摘要：工业互联网理念被应用到我国机车监测与诊断系统中。通过对工业互联网三要素的把握，进而为我国打造一个相当智能化的机车铁路行业应用。运用车载LDP（Label Distribution Protocol）设备能够获取机车的相关信息，在经过传输手段把这部分信息传给地面。真正的实现机车与地面的一体化建设。
关键词：机车；CMD；实时信息；LDP；远程监测；在线诊断
目前，我国信息化产业不断推进的同时，各种信息化系统也在广泛应用。大数据时代的来临，数据快速提升到基础性战略资源。同时其也是我们企业中最重要的财富之一。但是，久而久之，数据外泄的情况不断发生。这就给我们的企业还有个人带来相当大的损失。所以，如何进一步加强数据安全建设成为当务之急。
一、研究背景
1.1 CMD（Chinese locomotive remote Monitoring and Diagnosis system）系统研究必要性
目前我国铁路里程的增长、轨道车辆的增多、运行速度的提升对轨道车辆和车载设备的可靠性、可用性、可维护性、安全性的要求也越来越高。铁路机车及其系统和设备的复杂性、综合化、智能化程度不断提高，其生命周期成本特别是维护和保障成本越来越高，在信息化、科技化日益发展的今天，促进大数据、云计算、物联网的广泛应用成为引领行业创新发展的重要途径。铁路可以运用大数据、云计算等技术手段，通过可靠的数据和精准的决策方法，提高运营和管理水平；利用互联网技术和平台，可以创造新的价值、体现新的发展生态。为了对机车的运行状态进行实时监控、远程诊断设备故障，国外机车上大多配备机车运行安全和设备质量监测系统，如西门子EFLEET系统、阿尔斯通ETRAIN系统、GE的RM&D系统、庞巴迪CC REMOTE系统等。通过综合考虑国家安全因素和国外系统应用车型单一等问题，国外系统不具备全路统一推广条件。中国机车远程监测与诊断系统（CMD系统）作为铁路机务信息系统的四大核心子系统之一，适应我国铁路机务管理实际业务需要，可实现对各车载系统的数据监视、地面实时故障报警、专家诊断分析、数据统计分析等功能，有利于提高列车的安全性能并指导列车运行，对铁路信息化建设具有重要意义。
1.2 CMD系统技术可行性
1.2.1车载系统发展
全路机车已全面普及专用LKJ监控装置，近1万台和谐型机车已全面采用网络化TCMS系统，部分交一直机车也已采用微机控制系统，数字化程度较高；机车车载安全防护系统（6A系统）是用于机车运用安全防护的一个系统平台，集成了6个与安全相关的子系统，已全面应用于和谐型机车。车载设备的微机化、网络化程度不断提高，实时采集机车状态信息、机车安全信息和机车监测信息，为机车运用、检修和维护提供数据支持。
1.2.2信息传输技术发展
移动通信技术不断发展，经过GSM，3G发展到第四代（4G）的长期演进技术（Long Term Evolution，LTE），其在铁路沿线的高覆盖率，保证车载大量数据的实时传输，从而实现地面综合应用系统实时展示车载数据及视频。北斗系统具有极强的抗同频、宽频、多径干扰能力，抗衰落能力强，具备各种气象条件、地质条件下的全天候高性能；卫星通信具有广域覆盖、远距离传输的特点，对于无法获得互联网接人的地区，具有不可替代的作用。通过北斗系统、卫星通信技术，可以实现机车远程定位，动态跟踪“人车图”。
1.2.3地面综合大数据技术发展
大数据的快速发展，已成为一大新兴产业，其中大数据分析、云数据库等技术日趋完善。基于长期积累的大量机车故障报警数据及机车运行状态数据，通过如状态预测/外推、基于统计回归、基于相似性等的研究方式、方法，建立相关分析模型，分析车载设备（部件）失效阀值，以预测设备（部件）质量状态。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆现在各种技术条件已经成熟，研制实现机车动静态信息采集、传输、地面诊断分析的车一地一体化平台系统已经水到渠成。
二、CMD系统主要目标及需求分析
CMD系统需整合构建面向机务信息化、智能化发展的大数据应用核心平台，具有先进传感及微机网络技术的交流传动机车，整合最新卫星定位和无线通信网络技术的车载数据集成传输装置，综合“人车图”信息满足运用、整备、检修需求的大数据应用平台，构成代表世界最前沿的工业互联网技术实例，即“智能装备+互联网络+大数据应用”，也可以说是“互联网+机车装备及运用维修”。具有建立在TCMS，6A，LKJ等系统几百个实时检测数据项的感知能力；具有建立在3G/4G，GPS、北斗、WLAN等多种技术应用和铁路车号自动识别系统（ATIS）、LKJ等多源数据集成商的车地传输和时空定位能力；具有全面提升信息流通、辅助决策和流程综合优化的大数据应用能力。以CMB系统为核心，全方面打造车的、动静、造修全面数据共享互动的机务大数据应用体系。
2.1车载数据集成需求
2.1.1数据采集
车载设备实现对机车状态、故障信息及安全信息的采集、处理、记录，包括扩展系统的统一授时、文件统一自动下载、机车履历电子化，具备机车状态的感知能力。具备对地面综合应用子系统点播请求的响应功能，包括发送频率、发送信息类型、履历信息更新等合法命令响应。具备配置文件的更新及管理功能，禁止非法配置文件的导入。具备对地面系统的远程访问进行控制及认证功能，禁止非法登录。根据通信协议，向地面综合应用子系统定时传输重要的机车状态信息、机车安全信息、机车监测信息，包含机车基本运行信息、司机操作命令信息等。
2.1.2数据处理
具备从获取的数据中识别事件的功能，在事件发生时能提取和记录相应的环境数据；具备从获取的数据中识别机车故障的功能，在故障发生时，应能提取和记录相应的环境数据，并通过数据传输子系统实时向地面综合应用子系统报警及传送相应数据，应具备一定的自检功能。自检信息可发送给6A系统音视频显示终端或其他车载显示器。能根据应用需求对数据进行加工，并分发给相关车载系统，如显示器、TCMS，6A等。具备对包括来自其他系统的文件数据的处理能力，包括文件数据的缓存、文件数据的压缩等。
2.1.3数据传输与转储
数据传输与转储分实时信息的传输、视频信息的传输、北斗短报文信息的传输与记录文件的转储，能根据不同需求采取不同策略，将数据传输至数据传输子系统。数据传输采用的移动通信制式支持CDMA2000、WCDMA、GPRS、4G等。
三、CMD系统架构及关键技术特点
CMD系统由车载子系统、数据传输子系统和地面综合应用子系统组成。车载子系统为整车信息平台，采集、汇总机车安全信息、机车监测信息、机车状态信息，完成不同系统间的信息共享和统一传输。LKJ，TCMS，6A及其他系统通过网络接口板与车载主机LDP连接，北斗通信天线和WLAN/3G/定位天线实现数据的无线发送。CMD车载子系统主要完成对机车状态信息、机车安全信息和机车监测信息的采集、存储、传输。通过机车与地面的双向数据交互，实现对在途机车的远程实时监测与故障诊断，为机车运用、检修和维护提供数据支持。
四、结束语
根据上文的分析与研究可知，我国铁路经过不断的改革与不断的深化，目前机务信息化已经能够适应在各个领域。CMD作为我国信息化建设的基础，只有不断的加强CMD系统的建设与应用才能够将机务信息化突破。
参考文献：
[1]龚利.铁路机车远程监测与故障诊断系统设计[J].计算机工程，2012（04）
[2]申瑞源，龚利.中国机车远程监测与诊断系统（CMD系统）总体方案研究[J].中国铁路，2017（03）
论文作者:刘文文
论文发表刊物:《基层建设》2018年第14期
论文发表时间:2018/7/20
标签：机车论文; 系统论文; 数据论文; 信息论文; 子系统论文; 地面论文; 机务论文; 《基层建设》2018年第14期论文;