摘要：随着高铁时代的开启，高速铁路与其它交通运输方式相比具有很大的优势。针对铁路投入运营过程中的问题，提高故障检修效率显得尤为重要，以老式检修试验车为基础，此次课题所研发的新型检修试验平台，从平台载体出发，着重介绍了新型检修试验平台安全、便捷、高效的优点，以及所产生的社会价值。
关键字：智能一体化；高铁应急抢修；试验平台
0引言
中国高速铁路迅速发展，铁路行车的安全问题一直以来都是社会关注的重点。抢险、抢修、检测试验是铁路安全、有序运行的重要保障，是铁路建设的重要组成部分，是运营准备工作中必要和重要环节。要想提高抢险、抢修、试验的效率需要的不仅仅是健全的管理制度，更需要的是设备在试验期间的准时性、高效性、准确性，所以应急抢修试验平台的改进研发显得非常重要。本文系统介绍了本次科研的过程，以及投入使用后的成果，并对课题的不足进行了分析。
1国内现状
目前，新建铁路工程的交接试验及既有铁路线的预防性试验都是采用传统的单个设备，利用货车运输到现场后，搬到待测试设备处，再寻找电源并人工接线等一系列复杂的程序后进行试验，现场填写原始数据并回到驻地后，再统一出具报告。这种传统的方式程序操作过程繁琐、复杂，存在的安全隐患多，且环节不可控。不难看出，使用传统的方式程序操作与科学技术高速发展的今天是脱节的。
国内外都在研制电气试验车，但都是将设备简单的安放于货车上，并未实现真正意义上的智能一体化。随着高铁的大规模运行，工作过程中存在着试验时间短、夜间作业等的苛刻条件，所以迫切需要研制一种适合于高铁应急抢修的智能一体化专用电气试验车。
2智能一体化高铁应急抢修试验平台研发的目标
电气试验车技术是实现第三代试验车的技术手段。分布式集成是电气试验车的主要技术特征，可概括为“三个集成一个模块”即：操控集成、电源集成、接线集成、检测单元模块。“分布式”指各项试验模块在空间上可以分离，以便灵活适应试验现场以及实验室校验环境；“集成”指控制和功能集成，即通过综合控制软件实现任务组态的调度和操控，完成各项试验任务的功能组合。
以达到以下目标：一、研制出适合高铁维管模式的智能一体化应急抢修专用电气试验车，来满足高铁的运营、维护、管理工作的需要；二、能够利用手机APP对模块进行管理，并实现电气试验车对安全智能化作业的控制；三、在全国高铁维管领域普遍推广。
3载体介绍
传统电气试验车是通过拆除客车车内座椅，破坏原有车身结构的方式进行改装，这种改装形式在行驶过程中会出现诸多问题，并且可能影响车辆行驶的安全。新研制的电气综合试验车采用的是承载式工程车专用底盘，使用专用设计软件，根据用户的实际工作需求设计车身结构，来模拟各种复杂路况下车辆各部件的实际工作情况，保证车辆在行驶过程中的安全性、可靠性、稳定性。
4软件介绍
本次科研设计的电气综合试验车采用两套软件，一套软件为系统管理软件，另外一套为测控软件。两套软件是分别独立工作的，以下对这两套软件的分析和介绍。
系统管理软件系统是由7寸嵌入式一体化触摸屏、PLC、数据采集系统三部分组成一个独立的系统管理单元，该套软件的主要功能是显示试验车系统的工作状态，控制车内工作区域功能开关工作。此次研发改变了以往同类产品分散显示和分散控制的模式，所有显示和控制都集中在7寸嵌入式一体化触摸屏上，选用的是国内一线品牌产品，抗干扰等级为工业三级，操作方便易懂，外观简洁大方。功能控制采用PLC可编程控制器作为核心部件，选用国际知名品牌西门子S7系列产品，该系列产品广泛应用于各个行业，具有较好的抗干扰性能和极低的故障率，是工业控制的首选。数据采集系统选用国内一线厂家产品，该产品均已通过了EMI/EMC电磁兼容性试验，确保系统可以在强电磁干扰下稳定运行。
测控软件系统是由笔记本电脑（工业级）、PLC、数据采集系统、通讯系统、数据库管理等部分组成一个独立的测控系统单元，该套软件主要实现车载仪器的电源控制、功能控制、数据采集、数据计算、网络通讯、数据管理、报告生成、报告打印等功能。
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测控软件系统和车载仪器的通讯采用RS485方式，使用无线传输数据，所有仪器与计算机组成星形网络，这种设计是为了防止某台仪器出现问题时，干扰或损坏其他仪器甚至计算机，其优点在于简化接线，提高抗干扰性能，使得整个系统可以正常运行。
在整个系统的设计过程中，充分考虑了强电磁对系统的干扰问题，在所有的电源入口处增加高效的EMC滤波器，并在通讯端口增加防浪涌吸收电路等，可以有效预防强电磁对系统造成的干扰。
计算机测控软件是本次科研在专业的组态软件系统平台上，通过二次开发而成的专用测控软件，专业组态软件具有以下优点：一、全中文可视化软件，简洁、大方，使用方便灵活；二、真正的32位程序，支持多任务、多线程，运行于Win95/98/NT/2000平台；三、强大的网络数据同步功能和网络数据库同步构建，以保证多个系统完美结合；四、完善的网络体系结构，可以支持多种最新流行的通讯方式，包括电话通讯网、宽带通讯网、ISDN通讯网、GPRS通讯网和无线通讯网等。总的来说，本次科研设计的二次开发的专用软件具有人机界面美观、操作过程简单易学、数据保存功能完善等优点。
5试验数据处理
在试验数据处理上，考虑试验数据的储存和智能分析比对单靠试验车无法完成，因此结合我公司的智能巡检系统进行改进。智能巡检系统将所有的试验数据均存在后台，用户端为带NPF功能的平板或手机，通过运行APP软件实现数据的上传、传输、下载功能，同时在后台实现分析功能。
利用该系统，只需在APP内输入本次的试验数据结果，就可自动下载历史数据，并将本次结果与历史数据和规范标准进行比对，如显示合格则自动生成本次报告并上传至后台，如显示不合格则提醒进一步处理。
6工程应用情况
2017年4月，在京沪高铁维管公司的济南、蚌埠、苏州配置了3台应急抢修试验车。2017年8月，各段已经开始全面使用应急抢修试验车进行预防性试验，期间试验车也参与了多次供电设备的故障抢修。2017年10月，项目组对各段汇总的应急抢修试验车所存在缺陷进行了汇总，并联合斯瑞特公司对缺陷进行了整改。2018年4月，应急试验车运行1年，状态良好，基本达到了预期要求。
7社会经济效益
科研项目“智能一体化高铁应急抢修试验车平台的研究”在京沪高铁济南维管段、蚌埠维管段、苏州维管段得到应用，效果显著。
据统计，2017年3个维管段需要安排电力600个左右，变电检修预试点400个左右，其中每个电力点平均需要16人，变电点平均需要14人，按照铁路设备安装费用定额每人每天150元计算，每年需要228万元。投入使用该试验车后，效率显著提升，据统计，有163个电力检修点使用本试验车，每个点平均节约2人，有216个变电检修点使用本试验车，每个点平均节约3人，合计可节约成本14.6万元。此外，在应急抢修中，使用该试验车可有效的节约出发时间，进而缩短抢修时间，保障了京沪高铁的安全运营，有极大的社会效益。
总之，本次科研经历了产品设计、制作生产、现场反馈、再次改进四个过程，最终达到预期目标。在本次科研过程中，积累了很多经验同时也有一些遗憾。
（1）通过本次科研，研制出了适合高铁维管模式的智能一体化应急抢修专用电气试验车，满足了高铁的运营、维护、管理工作的需要。
（2）该平台实现了电脑管理和控制大部分试验设备功能，在全国高铁维管领域普遍推广方面具有很大的借鉴意义。
（3）目前数据智能分析已面向全部设备，而试验车未能覆盖全部设备，且报告智能分析系统未直接纳入试验车平台，利用智能巡检系统实现了该功能。
参考文献
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论文作者:齐佳风,缪弼东
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/10/1
标签：高铁论文; 系统论文; 智能论文; 功能论文; 软件论文; 数据论文; 电气论文; 《基层建设》2018年第23期论文;