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1、中国机车远程监测与诊断系统（CMD系统）,2015.5.16,Page 2,目录,一、CMD系统概述 二、车载子系统 三、数据传输子系统 四、地面综合应用子系统,Page 3,随着铁路政企分开，实行公司化运转，为加快货运组织改革，实现运输组织由内部生产型向市场导向型转变 ，需要信息化做为技术支撑手段，机务做为铁路运输中的重要环节，更加需要通过信息技术手段提高管理水平。 机务信息化是铁路信息化的重要组成部分，铁路机务信息化要以机车的管理为核心内容，体现机务信息管理的动静结合，中国机车远程监测与诊断系统（CMD系统）是机务信息化中机车动静态信息的采集、传输、地面诊断分析平台，为机务信息化应用功能提
2、供信息支撑。,1、研发背景,一、CMD系统概述,一、CMD系统概述,2、CMD系统的定义（根据铁总201521号文件）,CMD系统是机务信息系统的核心子系统，是机务车载数据及安全信息的集成、车地无线传输平台；采集、处理和传输TCMS、6A系统、LKJ等车载设备运行记录信息及故障信息；提供机车定位、实时状态数据监测、实时故障报警、远程诊断、视频点播、机车车载电子履历管理、专家支持系统、信息共享和功能接口等功能。 实现了对机车运用安全信息、机车状态信息、机车监测信息和机车位置信息的实时采集、处理及无线传输、视频点播等功能。 结合配套的地面分析系统对机车在线数据进行实时分析，达到对机车远程监测及诊断
3、目的。,Page 5,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三大部分组成。 车载子系统主要实现机车信息数据的采集、存储、在线诊断、信息处理以及数据传输。 数据传输子系统主要实现车载子系统与地面综合应用子系统间的远程信息传输、大容量记录信息转储功能。 地面综合应用子系统实现对机车状态信息、机车安全信息和机车监测信息的实时检测、分析、存储，提供机车运行状态、司机操作信息的查询功能，提供故障的诊断分析、统计功能，为机车的状态修提供技术支持。 其主要系统结构如图所示：,3、系统体系结构,一、CMD系统概述,Page 6,地面应用工作站,地面服务器,车载子系统,传输子系统,地面综合应
4、用子系统,无线传输网络（3G/北斗/WLAN等）,基于无线通信技术、地面网络技术的机车远程状态监测、故障诊断及维护支持系统,系统结构图,一、CMD系统概述,Page 7,一、CMD系统概述,4、系统目标,二、CMD车载子系统,Page 8,CMD车载子系统采集、汇总机车状态信息、6A检测信息、机车安全信息，完成不同系统之间的信息交换，机车履历存储、机车关键信息及故障记录，实现信息的统一传输，记录文件的自动下载，信息的通信管理，可配置的机车状态监视与报警。,1、车载子系统构成,2、车载子系统构成,CMD车载子系统由车载主机（LDP）、合路器、天线及通信线缆组成。 主机采用一个5U*84R的插箱。
5、内部的功能板卡包括电源板卡、网络接口板卡、以太网板卡、主处理板卡、无线通信板卡、北斗/GPS板及记录插件。,Page 9,LDP,天线,合路器,二、CMD车载子系统,车载系统关联结构示意图,Page 10,通过以太网、HDLC、MVB、RS422与TCMS通信，获取机车状态数据 通过RS485总线接受TAX的广播数据 通过以太网获取6A平台的综合监测信息,与6A平台进行数据交互 定位系统采用双模式，包含北斗与GPS。 3G、WLAN、GPS采用三合一天线完成无线信号的接受与发送,二、CMD车载子系统,Page 11,二、CMD车载子系统,3、车载子系统总体结构,车载子系统是车载信息采集、传输及
6、综合应用平台，主要实现机车数据采集、数据处理、数据传输、数据防护存储等功能。,二、CMD车载子系统,电源板将机车直流电源（DC110V或DC74V）进行变换后，给装置内部的各功能板供电，具有防浪涌保护、输入欠压保护、输入反向保护、输入过流、过压保护、输出过流保护、输出短路保护功能。,4.1、LDP主要板卡及组件功能介绍-电源板,二、CMD车载子系统,4.2、LDP主要板卡及组件功能介绍-防护记录板,防护记录器由数据管理单元和防护存储单元组成，具备防火、防水、防振、抗强冲击等特种防护性能,用于机车关键信息，机车履历信息的特种存储。防护记录器面板及外壳需涂成橙色，色卡号为RAL 2003。 。,二
7、、CMD车载子系统,4.3、LDP主要板卡及组件功能介绍-主处理器板,主处理器板是LDP的主控制板，负责数据的处理、内外部通信控制、自检、远程访问控制等功能。,二、CMD车载子系统,4.4、LDP主要板卡及组件功能介绍-网络接口板,网络接口板具备RS485通信接口、RS422通信接口，用于接收LKJ的广播数据，可用于TCMS、其它扩展设备的总线通信，并将采集到的数据通过内部总线传输给主处理器板，由主处理器板完成数据的处理。,二、CMD车载子系统,4.5、LDP主要板卡及组件功能介绍-以太网板,以太网板为LDP内部的单板及外部的设备提供以太网数据的交换。,二、CMD车载子系统,4.6、LDP主要
8、板卡及组件功能介绍-无线通信板,无线通信板实现车到地，地到车的数据无线传输，提供WLAN、3G无线传输通道，用于实时信息、记录文件、远程命令的传输。,4.7、LDP主要板卡及组件功能介绍-BD/GPS板,二、CMD车载子系统,BD/GPS板提供与卫星导航系统的通信接口，用于北斗短报文信息的接收及发送，并能获取机车的定位信息，为CMD系统的机车定位跟踪业务提供数据服务。 OX1为蓄电池电源，在控制系统断电的情况下，为该板卡供电。,二、CMD车载子系统,4.8、 LDP主要板卡及组件功能介绍-合路器板,合路器板将WLAN无线通信信息、3G通信信息处理后，发送给WLAN/3G/定位天线。,二、CMD
9、车载子系统,4.9、北斗天线,北斗通信天线集成了北斗发射天线与北斗接收天线 ，负责接收北斗系统的定位信号，及北斗短报文的发送。 机车具有两套定位天线，一是北斗，二是GPS，北斗是首选定位信号。,二、CMD车载子系统,4.10、WLAN/3G/定位天线,WLAN/3G/定位天线为多频段集成天线，集成了WLAN/3G天线、定位天线 ，,三方面的功能 一是在设有地面无线局域网的站场内，完成CMD系统数据的自动下载； 二是链接3G通信网，实现CMD系统数据的在线播放和数据查询； 三是GPS定位。,Page 22,5、车载子系统功能,二、CMD车载子系统,数据采集 车载子系统通过RS-485接口从TAX
10、采集机车安全信息，通过以太网接口从6A系统采集机车监测信息，通过以太网或HDLC接口从TCMS采集机车状态信息。其中时间信号来自LKJ主机，整个系统的时间信息与LKJ一致。 数据处理 车载子系统根据通信协议，向地面综合应用子系统实时传输重要的机车状态信息，包含机车基本运行信息、司机操作命令信息等。从获取的数据中识别机车故障的功能，在故障的发生时，提取相应的环境数据，并实时向地面综合应用子系统报警，同时把相应数据传输至地面综合应用子系统。,Page 23,二、CMD车载子系统,数据存储 可对采集到的TCMS、6A、LKJ等相关联的信息进行存储，并确保事件分析时数据的同步性（主要指的是时间上同步）
11、及一致性。 数据传输与转储 包括实时信息的传输和记录文件的转储，能根据不同需求采取不同的策略，将数据传输至传输子系统；具备将6A视频信息传输到地面外网视频服务器的功能；具有无线自动转储与人工手动转储记录文件的功能。 北斗短报文通讯与定位功能 具备北斗短报文通信的功能，短报文信息包括机车的位置信息、故障信息、司机操作信息等；具备BD/GPS定位功能，提供机车位置、海拔、速度、行进方向、时间等信息。,6、安装位置,车载主机（LDP）安装位置 6A柜中的6A主机下方预留了CMD车载主机（LDP）的安装位置，适用于所有安装了6A柜的车型。,Page 24,扎线杆,LDP,6A主机,二、CMD车载子系统
12、,7、电气接口及功能,Page 25,二、CMD车载子系统,Page 26,二、CMD车载子系统,三、数据传输子系统,Page 27,CMD系统网络架构分为三部分：车载网络、车地无线通信网络和地面有线网络。 车载网络主要指与TAX、TCMS、6A系统之间的接口网络，通过这些网络LDP采集机车安全信息、机车状态信息、机车综合监测信息。车地无线传输网络采用GPRS/3G、北斗和WLAN。GPRS/3G和北斗主要用于在途机车远程实时信息传输。 车地无线通信网络主要实现机车入段后将TCMS、6A系统、LDP等车载设备记录的数据转储到地面。 地面有线网络利用已经建成的铁路综合IT网络系统，主要完成总公司
13、、铁路局、机务段/检修段三级网络范围内的数据信息传递。,三、数据传输子系统,Page 28,1、车载网络结构,三、数据传输子系统,Page 29,2、无线传输网络结构,WLAN和3G网络结构,三、数据传输子系统,Page 30,北斗网络结构 CMD系统利用北斗进行定位以及周期性（每60S生成一次短报文）传输重要的列车状态信息。由于具备更强的环境适应性，基于北斗的通信链路能够保证机车具有更高的在线率和实时监控特性，以支持机车“运、管、修”的各类应用。 CMD系统的北斗卫星通信链路主要由车载卫星信号收发设备、北斗导航通信卫星、北斗地面站、总公司地面数据服务器组成。,三、数据传输子系统,Page 3
14、1,3、地面网络结构,三、数据传输子系统,Page 32,4、数据传输方案,四、地面综合应用子系统,Page 33,CMD地面综合应用子系统应用功能包括：机车运用、机车整备和检修、专家诊断、数据共享、机车电子履历、统计分析、系统管理和数据下载等模块。,机车动态图： 通过GIS地图对在途机车进行查询和位置跟踪，能从宏观上概览所辖区的机车概况，微观上查询具体机车的各种类别信息。,Page 34,四、地面综合应用子系统,机车设备状态： 使用图形化方式展示机车设备的实时状态，并可以深入查看故障设备的详细状况。,四、地面综合应用子系统,Page 35,机车设备状态-6A状态信息：,Page 36,四、地
15、面综合应用子系统,机车设备状态-TCMS状态信息：,四、地面综合应用子系统,Page 37,四、地面综合应用子系统,走行公里自动统计： 系统自动统计机车的实时走行公里数，包括日走行公里数、累计走行公里、各修程的修后公里数。,Page 38,机车实际周转信息： 查询配属机车的实际周转信息，实现机车运行轨迹跟踪。,Page 39,四、地面综合应用子系统,远程添乘：,Page 40,四、地面综合应用子系统,司机值乘超劳预警,Page 41,四、地面综合应用子系统,实时故障报警： 查询CMD车载子系统发回的故障预警、报警信息，包含故障名称、发生时间、发生车次、故障类别。,Page 42,四、地面综合应用子系统,远程诊断指导： 对在途机车故障和动态故障进行远程诊断，并对故障进行分析和排除，减少故障误报,Page 43,四、地面综合应用子系统,机车电子履历： 实现机车电子履历在全路范围内的统一规范管理，以保证机车电子履历的规范性、准确性、时效性。,Page 44,四、地面综合应用子系统,Page 45,谢谢,
