中小企業管理與科 發表於 2020-01-30 15:43:00
機車信號分析軟體是機車信號車載設備數據分析的重要組成部分。實現自動化的車載設備維護狀態檢測和智能化的機車信號數據記錄分析，已成為設備使用和維護過程中的突出問題。
1概述
目前，鐵路運營企業所使用的機車信號分析軟體為單機版軟體，各個計算機之間的數據不能共享，無法滿足現實工作的需要。因此，通過現場調研以及深入分析，機車信號作業網絡維護系統實現以下三個功能。
①網絡版記錄分析軟體。用戶可以利用該軟體通過對從JT-C（2000）型機車信號記錄板下載的數據進行管理。②可攜式機車信號作業維護終端。通過無線傳輸的方式從JT-C（2000）型機車信號記錄板將所記錄的用戶作業日誌和列車運行數據傳輸到可攜式機車信號作業維護終端中，所存儲的數據包括記錄板記錄的所有數據。③設備應具備系統時鐘校準功能，與網絡時間進行同步，以保證記錄數據的實時性和有效性。
2機車信號作業網絡維護系統設備的組成和功能
機車信號網絡維護系統由中心伺服器、Web伺服器、數據伺服器、分析終端、作業瀏覽器和維護接口伺服器構成。維護接口伺服器是可選伺服器，主要實現與維護終端交換數據的功能。整個系統框架如圖1所示。
中心伺服器是系統數據交互中心，由通信協議模塊、伺服器接口模塊（包括Web伺服器數據和維護接口伺服器數據接口）、消息管理模塊、連接管理模塊、權限管理模塊、數據傳輸模塊、文件列表維護模塊構成，為分析終端和其它伺服器與中心伺服器的連接提供服務支持，存儲各終端上傳的轉儲數據，管理與維護所有終端的連接、數據傳輸協議、用戶權限、用戶工作日誌。
數據伺服器與中心伺服器連接，實現對記錄數據文件、消息數據、作業日誌數據的存取功能。數據伺服器默認使用SQLite存儲以方便部署，系統可以通過配置文件選擇使用SQLite或SQL Server資料庫進行數據存儲。數據伺服器主要由通信協議模塊、數據操作接口模塊、文件存取模塊、定期維護模塊組成，數據伺服器與中心伺服器和Web伺服器連接，響應中心伺服器和Web伺服器的數據操作請求。
數據伺服器主要由通信協議模塊、數據操作接口模塊、文件存取模塊、定期維護模塊組成，數據伺服器與中心伺服器和Web伺服器連接，響應中心伺服器和Web伺服器的數據操作請求。
Web伺服器主要實現作業瀏覽器瀏覽分析終端和維護終端作業日誌的功能。該功能以Web伺服器方式實現，Web伺服器連接到中心伺服器和數據伺服器，實現消息的發送和作業日誌記錄的查詢與下載。作業瀏覽器的用戶通過瀏覽器登錄Web伺服器，在瀏覽器以網頁方式查看作業日誌。
Web伺服器主要由通信協議模塊、作業日誌管理模塊（包括日誌查詢、日誌瀏覽、日誌統計）、登陸管理、消息管理組成，Web伺服器與中心伺服器和數據伺服器連接，實現向中心伺服器發送消息和相應數據伺服器查詢數據的操作請求［1］。
分析終端則除了實現原單機版機車信號分析軟體的所有功能外，還增加了與中心伺服器的連接控制、數據傳輸協議的實現、數據的上傳與下載、用戶權限控制、用戶動作與日誌記錄等功能。分析終端主要由通信協議模塊、工作模式配置模塊、伺服器登陸管理模塊、用戶權限管理模塊、終端數據傳輸模塊、作業日誌記錄模塊、消息管理模塊組成。
3機車信號作業網絡維護系統工作原理
3.1工作原理概述
機車信號分析軟體網絡版主要實現機車信號數據的共享分析功能以及作業管理功能，各分析終端將轉儲的機車信號記錄數據上傳到中心伺服器後，由中心伺服器統一管理並維護數據列表。各分析終端通過中心伺服器更新數據列表並下載選定的機車信號記錄數據進行分析。各分析終端的作業日誌通過作業瀏覽器進行查看［2］。
3.2數據記錄及通信方法
3.2.1作業日誌記錄
JT-C（2000）型機車信號設備記錄板採用STM32作為記錄CPU，記錄機車信號設備運行數據和作業日誌數據，使用ATWINC1500模塊作為無線網絡接入點實現與便攜維護終端的連接。
檢修人員按檢修作業規範的步驟對機車信號設備進行操作，記錄板會將操作動作按時間、類別、名稱記錄在內部存儲區。檢修作業完畢後，通過連接到機車信號設備的便攜維護終端將作業日誌數據提取到便攜維護終端，再通過4G行動網路或Wi-Fi網絡將作業日誌記錄上傳到伺服器。
3.2.2無線網絡連接
JT-C（2000）型機車信號設備以無線網絡接入點的方式等待便攜維護終端的接入。便攜維護終端連接到機車信號設備後，使用連接碼向機車信號設備發送連接請求。待機車信號設備驗證連接請求成功後，向便攜維護終端返回機車信號設備號和機車號。
便攜維護終端通過Android的Java應用程式實現與JT-C（2000）型機車信號設備和伺服器的通信。通過Wi-Fi方式連接到機車信號設備的無線接入點，通過移動4G網絡或Wi-Fi方式連接到伺服器。
3.2.3通信協議
網絡通信採用TCP Socket方式連接，協議格式採用長度、標識、數據區的方式定義。在數據區承載具體的業務內容，通過協議地址、協議版本碼、數據命令類型、壓縮標識、業務類型碼、業務子類型碼、業務數據內容的方式進行定義。各設備的協議通過不同的協議版本碼、業務類型碼進行區分。
3.2.4數據文件同步
機車信號分析終端與伺服器之間在後臺自動實現文件同步，當某個機車信號分析終端導入新記錄數據或便攜維護終端上傳記錄文件後，其他聯網的機車信號分析終端將新紀錄數據自動同步到本地。機車信號分析終端和伺服器採用C#編寫的.NET Framework應用程式實現。機車信號分析終端和伺服器之間採用事件觸發通知的方式同步數據文件。伺服器採用異步多線程方式，允許同時處理多個分析終端的文件傳輸過程。
4機車信號作業網絡維護系統技術特點
4.1技術特點
系統設計為兼容單機版和網絡版的架構（允許用戶自行選擇工作方式）。數據採用統一存儲，分析車間的人員能上傳與共享所有的機車信號數據，從而使數據分析無需在多臺計算間切換。其中的用戶管理與用戶操作記錄功能更為規範，為工區人員的作業流程提供了管理依據。
4.2交互特點
系統應用模塊化設計、人性化提示、優化測量軟體算法，操作簡便、人機友好、供電方式靈活、攜帶方便。記錄分析人員或檢修人員通過簡單的操作即可完成對機車信號設備的出入庫檢測和設備狀態的監測，並且可通過網絡的方式將作業日誌和記錄數據上傳至伺服器以便操作者查看，可最大程度地提高電務維護人員的工作效率。
5結語
本次研發完成了機車信號的傳統技術手段與新時代網絡信息科技的融合，結合JT-C（2000）型機車信號設備記錄分析系統的特點，針對設備檢修規程和記錄分析統計設計了完備便捷的網絡維護方法，進一步提高了JT-C（2000）型機車信號設備的針對性和實用性，可以更有效地服務於安全生產。
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