关键词：列车；主动运维
1 前言
随着轨道交通的不断发展，为满足不同线路需求国内研制出20余种型号动车组，涵盖时速200～250公里、300～350公里的各型动车组产品，动车组运营里程已超过世界总和的60%，取得了良好的社会经济效益，并逐步进军世界市场。我国高速客运动车组具有运行区间长、运行速度快、运输客量大等特点，这些特点使得列车的安全保障问题越显突出。伴随动车组长时间、高可靠性运行，对列车的在线安全监测技术和维保技术也提出了更高要求，如何实现列车关键部件及系统的在线监测与维保管理，也成为动车组高可靠运行智能维护及检修中必须解决的问题。
针对高速动车组运用条件下的列车在途状态检测、预警、预测维修、应急处置支持需求，开发主动运维系统，该系统将致力于解决列车运行时走行部的智能监测、故障隐患预警评估、基于 “互联网＋”的智能主动维保管理等关键技术，满足动车组长交路运行和沿线不同运用条件的运维支撑需求。
2 主动运维系统
鉴于高速动车组走行部健康状态在线监测与基于状态和网络化的维保需求，围绕列车车辆的高效运维和在线可靠性提升目标，运用物联网、智能感知诊断、大数据分析等技术，以智能化、信息化和网络化的方式，实现以列车轴箱、齿轮箱、牵引电机为重点对象并支持监测对象扩展的动车组关键部件全息化、实时、远程监测和PHM辅助支持。
主动运维系统的任务是在列车运行期间监测关键系统状态数据，实时传送到地面平台，经系统数据分析诊断后即刻报告故障，从而缩短故障查找时间，为维护人员在列车回库前提供技术支持。系统以列车运营维护的信息化、智能化、网络化为目标，运用物联网技术、智能感知诊断技术、云计算技术、大数据和工业以太网等先进技术，为列车的长交路、长时间的运营提供基于状态的列车在途安全状态在线监测预警、列车在途安全状态趋势分析预警、列车运营检修网络化维保等功能。
2.1 主动运维系统功能
主动运维系统设置监测系统，通过单独的传感器及连接车辆网络系统实时监测转向架、牵引、制动、辅助供电、空调系统、网络系统状态信息及关键数据，实时诊断预估预警，实现在列车故障前发出预警。
主动运维系统设置车地传输系统，负责将列车在途运行状态信息实时、可靠的向地面分析系统传输，以方便地面技术人员对在途列车走行部等部件和系统的状态实时监测。该子系统支持GSM-R、LTE、WIFI、运营商商3G/4G网络及铁路新一代移动通信网络。在项目实施及调试过程中，可根据需求和实际情况选择最优网络。
主动运维系统设置地面分析系统，根据车辆运行及维护情况，设计各系统关键数据临界值，实现车辆及关键部件故障分析和预警。
2.2主动运维系统结构
（1）监测系统
监测系统由诊断主机、MVB网关、传感器、车载无线网关、显示屏、天线以及配套线路组成。系统结构图详见图1。
（2）车地传输系统
考虑系统安全及可靠性，在列车上设置2台车载通信网关和2个宽频组合天线互为冗余，用于车载监测系统数据接入及向无线通信网络的接入；在地面安装一套地面通信网关，用于对各车载通信网关设备的管理并与车载通信网关建立可靠的数据传输链路。系统结构图详见图1。
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图1 监测系统及车地传输系统结构
（3）地面分析系统
采用“互联网＋”的网络化设计，由车辆在线状态监测预警展示系统、车辆系统与关键部件状态隐患挖掘系统和数据服务中心构成。
系统的硬件平台采用通用性高性能服务器构建，系统基于云架构的服务器平台。平台在硬件资源上设置Vmvare虚拟层构建云；在Vmvare虚拟层上根据业务需求布设各功能虚拟主机层；在功能虚拟主机层上布设业务层。
系统采用B/S模式，系统的主要事务处理逻辑均是在服务器端实现，客户端只用于可视化显示，不做业务逻辑处理。根据工作需求，面向用户设计个人电脑和智能移动终端两种类型。个人电脑通过支持WWW标准的Web浏览器访问系统服务器。
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图2 服务器平台
参考文献
[1] 王华胜.动车组整车可靠性的验证方法[J].中国铁道科学，2010.
[2] 钱立新.世界高速铁路技术[M].中国铁道出版社，2003.
论文作者:张维维
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第20期
论文发表时间:2020/4/28
标签：车组论文; 列车论文; 系统论文; 在线论文; 主动论文; 状态论文; 车辆论文; 《科学与技术》2019年第20期论文;