地铁车辆远程监控系统研究

杨吉波 蔡敦洁 高坤

摘要：近年来，我国城市轨道交通行业发展迅猛，国内一些大中型城市将地铁车辆作为缓解交通拥堵及引领城市发展的首选方案。由于现有地铁车辆缺少监控中心、地面、车载为一体的远程监控系统，以及现有车载无线诊断设备数据监测不全，功能不完善，故障分析存在诸多不足等情况，本课题以我国某型地铁车辆远程监控系统为研究载体，主要阐述了轨道车辆远程监控系统构架、功能和应用前景，以期能够对相关从业者提供一定的帮助。

关键词：地铁车辆，远程监控系统，构架，功能

1.引言

随着社会的发展，城市化进程的推动，人口密度日益增加的严重形式下，路面交通已满足不了人们的出行需要，城市轨道交通拥有快捷、舒适、安全、运量大等优点，被大众所认可，并已成为短距离出行首选。城市轨道交通体系中的组成部分城市轨道交通车辆（简称：地铁车辆），也是整个系统的核心。轨道交通车辆的远程监测及诊断系统逐渐成为智能车辆的衡量标准，为车辆的安全行驶提出了一个全新的理念，如何对运行的车辆进行准确、高效而快速地诊断突发故障，是当前形势下的重要问題。因此，针对地铁车辆远程监测系统进行深入地研究与功能优化，对我国整个城市轨道交通装备制造业的提质提效发展具有非常重大的意义。

2.应用价值

车地无线传输系统用于车辆历史数据查看评估和在营运过程中实时数据监测，经由车地无线通信将数据发送至地面服务器，经过系统解析评估或人工分析形成统计数据库，并可自动生成报表曲线和故障分布图等，为车辆的日常维护与快速诊断提供决策支持。让服务人员实时监测车辆状态，及时协助处理营运车辆突发问题，降低营运风险，提高车辆使用率。城轨车辆远程监测及诊断系统完美结合了最新的无线局域网技术和现代嵌入式技术的典型应用。

检测及诊断系统系统可实时监视车辆线上运行及回库后的全程运行状况，并自动传输下载相关数据至数据服务器。当车辆在线路上运行没有无线局域网时，通过实时传输车辆故障、关键运行状态等数据至运营监控中心;车辆回库后一旦检测到车辆段无线局域网络，将自动通过该局域网传输车辆历史故障、详细运行状态等大数据文件至指定的管理服务器，完成数据的分类、统计和评估。系统设有对外路由，提供有关人员访问。

3.系统的构架

地面服务器实时接收机车通过无线网络传输的实时及故障信息。其中通信服务器负责处理并发链接并依据应用层通信协议进行字节数组的解析。客户可在任意联网计算机通过浏览器访问应用。系统中数据可分为基础数据、列车运行数据。

4.系统的功能

4.1数据汇总

车辆数据记录仪通过MVB接口与车辆列车控制系统连接，实时接收列车控制系统传输过来的车辆故障及运行状态等信息，并对此汇总保存。

4.2数据传输

车载无线设备实时搜索周边无线网络状态，当车辆在线路上运行没有无线局域网时，车载无线设备将数据记录仪接收到的车辆故障、关键运行状态等数据实时传输至运营监控中心;当车辆回库后车载无线设备检测到车辆段无线局域网络时，将自动通过该局域网将数据记录仪汇总的车辆历史故障、详细运行状态等大数据文件传输至指定的管理服务器。

4.3数据管理

地面服务器收到数据记录仪通过车载无线设备发送过来的车辆故障、运行状态等信息后，自动对数据进行分类、统计和评估，存入数据库中并形成相应图表。车辆段管理人员可通过地面服务器软件对车辆故障及运行状态进行实时监控，并对数据库中保存的车辆历史数据做相应分析统计。

4.4据导出

车辆段工作人员可通过安装专业分析软件的笔记本电脑，通过网络与车辆段服务器或车载数据记录仪建立连接，然后将车辆段服务器或车载数据记录仪上的车辆故障、运行状态等数据导出到笔记本电脑上，供车辆段工作人员对车辆故障及运行状态等数据做进一步深入的离线分析。

4.5车辆管理

可实时监控车辆故障及在线情况，并对车型、车号、生产日期等车辆履历进行管理查看。

4.6数据压缩解析

按单车运行每小时产生的原始运行数据大概15兆计，如果一个车辆段配备60台车，每天运行18小时计算，每天就会产生32G左右的数据文件，数据量非常大，对无线网络带宽要求高，下载时间慢。通过采用先进的压缩解析算法，对数据进行重新编码，极大降低大数据量。经压缩解析后的最终数据量仅为原始数据量的十五分之一左右，有效缩短无线网络下载数据文件的时间，降低对无线网络带宽的要求。

4.7服务器端数据采集软件

地面服务器数据采集软件存储相应无线数据，系统自动分析统计形成故障报表、故障曲线、分布图形等，为用户提供故障评估、车辆维护与快捷服务的决策支持。

5.结束语

在城市交通压力持续增大的背景下，地铁车辆的应用能够缓解这一紧张状态。远程数据监测和诊断系统通过车辆历史数据查看评估和在营运过程中实时数据监测，经由车地无线通信将数据发送至地面服务器，经过系统解析评估或人工分析形成统计数据库，并可自动生成报表曲线和故障分布图等，为车辆的日常维护与快速诊断提供决策支持。让服务人员实时监测车辆状态，及时协助处理营运车辆突发问题，降低营运风险，提高车辆使用率。主要介绍地铁车辆远程监控系统构架、功能以及应用价值，能够对相关从业者提供一定的帮助。

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