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1、1TCDS（客车运行安全监控系统）设计理念（客车运行安全监控系统）设计理念及在生产实际中应用分析及在生产实际中应用分析郑州客车车辆段技术科 冀要星摘要：TCDS 维护和使用人员是 TCDS 的直接使用者，如果这些人员不能很好的掌握和应用 TCDS 知识，就无法维护 TCDS 服务器和操作TCDS 客户端，就不能及时发现和排除故障。关键词：TCDS 设计理念 实际应用 分析1、TCDS 系统简介系统简介近年来，随着我国铁路大范围提速和铁路局直管站段生产力布局的调整，对我国客车安全运行的要求也越来越高。客车运行安全监控系统（Train Coach Running Diagnosis System，
2、简称 TCDS）就是为适应这种新变化、新要求而开发的一种新型客车安全监控系统。它通过车载安全监控设备，对客车运行关键部件进行实时监测和诊断，并通过 GPRS、WLAN 等通讯技术，将监控信息向地面传输、汇总，形成实时的客车运行安全监控网络，使各级车辆管理部门及时掌控客车运行及安全情况。TCDS 作为 5T 系统（THDS、TADS、TPDS、TFDS、TCDS）的重要组成部分，通过对客车运行中的供电、车下电源、空调、轴温报警器、防滑器、制动系统、转向架动力学性能等影响新车安全的因素进行实时监控，通过地面监控设施的建立，实时掌握客车的运行安全状况，并在车辆进库后指导故障检修，动态控制客车应用质量
3、状态，切实保障客车运行安全。22、TCDS 设计理念设计理念2.12.1 工作原理工作原理TCDS 主要包括四个子系统:车载信息无线传输装置（主要包括GPRS 通讯设备、GPS 装置、CPU 板块） 、客列检 WLAN 联网设备、数据转发工控机和地面服务器。对列车运行中危及行车安全的主要设备（供电系统、空调系统、车下电源、车门、烟火报警、轴温报警器、防滑器、制动系统、车体、转向架动力学性能、轮对状态等）的工作状态，通过车载无线传输装置中的 GPRS 通讯设备实现远程监控；通过车上 GPS 装置实时向地面报告列车运行位置信息。车站到站后通过 WLAN 与地面联网，自动下载数据，并通过地面专家系统
4、进行故障诊断和分析，定位故障，指导检修，消除安全隐患；通过 WEB 终端查询系统行车车辆段、路局、铁道部三级监控中心，实现车辆的安全运用、维修、管理和监督。2.22.2 组网方式及数据传输流程组网方式及数据传输流程TCDS 严格按照 5T 系统的组网要求，充分体现“分散检测、集中报警、联网监测、信息共享”原则，建立三级联网、三级应用管理模式。其中三级联网模式为：客车与车辆段监控中心联网、车辆段与路局监控中心联网、路局与铁道部查询中心联网；三级应用管理模式为：车辆段级应用、路局级应用、铁道部级应用。TCDS 系统的数据传输流程为：车载实时监控系统将运行中的监测诊断结果传输到列车级主机集中显示报警
5、，并将实时故障报告及3列车状态信息通过车载信息无线传输装置，以 GPRS（通用分组无线业务）方式传输至车辆段；列车到站时，在客列检以 WLAN（无线局域网）方式下载列车运行过程所记录的数据，再传输到客车整备所及车辆段，车辆段/客车整备所对数据进行存储、分析、处理。同时通过部办公网，按故障共享级别传输到铁路局和铁道部。TCDS 联网方案为：车辆段、客车整备所、客列检之间采用 2Mbps以上专用通道实现联网；车辆段与基层数据汇聚中心之间的通道速率要求在 128Kbps。其网络拓扑结构图为：3 3、TCDSTCDS 在我段（郑州客车车辆段）的实际应用在我段（郑州客车车辆段）的实际应用3.13.1 地
6、面设备的布施情况地面设备的布施情况43.1.1WLAN3.1.1WLAN 网络布局网络布局我段是郑州铁路局唯一一个客车车辆段，包括三个客车整备所：郑州客车整备所、洛阳客车整备所和新乡客车整备所。根据TCDS“车地”工作特点，结合我段网络布局的实际情况，在三个客车整备所进行 WLAN 网络施建的过程中进行了不同的设计。其中，郑州客车整备所、洛阳客车整备所和新乡客车整备所的 WLAN网络布局分别如下列图所示：郑州客车整备所 WLAN 网络布局5洛阳客车整备所 WLAN 网络布局新乡客车整备所 WLAN 网络布局当我段配属 TCDS 改造车返回郑州车站（针对郑州客车整备所）或入库时（针对洛阳客车整备
7、所和新乡客车整备所） ，TCDS 车载故障数据通过车载无线传输装置的 WLAN 设备与地面 WLAN 网络无线接口传输到地面设备的数据转发工控机上，然后通过内部网络传输到与数据转发工控机相对应的 TCDS 双机热备份服务器上及其上层网络，从而实现三级监控及查询。3.1.23.1.2 双机热备份服务器和数据转发工控机的布施情况双机热备份服务器和数据转发工控机的布施情况根据 TCDS 的设计原则，TCDS 车载故障数据通过 WLAN 无线网络传输到数据转发工控机后，再分别通过网络传输到三个客车整备所各自的 TCDS 双机热备份服务器上，然后三个客车整备所 TCDS 双机热备份服务器上的数据再汇总到
8、段的 TCDS 双机热备份服务器上。因此根据我段的客车整备所分布情况，我段共有四台 TCDS 双机热备份服务器和三台数据转发工控机。其中，郑州客车整备所、洛阳客车整备所和新乡客车整备所分别一套 TCDS 双机热备份服务器和数据转发工控机（郑州整备所的数据转发工控机位于郑州客列检） ，还有一台 TCDS 双机热备份服务器汇总各个客整所的数据，并通过这台服务6器把数据传给局 TCDS 服务器上。其网络拓补结构图为：局 TCDS 服务器段 TCDS 服务器郑州客 车整备 所 TCDS 服务器洛阳客 车整备 所 TCDS 服务器新乡客 车整备 所 TCDS 服务器郑州客 车整备 所数据 转发工 控机新
9、乡客 车整备 所数据 转发工 控机洛阳客车 整备所数 据转发工 控机73.23.2 车载设备的改造和安装情况车载设备的改造和安装情况TCDS 车载无线传输装置主要包括 KAX1 车载监控系统、CPU 板卡、GPS 板卡、GPRS 板卡和 WLAN 板卡以及 GPS、GPRS、WLAN 天线等设备。KAX1 车载监控系统的主要功能是获取监测部位的信息，CPU 的主要功能是对信息进行处理和存储，GPS 的主要功能是对列车位置进行定位，GPRS 的主要功能是对列车实时数据进行传输。TCDS 车载无线传输装置采用 LonWorks 网络将各个车厢信息点的信息传输到列车机主机。列车机网络管理器采用冗余设
10、计，保障全列信息的完整性。在 TCDS 车辆改造中根据车型的不同，采用不同类型的车载无线传输装置及软件。目前，我段共有 52 辆 TCDS 改造车，其中发电车有 46 辆（郑州客车整备所 32 辆，洛阳客车整备所 12 辆，新乡客车整备所 2 辆） ，DC600V 有 6 辆（郑州客车整备所 4 辆，洛阳客车整备所 2 辆） ，在这些改造车中，车载无线传输装置的主要安装类型为TC-CZ3、TC-CZ5 和 TC-CZ7。同时，由于车种车型的不同，TCDS 车载无线传输装置的监控功能不能全部实现，在 TCDS 车载监控系统的主要监控功内容（供电系统、空调系统、车下电源、车门、烟火报警、轴温报警器
11、、防滑器、制动系统等）中，我段改造车主要能够实现的监控为轴报的监测，部分 DC600V 的改造车可以实现轴报、车下电源、供电系统等部位的监控。3.3TCDS3.3TCDS 系统在运用和检修方面作用发挥情况系统在运用和检修方面作用发挥情况TCDS 系统的主要功能是对运行中的客车进行实时监控，并对客车运用状态的动态检修进行指导与管理，提高客车运用维护质量，8保障客车的安全运行。为保证 TCDS 系统功能的充分发挥，我段制定了严格的规章制度和专人负责制度，对运行中的车辆进行实时监控，如果 TCDS 监控车在运行途中出现故障报警，就及时通知车辆乘务人员进行检查，排除故障。入库后，根据 TCDS 软件记
12、录，进行故障数据的对比、分析，对故障进行确认和消除工作。同时，充分利用TCDS 电子地图监测功能，了解车辆运行动态，掌握车辆运行情况。在 2008 年春节冰雪自然灾害中，TCDS 系统对于我段及时掌握车辆位置和运行状态，进行车辆调度，发挥了重要作用。而且，我段每月利用 TCDS 系统的 WEB 查询和地面专家系统等软件，对本月车辆的运行情况进行汇总和分析，让车辆检修部门掌握故障情况，这对于指导检修、消除车辆故障发挥了重要作用。3.43.4 TCDSTCDS 系统在使用过程中发现的一些问题系统在使用过程中发现的一些问题TCDS 系统是一个复杂和庞大的综合信息系统，在生产应用中发挥了重要作用。但是
13、有诸多因素限制着 TCDS 系统作用的发挥，这些因素主要有这几个方面。一是网络状况的好坏。由于 TCDS 系统是建立在网络传输的基础上的，如果网络状况不好，经常出现中断等情况，就会影响实时数据和到站后下载数据；二是设备运行情况。TCDS 系统中任何一台设备出现故障，都会影响到整个 TCDS 系统，出现数据的中断或导致完全没有数据；三是 TCDS 维护和使用人员对TCDS 系统知识的掌握程度。TCDS 维护和使用人员是 TCDS 的直接使用者，如果这些人员不能很好的掌握和应用 TCDS 知识，就无法维护TCDS 服务器和操作 TCDS 客户端，就不能及时发现和排除故障。根9据这些状况，我段大力改
14、善网络环境，在原因无线网络的基础上，对 TCDS 使用车间全部改造为光纤专线，改变了原来无线 AP 时常中断的情况，极大提高了 TCDS 运行的网络环境。同时加强了设备维护，改造用电环境，提供双路供电，加强避雷设施和电涌改造，提高了设备运行环境和运行质量。加强对 TCDS 维护和使用人员的资格考试和知识培训，不断提高他们处理故障的能力。通过这些主观努力，使我段的 TCDS 系统运行状况良好，在每月全路的运行情况通报中连续多次获得部、局的表扬。当然，目前 TCDS 系统本身还存在一定的问题，使得 TCDS 的作用受到一定限制，这些问题主要包括几个方面。一是误报现象严重。我段的 TCDS 改造车主
15、要功能是监测轴温，但是有时通过 TCDS 监测软件监测到轴温报警后及时同时乘务人员进行检查，通过手摸轴温和点温计测量后都没问题，入库后通过轴报读卡器所读得数据也在正常轴温范围内，此种问题已多次出现；二是“地车”数据更新滞后。当车辆改编换编后，通过 TCDS 编组信息维护软件更改并同步后，后台数据库数据不能及时更新，导致挂有换编后的 TCDS 改造车次在运行出现多于实际编组车辆数，甚至一辆车同时出现在两列车次中情况；三是 TCDS 双机热备份服务器后台软件经常脱机运行。这会导致车辆的全部离线，不能查看实时数据，有时会导致数据的不能正常传输。4 4、结束语、结束语TCDS 系统实现了信息化的客车运行实时监控和运用状态的动态10检修和管理，是信息化和铁路生产实际结合的一个典范。虽然目前TCDS 系统本身存在着一定问题，但是随着系统本身的不断完善、发展和改造车的不断增加，TCDS 系统的应用范围将会不断扩大，其作用也会得到充分发挥。随着我段 TCDS 改造车的逐步增加，在今后工作中将注重把 TCDS 系统与我段生产实际相结合，充分发挥其作用，为我段运用检修工作服务。
