摘要：在我国交通行业发展过程中，动车现在已经被越来越多的城市投入建设并使用。在动车使用过程中会出现检修的情况，在动车组的维修中，现代科技的发展也逐渐地被应用在其中，而数据仓库是目前研究应用最广泛也是最有前景的一项技术。以CRH2型高速动车组运行动态数据自动搜集，远程传输到地面中心数据库，进而分发到各主机厂进行动态分析并辅助故障维修、制定检修策略的高速动车组远程数据传输系统，介绍了该系统的技术架构以及数据的应用分析，对该系统数据与SAP－ERP 系统的集成以及通过BI 系统对数据进行分析。
关键词：高速动车组；检修；应用
该系统能够将高速动车组的运行故障数据、实时运行位置数据、以及MVB 数据等实时无线传输到中心数据库并转发到各主机厂。其中列车运行故障信息可以辅助进行列车故障的捕获、识别、分析和处理；列车运行实时位置信息描述了列车运行时的动态位置；MVB 数据是从MVB 网络中获取的有关牵引系统、空调系统、制动系统、卫生间系统、车门、轴温等涉安全及旅客服务的基本状态信息。
一、系统技术架构
通过在动车组上的车载无线传输装置，从司机室显示屏中实时获取列车的动态故障信息、从MVB 网络中实时获取有关列车牵引系统、供电系统、空调系统、制动系统、车门等子系统的运行状态信息；通过在动车组上的GPS 功能模块实时获取列车位置、运行速度、运行方向等信息；各功能装置将搜集的信息通过GPRS 网络技术实时发送；然后再将数据转发到各主机厂，利用开发的分析报表对数据进行深入的分析。系统技术架构如图。
1、车载无线传输装置。车载无线传输装置部署到动车组上，是整个系统的核心部件，装置外部机箱设计采用42HP标准3U 结构铝合金机箱，内部配置有多块功能板卡，分别为DC24 V 电源板卡、5 V 电源板卡、GPRS /GPS 板卡、WLAN 板卡、CPU 板卡，在CPU板卡上还扩展有MVB 网卡；供电电源为DC110 V/DC24 V；车载无线传输装置负责动车组运行数据的搜集，并通过GPRS 功能实时发送到移动公网。
2、WEB 服务器。WEB 服务器负责部署数据分析程序，数据分析程序为B /S架构，用户只需要使用WWW 浏览器IE访问分析程序，不需要额外再安装其他客户端软件就可以完成数据查询和分析工作。
3、远程传输的数据内容。从列车上远程传输的数据内容主要包括：数据产生时间、车组号、车次、编组形式、车组位置、运行速度、司控状态、设备切除状态、牵引系统状态、制动系统状态、网压和网流、蓄电池状态、受电弓状态、空簧承压状态、主风管和列车管压力、空气制动参数信息、车门状态、卫生间状态、空调工作状态、轴温、故障信息。对于实时故障数据要求产生时立即发送；其它数据以一定频率周期性发送或定时发送。
4、数据分发。数据被存储到中心数据库后，还会被按照不同主机厂所属产品分别发送到各主机厂。数据发送采用定时循环发送，发送失败时会连续尝试，然后放到缓存中，后续择时再发送。数据接收时将根据协议对数据进行转换并写入数据库中，写入成功或者因故写入失败信息都会被记录到日志文件中，用以跟踪数据接收和保存的状态。
二、数据监控与分析
车载无线传输装置通过GPRS 远程发送数据，数据接收和处理程序接收数据并将数据经过解码后存入数据库中，这些实时接收的数据中蕴藏着巨大的价值：可以通过监测列车故障信息和运行参数，及时掌握在线运行列车的当前状态；对列车故障和运行参数的历史数据进行统计分析，能够深入排查故障原因，制定有针对性的应急处理办法。所以对这些实时数据进行实时监控和分析，挖掘其中的巨大的价值是非常必要的，也是保障动车组长期安全稳定运行的重要手段。为了实现对数据的实时监控和挖掘分析，专门开发了数据监控和分析程序，程序采用B /S 架构开发和部署，用户只需要在网页浏览器中就可以实现数据的监控与分析。
1、列车GPS 信息监控。用户可以查询当前在线运行的高速动车组的运行位置、运行速度等实时GPS 信息。用户可以查询当前在线运行的高速动车组的牵引系统、空调系统、照明系统、制动系统、辅助控制系统以及门系统等重要子系统的主要状态参数以及司机操控状态信息。
2、列车故障信息监控。用户可以查询高速动车组的历史故障信息和当前故障信息、故障信息的详细描述、故障状态以及针对故障的建议解决方案等。用户可以通过监控和分析程序查询故障分布情况、故障频次等，以直观统计图表显示，辅助分析故障发生的规律和影响因素，制订切实有效地故障处理策略和预防性维护策略。
三、数据应用的设想
从动车组上搜集的这些看似静态的数据都是动态产生的，记录了动车组中各大部件、各子系统的实时状态。目前从各个应用层面对数据进行了分析，为科研人员、工程技术人员以及检修维护人员分析和解决问题提供了数据支持，也是保障动车组能够一直安全稳定运行的前提之一。不过对数据的使用和分析还需要再加强和深入，以获得更大的价值，因而在此提出两个进一步应用和分析该数据的设想。
1、SAP 系统集成。主机厂在动车组运行的主要城市区间驻扎有大量的售后服务人员，以确保能及时处理动车组发生的故障，目前售后人员发现或者接到故障信息后，要在SAP 系统CS 模块中手工录入故障信息产生维修通知单，进行维修业务，录入的工作量大，而且容易出现录错的问题。因此，可以将远程
从动车组上接收的故障信息按照一定的规则和条件，自动导入到SAP 系统中，再按照所运行的区间分别分发给负责各区间售后服务的工作人员。售后服务人员通过一个专门的报表就可以查询到和其所服务的列车有关的所有的潜在故障。经识别和确认后，将需要处理的故障挑选出来，自动产生维修通知单。这样就不需要售后服务人员手工向SAP 系统录入故障信息。既节省了工作量还能确保数据的准确性。此举势必使这些数据在提高故障维修效率，降低人工成本等方面发挥更大的价值。
2、利用BI 系统对数据进行深度挖掘。主机厂每天都会通过远程数据传输系统接收到大量的列车故障、列车GPS 和列车运行参数数据，这些数据经过日积月累量会越来越大，不仅给数据库存储带来很大的压力，对数据的查询、监控、分析的性能也会直线下降，最后将会因数据量太大而无法使用数据。所以，数据库系统中应该只存储当前最新的数据，这些数据反映的是当前的一段时间的状态信息，利用现有的实时监控和分析程序进行监控分析。而历史的数据已经没有实时监控和分析的必要，所以可以定期归档到BI商务智能管理系统，是将来自源系统的数据，经过抽取、转换、上载至数据仓库，以EXCEL、WEB 等报表形式展示给用户，是一种运用了数据仓库、在线分析和数据挖掘等技术来处理和分析数据的崭新技术，目的是为业务决策者提供决策支持，利用BI 系统强大的数据仓库存储和优化的查询性能，在其中实现对数据进行各种对比分析挖掘分析。比如探索故障发生部位和频率与运行速度、气候、运行时间、运行里程、保养频率等因素的关系，对于制定科学合理的预防性维护计划会起到切实有效的辅助指导作用。
结束语
动车组功能结构和技术系统组成都非常复杂、而且不断有新的高速动车组开始投入运行，各主机厂动车组检修业务部门故障检修的压力很大，高速动车组远程传输系统为高速动车组故障的及时发现和正确检修工作提供了实时、准确的数据支持，对提高检修效率和效果，保证高速动车组的长期安全稳定运行，发挥了不可替代的作用。
参考文献：
[1] 黄志彤，倪少权，陈翠利，张苏波.动车组运用及检修设施规模的研究[J].铁道运输及经济.2013.30（6）14.
[2] 赵虹.动车编组维修决策系统数据仓库的研究与应用[D].北京.北京交通大学.2013.14（03）:22-23.
论文作者:李杰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/11
标签：车组论文; 数据论文; 故障论文; 系统论文; 信息论文; 状态论文; 列车论文; 《基层建设》2019年第2期论文;