史曉磊，蔣 薈

（中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司 電子計算技術(shù)研究所， 北京 100081）

車輛運(yùn)行品質(zhì)軌邊動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)（TPDS）是利用安裝在鐵路正線直線段上的檢測平臺，對貨車運(yùn)行安全進(jìn)行動態(tài)檢測的軌邊監(jiān)測系統(tǒng)，重點(diǎn)檢測貨車脫軌系數(shù)、輪重減載率等輪軌間的動力學(xué)參數(shù)，為保障車輛安全運(yùn)行發(fā)揮了十分重要的作用。由于TPDS探測設(shè)備數(shù)量有限，設(shè)備間距較長，未處理報警車輛不能及時處理，存在嚴(yán)重的安全隱患。文獻(xiàn)[1] 提出全路紅外軸溫探測設(shè)備分布、數(shù)量與列檢隸屬關(guān)系，為TPDS報警車輛聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控研究提供了重要思路。文獻(xiàn)[2] 詳細(xì)介紹了紅外軸溫探測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集流程，為本研究提供了數(shù)據(jù)接取時機(jī)和節(jié)點(diǎn)。本文針對TPDS探測站數(shù)量較少、部分報警車輛不能及時處理等問題，借助紅外線軸溫探測系統(tǒng)，當(dāng)車輛通過紅外線軸溫探測設(shè)備時，自動匹配TPDS探測報警數(shù)據(jù)，實(shí)時向前方列檢推送TPDS報警車輛信息，以提高報警車輛處理率。

1 聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控方案實(shí)現(xiàn)

紅外線軸溫探測系統(tǒng)（THDS）[1]是5T安全監(jiān)測系統(tǒng)的重要組成部分，具有設(shè)備數(shù)量多，分布密集的特點(diǎn)。借助THDS這一特點(diǎn)，將未處理的TPDS檢測報警車輛復(fù)示給后方列檢作業(yè)場，及時處理問題車，實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控目標(biāo)。具體思路是：將全路TPDS探測站檢測到的未處理報警車輛實(shí)時匯總到鐵路總公司（簡稱：總公司）數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，形成全路報警車輛名單，定期下發(fā)至18個鐵路局?jǐn)?shù)據(jù)庫服務(wù)器；當(dāng)列車通過列檢作業(yè)場前方紅外線軸溫探測設(shè)備時，由部署在鐵路局服務(wù)器上的WebService服務(wù)器獲取THDS檢測信息[2]，并與鐵路局級報警車輛名單進(jìn)行匹配，再復(fù)示給列檢作業(yè)場。

1.1 數(shù)據(jù)流程

由18個鐵路局服務(wù)器實(shí)時上傳未處理的TPDS報警車輛數(shù)據(jù)[3]到總公司服務(wù)器，形成全部報警車輛名單，總公司服務(wù)器定期同步到各個局服務(wù)器。數(shù)據(jù)流程圖如圖1所示。

圖1 TPDS檢測未處理報警車輛數(shù)據(jù)流程

TPDS數(shù)據(jù)庫服務(wù)器定時獲取THDS檢測數(shù)據(jù)，并與報警車輛名單進(jìn)行匹配入庫，由TPDS復(fù)示給列檢作業(yè)場，數(shù)據(jù)流程如圖2所示[4]。

圖2 TPDS報警數(shù)據(jù)與THDS檢測數(shù)據(jù)匹配流程

1.2 相關(guān)規(guī)則

1.2.1 報警車輛預(yù)報規(guī)則

根據(jù)列檢作業(yè)場是否有TPDS探測設(shè)備，分為有TP列檢和無TP列檢，采用本地探測和聯(lián)網(wǎng)報警推送兩種模式復(fù)示報警車輛。對于有TP列檢，采用兩種模式進(jìn)行推送（本地探測中已有且報警時間在10 h內(nèi)的報警車輛不在聯(lián)網(wǎng)推送名單中出現(xiàn)）；對于無TP列檢，只推送聯(lián)網(wǎng)報警車輛。

本地探測模式根據(jù)列檢作業(yè)場與TPDS測點(diǎn)所屬關(guān)系推送最近10 h內(nèi)報警車輛；聯(lián)網(wǎng)報警模式推送最近2 h內(nèi)通過THDS測點(diǎn)的報警車輛。

建立列檢作業(yè)場字典，包括編碼、名稱、所屬鐵路局、所屬車輛段、有無TPDS測點(diǎn)；建立列檢作業(yè)場與入口THDS測點(diǎn)[5]關(guān)系字典，用于復(fù)示聯(lián)網(wǎng)報警車輛。

1.2.2 報警車輛銷號規(guī)則

對于聯(lián)網(wǎng)推送的報警車輛，如果列檢作業(yè)場已經(jīng)處理，需要及時銷號，避免重復(fù)推送給下一個列檢作業(yè)場，具體銷號規(guī)則如表1所示。

表1 聯(lián)網(wǎng)推送報警車輛銷號規(guī)則

依照上述規(guī)則，銷號流程為：（1）對作業(yè)列檢對應(yīng)的鐵路局報警名單銷號；（2）對總公司報警名單銷號；（3）由總公司服務(wù)器將銷號數(shù)據(jù)分發(fā)到其他鐵路局服務(wù)器，更新相應(yīng)的報警車輛名單。

2 功能設(shè)計

2.1 實(shí)時監(jiān)控

（1）本地探測模式推送的列車信息，以列車為單位，包含列車基本信息、踏面損傷[6]、運(yùn)行狀態(tài)預(yù)警、超偏載報警輛數(shù)以及報警車輛處理回填入口。

（2）以踏面損傷輪位或者運(yùn)行狀態(tài)預(yù)警車輛為單位，聯(lián)網(wǎng)報警模式推送的報警車輛信息包括：TPDS[7]測點(diǎn)檢測到的報警信息，列檢入口THDS測點(diǎn)和檢測列車信息，處理回填入口[8]。實(shí)時監(jiān)控界面圖如圖3所示。

圖 3 實(shí)時監(jiān)控界面

2.2 報警處理反饋

報警處理反饋提供對通過列車全部的踏面損傷和運(yùn)行狀態(tài)預(yù)警車輛批量回填功能，根據(jù)業(yè)務(wù)規(guī)則，對回填信息進(jìn)行校驗(yàn)。界面如圖4所示。

圖 4 報警車輛信息反饋

2.3 聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控歷史查詢

歷史查詢提供對聯(lián)網(wǎng)推送歷史報警車輛查詢，可以通過車號、首尾車號、預(yù)警時間等條件組合查詢。

2.4 報警提示配置

當(dāng)有新的報警車輛出現(xiàn)時，實(shí)時監(jiān)控功能會彈出報警車輛提示框，用戶可以通過報警提示配置功能，自定義報警種類、等級、提示時間等，滿足個性化需要。

2.5 報警車輛處理查詢

報警車輛處理查詢提供對報警車輛處理結(jié)果查詢功能，包括本地探測和聯(lián)網(wǎng)報警推送的報警車輛處理信息，同時對處理輪數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)預(yù)警量數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計，鐵路局、車輛段管理層用戶可以查看同一報警車輛的不同列檢的作業(yè)情況。界面如圖5所示。

圖 5 TPDS聯(lián)網(wǎng)報警車輛處理信息查詢

2.6 統(tǒng)計報表

統(tǒng)計報表包括18點(diǎn)運(yùn)用日報和貨車運(yùn)用報告兩種報表，18點(diǎn)運(yùn)用日報根據(jù)用戶級別統(tǒng)計下級單位在本地探測和聯(lián)網(wǎng)報警兩種模式下檢測列數(shù)、輛數(shù)、踏面損傷和運(yùn)行狀態(tài)預(yù)警處理輛數(shù)和件數(shù)等信息；貨車運(yùn)用報表提供不統(tǒng)計級別單位的日報、月報、季報以及年報報表。界面如圖6所示。

圖 6 TPDS 18點(diǎn)運(yùn)用日報

3 現(xiàn)場測試與問題反饋

3.1 現(xiàn)場測試

本系統(tǒng)在北京鐵路局豐臺車輛段管內(nèi)13個運(yùn)用車間中的22個列檢作業(yè)場進(jìn)行了10天的測試。試用期間，共計推送報警列車1 668列，報警車輛462輛，扣車21輛，其中，踏面損傷一級報警3輛，踏面損傷二級報警5輛，踏面損傷三級報警13輛。具體數(shù)據(jù)匯總?cè)绫?所示。

表2 豐臺車輛段報警車輛推送匯總

3.2 問題反饋

（1）多個列檢作業(yè)場推送時間比列車實(shí)際到達(dá)時間晚，一般相差20～30 min，值班員不能及時通知外勤列檢員。延時較為嚴(yán)重的是豐西一場，延時5～10 min占30%，延時20～30 min占70%。

（2）部分以直通車為主的列檢作業(yè)場，實(shí)際技檢作業(yè)輛數(shù)非常少，以沙城作業(yè)場為例，實(shí)際作業(yè)占報警輛次的1.71%，石景山作業(yè)場實(shí)際作業(yè)輛數(shù)為0，絕大多數(shù)報警車輛需要人工回填為通過，增加了列檢作業(yè)量。

4 方案改進(jìn)及測試

4.1 原因分析

經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場反饋的第一個問題主要是因?yàn)門PDS報警車輛與THDS過車數(shù)據(jù)匹配時間過長導(dǎo)致延時，其數(shù)據(jù)匹配過程為：THDS探測站采集過車信息上傳至鐵路局監(jiān)控主機(jī)，通過接口服務(wù)器上傳至THDS三級聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器（這一過程需要5 min），由部署在5T服務(wù)器上的服務(wù)定期從THDS三級聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器獲取THDS過車數(shù)據(jù)與TPDS報警數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配（一般需要5 min），實(shí)時監(jiān)控功能刷新數(shù)據(jù)時間為2 min。由此估算，自過車通過THDS探測站至預(yù)報給列檢至少需要12 min，考慮網(wǎng)絡(luò)延時等問題，實(shí)際延時可達(dá)到20 min左右。

以沙城、石景山南、三家店為代表的3個列檢作業(yè)場，80%的列車為通過車，不進(jìn)行技檢作業(yè)，大量通過車需要人工標(biāo)注直通，耗時耗力。

4.2 方案改進(jìn)

（1）改進(jìn)數(shù)據(jù)匹配過程，THDS過車數(shù)據(jù)經(jīng)過探測站上傳到鐵路局監(jiān)控主機(jī)，由監(jiān)控主機(jī)利用JWMQ將THDS探測站的ATIS車號報文直接轉(zhuǎn)發(fā)給鐵路局5T服務(wù)器，再由5T系統(tǒng)進(jìn)行解析、匹配和入庫。

（2）在現(xiàn)有的列檢字典增加是否直通列檢屬性，對于直通列檢當(dāng)前時間距離THDS過車時間超過4 h且未回填的報警車輛，系統(tǒng)自動標(biāo)注到達(dá)情況為直通，并記錄填寫單位和時間等信息。

4.3 測試

改進(jìn)后的系統(tǒng)在北京鐵路局豐臺車輛段再次測試，系統(tǒng)共預(yù)報2 216次，通過THDS探測站到預(yù)報全部在5 min內(nèi)完成，其中，自THDS過車時間到鐵路局5T服務(wù)JWMQ接收入庫時間（傳輸時間）2 min以內(nèi)占比94%；自JWMQ接收入庫時間到預(yù)報時間1 min以內(nèi)占比為87%；全部完成時間在3 min以內(nèi)占比為89%，剩余11%在3～5 min以內(nèi)預(yù)報。實(shí)踐證明，改進(jìn)后的方案能夠很大程度上減少傳輸耗時，滿足列檢作業(yè)需要。

5 結(jié)束語

通過借助THDS探測站數(shù)量多、分布廣泛的優(yōu)勢，建立前方THDS探測站與列檢對應(yīng)關(guān)系，當(dāng)列車途經(jīng)THDS探測站時，系統(tǒng)自動匹配未處理的預(yù)警數(shù)據(jù)，并復(fù)示給前方列檢，實(shí)現(xiàn)TPDS預(yù)警車輛聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控。該方案在北京鐵路局豐臺車輛段成功試用，經(jīng)過測試，系統(tǒng)功能得到優(yōu)化和完善，故障車輛得到及時處置，有效避免了行車事故的出現(xiàn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。