动车组运行的平安性能，明显提升了动车组运行的动态管理质量，有效提高了动车运用所的工作效率和平安管理质量.动车组运行故障信息远程智能推断分析系统(ＴＩDS）四、技术条件郑州铁路局车辆处北京康拓红外技术股份有限公司二零一二年十二月动车组运行故障信息远程智能推断分析系统（TIDＳ）概述为满意对动车组运行状态动态跟踪监控、远程技术支持和故障应急指导、即时维修等实际运用需求，需要对动车组的平安状态与故障情况进行实时动态跟踪监控,分析动车组管理检修运用需求，将高速动车组运行途中的重要信息实时的采集出来,并通过GPＲＳ和Iｎternｅｔ网络发送到地面数据中心监测站。动车组运行故障信息远程智能分析推断系统(ＴroubleofmｏvｉngEMUDeteｃtioｎanｄIntｅlligenｔDｉagｎosｅSystem，ＴIDＳ）由终端应用模块和数据中心两个部分组成,将采集到的动车组运行状态信息利用无线GPRS模块,远程传输至地面站,地面站的终端软件通过对故障数据进行推断、分析，进行自动报警,同时依据故障类型给予实时故障处理指导,一台监测站主机可实现同时对10组CＲH5型动车组进行监控。1.TIＤS系统构架如下图所示,动车组ＭＰU通过音频数据下载端口经音频头-ＲS23２转接线与终端模块的ＲS23串口相连，终端模块通过ＧPRS网络接入Iｎｔｅｒneｔ，上位机客户端软件通过Interneｔ网络和GＰＲS网络实现与终端模块通信,终端模块实现上位机和动车组MＰＵ间数据转发。终端模块由终端软件和终端硬件组成。终端硬件组合主要包括:ＡＲM中央处理器、GPRS模快、ＳDROM、NORFLASＨ、NＡＮＤFLAＳH和一些外围电路组成（电源电路、复位电路等），模块采纳５v直流供电，模块通过RS２３2串口与动车MPU相连，终端模块预留有ＳＩＭ卡插槽,可以便利的取放ＳIＭ卡。终端模块搭载着充分裁剪的ｌinux嵌入式系统，其内置的软件可以实现终端模块通过GPＲＳ网络自动接入Ｉnternｅt，并与指定IP的上位机之间基于TCP协议实现通讯.终端模块软件还包括终端模块配置软件，终端模块接入动车组ＭPU前还需要通过配置软件进行基本参数配置。TＩＤＳ客户端软件需要安装在数据中心计算机上，可同时实现对1０组ＣRH5型动车组进行监控，其主要功能有实时更新、报警和整体接收功能,可以完成存储、筛选、智能鉴别、报警、报表输出等多项操作。ＴＩＤS客户端软件通过Inｔeｒｎｅｔ网络和GPRS网络与终端模块实现通讯,终端模块硬件基于ARM平台和工业级GPＲS模块,搭载了实时性很高的嵌入式Linｕx系统,同时内置了多个功能软件。终端模块供应标准RＳ23２数据接口，并通过该数据接口与动车组TＣＭＳ供应的数据下载接口相连。系统运行时，TＩDＳ客户端软件通过Iｎｔｅrnet网络和GPRS无线网络与终端模块实现连接后,终端模块中的功能软件会自动运行,实现ＴＩDS和动车组TCMS之间的数据透明传输，完成故障特征数据的远程下载、实时更新等多种功能。数据中心:终端模块:ﻩ动车组运行故障信息远程智能推断分析系统2.TＩDS系统技术条件及其标准2.1．系统应用标准TＩＤＳ系统首先应从运用需求的角度动身，明确该系统的应用标准及作业规范。ＴＩDS系统检测范围及作业标准应严格依据铁道部客车运规的要求,满意运用需求。2．1。１。应用范围及监测信息类型标准系统总体设计方案依据CRH5型动车组列车网络掌握系统工作原理,主要状态与报警信息通过ＧPＲＳ和Ｉnterｎet网络上进行传输,报警信息全部汇聚到地面监测终端.TIＤＳ系统适应于CRH５型动车组，可对其TCMS内全部数据进行实时监测，通过网络猎取的有关牵引、制动、供电、空调、车门等子系统状态的实时运行数据,通过从数据库以故障代码为索引的实时故障数据,通过终端模块实时采集动车组Mpｕ状态信息，通过GＰRS实时传输给地面数据中心监测站,监测ＴIDＳ客户端软件可自动完成源码解析,并通过智能推断,供应实时报警、即时远程技术支持等多项功能。监测信息范围:（１)状态信息:主控端、受电弓、主断、车况、电制动、附加断路器、牵引手柄、方向手柄、换端、变压器、充电机、牵引情况、静态辅变、辅变工况等实时运行数据;(２）故障信息:ＴＲACＴＩON、NＩ、BRAＫE、ＣCT、ILLUMINTION、SIGNALING、ＴRACTＩON１、ｄeｓcr．Iｍpｉanto、ANTIＦIＲＥ等多个类型的故障信息;(３）基本信息:即时速度、车号、时间等基本运行信息。2．1。2.故障名称规范标准故障库中故障名称必须与铁道部数据编码规范中的故障名称全都,同时需要与阿尔斯通、长春轨道客车股份有限公司故障库中故障名称全都,确保数据的全都性,以便数据共享;TIＤS客户端依据TCMS中所报故障代码给出相应的故障名称；ＴＩDＳ客户端应对不同类型的故障进行分类，并应以不同颜色进行标示,便于快速查询和定位；TIDＳ客户端需要对严重故障进行即时报警,给出应急指导和远程技术支持；2。2.系统技术参数标准系统硬件技术参数标准：终端模块CＰU主频:大于２.0Ghz终端模块操作系统：linux2。6.2;存储:大于360Ｇ串口:一个RS232串口终端模块入网时间：小于30s实时性能：小于５０ｍs终端模块电池续航能力：大于10h.供电:+5－+36Ｖ工作电流最大：3６0mＡ待机电流:80mＡ数据接口：RS232/485/4２２/TTL支持串口硬流控工作温度:-2０～+５５℃相对湿度:95%／40℃系统软件技术参数标准：(1）终端模块配置软件应可以设置数据中心IＰ地址、映射端口号.（2）终端模块配置软件应可设置具有GPＲS数据业务功能的SIＭ数据卡识别名。（3)终端模块配置软件应能测试通讯建立状态及通讯信号质量。（4）终端模块配置软件应可以配置通讯网络协议。并分为ＴCP、UDP等多种模式.(５）终端模块配置软件应能配置波特率、数据位、奇偶校验、停止位、流控位等通讯标准参数.(6）TIDS客户端软件应具有整体接收、实时更新两大基本功能。(7）TIＤS客户端软件应能将十六进制源码转译为故障代码等信息，并依据故障库正确给出故障名称.(8)ＴIDS客户端软件应可以自动连接、断开终端模块功能，并可测试通讯质量。(9）TIＤS客户端软件应能生成两种文件形式：中文筛选版本、英文版本。（10）TIDS客户端软件应具有自动报警功能，报警功能应具有准时性。（11）ＴIDＳ客户端软件应能依据刮故障类型供应即时技术指导,给与远程技术支持。(12)ＴＩDＳ客户端软件应能供应故障分类检索功能。(13）TIDS客户端软件应具有对故障信息统计、存储、回放、分析功能。（16)ＴＩDＳ客户端软件应具有不同类型故障不同颜色展现功能。(１７)TIDS客户端软件可同时对１0组ＣＲH5型动车组进行监控。2．3．系统硬件结构标准TIDS系统终端模块硬件包括ARM(中央处理器）、工业级ＧPRＳ模块、ＳDROM、NＯRFLAＳH、NＡNＤFLAＳH、数据采集和输出模块、SIＭ卡模块等几个部分组成。硬件系统结构如下图所示：２．3.1.系统硬件（终端模块）配置标准ＴIＤS系统终端模块主要用来采集和发送TCMS数据信息，是整个TＩDS系统采集信息的基础。为了确保动车组运行故障信息的实时监测，以便于给出即时故障报警和应急技术支持，下面对TIＤＳ系统硬件（终端模块）的配置进行规定.一套TIDＳ系统终端模块设备包括:ARＭ平台＋工业级ＧPRS封装模块一个;外置天线一根;RＳ2３2串口音频头专制转接线一条；供电模块一个;2。3．2．系统硬件(终端模块）安装标准供电标准:终端模块供电：５-1２V；工作电流最大:３6０ｍA；待机电流:8０mＡ。考虑终端模块工作实际环境和24小时工作需求可以选择以下几种方法：(1)２20V沟通＋蓄电池解决方案： （2)１10伏直流+蓄电池解决方案:ﻩ（３）２4伏蓄电池解决方案：安装位置标准;终端模块的适宜物理环境为:工作温度：—20～+５５℃、相对湿度:9５%／40℃。因此终端模块应该被安装在动车组MＰＵ集成厢中便于通风、散热处。为得到更佳优质的GPRS信号强度,安装位置应考虑尽量可能造成的GPＲS信号屏蔽.同时考虑到便于测试、检修等需求，终端模块应尽量拆卸便利.2。3.３.数据中心配置标准数据中心网络配置标准：为保证系统的通讯需求,更好发挥系统的实时性能和提高下载速度，数据中心应配置２Ｍ以上带宽的Inteｒｎet网络,同时应尽可能高的供应网络的稳定性。如果采纳公网+ＬＡN的方式接入，必须在公网的接入设备(路由器）上做好相应的端口映射或地址映射,同时应保证系统工作中WＡN口ｉp地址应保持不变.数据中心计算机配置标准：为满意TＩDＳ客户端软件的安装需求,更好的发挥动车组故障信息智能推断分析系统的实时监测、故障报警、远程即时技术支持能优势，数据中心计算机应具有以下配置:计算机硬件:CPU:P2（奔腾２）以上配置，主频≥2Ghz为佳；内存:≥2G，推举使用DDR3内存；硬盘:容量≥２5０Ｇ、接口类型：SＡＴA3.0、转速≥54００ｒpm、缓存≥６4ＭB、接口速率≥６Gｂ／s;带有ＵSB２。0以上接口；配置10／100Ｍｂps以上速率网卡;显示器支持102４*1２8016位彩色显示模式；必须具有CCＣ平安认证标志；配置有外置扬声器;计算机系统环境要求：操作系统：Ｗin9８、WinNT、Win20０0、ＷinXP(推举使用Wｉn2000、ＷｉnXP);扫瞄器:IＥ６。0以上版本;配置有Ｖ2.0以上版本Ｍiｃｒｏｓoｆ。framｅｗｏrd,推举使用Ｖ3.5版本。2.４。系统软件结构标准２.４.1.TＩＤＳ客户端软件界面标准TIDS客户端软件的功能主要为：添置终端设备、配置终端设备信息、扫瞄动车运行状态信息、扫瞄故障信息、故障信息报警、故障信息分类查询、扫瞄动车度等基本信息。这几个功能也是检车员常用功能,为了便于检车员培训学习TIDS系统，对这几个主要功能的操作界面进行统一规定,统一规定的内容主要包括界面功能区的划分和界面功能区需显示的信息。2.4.２。终端模块配置软件标准终端模块配置软件主要功能为配置终端模块的全部参数，以保证终端模块和ＴIＤS客户端软件的正常通讯.ＴIＤS终端模块配置软件旨在实现终端模块配置的快速化和模式化，便于TＩＤS系统进行实时监测和数据统计分析、数据挖掘,为应急故障指导和远程技术支持供应决策依据，同时便于现场的维护和考核。其应包含的必须的配置参数标准为：配置菜单项说明1)数据中心域名或IＰ（）配置数据中心ＩP地址或域名2）数据中心端口(9０0０）配置数据中心端口3）网络协议［UDＰ／TCP］（TCＰ）配置数据通讯协议,可以配置UDP或TCＰ4)AＰN名称（CMNＥT)配置无线网络ＡPN名称5)用户名()配置用户名６)密码（）配置密码7)电话号码配置设备的电话号码8）连接模式[1：永久在线／２:唤醒在线](１)配置连接模式，支持永久在线和唤醒在线两种模式9)振铃唤醒电话号码(）配置唤醒在线时，振铃唤醒的电话号码，AＬL代表支持全部的号码

,ＮONE代表不支持振铃唤醒如果有多个电话号码,中间需要用逗号分开。10)短信唤醒密码（1２34)配置唤醒在线时，短信唤醒所用的密码１1）DＮS1（2２1．13０。3３。52)DＮS１域名解析服务器１12）DNS2（22１。１30。33.6０）DNＳ２域名解析服务器213）心跳间隔秒(３0）配置心跳间隔,单位为秒14）心跳超时秒（120)配置心跳超时，单位为秒15)波特率ｂps(９600）配置数据传输模式时,串口的波特率１６)数据位bｉt[５／６/7/８］（８）配置数据传输模式时，串口的数据位1７)奇偶校验［N/E/O／M／S］（Ｎ)配置数据传输模式时,串口的校验位N：无校验,E：偶检验，O:奇检验M:标记校验，Ｓ:空格检验1８）停止位bit[1/1。5／２]（1）配置数据传输模式时，串口的停止位19)流控［N/H/S］(N)配置数据传输模式时，串口的流控N：无流控,H：硬流控,Ｓ:软流控3．TIＤＳ系统工作原理及主要功能３.１。TＩDS系统工作原理TIDS客户端软件需要安装在数据中心计算机上，其主要功能有实时更新、报警和整体接收功能,可以完成存储、筛选、智能鉴别、报警、报表输出等多项操作.TIDＳ客户端软件通过Internet网络和ＧPRＳ网络与终端模块实现通讯，终端模块硬件基于ARM平台和工业级ＧＰRS模块,搭载了实时性很高的嵌入式Ｌiｎux系统，同时内置了多个功能软件。终端模块供应标准RＳ２3２数据接口,并通过该数据接口与动车组ＴＣMＳ供应的数据下载接口相连。系统运行时,TＩＤＳ客户端软件通过Ｉｎtｅｒｎet网络和GPRS无线网络与终端模块实现连接后，终端模块中功能软件会自动运行，实现TIDS和动车组TCＭＳ之间的数据透明传输,完成故障信息的远程下载、实时更新等多种功能。3．2.TIDＳ系统主要功能（１）CRH5动车信息的无线上传、远程采集；动车运行故障信息远程传输采纳无线传输采纳通用分组无线服务技术（GeｎeｒalＰacｋetRａｄioSeｒvice,简称GPRS)，无线传输技术的应用有效的规避了检修人员上车采集信息的繁琐操作，同时一台监测站主机可同时监控１０组ＣRH5型动车组，极大的提高了检修人员的工作效率和便捷度，削减了对技术组人力、物力的投入。（2）ＣＲH５动车信息的实时更新；采纳GPRＳ+Interｎｅt的技术组合，由于GＰRＳ网络掩盖率高、接入速度快、传输速率高等诸多优势,加之Ｉｎternｅｔ的普遍应用,使得运行动车组故障信息远程智能推断分析系统可以具有格外高的实时性能，并且可以实现多点查看,从而实时的了解运行动车组运行状态的全面信息,可以快速有效的给予远程技术支持和故障应急指导，极大的提高了动车组的平安性能。（３）ＣRＨ5动车信息的故障信息实时报警、故障即时处理方法指导；TIDS系统由于可以实时的监测动车组运行故障信息,因此可以实现实时报警功能，提示检修人员快速了解动车运行状态。同时，ITDS系统会依据故障类型,给出相应的应急指导，检修人员可以对动车组随行机械师给予即时远程技术支持，以便于最快速的对动车组故障做出处理，提高动车组运行的平安质量。（４)ＣRH5动车故障信息的统计、分类、对比功能;该功能可以故障信息依据故障类型、严重级别等予以分类，便利检修人员查询。（5）同车的历史故障信息查询、回放、分析功能.TIDS系统可以对同一车次的故障信息统一存储,并可十分便利的实现查询、回放。据此,检修人员可以对动车组运行状态作深层次解析，从而实现动车组实时动态质量掌握。动车组运行故障信息远程智能推断分析系统(ＴIDS）五、测试报告郑州铁路局车辆处北京康拓红外技术股份有限公司二零一二年十二月１．试验目的本次试验验证动车组运行故障信息远程智能判读分析系统(ＴIDＳ)运行的稳定性和牢靠性，重点考察样机现场工作的使用情况，对试验设备进行性能评估，并考察设备是否符合ＴＩDＳ设备项目需求。2。试验时间、试验地点依据试验工作支配，2012年9月7日起，开头在郑州铁路局动车运用所展开相关试验.并在北京—太原一线多次展开动态测试。３.试验内容对动车组运行故障信息远程智能推断分析系统(ＴＩDS）的远程下载功能、实时接收功能、实时报警等基本功能进行试验、老化测试、电磁兼容测试,对TＩＤS的牢靠性和稳定性进行验证性试验;3．１．TIDS设备性能测试试验整体接收功能验证试验【测试目的】:(１）验证TIDS系统的远程无线下载功能；（2)验证ＴＩDS客户端软件的整体接收功能;【试验方法】:(1)在ＣRH504１、5042、５０56、５05７、5059、506０几组动车组入库后（动车组静止时），采纳TIDＳ系统对其故障信息进行远程无线下载(使用TＩDS客户端软件完整接收数据)，记录是否能下载到数据，同时采纳SｅrLink98软件人工采集动车组故障数据并与TIDＳ远程无线采集数据对比。每组动车分别采集两次数据。(２)在北京-太原、太原—至北京两线路上，分别采纳TIDS系统无线远程采集完整接收数据和ＳeｒLink98软件人工采集动车组故障信息数，并对二者进行对比。每车次完整下载数据两次，该试验重复进行三次。【试验结果】：表１中分别列出访用TIDS系统远程无线下载完整数据所需要的时间,同时将结果与SerLink98软件所下载结果相对比得到其完整性和精准性。表1TIDＳ整体接收性能试验评价表试验基本信息整体接收数据下载质量评价(优秀、良好、较好、一般、差)时间车号动车状态数据下载时间车次下载所用时间下载数据完整性下载精准度备注11.0４5０41静止18:5018miｎｓ完整精准11.0４5０４1静止19:2219ｍins完整精准1１.05５042静止18:4617mｉns完整精准1１．０５５０4２静止1９：271７ｍｉns完整精准11.０6５０５6静止20：１１18ｍins完整精准11。06５0５６静止2０:３２1９ｍiｎｓ完整精准11．07505７静止19：２９１8miｎs完整精准１1。０7５０5７静止20:1218mins完整精准１1。0