基于工作流的貨列檢設備生產信息管理平臺設計與應用

發布時間：2023-07-08 09:56

摘要 I

ABSTRACT III

圖索引（中文） IX

Figure Index XIII

表目錄 XVI

1緒論 1

1.1研究背景 1

1.2國內外發展現狀分析 2

1.2.1國外發展現狀分析 2

1.2.2國內發展現狀分析 3

1.3研究方法與技術路線 14

1.3.1平臺研究方法 14

1.3.2技術路線 15

1.4研究的主要內容 17

1.5本章小結 17

2相關技術及理論基礎 19

2.1工作流理論基礎 19

2.1.1工作流的定義 19

2.1.2工作流主要相關概念 20

2.1.3工作流模式定義 20

2.1.4Workflow 引擎 22

2.1.5工作流管理系統定義 22

2.1.6工作流管理系統的分類 23

2.1.7工作流管理系統結構 23

2.1.8圖解工作流結構 24

2.2信息采集技術 25

2.2.1數據采集技術應用 25

2.2.2車輪傳感器數據采集技術 26

2.3架構技術 26

2.3.1開發語言選擇 26

2.3.2平臺框架技術 27

2.3.3數據庫技術 29

2.4本章小結 30

3平臺需求分析 31

3.1列檢設備生產信息管理需求分析 31

3.1.1列檢值班員作業流程分析 31

3.1.2列檢一列作業信息項點分析 34

3.1.3列檢值班室設備生產信息分析 35

3.1.4列檢設備生產信息管理平臺建設目標 35

3.1.5平臺技術可行性分析 36

3.2平臺用戶需求分析 37

3.2.1列檢值班員需求分析 37

3.2.2檢車員需求分析 37

3.2.3車輛段調度員需求分析 38

3.2.4動態檢車組長需求分析 38

3.2.5動態檢測人員需求分析 39

3.2.6管理者需求分析 39

3.3平臺功能需求分析 40

3.3.1系統管理模塊需求分析 40

3.3.2貨車運用記錄模塊需求分析 40

3.3.3貨車設備記錄模塊需求分析 41

3.3.4貨車運用技術管理模塊需求分析 42

3.4本章小結 43

4平臺設計 45

4.1平臺總體架構設計 45

4.2平臺功能架構和用例設計 45

4.2.1平臺總體功能模塊 45

4.2.2平臺總體用例設計 48

4.3平臺數據架構 53

4.3.1數據庫設計 53

4.3.2平臺各實體以及 E-R 圖 58

4.3.3基于工作流理論的數據流設計 62

4.3.4數據接口設計 64

4.4信息采集設計 69

4.4.1平臺數據傳輸流程 69

4.4.2計時、計軸信息采集及車輪檢測儀通訊規約設計 70

4.4.3首、尾號共享設計 73

4.4.4控制柜的硬件設計 73

4.5本章小結 76

5平臺應用實現和實踐 77

5.1平臺應用實現 77

5.1.1平臺構建實踐 77

5.1.2車輛計時、計軸信息采集實現 78

5.1.3C/S 結構平臺實現 82

5.1.4B/S 結構平臺實現 87

5.1.5數據共享的實現 91

5.2平臺應用實踐 95

5.2.1列檢值班室布局優化調整 95

5.2.2列檢值班員作業流程優化 95

5.2.3列檢實際作業圖表電子化 96

5.2.4建立作業指導書管理規范 103

5.2.5建立列檢值班室設備管理規范 103

5.2.6值班室定置管理及揭示規范 104

5.3平臺應用分析 105

5.3.1平臺應用效果分析 105

5.3.2平臺應用效益分析 105

5.4本章小結 106

6總結和展望 107

6.1論文總結 107

6.2創新點 108

6.3后續研究與展望 108

參考文獻 111

作者簡歷及攻讀學位期間取得的科研成果 113

學位論文數據集 115

圖索引（中文）

W M 貨列檢值班室信息系統復示終端布局 4

圖1-2 集控聯鎖電動脫軌器構成示意 5

圖1-3 脫軌器裝置 6

1*1 1-4 集控聯鎖電動脫軌器系統錄入終端 6

m 1-5 微機控制列車制動機試驗裝置系統網絡構架圖 7

N 1-6 尾部風壓監測系統圖 8

圖1-7 手持機系統圖 9

N 1-8 電脫信息錄入界面 10

N 1-9 試風信息錄入界面 10

N i-io 尾壓信息錄入界面 11

N 1-11 HMIS信息操作界面 11

圖1-12 列檢班作業計劃及實際技術作業圖表（人工） 13

N 1-13 技術路線圖 16

圖 2-1 工作流管理系統結構（中文） 23

圖 2-2 工作流管理系統圖（英文） 24

圖 2-3 工作流原理圖 25

圖 2-4 web service 體系結構 28

圖 3-1 列檢值班員一班工作流程圖 31

圖 3-2 列檢達到一列作業流程圖 32

圖 3-3 列檢始發一列作業流程圖 32

圖 3-4 列檢無調中轉一列作業流程圖 33

圖 3-5 列檢有調中轉一列作業流程圖 3 3

圖 3-6 貨列檢值班員一列工作流程圖 34

圖 4-1 列檢設備生產信息管理平臺總體架構圖 46

圖 4-2 列檢設備模塊設計圖 47

圖 4-3 平臺總體用例圖 49

圖 4-4 系統管理員用例圖 50

圖 4-5 運用管理員用例圖 5 1

圖 4-6 設備管理員用例圖 52

圖 4-7 主要數據庫表及其相互關系 58

圖 4-8 脫軌器管理 E-R 圖 59

圖 4-9 試風管理 E-R 圖 59

圖 4-10 尾壓管理 E-R 圖 60

圖 4-11 一列作業信息管理 E-R 圖 61

圖 4-12 作業指導書管理 E-R 圖 61

圖 4-13 規章制度管理 E-R 圖 62

圖 4-14 列檢一列作業時間節點信息自動采集數據流圖 63

圖 4-15 數據流傳輸流向圖 64

圖 4-16 列檢設備管理平臺局域網數據傳輸流程圖 69

圖 4-17 列檢設備管理平臺總體數據處理流程圖 70

圖 4-18 集控聯鎖電動脫軌器網絡圖 71

圖 4-19 控制柜電參采集原理圖 74

圖 4-20 現場電量采集模塊對比圖 74

圖 5-1 信息平臺網絡拓撲圖 78

圖 5-2 電動脫軌器計時、計軸信息采集（1） 79

圖 5-3 電動脫軌器計時、計軸信息采集（2） 80

圖 5-4 電動脫軌器計時、計軸信息采集（3） 80

圖 5-5 電動脫軌器計時、計軸信息采集（4） 81

圖 5-6 信息平臺主界面 82

圖 5-7 用戶管理界面 82

圖 5-8 脫軌器記錄查詢界面 84

圖 5-9 車輛制動試驗查詢界面 84

圖 5-10 列車技術檢查記錄簿查詢界面 85

圖 5-11 脫軌器故障查詢界面 85

圖 5-12 信息管理平臺界面 87

圖 5-13 用戶管理界面 87

圖 5-14 脫軌器記錄查詢界面 88

圖 5-15 試風記錄查詢界面 88

圖 5-16 試風壓力曲線查詢界面 89

圖 5-17 一列作業記錄查詢界面 89

圖 5-18 設備運行狀態查詢界面 90

圖 5-19 規章制度錄入界面 90

圖 5-20 技術網站管理界面 91

圖 5-21 集控聯鎖電動脫軌器系統主界面 91

圖 5-22 微機控制列車制動機實驗系統顯示 92

圖 5-23 電動脫軌器下脫 93

圖 5-24 B/S 信息平臺試風記錄查詢 93

圖 5-25 B/S 信息平臺一列作業信息管理查詢 94

圖 5-26 列檢值班室布局優化調整圖 95

圖 5-27 列檢值班員作業流程優化圖 96

圖 5-28 實際技術作業圖表 97

圖 5-29 作業圖表格式 98

圖 5-30 作業信息列表 99

圖 5-31 編組車號明細 100

圖 5-32 列車作業標識 101

圖 5-33 簡略試驗標識 101

圖 5-34 作業交接標識 102

圖 5-35 作業人員分配 102

圖 5-36 工作量顯示 102

圖 5-37 作業指導書查詢界面 103

Figure Index

Fig. 1 -1 Layout of Duty Check Room Information System Replication Terminal 4

Fig, I -2 Composition of Centralized Interlock Electric Derailer 5

Fig. 1 -3 Derailer device 6

Fig. I -4 Input Terminal of Centralized Interlock Electric Derailer System 6

Fig.丨-5 Network Architecture of Microcomputer Controlled Train Brake Test

Device System

Column inspection work plan and actual technical work chart ( manual ) 13

Technology Roadmap 16

Workflow Management System Structure ( Chinese ) 23

Workflow Management System Structure (English) 24

Workflow principle diagram 25

Web Service Architecture 28

Flow chart of on-duty staff 3 1

Column inspection reaches a column of operation flow chart 32

Column inspection starts a column of operation flow chart 32

Flow chart of transfer to one column without adjustment 3 3

Flow chart of a transfer line for inspection 3 3

Flow chart of work for cargo inspector 34

Line inspection equipment production information management platform

network diagram

Fig. 4-2 Design diagram of column inspection equipment module 47

Fig. 4-3 Overall use case diagram of the platform 49

Fig. 4-4 System administrator use case diagram 50

Fig. 4-5 Use case diagram of administrators 51

Fig. 4-6 Equipment administrator use case diagram 52

Fig. 4-7 Main database tables and their relationships 58

Fig. 4-8 Derailer management E-R diagram 59

Fig. 4-9 E-R diagram of wind test management 59

Fig. 4-10 Tail Pressure Management E-R Diagram 60

Fig. 4-11 A column of job information management E-R diagrams 61

Fig. 4-12 Operation instruction management E-R diagram 61

Fig. 4-13 Rules and regulations govern E-R diagrams 62

Fig. 4-14 Automatically Collecting Data Flow Diagram by Checking a Column of

Job Time Node Information 63

Fig. 4-15 Data flow transmission flow chart 64

Fig. 4-16 LAN Data Transmission Flow Diagram of Train Inspection Equipment

Management Platform 69

Fig. 4-17 Overall Data Processing Flow Diagram of Train Inspection Equipment

Management Platform 70

Fig. 4-18 Network Diagram of Centralized Interlock Electric Derailer 71

Fig. 4-19 Control cabinet electric parameter acquisition schematic diagram 74

Fig. 4-20 Comparison Diagram of Field Power Collection Module 74

Fig. 5-1 Topology Map of Information Platform Network 78

Fig. 5-2 Time and axis information acquisition of electric derailment ( 1 ) 79

Fig. 5-3 Time and axis information acquisition of electric derailment ( 2 ) 80

Fig. 5-4 Time and axis information acquisition of electric derailment ( 3 ) 80

Fig. 5-5 Time and axis information acquisition of electric derailment ( 4 ) 81

Fig. 5-6 Main interface of information platform 82

Fig. 5-7 user management interface 82

Fig. 5-8 Derailer Record Query Interface 84

Fig. 5-9 Vehicle braking test query interface 84

Fig. 5-10 Query Interface of Train Technical Inspection Record Book 85

Fig. 5-11 Derailer Fault Query Interface 85

Fig. 5-12 Information management platform interface 87

Fig. 5-13 user management interface 87

Fig. 5-14 Derailer Record Query Interface 88

Fig. 5-15 Query interface of wind test record 88

Fig. 5-16 Air pressure curve query interface 89

Fig. 5-17 Column job record query interface 89

Fig. 5-18 Equipment operation status query interface 90

Fig. 5-19 Rules and regulations entry interface 90

Fig. 5-20 Technology Website Management Interface 91

Fig. 5-21 Main Interface of Centralized Interlock Electric Derailer System 91

Fig. 5-22 Display of Microcomputer Controlled Train Braking Motive Experiment

System 92

Fig. 5-23 Derailment of electric derailer 93

Fig. 5-24 B / S information platform wind test records query 93

Fig. 5-25 B/S information platform a column of job information management query 94

Fig. 5-26 Layout Optimization Adjustment Diagram of Train Inspection Duty Room 95

Fig. 5-27 Work flow optimization diagram of train inspectors 96

Fig. 5-28 Actual technical operation chart 97

Fig. 5-29 Work chart format 98

Fig. 5-30 Job information list 99

Fig. 5-31 Details of marshalling number 100

Fig. 5-32 Train Operation Identification 101

Fig. 5-33 Brief test identification 101

Fig. 5-34 Job handover identification 102

Fig. 5-35 Distribution of operating personnel 102

Fig. 5-36 Workload shows 102

Fig. 5-37 Job Guide Query Interface 103

表目錄

表 2-1 Aalst 提出了工作流有 20 種基本模式 21

表 2-1（續表） Aalst 提出了工作流有 20 種基本模式 22

表 4-1 Gudao 主要字段骸說明 53

表 4-2 Ct-14 主要字段骸說明 54

表 4-3 TgqRec 主要字段骸說明 55

表 4-4 sfRec 主要字段骸說明 56

表 4-5 wyRec 主要字段骸說明 57

表 4-6 試風參數傳輸標識 65

表 4-7 試風曲線數據域定義表 66

表 4-8 試風過程數據域定義表 67

表 4-9 股道車次信息表 67

表 4-10 技檢數據定義表 68

表 4-11 命令格式 72

表 4-12 下行數據格式表 72

表 4-13 上行數據格式表 72

表 4-14 電脫故障依據表 75

1緒論

1.1研究背景

在中國國家鐵路集團有限公司以及機輛部堅持“安全第一、預防為主、綜合治理”的方針政策下，各鐵路局集團公司車輛部門以及各級貨車運用主管部門積極推動貨車運用信息建模仿真、數據挖掘、大數據分析等工作，研究探索貨車故障發生規律，合理謀劃作業場布局，準確制定貨車運用作業范圍和質量標準，科學確定人工作業和動態檢查作業保證區段，為貨車運用專業管理、列車技術質量管理和修程修制改革提供了政策依據，不斷提升決策支持能力和水平。在國鐵集團的領導和支持下，各級鐵路貨車運用單位積極參與研究自動采集信息技術，實現檢測、試驗智能設備的數據共享，利用鐵路通信網絡、視頻圖像采集、自動檢查檢測以及人工智能等現代化技術，推進貨列檢列車技術檢查自動化、列車制動機試驗智能化、現場作業規范化、臺賬報表電子化、安全管理科學化、質量監控網絡化，不斷提升貨車運用管理、列檢生產指揮、列車技術質量檢查的現代化和信息化水平。

多年來，鐵路車輛部門推廣了一系列與貨車運用相關的信息與設備系統，主要包括:HMIS系統（鐵路貨車信息技術管理系統）、THDS（車輛軸溫智能探測系統）、 TFDS （貨車故障軌邊圖像檢測系統）、TPDS （車輛運行品質軌邊動態監測系統）、 TADS （車輛滾動軸承故障軌邊聲學診斷系統）、TWDS （貨車輪對尺寸動態檢測系統）；AEI系統（車號自動識別系統）、集控聯鎖電動脫軌器系統、微機控制列車制動機試驗等系統。但在列檢實際工作中，仍然存在著系統之間信息共享不充分、基礎信息重復錄入、不能對源頭質量整治車輛進行全程追蹤等一系列問題亟待解決。

在列檢信息系統中，新版HMIS運用子系統運用比較成熟。HMIS運用子系統是貨車運用技術作業、故障處置、技術交接與質量分析等工作的信息化記錄載體，其在列檢運用系統中發展相對比較成熟。它綜合利用鐵路貨車運行安全監控系統，以及其他專業部門的相關信息資源，通過資源整合、信息共享和綜合應用，按照列檢“一班、一列、一輛”標準化流程，根據列車列輛集成鐵路貨車運行安全監控系統預警信息，到過期車信息，特定車輛追蹤信息指導運用作業，實現貨車運用全過程的規范化管理【I】。HMIS系統能及時將貨車運用作業場發現的車輛故障信息反饋貨車設計、制造檢修單位，提高貨車的制造、檢修質量；及時將貨車運用作業信息反饋運輸、調度等部門，提高運輸效率。但是由于設備生產廠家眾多， HMIS 運用子系統沒有實現與集控聯鎖電動脫軌器系統、鐵路貨車運行安全安監控系統、微機控制列車制動機實驗系統的數據共享，只是保留了相應的與其他專業信息系統的數據接口。

各鐵路局集團公司都在利用信息通信網絡、人工智能、自動檢查檢測、網絡視頻等現代化技術構建貨車運用信息系統，作為貨車運用作業和管理的重要手段［2］。

1.2國內外發展現狀分析

1.2.1國外發展現狀分析

由于體制、氣候、地理等因素，國外鐵路貨車的運用與國內鐵路貨車的運用思路不同。國外鐵路貨車運用主要是根據貨車的運行狀態對車輛零部件實行集中修或者是換件修。澳大利亞昆士蘭鐵路公司下的 Jilalan 檢修基地。該檢修基地主要負責部分鐵路貨車的日常檢修和大修任務［3］。鐵路貨車（主要是運煤車）一般采用固定編組的形式，每運行14 天之后便會被安排到檢修庫，循例進行一次檢查，這個過程相當于我國的列檢作業場對鐵路貨車進行的技術檢查，但沒有我國的列檢作業復雜，該過程只是查看閘瓦磨耗是否超限，車輛技術狀態是否良好，制動機狀態是否良好。當固定班組的車輛運行 8 個月之后便會被安排到檢修庫進行一次全面檢查，檢查范圍包括走行部、制動裝置、車鉤緩沖裝置等。

（1）澳大利亞鐵路值班室管理現狀。澳大利亞鐵路貨車運用管理沒有列檢值班室的設置，但其存在不同鐵路公司控制中心的設置。不同鐵路公司設置的控制中心功能雖然側重點有所區別，但其都具備處理突發事件，行車指揮，安全保障的功能。控制中心根據分工及職能以及管理權限的不同，分別設置了不同的崗位，包括值班經理、總經理、專業調度、行車調度等崗位。控制中心一般設置多個行車調度，不同的行車區段有不同的行車調度指揮。控制中心設置了利用不同顏色、不同符號進行區分的控制操作面板，分別用來表示列車的不同類型和正晚點運行情況。當運行的車輛在線路上發生行車設備故障時，由車輛調度主要負責對應急問題的協調處理,對于簡單的、一般的行車設備故障，車輛調度員可以直接聯系并指導機車司機處置故障。遇有列車發生的故障處置困難或用時較長時，車輛調度分析所實際發生的故障情況，立即采取應急處置方式應對故障處置,同時協調鐵路各個職能部門處理鐵路貨車故障。當在列車中無法完成故障處理或者故障需要耽擱較長時間影響鐵路運輸時，直接采取將故障車輛甩下的應急處置措施盡最大可能減少對列車正常運行所產生的影響。當自己處置權限之內無法完成處置時,需要直接向總經理報告,由總經理安排技術和管理人員給予最大程度的支持，采取有效措施應對故障處置。

(2)美國信息管理現狀。美國早在上個世紀中葉便開始了對鐵路管理信息系統的研究，實現了鐵路車輛的數據的收集和處理。例如美國東部最大的鐵路公司切西濱海鐵路公司(CSXT),在3萬多公里的鐵路營業線上只設置一個信息中心和一個調度中心便實現了遠程對信號以及鐵路道岔的控制。加拿大國家鐵路公司 (Canadian National Railway)整合了列車運行圖、車站、票據等業務信息系統，實現了信息資源的整合與共享，便于鐵路公司定位車輛位置等。

(3)德國信息管理現狀。德國鐵路股份公司建立了數據綜合應用平臺，能夠實現自動預測和分析設備故障，還能根據設備故障的具體情況，實現該設備故障下鐵路貨運運輸效率的分析，對設備故障準確預測為車輛的狀態修打下了非常堅實的基礎。

(4)英國信息管理現狀。英國的 Rail Safety and Standards Board， RSSB--鐵路安全和標準化委員會，在2012年提出的 The Rail Technical Strategy， RTS--鐵路技術戰略 2012，定義了英國鐵路發展的大體框架。通過資源整合以及信息共享將基礎設施、環境、現場工作人員、車輛、乘客等數據整合到一個信息集中平臺，通過對數據的綜合分析，能夠實現實時掌握列車信息，提前預測設備故障，為決策提供有力支撐。

(5)法國信息管理現狀。2011 年以來，法國的很多機構都參與到將自身數據公開的活動中，促使法國公共數據開放得到了穩步發展。從全球的角度看，法國在開放數據的總量、開放數據開發的應用項目、參與公共數據開放的機構數目等方面已成為全球公共數據開放領域領先的國家之一。

1.2.2國內發展現狀分析

相對于國外，我國鐵路貨車的運用比較重視鐵路貨車的維修和列檢設備的投入。列檢作業場作為鐵路貨車技術作業的承擔者，通常設置在列車編組作業量較大或大量裝卸貨物的編組站、區段站的車場，以及停車技術作業中轉列車較多的區段站、中間站在鐵路貨車運用維修工作中扮演著舉足輕重的角色。在列檢作業場進行的列車技術檢查、列車制動機試驗、鐵路貨車故障處理是鐵路貨車運用維修工作的重要組成部分，而列檢值班室作為列檢作業場中組織列檢生產的中樞神經，主要負責列檢作業場的生產組織和信息協調，通過了解車站階段計劃，給現場檢車組下達作業通知，根據現場脫軌器使用和試風作業需要操作脫軌器和試風設備，組織現場作業組完成一列作業檢查和故障修理處置工作，同時將現場反饋的車輛維修和車

輛扣修信息及時做好記錄，并錄入 HMIS 系統，上傳扣車信息并聯系車站值班員辦理車輛扣送手續。

《鐵路貨車運用維修規程》對列檢值班室設置相關要求進行了明確，列檢值班室應設在列檢作業場綜合樓內或車站調度樓內便于瞭望列車到發的位置。列檢值班室主要配置為:一是房屋面積滿足工作和設備安裝需要，值班室設綜合控制操作臺，正前方安裝顯示列檢作業進度、作業線路監控、設備狀態等大屏幕顯示器。二是配備列檢現場作業監控、微機控制列車制動機試驗、脫軌器、鐵路貨車運行安全監控系統、 HMIS 運用子系統、列檢手持機系統和站區電子簽名終端，以及車場專用電話、鐵路普通固定電話、無線對講設備、傳真機、打印機、數字語音記錄裝置等。數字語音記錄裝置與車場專用電話、鐵路普通固定電話、無線對講設備、列檢專用有線廣播等連接。三是配備資料柜，便于存放有關規章和列車運行圖、作業指導書等技術資料。同時，列檢作業場將管轄范圍示意圖、作業線路示意圖等內容上墻揭示。

(1)列檢值班室設備管理現狀。目前，列檢值班室配備了各種用于生產的工作系統，以某列檢作業作業值班室布局為例:主要有微機控制列車制動機試驗系統、集控聯鎖電動脫軌器系統、鐵路貨車運行安全監控系統、HMIS運用子系統等貨列檢值班室信息系統。具體復示終端布局如圖 1-1 所示。列檢值班室主要設備管理

現狀如下:

1)脫軌器設備信息現狀。脫軌器按照固定和非固定劃分由固定脫軌器、移動

脫軌器三種組成。固定脫軌器按照操作方式分為手動固定和電動以及集控聯鎖電動三種。集控聯鎖電動脫軌器裝置［4］分為列檢值班室控制部分、現場脫軌器部分和聯鎖互控部分以及視頻監控部分。具體集控聯鎖電動脫軌器構成示意如圖 1-2 所示。

脫軌器裝置主要包括脫軌器、電動轉轍機、信號燈、視頻箱、列檢作業箱等，如圖 1-3 所示。監控裝置中的監控計算機設置在列檢值班室內，監控計算機上顯示列檢作業場作業股道，作業股道上有代表脫軌器的方牌圖像，當上脫操作后，方牌顯示為紅色，并記錄上脫時間，當下脫操作后，方牌顯示為綠色，并記錄下脫時間，自動存儲在電脫計算機數據庫中。當列車開始技術作業時，列檢值班員在監控計算機上對應股道輸入列車車次、編組輛數、作業隊等信息（如圖 1-4 所示），作業完畢后電脫自動記錄上述信息和脫軌器上下脫時間、技檢時間等信息。當脫軌器動作受阻或其他原因不到位時，列檢值班室應有故障報警與故障顯示，并能人為操縱使脫軌器恢復原位。

脫軌器裝置含脫軌器、轉轍機、脫軌表示器、信號燈、安裝支架、現場控制箱。聯鎖互控裝置含脫軌器內23 米車輪傳感器、脫軌器外6米車輪傳感器。頻監控裝置含內攝像機、咽喉攝像機、視頻服務器、圖像監控軟件。

股道

股道2

圖1-2集控聯鎖電動脫軌器構成示意

Fig. 1-2 Composition of Centralized Interlock Electric Derailer

區1-3脫軌器裝置

Fig. 1-3 Derailer device

圖1-斗集控聯鎖電動脫軌器系統錄入終端

Fig. I -4 Input Terminal of Centralized Interlock Electric Derailer System

2）微機控制列車制動機試驗系統現狀。微機控制列車制動機試驗裝置主要包

括執行器裝置、列車制動機試驗監測裝置、無線遙控發碼裝置、列檢值班室復示裝

置等，系統網絡構架圖如圖 1-5 所示。列車車輛制動機試驗監測裝置包括無線風

壓檢測儀和無線傳輸接發儀［5］。列車制動機試驗分為：持續一定時間全部試驗和簡略試驗。采用數據通信總線技術,具有列車制動機試驗的充風、漏泄、感度、安定、保壓等全部實驗功能,保存在本地數據庫中，能夠提高列車制動系統的檢測效率,提高檢測水平，降低列車試風操作人員勞動強度。試風系統能夠動態顯示試驗列車的制動管首部及尾部壓力隨時間的變化曲線,自動標識首部壓力減壓速度、尾部壓力減壓速度。

3）尾部風壓監測系統現狀。尾部風壓監測系統［6］由中心監控計算機、主站、無線風壓監測儀三部分組成。系統網絡構架圖如圖 1-6 所示。無線風壓檢測儀是鐵路系統中列車試風試驗項目里的重要部件，它記錄整個試風過程，并以此為依據對車輛制動系統的正常與否進行分析判斷，它同時也是制動機性能試驗過程作業質量考核的一個量化指標，所以保證無線風壓檢測儀的正常使用便是一個至關重要的工作。

圖1-6尾部風壓監測系統圖

Fig. 1-6 The tail wind pressure monitoring system diagram

4）鐵路貨車運行安全監控系統現狀。鐵路貨車運行安全監控系統按照探測站布局不斷優化和完善的要求，具體由國鐵集團負責進行統一規劃；三級聯網：探測站、鐵路局、國鐵集團聯網；三級復示應用：列檢、車輛段、鐵路局應用，滿足三級復示應用聯網、系統自動跟蹤、鐵路局之間系統互控的相關要求。主要有THDS

（車輛軸溫智能探測系統）、TFDS （貨車故障軌旁圖像檢測系統）、TPDS （鐵道車輛運行品質軌旁動態監測系統）、TADS （鐵道車輛滾動軸承故障軌旁聲學診斷系統）、TWDS （貨車輪對尺寸動態檢測系統）等5T系統組成。

貨車運用作業場按照列檢“一班、一列、一輛”標準化作業流程，利用 HMIS 列輛集成5T綜合預警、到過期車、特定車輛追蹤等信息指導技術檢查作業，采集錄入列車技術檢查、貨車故障處理、檢修車管理、 5T 系統預報故障處置、列車制動試驗等信息，生成車統報表。

5）手持機系統現狀。手持機［7］是基于HMIS系統功能的延伸，解決5T信息預報和反饋問題，實現列檢作業生產中心的數據交換功能，指導現場進行中的檢查確認和修理質量反饋。列檢手持機系統由值班室集中控制設施、無線通訊設施（無線網絡）手持機應用軟件等部分組成，如圖 1-7 所示。

通過以上對列檢值班室內設備分析可以看出，隨著鐵路信息化水平的發展，列檢值班室相關設備信息都通過光纖或無線WIFI方式進行傳輸。值班室設備生產信

息的傳遞和處置方式，為貨列檢作業場值班室的信息整合、優化、共享提供了有利的信息基礎條件。

（2）值班室設備生產信息管理現狀。電動脫軌器信息錄入（如圖 1-8 所示）：在集控聯鎖電動脫軌器系統人工錄入作業班組、列車作業股道、車次、編組輛數等內容；微機控制列車制動機試驗系統信息錄入（如圖 1-9 所示）：在微機控制列車制動機試驗系統中選擇相應作業股道錄入車次、編組輛數等內容；尾部風壓檢測裝置信息錄入（如圖 1-10 所示）：在尾部風壓系統中選擇“機車試風”或“地面試風”后，錄入車次、編組輛數等內容；車統-14 信息實時錄入（如圖 1-11 所示）：在 HMIS 運用子系統中選擇相應股道后，通過錄入或選擇、點擊按鈕等方式將作業班組、車次、輛數、首尾號等10余個信息項點錄入HMIS信息系統。

南頭

圖1-8電脫信息錄入界面

Fig. I -S Electric Detachment Information Input Interface

國1-9試風信息錄入界面

Fig. 1 -9 Wind test information input interface

機號定JE 嵐表電壓

尾壓

3-2

尾壓

錄入或修改試風基本宿息

■O S

頤I始發 T

定E 500 v

藏卩目I

國度;合格安定;合播

主胃減E澀保壓6S酬揺艇騒

504 45 0 ISO 否 16 503 126 g

機號定壓層表電壓

尾壓

7506505504503MI2SO1BO50

班三班 "

組1

值班員=58

執行器1® -I 控制方式雖

取消 □確定鯉

車次

輛數

機號定遞眉表電壓

3-4

3-5

3-6

3-8

尾壓

H 1-10尾壓信息錄入界面

HMIS Information operation interface

3）列車技術作業圖標鋪畫現狀。每次列車技術作業，列檢值班員都需要實時人工鋪畫列檢班作業計劃及實際技術作業圖表，鋪畫過程十分繁瑣復雜，占用列檢值班員大量時間。列檢作業場一列技術作業前，值班員需要鋪畫紙質版的列檢班作業計劃及實際技術作業圖表，列檢值班員鋪畫的列檢班作業計劃及實際技術作業圖表(人工)如圖 1-12 所示。即在紙質版列檢班作業計劃及實際技術作業圖表中相應股道上利用鉛筆、尺子等工具按照固定的格式畫出等待技術作業的列車車次、編組輛數、作業組、計劃作業時間。列檢值班員得到車站值班員的作業通知后，將作業股道、作業車次編組輛數等信息在輛貨H-60，并利用對講機向現場廣播，列車到達作業股道后列檢值班員將車次、輛數、編組、車站通知等信息輸入 HMIS 運用子系統中、獲取列輛信息，并需要依次點擊相關作業環節記錄作業信息，同時將作業信息在列檢班作業計劃及實際技術作業圖表中鋪畫。

(4)列檢作業信息查閱分析現狀。各級貨車運用管理人員無法實時掌握列車技術作業情況。列車技術作業情況數據存放在計算機房的服務器中，鐵路局集團公司以及車輛段管理人員無法調閱，對列車技術作業進行程度，列車制動機實驗情況無法掌握，不能實時針對列車技術作業情況給出指導性意見。

(5)集控聯鎖電動脫軌器系統信息反饋現狀。集控聯鎖電動脫軌器系統維修效率低，無法滿足狀態修的管理目標。在電動脫軌器的實際運用中，系統不能針對不同作業場、不同季節的特殊性，統計出常見故障，建立設備故障庫；無法根據故障現象自動分析故障并提供解決方案。又因動態檢測車間與各列檢作業場距離較遠，設備維護維修人員無法及時掌握分析脫軌器在運行中的各項電壓、電流等數據，不能提前發現故障隱患。設備出現故障后，維修人員無法立即掌握故障現象，只能從列檢值班員口述中想象故障現象，無法分析故障原因，導致人員到達現場后才發現攜帶的檢修工具或備品備件不足，需重新取送，直接影響設備檢修效率和檢修成本，延長設備故障時間，給運輸生產工作帶來了不利的影響。

綜上所述，以上問題致使列檢值班員的工作內容重復性較多，占用其較多工作精力，造成列檢值班員工作量大、重復性多，效率低，存在安全隱患。另一方面，各設備終端功能獨立，設備生產信息不能相互關聯，列檢值班員在進行列車技檢作業時，需分別完成各系統操作及相關信息的錄入、讀取等工作。

因此，需要建立一個列檢值班室設備生產信息管理平臺，構建一個局域網，實現列檢值班室設備生產信息自動共享，一是改變列檢值班員生產信息重復錄入現狀；二是實現列檢班作業計劃及實際技術作業圖表電子化，以圖標方式直觀顯示列檢作業場各個股道列檢技術作業信息；三是實時采集電動脫軌器電壓、電流，及時反饋電動脫軌器故障信息；四是滿足管理人員對列檢作業場值班室一列作業信息查詢分析需求，便于提高列檢作業質量。

ra 1-12列檢班作業計劃及實際技術作業圖表(人工)

Fig. 1-12 Column inspection work plan and actual technical work chart ( manual )

1.3研究方法與技術路線

1.3.1平臺研究方法

本文所應用的主要研究方法有：文獻檢索法、案例研究法、實證研究法、信息研究法、定性分析法。利用五種研究方法結合，確定列檢設備生產信息管理平臺的設計與應用需求，綜合分析來解決問題，實現主要研究目標。

（1）文獻檢索法本文通過對國內外相關文獻進行收集和整理，本著理論聯系實際的原則，通過實踐完善了理論思想，掌握了研究整體進程，通過對國內外鐵路系統列檢值班室發展現狀進行分析，分析出列檢值班室設備管理所存在的問題。

通過對相關文件的閱讀，一方面學習了解工作流技術相關理論和應用要點，并對主題建模思路和方法進一步學習掌握，熟悉基于工作流技術相關信息平臺應用和研發情況；另一方面通過對文獻的學習熟悉信息采集相關技術和應用情況，并對開發軟件和數據庫知識進行學習了解，為后續研究打下良好的基礎。

（2）案例研究法本文通過對某個列檢作業場列檢值班室設備管理現狀進行了調研，調研了列檢值班員、列檢作業場管理和技術人員、了解掌握其相關需求，分析列檢值班室管理方面存在的問題，對規范列檢值班室管理制度進行研究，分析設備管理平臺建立需求情況研究設備管理平臺建立方案。通過對列檢值班室設備生產信息進行分析，分析列檢值班室設備管理存在的問題，收集相關問題資料，進行針對分析，提出解決方法。

（3）信息研究法通過對列檢作業場貨車運用生產過程的生產信息進行調查分析，了解到目前

列檢值班員工作所錄入的數據信息，所重復錄入的數據信息；各級貨車運用管理人員對列檢生產作業信息需要掌握的內容；動態檢測人員對電動脫軌器故障檢測信息需求內容。又調查了分析了目前列檢值班室各個系統的生產信息情況，了解到系統之間存在可以進行數據共享交互的信息，在分析出可以通過建立列檢設備生產信息管理平臺的方式解決以上難題。

（4）定性分析法各級貨車運用管理人員無法實時掌握列檢生產狀況問題，動態檢測人員無法

準確判斷電脫故障問題的分析，總結出以上問題的本質是缺乏數據的共享。通過對列檢一列作業過程進行全面分析，對列檢值班室生產設備信息管理進行定性分析，

找出脫軌器管理、試風管理、尾壓管理、作業信息管理等所需要的具體功能，將相關系統的信息數據共享傳遞到列檢設備生產信息管理平臺，能切實解決信息以上問題。

（5）實證研究法通過實際設計和部署，建立了列檢設備生產信息管理平臺，并進行實證研究，同時了解了各級貨車運用管理人員、值班員以及動態檢車人員對平臺使用情況，分析平臺在列檢值班員工作強度降低，工作量減少，重復錄入方面問題解決情況。通過實證分析證明平臺為各級貨車運用管理人員實時了解掌握生產具體情況提供了途徑，切實解決了管理人員對列檢作業遠程監控，同時為動態檢測人員提供了準確的電脫故障信息，減少了動態檢測人員現場檢測的工作環節。

1.3.2技術路線

本文研究的技術路線主線為國內外情況調研、分析總結存在問題、提出解決問題思路（技術方案）、關鍵技術研究、系統設計實現、現場應用、迭代優化完善，本文主要研究內容以貨車列檢值班室一列作業流程為基礎，通過利用工作流理論、信息采集技術，運用車輪傳感儀自動計軸、計輛技術和數據實時共享技術，實現對列檢一列作業的相關時間節點進行自動記錄，建立列檢設備生產信息管理平臺，通過電子化列檢實際技術作業圖表直觀顯示列檢一列過程，對列檢一列作業進行動態管理。技術路線如圖 1-13 所示。

研究思路研究內容研究方法

研究背景

文獻研究法

國內發展國外發展

結論和展望

圖1-13技術路線圖

Fig. 1-13 Technology Roadmap

1.4研究的主要內容

論文在研究貨列檢設備生產信息管理平臺相關理論文獻及目前全路列檢設備生產信息管理現狀基礎上，總結和借鑒了前人在列檢有關信息系統管理方面的理論和研究成果，在列檢一列作業管理流程中引入工作流技術和信息采集技術，建立基于工作流的列檢設備生產信息管理平臺，論文中重點對以下幾個方面進行了研究。

第一章：緒論。通過分析國內外列檢設備生產信息管理現狀，特別是國內列檢生產設備管理有關信息系統發展情況，闡述了列檢值班員、動態檢測人員、各級貨車運用管理人員所面臨的困境和問題。提出本論文的研究方法以及構建平臺的技術路線。

第二章：相關技術和理論基礎。介紹基于工作流的列檢設備生產信息管理平臺中運用到的有關理論基礎和所采取的架構和信息采集技術。從工作流技術基本理論出發，闡述了全文理論基礎，為后續列檢一列作業流程規范和自動化直觀顯示打下理論基礎。同時，重點對構建平臺所涉及的相關語言、信息采集、平臺框架和數據庫等技術進行說明。

第三章：平臺需求分析。研究列檢值班員作業流程，對值班員作業流程中的信息項點進行重點分析，并對信息數據進行分類，提出構建平臺要達到的目標。從不同用戶、不同功能模塊兩個角度分析平臺需求，為平臺設計提供理論支持。

第四章：平臺設計。對平臺總體模塊進行設計，針對不同用戶設計不同的功能模塊。對列檢一列作業過程數據進行分析，研究數據的采集過程中所涉及的技術，以及設計怎樣實現數據自動采集和硬件設計，進一步探究在數據采集后如何實現數據的共享。

第五章：平臺的應用實現和實踐。通過構建平臺實踐，驗證平臺的應用效果，對列檢值班室設備生產信息管理以后值班室布局優化，列檢值班員作業流程進行優化，重點對列檢一列作業過程通過工作流技術實現電子化圖表顯示，同步對列檢值班室管理制度、揭示不斷優化改進。

第六章：總結和展望。通過對本文所研究列檢設備生產信息管理平臺有關內容進行總結分析，提出下一步論文需要研究和開展的方向。

1.5本章小結

本章首先描述了列檢設備生產信息管理平臺研究的背景以及國外鐵路貨車運用系統的發展現狀，從列檢值班室設備生產信息管理的角度對我國列檢作業場值班室值班員、各級貨車運用管理人員、動態檢測人員所面的困境和存在的問題方面進行了分析。接著闡述了本文的研究方法以及技術路線，并對本文研究的主要內容進行了整體概括描述。

2相關技術及理論基礎

2.1工作流理論基礎

2.1.1工作流的定義

IBM Almaden 研究中心的定義：工作流［8］是經營過程的一種計算機化的表示模型，定義了完成整個過程所需的各種參數［9］。

工作流管理聯盟（Workflow Management Coalition—WfMC）給出的標準定義：工作流是一類能夠完全或部分自動執行的經營過程，它根據一系列過程規則，文檔、信息或任務能夠在不同的執行者之間傳遞與執行［10］。

范玉順、羅海濱等人給出的定義：工作流是一種反映業務過程的計算機化的模型，面向企業的工作流管理技術是為了在先進計算機集成支持下實現經營過程集成與經營過程自動化而建立的由工作流管理系統執行的業務模型［11］。

Georgakopoulos 給出的工作流定義［12 ］是：工作流是將一組任務組織起來用以

完成某個生產經營過程［13］；定義了任務啟動的觸發順序和觸發條件，每個任務可以由一個或多個軟件平臺來完成，也可以由一個或一個組的人員來完成，還可以由一個或多個人與軟件系統協作完成［14］。

科研人員和研究機構對工作流的的定義雖然有所不同，但大都提到了怎樣的通過形式化對業務過程或經營過程進行描述，這也是基于工作流業務流程建模理論的一項重要研究內容。對鐵路貨車列檢值班室生產設備信息管理來說，通過工作流技術要解決的關鍵問題就是對貨物列車列檢一列作業過程描述和映射。將貨物列車列檢一列作業業務流進行形式化描述，建立模型映射［15］，建立關系，實現列檢一列作業業務流的信息化。

使用工作流作為列檢作業過程的規范化管控，從技術上首先要求工作流系統能夠反映列檢作業過程的以下幾個問題：即列檢作業過程是什么（也就是說結構上進行定義：列檢作業有哪些活動、任務組成）、具體怎么做（也就是一列作業項點控制流與信息流的定義：制定列檢一列作業過程中相關活動間的執行條件、啟動規則以及信息如何進行交互）、安排誰來負責做（也就是定義負責組織的角色：是某個人還是某個計算機程序）、做的效果怎樣（也就是對執行過程進行監控）。

2.1.2工作流主要相關概念

Business Process （業務流程）：對列檢設備生產信息管理來說，就是按照列檢到達、中轉、始發一列作業流程將制動機試驗、脫軌器操作、尾壓檢測等項點活動進行連接，形成一個活動流程集合。

Process Definition （過程定義）：對列檢設備生產信息管理來說，就是將列檢到達、始發、中轉一列作業過程進行提前定義，將涉及列檢一列作業流程中的每個項點信息以形式化結構進行詳細描述，包括子過程和子活動起動或終止等。

Process Definition Tools （過程定義工具）：是列檢到達、中轉、始發一列作業流程描述，它可以是一組簡單地路由命令，來用于不同用戶間之間傳遞信息。

Activity （活動）：是指列檢一列作業過程由人操作或軟件來完成的一個執行階段。活動是最小工作單元，在列檢一列作業過程中某個階段可被工作調度，活動要求有人操作或者計算機自動操作實現。

2.1.3工作流模式定義

工作流控制模式［16］指在工作流模型中出現頻率較高的過程的抽象和基本構造，也就是對業務流程的抽象表示，并不需要指定的建模語言°W.M.P. van der Aalst［17］、 A.H.M. ter Hofstede［18］、 Bartosz Kiepuszewski 、 A. P. Barros 等［19］在這方面做了非常多的研究工作，為比較眾多工作流建模語言在控制流方面的表達能力和適用性等方面的不同，通過抽象研究了多個實際的業務需求，總結并提出了20 種基本工作流模式［20］，具體見表1-1表2-1。

我們在確定好工作流模型后，首先應用考慮的是實現列檢一列作業流程管理需要確定的相關信息傳遞功能，然后要選擇好系統所基于的底層通信基礎結構，從而卻動各個組成之間交互方式。其次是要確定系統各組成之間的相互協作過程，主要包括數據接口定義和數據維護的方式以及操作處理過程等內容。

因此，非要有必要為本平臺設計一個合適的工作流引擎，在列檢一列作業過程中基于云用管理的需要，需在管理系統中執行一些試風管理、脫軌器管理等工作流程，這些大都是在掌握工作流定義后不斷優化和改善模型來實現的。

表2-1

Table 2.1 Aalst提出了工作流有20種基本模式

Aalst proposes 20 basic workflow models

模式名稱模式關鍵字模式說明

Basic Control Patterns

Sequence Sequence 1

Parallel Split AND Split 2

Synchronization AND Join 3

Exclusive Choice XOR Split 4

Simple Merge XOR Join 5

ADVANCED BRANCHING AND SYNCHRONIZATION PATTERNS

Multiple Choice OR Split 6

Synchronizing Merge AND Join 7

Multi-merge OR Join(+Multi) 8

Discriminator OR Join(+Reset/Ignore) 9

N-out-of-M-join OR Join(+Multi M) 9a, N分支，M聚合即可

STRUCTURAL PATTERNS

Arbitrary Cycles］自由循環］ XOR Split 10

Implicit Termination Multi(OR/AND) Split End 11

PATTERNS INVOLVING MULTIPLE INSTANCES

MI without synchronization Runtime independent

thread by condition 12，在運行期創建獨立實

例（線程、程序等）

MI with a priori known design time knowledge Design time priori Instance 13，設計期多實例，且需

全部完成

MI with a priori known runtime Runtime multi Instance by 14，基于條件運行期可創

knowledge condition/free 建多實例

表 2-1（續表） Aalst 提出了工作流有 20 種基本模式

Table 2.1 (renewal table) Aalst propose that there are 20 basic patterns for wokflow

模式名稱模式關鍵字模式說明

MI with no a priori known runtime knowledge Runtime multi Instance free by people 15，運行期可手工隨意

創建多實例

STATE-BASED PATTERNS

Deferred Choice XOR Split(By choice) 16，“推著走”流程，

或基于既定條件分支

Interleaved Parallel Routing OR Split + OR Join,

Parallel 17，多分支聚合，分支執行順序由運行期確定

Milestone Wait by Milestone 18，在“里程碑”節點

等待

CANCELLATION PATTERNS

Cancel Activity Cancel in specified

Activity 19，在指定的活動取消

Cancel Case Cancel

Anywhere/Anytime 20，任意時候可取消

2.1.4Workflow 引擎

Workflow引擎（Engine）是實現Workflow管理和應用執行的關鍵核心內容, 它是控制workfolw執行過程的核心發動機，它給流程中的實例提供相應的運行環境和服務， Workflow Engine 建立相應接口，給過程定義、創建實例、管理實例等功能狀態控制或過程控制功能等提供了支持。

2.1.5工作流管理系統定義

工作流管理系統［21 ］的定義是指能夠完成workflow定義和管理的一個計算機軟件系統，它能夠按照提前定義的列檢一列作業流程節點順序邏輯進行執行，能夠自動推進一列作業項點的進度，保證列檢一列作業順利完成。

Workflow 管理系統所采用的建模方法和通訊方式用于界面風格等技術不盡相同。按照用戶應用角度方面分類，Workflow管理系統主要包括活動創建（要素定義）、流程執行和活動轉移控制、參與者或程序之間交互等三個方面的主要功能。

2.1.6工作流管理系統的分類

從 workflow 業務實現的過程方面，我們可以將 wokrflow 管理系統可分 administrative （管理型）、ad hoc （設定型）、collaborative （協作型）、production （生產型）workflow等四類。

從 Workflow 底層技術實現方面，我們可將工作流產品分為以 communication 為中心、以 document 為中心、以 process 為中心三類。

2.1.7工作流管理系統結構

工作流管理系統是業務流程的抽象模型，在workflow中，對于不同的實施方式，工作流系統差別比較大，但都具備以下Build time定義功能、Run time控制功能和Run time人機交互接口等三個功能特征，如圖2-1 （中文）、圖2-2 （英文）所示。

Fig. 2-1 Workflow Management System Structure ( Chinese )

圖 2-2 工作流管理系統圖(英文)

Fig. 2-2 Workflow Management System Structure (English)

2.1.8圖解工作流結構

我們用圖表來說明工作流工作原理，這樣簡潔明了便于理解。如圖 2-3 所示。

Fig. 2-3 Workflow principle diagram

2.2信息采集技術

DAQ（數據采集）是指通過自動采集電量或非電量信號數據，將傳感器或待測模擬設備和被測數字單元采集的信號輸送到計算機中進行分析和處理。平臺數據采集，又稱信息數據獲取，是利用一種采集信息的裝置，從平臺外部將相關數據采集并通過規范的接口將信息輸入到系統中。

2.2.1數據采集技術應用

數據采集技術在各個領域應用均比較廣泛。將采集的信息數據轉換為電訊號代表的各種物理量：如風速、壓力等，也可以轉換為數字量或模擬量。采集一般是按照一定時間周期對同一點數據重復采樣的方式。我們大多采集瞬時值的數據，有時也采集也某一個段時間內的特征值。數據量測方法一般有非接觸式和接觸式兩種方法，采用數據測量的檢測元件有很多種，數據量測準確度是數據信息采集的基礎。不論采用哪種元件或方法，均以被測對象狀態和測量環境不受到影響為前提，用以保證數據測量的準確性。

2.2.2車輪傳感器數據采集技術

本平臺所利用的信息采集技術是通過車輪傳感器技術對列車通過情況進行數據采集，在每個脫軌器外6 米、內 23 米設置一組車輪傳感器，通過車輪傳感器實時采集列車進出線路、機車進出線路等相關節點時間，記錄形成列車到達作業、中轉作業以及始發作業等相關時間節點記錄，實現一列作業過程通過平臺進行自動化控制。

2.3架構技術

考慮到列檢值班員系統使用習慣以及管理平臺與既有信息系統保持一致等因素，我們采用了兩種模語言進行平臺開發，本地平臺使用系統C/S結構基于Delphi 集成開發工具Pascal開發語言，B/S結構基于C#開發語言，Html+CSS做的前端，部署在IIS服務器上，結合Web開發的互聯網項目，軟件架構選擇B/S架構，意味著用戶無需安裝客戶端軟件，直接通過瀏覽器訪問網址即可。為了增加代碼的邏輯性與降低代碼的耦合性，使用三層架構思想來對程序進行編寫，即界面層，業務邏輯層，數據訪問層，分別對應項目中的 web 層， service 層， dao 層，每一層各司其職，完成其特定的功能。

2.3.1開發語言選擇

（1）delphi運行環境。Delphi是面向對象的、可視化的集成開發環境，其將程序開發的編碼、調試、設置、試運行等都集成在一個環境里。上述“對象”主要包括三要素，即方法、屬性、事件。屬性表示對象中的數據，方法指對象能夠執行的動作，對象指能夠引起對象反應的條件。用Delphi開發應用程序，特別是圖形戶用界面的應用程序，它的執行方式與傳統的應用程序執行方式有所不同，傳統的應用程序啟動后，程序都是按照本身的邏輯執行的，直到結束。但是 Delphi 開發的圖形用戶界面的應用程是由事件驅動的，沒有固定的流程。 Delphi 使用 object pascal作為其核心的編程語言。Delphi是一種功能強大，多樣化的、專業級的通用開發工具，可用來開發各種具有圖形用戶界面的應用程序和系統軟件，考慮到和列

檢既有信息系統兼容性，因此選用Delphi作為開發運行環境。

（2）C#語言。C#語言是一種簡單的、現代的、通用的、面向對象的編程語言，它是由微軟公司（Microsoft）開發的，由Ecma和ISO核準認可的。C#是在 Java 流行起來后才誕生的一種新的編程語言，它的構想非常接近于傳統高級語言 C和C++，是一種面向對象的編程語言，它與Java非常相似，有許多強大的編程功能。基于微軟公司在電腦操作系統上所占的的優勢，因此他們所形成的.net平臺，可以說C#在Windows方面比Java具有更大的優勢。如果僅僅從技術層面來講， C#在網絡編程上可以與Java匹敵，而且C#還在Windows Forms構建方面也有一定的優勢。C#具有語言簡潔、強大、快速應用開發、語言自由、強大的Web服務控件、支持夸平臺、與 XML 相融合功能。因此，列檢設備生產信息管理平臺選擇使用C#語言來進行開發。

2.3.2平臺框架技術

（ 1） C/S 結構技術。 C/S 結構，客戶機和服務器結構。通過合理分配 Client 端和server端的任務來實現，降低了系統的通訊開銷［22］。Client （客戶端）和Server （服務端）在距離比較遠的兩臺計算機上，Client端程序主要任務就是將用戶的需求（demand）提交給Server程序，然后將Server程序所返回的結果以特定的形式顯示給用戶。 C/S 結構基本原則是采用功能分布原則進行任務分解，安排由多臺計算機將多個子任務分別完成。Server（服務器）端主要負責核心功能完成，對sever 端來說客戶請求和sever提供的服務處理方式是處理端。

（2） B/S結構技術。B/S結構，即Browser/Server的英文縮寫，是一種軟件系統的體系結構。Browser翻譯為瀏覽器，Server翻譯為服務器。B/S軟件系統體系結構是在 C/S 結構基礎上的一種改進。其與 C/S 的區別在于只有少量的工作需要客戶端完成,大部分工作是Browser向Server發送命令,Server會自動完成Browser 所下發的命令。因BS架構避開了客戶端，所以其在升級過程中展現了極大的優勢，用戶只需對 Server 做相關的升級工作即可。這也個后期的維護工作帶來了極大的便利，從而降低了成本。

（3） ASP.NET技術。列檢設備生產信息管理平臺利用了 ASP.NET制作了動態網頁。靜態網頁與動態網頁一方面是后綴不同，例如html是靜態網頁后綴，aspx 是動態網頁后綴；另一方面靜態網頁向服務器端發出請求時，服務器端直接將請求返回，瀏覽器做加載，但是動態網頁向服務器端發出請求時，服務器中IIS軟件無法處理動態頁面，IIS會通過aspnet_isapi_dll將請求發送給.netFrameWork處理，經過處理后，最終將網頁轉換為html代碼并發送給瀏覽器［23］。ASP.NET是一種動態網頁技術，在服務器端運行.net代碼，動態生成html，然后響應給瀏覽器［24。 ASP.NET 將前后端區分開來，利于后期的維護。 ASP.NET 與瀏覽器無關，方便設置斷點，易于調試，編譯后執行，運行效率高，控件庫豐富，代碼后置，邏輯分明。 HTML控件，在ASP.NET中，HTML控件被作為普通字符串，直接渲染到瀏覽器端，沒有檢查正確性，無法在服務器端進行處理［25］。ASP.Net服務端控件，不同于 HTML控件，其會被過ASP.NET的處理，形成一種高度封裝的控件，在使用時相對簡單，可以在服務端使用C#代碼進行操作，會渲染到客戶端為HTML控件。數據驗證控件，在我們日常登陸某個網站時，用戶可以根據提示，輸入驗證碼或者根據提示操作，與用戶所使用的瀏覽器無關［26］。自定義控件，當內置控件無法滿足用戶的要求時，一般可以通過創建自定義控件來滿足用戶要求。

（4） Web service技術。“現在車系統”和列檢設備生產信息管理平臺的首尾車號數據共享利用了 web service技術。Web Service就是一種跨編程語言和跨操作系統平臺的遠程調用技術［27 ］。所謂遠程調用，就是一臺計算機的應用可以遠程調用其他計算機上的相關應用［28。不同的應用程序可以利用通用網絡協議（HTTP）訪問web service，也可以利用XML或者SOAP等數據格式實現訪問web service［29］。 XML、HTTP部署在互聯網后，web service應用程序就可以通過網絡發現并調用服務執行請求［30］。web service體系結構是以service provider （服務提供者）、service requester （服務請求者）、service broker （服務注冊中心）三個角色為基礎，來實現 find （發現）、publish （發布）、bind （綁定）三個步驟，其三者關系如圖2-4所示［31 ］。服務請求者負責服務的請求調用，從服務注冊中心查找服務描述后與服務提供者綁定，與 web service 產生信息交互［32］。

圖 2-4 web service 體系結構

Fig. 2-4 Web Service Architecture

（5） web service 技術規范。 web service 之所以能夠擺脫編程語言和平臺的束縛，實現跨操作系統之間的數據交換，主要是因為其遵循的技術標準和技術規范具有通用性。web service核心技術和標準主要包括：XML （可擴展標記語言）、WSDL

（網絡服務描述語言）、SOAP （簡單對象傳輸協議）、UDDI （統一描述、發現和集成）［33］。 XML 語言是一種擴展標記語言，是萬維網聯盟制定的文本標記語言規范［34］。SOAP同HTTP —樣，也是一種協議，它是可以在HTTP協議之上使用綁定傳送 XML 數據的一種協議。 Web Service 采用 XML 格式封裝內容，并增加了說明 HTTP格式的特定消息頭，這些特定的HTTP消息頭和XML內容格式就是SOAP 協議規定的［35］。 WSDL 是一種 XML 語言， Web Service 服務器端的服務就是由 WSDL來描述的，相當于一個說明書［36］。UDDI規范通過SOAP和XML這樣的跨語言、跨平臺的解決方案，大大簡化了不同企業系統之間的交互問題［37］。

2.3.3數據庫技術

（1） SQL Server數據庫。SQL Server 2008數據庫是一種高效的數據管理軟件，提供了關鍵任務企業數據平臺、關系數據、動態開發、和商業智能等功能，滿足了數據爆炸和通過數據驅動應用程序的需要，它操作簡便、功能完善、安全科信。主要有以下幾個方面結構特點。一是數據引擎（SQL Server Database Engine,SSDE）：關系數據庫引擎是 Microsoft SQL Server 2008 系統用于完成數據存儲、處理、安全管理的核心服務。列檢生產信息管理平臺使用Microsoft SQL Server 2008數據庫作為后頭數據庫，數據庫引擎負責脫軌器操作記錄、尾壓記錄、試風記錄、一列作業記錄查詢數據，用戶、參數、頁面配置數據的添加、刪除、查詢等操作。二是分析服務（Analysis Service）:能夠通過服務端和客戶端技術組合提供聯機分析處理

（OLAP）和數據挖掘功能，使用人員（用戶）可以設計、創建和管理來自其他數據源的多維結構。列檢生產信息管理平臺使用該數據庫利用分析服務可以完成對列檢一列作業過程中脫軌器使用、試風作業、尾部風壓記錄等信息的分析挖掘，從而發現更多非常有價值的信息和知識，為有針對性的提高列檢作業效率和質量提供有效的支持。三是報表服務（Reporting Services）： Reporting Services （報表服務）包含用于創建和發布報表和報表模型的服務平臺，我們可以創建表報表、矩陣報表、圖像報表以及自由格式定置的報表。例如：列檢生產信息管理平臺可以利用報表服務非常方便的生成了 Excel報表，并具備打印功能。四是集成服務（Integration Service）：是一個數據集成平臺，用戶可以使用它來解決復雜的業務問題，它能夠很好的將列檢不同系統間數據倉庫和本平臺的數據進行集成和抽取、轉換和裝載。

（2）數據訪問。ADO.NET是.net框架中的一套類庫，使用這些類庫，開發者在應用程序中可以方便的使用數據［38］，主要有連接對象和非連接對象兩種數據訪問方式。Connection （連接對象）：面向連接的部分是指那些在與數據源交互和處理時，必須要打開可用連接的對象［39］。DataTable:類似于數據庫中的表，也是以行/列格式存儲數據的［40 ］。 DataView 允許在一個 DataTable 上創建“視圖” ，一個 DataTable 上可以定義多個視圖［41］。

2.4本章小結

本章首先介紹了目前人們對工作流的定義，總結出不同定義的共同特性。接著介紹了工作流模式和工作流引擎，從工作流管理系統定義、分類以及系統結構三方面詳細描述了工作流管理系統理論，然后以流程圖的形式想象的詮釋了工作的結構。最后對本章所利用的相關語言、信息采集、平臺框架和數據庫等技術進行了說明。

3平臺需求分析

3.1列檢設備生產信息管理需求分析

3.1.1列檢值班員作業流程分析

( 1)一班工作流程

列檢一班工作流程主要包括：班前準備、班前點名、接班、列車作業、交班、

完工分析、交班總結等內容。具體如圖 3-1 所示。

圖 3-1 列檢值班員一班工作流程圖

Fig. 3-1 Flow chart of on-duty staff

(2)到達一列作業流程列檢到達一列作業流程主要包括：車站通知、通知作業、作業準備、整隊出發、

接車、摘解機車、安全防護、技術檢查、故障處理、制動機試驗、撤除安全防護、列隊歸所或轉線等內容。具體如圖 3-2 所示。

(3)始發一列作業流程始發一列作業流程主要包括：車站通知、通知作業、作業準備、整隊出發、撤

除安全防護、技術檢查、故障處理、制動機試驗、撤除安全防護、連掛機車、簡略試驗、送車、列隊歸所或轉線等內容。具體如圖 3-3 所示。

(4)無調中轉一列作業流程列檢無調中轉一列作業流程主要包括：車站通知、作業準備、整隊出發、接車、

摘解機車、插設安全防護、技術檢查、故障處理、制動機試驗、撤除安全防護、制動機試驗、連掛機車、簡略試驗、送車、列隊歸所或轉線等內容。具體如圖 3-4所示。

車站通知

通知作業

插設安全

防護

列隊歸所

固定徑路

圖 3-2 列檢達到一列作業流程圖

Fig. 3-2 Column inspection reaches a column of operation flow chart

車站通知

通知作業

撤除安全

防護

制動機

試驗

故障處理

連掛機車

簡略試驗

圖 3-3 列檢始發一列作業流程圖

Fig. 3-3 Column inspection starts a column of operation flow chart

車站通知

通知作業

作業準備

整隊出發

插設安全

防護

制動機試

驗

連掛機車

摘解機車

接車

簡略試驗

送車

列隊歸所

固定徑路

圖 3-4 列檢無調中轉一列作業流程圖

Fig. 3-4 Flow chart of transfer to one column without adjustment

（5）有調中轉一列作業流程

列檢無調中轉一列作業流程主要包括：車站通知、作業準備、整隊出發、接車、摘解機車、插設安全防護、技術檢查、故障處理、制動機試驗、撤除安全防護、制動機試驗、連掛機車、簡略試驗、送車、列隊歸所或轉線等內容。如圖 3-5 所示。

圖 3-5 列檢有調中轉一列作業流程圖

Fig. 3-5 Flow chart of a transfer line for inspection

3.1.2列檢一列作業信息項點分析

到達（始發）一列作業信息項點包括：作業組別、線路股道、接入/發出方向、列車作業性質、檢查作業方式、車次、編組輛數、列車首號、列車尾號、車站通知時間、實際接入/編組完了時間、技檢開始時分、技檢結束時分、技檢時間、掛機時分（始發）、簡略試驗結束時分（始發）、列車制動機試驗類別、關門車數（原/ 處理后）、列車發出時分、車站值班員等內容。

中轉一列作業信息項點包括：作業組別、線路股道、接入/發出方向、列車作業性質、檢查作業方式、接入/發出車次、接入/發出輛數、甩下/加掛輛數、列車首號、列車尾號、車站通知接入/發出時間、實際接入停車時分、接入技檢開始時分、接入技檢結束時分、發出技檢開始時分、發出技檢結束時分、技檢時間、掛機時分（始發）、簡略試驗結束時分（始發）、接入/發出列車制動機試驗類別、關門車數（原/處理后）列車發出時分、車站值班員等內容。

貨列檢值班員工作流程如圖 3-6 所示。

Fig. 3-6 Flow chart of work for cargo inspector

3.1.3列檢值班室設備生產信息分析

列檢值班室設置的電動脫軌器、5T系統、微控地面試風、尾部風壓、HMIS、手持機等信息系統，按照其功能所實現的目的可劃分為：作業過程控制類、作業信息預警類、作業信息處理類、作業標準管理類四種。

（1）作業過程控制類包括：主要由列檢值班員操作地面試風、尾壓、脫軌器等終端。值班室設備涉及列檢一列作業的列車車次、編組、股道以及進程時間節點、車輛維修、車輛扣修和回送等信息組成了列檢值班室一列作業所需的信息，最終將上述有關信息通過HMIS運用子系統進行記錄。

（2）對列檢值班員來說，需要掌握的一列作業流程為（以到達列車為例）：車站階段計劃—車站通知—列車到達—通知作業—摘解機車—故障預報—核對信息 —設置安全防護—組織開始作業—制動機試驗—接收故障處理反饋信息—填寫相關信息系統—確認作業完了—撤除安全防護—技檢結束—實時填寫 HMIS 運用子系統。

（3）作業信息預警類主要是鐵路貨車運行安全監控系統、到過期信息等綜合信息預警，列檢作業場對貨物列車進行技術檢查作業時，需要將定檢到過期、重點排查、 TPDS 預警、 TPDS 運行品質不良、 THDS 熱軸、 TFDS 發現故障預報等綜合預警信息向現場預報，現場檢車員對預報的信息進行檢查和確認處置完畢后，將相關信息向列檢值班室進行反饋，形成作業信息閉環管理。

（4）作業信息處理類包括：HMIS運用子系統、列檢手持機系統等。最終列檢一列作業信息、作業預警信息、故障處理信息等內容均進入了信息管理系統—— HMIS 運用子系統。

3.1.4列檢設備生產信息管理平臺建設目標

（1）列檢作業信息自動采集。利用車輪傳感器（磁鋼）探測信息采集技術，準確獲取到達（中轉）列車實際到達時間、始發列車實際編完時間、掛機時間、列車發出時間等信息，實現對列檢一列作業部分信息的自動采集。

（2）數據共享和交互。構建局域網實現集控聯鎖電動脫軌器、微機控制列車制動機實驗系統、列檢設備生產信息管理平臺的數據共享和交互，減少列檢值班員數據錄入量，解決列檢值班員數據重復錄入的問題，降低列檢值班員的工作強度。

（3）首尾號共享。通過 web service 技術，實現對現在車數據中列車信息數據共享，并對首尾號自動解析后，傳遞到一列作業信息記錄中。

（4）列檢技術作業圖表電子化顯示。通過建立網頁版的列檢班作業計劃及實際技術作業圖表，圖標化、電子化、實時化的直觀顯示列檢一列技術作業進程，提高列檢技術作業效率，同時將值班員從繁瑣的勞動中解脫出來，更好的發揮列檢作業組織作用。

（5）為專業管理決策提供技術支撐。建立列檢設備生產信息管理平臺，及時獲取集控聯鎖電動脫軌器、微機控制列車制動機實驗系統的數據，實時顯示列檢技術作業相關項點信息，供各級貨車運用管理人員分析和查詢列檢作業進度和作業信息，以便在技術管理和安全管理方面提供決策支撐。

（6）提高設備維護效率。建立列檢設備生產信息管理平臺，實時顯示列檢設備的運行狀況。當列檢設備運行狀態不良后，能夠提示故障的具體信息，減少列檢值班員的工作量，也為列檢設備維護人員提供了技術支撐，為列檢設備快速修復提供了技術保障。

3.1.5平臺技術可行性分析

技術可行性是根據平臺建設需求分析，從技術角度出發，研究如何選擇合適的技術來對平臺進行設計。考慮和既有生產設備平臺保持一致問題，列檢設備生產信息管理平臺 C/S 結構選擇使用 Delphi 集成開發工具 Pascal 語言進行程序編寫， Pascal 語言語法嚴謹、層次分明、程序易寫、可讀性強等特性，具有豐富的數據結構和構造數據結構的方法，以及簡明靈活的控制結構，嚴格的結構化形式，編譯運行效率高，查錯能力強，是第一個結構化編程語言，選擇 Pascal 語言是 C/S 結構開發的不二之選。B/S查詢結構采用C#開發語言編寫，C#是一個現代的、通用的、面向對象的編程語言，它與 Java 很相似，有很多強大的編程功能，受到很多程序員的青睞。在系統的靜態與動態開發工具中，分別選擇Html和CSS作為視圖頁面和前端控制器。html使用起來非常的簡單方便，語法并不是太復雜，它一直廣泛地運用在其他平臺上，并且支持各種數據形式的文件鑲入，它具有簡易性、可擴展性、平臺無關性等特點。 CSS 可以靜態修飾網頁，也能夠和其他腳本語言共同動態的將網頁各個元素格式化，它具有豐富的樣式定義、易于修改和編寫、結構清晰、表現和內容相分離、多頁面使用等特點，因此B/S結構選擇C#語言開發，選擇Html和 CSS 作為前端來開發，部署在 IIS 服務器上。

3.2平臺用戶需求分析

3.2.1列檢值班員需求分析

列檢值班員不僅是列檢作業場生產活動的組織者，還是列檢一列作業原始信息的錄入者。目前值班員需要在集控聯鎖電動脫軌器系統、微機控制列車制動機試驗系統中錄入車次、輛數等信息，還需要在車統14即列車技術檢查記錄簿中錄入車次、編組輛數、掛機時間、簡略試驗完畢時間、列車發車時間等信息。信息錄入完畢后，通過數據統計，會自動生成各種臺賬，用于列車技術質量的評價管理工作。在輸入數據時，由于各個系統間信息不共享，列檢值班員需要重復錄入相同的數據。又由于列檢值班室空間有限，顯示器的布局受到制約，列檢值班員需要在不同位置的電腦上實現數據錄入操作。

根據《鐵路貨車運用維修規程》要求，列檢值班員需要繪制每列車的紙質版的列檢班作業計劃及實際技術作業圖表。列檢班作業計劃及實際技術作業圖表長約橫向被分成 X 個格，每個格代表一條股道，縱向代表時間，被分成 X 個大格，每個大格又被分成X個小格，每個小格代表10分鐘。列檢值班員要根據一列作業信息，利用不同的符號表示出作業隊，技檢開始時間，技檢結束時間，簡略試驗開始時間、結束時間等信息，還要在狹窄的區域內標注車次，輛數。由于列檢班作業計劃及實際技術作業圖表完成后需要長期存儲以供備查，所以需要用不易褪色的筆繪制，又因為車站作業計劃實時變動，列檢值班員需要反復更改技術作業圖表，這給值班員造成了極大地工作負擔，同時也影響列檢值班員的工作情緒。

列檢作業場的生產工作有很多不確定性，經常遇到列車密集到發情況，值班員要在一定的時間內完成每一列列車的信息錄入，上傳，填寫相關票據、臺賬，往返于各個系統的操作之間。尤其是在夜間工作時，值班員精力無法集中，容易造成安全隱患。因此列檢值班員迫切要求從這種繁瑣的、沉重的勞動中解脫出來。

3.2.2檢車員需求分析

根據《鐵路貨車運用維修規程》要求，各個車輛段對于列檢作業場設備的運行情況高度重視，制定了相關措施保障列檢設備的正常運行和及時維修。例如建立了設備點檢制度，對集控聯鎖電動脫軌器以及微機控制列車制動機試驗系統等設備沒班開班前需進行點檢，確保設備在生產活動中正常發揮功能。但是，在點檢時對于肉眼可見的故障檢車員能識別出來，對于一些電路故障檢車員不易發現。通過列檢設備生產信息管理平臺，對于一些設備電路故障以及其他一些肉眼無法判斷的故障，列檢值班員可以通過故障提示代碼識別具體故障并向動態檢測維修人員報

3.2.3車輛段調度員需求分析

車輛段設置調度科，車輛段調度員負責鐵路交通事故、行車設備故障、安全信息、自然災害信息的傳遞；掌握管內列檢工作情況，及時組織處理、分析生產中出現的問題問題并及時報告；掌握管內鐵路貨車檢修車情況，按照生產組織均衡扣車，重點盯控過期車扣修工作，負責回送命令申請，掌握回送檢修車情況，負責檢修車核對工作，了解關鍵生產設備、設施狀態情況，及時協調、反饋生產中出現的問題。但是目前調度員并不實時掌握列檢生產的工作進度，對于當班列檢作業場所扣修臨修車、定檢到過期車也只能通過電話詢問列檢值班員才能了解情況，當列檢設備出現故障時，車輛段調度員第一時間也無從知曉。對于列檢作業場扣臨修車和定檢到過期車情況，只有當列檢值班員將現場檢車員工作記錄手冊中的內容輸入HMIS 系統和上傳后，車輛段調度員才能掌握具體數據。對于列檢設備故障，車輛段調度員只能通過列檢值班員的描述才能獲悉故障概況。總體來說，目前車輛段調度員對于列檢所扣臨修車、定檢到過期車以及列檢作業場設備情況的了解存在滯后現象，不利于車輛段生產的安排與優化，影響鐵路貨車運輸效率。通過列檢設備生產信息管理平臺，車輛段調度員可以實時觀察列檢作業場設備的運行狀態以及設備出現故障后的維修情況。通過列檢設備生產信息管理平臺中的網頁版列檢班作業計劃及實際技術作業圖表車輛段調度員可以清晰地在圖表內獲取每個列檢作業場所扣車的數量、車號、車種車型等信息，為檢修車的修車安排打好基礎。

3.2.4動態檢車組長需求分析

目前車輛段大多配備 TFDS 動態運用車間或者是 TFDS 動態檢車室，負責 TFDS 系統可探測鐵路貨車部位的檢查工作。由于列檢值班室與動態檢車室的環境要求不一樣，因此，在實際的作業過程中列檢值班員與動態組長在地理位置上是有一定距離的，接車信息無法實現實時傳遞，而是TFDS動態檢車員發現故障后提交到 TFDS 系統中，由動態檢車組長負責電話聯系列檢值班員，將故障信息傳遞給列檢作業場。但是當一個動態檢車組長負責兩個及以上列檢作業場的故障傳遞時，動態檢車組長往往無法判斷每個列檢作業場的接車信息。當列車通過 TFDS 探測站后，動態檢車組長只能從TFDS系統中查閱列車的車次、輛數，但并不掌握該列車進入列檢作業場的信息，需要與列檢值班員電話聯系后才能獲取。建立列檢設備生產信息管理平臺后，由于列檢設備生產信息管理平臺實時顯示列檢作業場的列車技術作業信息，動態檢車組長可以通過查閱列檢設備生產信息管理平臺獲取列車在列檢作業場的信息，打通了動態檢車組長與列檢值班員的信息通道。列檢技術作業完成后，動態檢車組長無需詢問列檢值班員，便可以上傳TFDS反饋故障信息，防止列檢技術作業完成前TFDS故障信息提前上傳問題的發生。

3.2.5動態檢測人員需求分析

由于列檢作業場上各種復雜的因素影響，列檢設備經常出現故障，每次出現故障時，值班員都需電話通知動態監測車間人員前來維修。故障種多，例如電動脫軌上脫不到位、電動脫軌器下脫不到位、電動脫軌器系統方牌閃爍、微機控制制動機實驗監測裝置提示故障等。由于分工不同，值班員對出現的故障情況并不專業，無法準確描述故障的具體信息，這給動態檢測人員的維修工作帶來了極大的不便。因為動態監測車間距離列檢作業場較遠，往往會出現動態檢測車間人員因攜帶的配件不對而出現維修不及時的情況。甚至有時由于值班員的描述不準確，無意中干擾了動態檢測人員的維修方向，給車輛段造成一定的經濟損失。構建列檢設備生產信息管理平臺后，動態監測人員可以通過平臺直接觀察到設備的運行情況，當設備出現故障時，動態監測人員會直觀的看到設備故障的具體情況，為設備的及時維修提供了保障。

3.2.6管理者需求分析

為了提高列車技術作業質量，貨車運用車間建立了列車技術質量抽查及檢查指導制度，貨車運用車間具有具體的列車技術質量抽查及檢查指導的標準及實施辦法，管理人員將定期發現的問題進行分析和上報，并提出整改措施。但是管理人員并不實時了解列檢作業場作業進度，需電話聯系值班員了解作業情況，給予現場作業人員反應時間，給質量抽查以及現場作業過程的問題發現帶來了困難。目前各級貨車運用管理人員只能查閱上傳的數據，對于列檢技術作業情況的認識有延遲。另一方面管理人員只能從相關臺賬以及上傳的數據中了解列檢作業情況，對于作業的實際情況認識有偏差，無法準確的提供決策支撐。構建列檢設備生產信息管理平臺后，管人員可以直接觀察到脫軌器上脫時間，下脫時間等數據，還可以直觀的看到列車試風的實驗數據。

3.3平臺功能需求分析

利用工作流理論，在對列檢一列作業過程調研基礎上，把各個環節的作業化為具體的控制階段，通過利用工作流理論詳細的將這些作業控制節點有效的組合起來，形成基于工作流的列檢一列作業過程的控制。通過工作流理論的應用，加快和規范各個環節的信息傳遞速度，實現相關信息、時間節點自動傳輸和共享，切實實現對列檢一列作業過程精細化管理，達到提高列檢作業效率目的。需要實現的功能主要包括：系統管理模塊、貨車運用記錄模塊、貨車設備記錄模塊、貨車運用技術管理模塊等功能模塊。具體模塊化需求分析如下。

3.3.1系統管理模塊需求分析

系統管理模塊是一個基礎模塊，這個模塊也很重要，主要是對平臺掌握進行管理，對相應權限進行維護，包括新增賬號、修改密碼等功能。列檢作業場列車作業性質分為到達作業、始發作業、通過作業、中轉作業。由于列車作業性質不同，列車技術作業的內容也不同，列檢設備生產信息管理平臺在每個列檢作業場的平臺權限也應該不同。車輛段在參與鐵路貨車事故或故障調查時，需要查詢上一個列檢作業場的作業情況，因此車輛段需要獲得與段管內列檢作業場相鄰的上一個列檢作業場的列檢設備生產信息管理平臺查閱權限，例如車輛段之間需擁有相互查詢列檢作業場列檢設備生產信息管理平臺的權限。作為鐵路局集團公司、車輛段貨車運用工作主管部門，需全盤掌握管內每一個列檢作業場的作業情況，為自己決策尋找支撐，須具有查詢所管范圍內每一個列檢作業場列檢設備生產信息管理平臺的權限。因此，列檢設備生產信息管理平臺應具備權限設置功能。

3.3.2貨車運用記錄模塊需求分析

貨車運用記錄模塊是列檢設備生產信息管理平臺中的一個重要模塊，主要功能是實現對列檢一列作業過程中的脫軌器上下脫信息、制動機試驗信息、尾部風壓監測信息進行管理，相關信息記錄到平臺中。

（1）一列作業信息需求。以列檢作業場無調中轉列車一列技術作業為例，列檢值班員需要組織作業，操作上下脫，操作微機控制列車制動機實驗系統，填寫車統14。車統 14中的信息主要包括：車站通知時間、車次、股道、輛數，接入時分、首尾車種車型、首尾車號、接入技檢開始時間、接入技檢結束時間、發出技檢開始時間、發出技檢結束時間、掛機時分、簡略試驗結束時分、發車時間、發出首尾車種車型和發出首尾車號等。隨著信息技術的進步以及車輛段信息技術的發展，以上部分數據可以實現自動導入，但是仍有很多信息需要值班員手動錄入。因此在無調中轉作業一列作業過程中，車統 14的填寫工作相對繁巨，一方面牽涉值班員的精力，另一方面也為數據的錯誤錄入提供了可能。列檢設備生產信息管理平臺需能從各個分散的系統中提取車統14 中所需數據，數據應是設備自動采集和記錄，無需值班員手動后錄入，降低值班員工作強度，提高數據的準確性。

（2）技術作業圖表電子化需求。網頁版版的技術作業圖表應完全替代紙質版的技術作業圖表。網頁版的技術作業圖表應能顯示每列車的記作業信息，包括車次、股道、輛數、技術、作業隊、作業隊作業人員信息、試風開始時間、試風結束時間、簡略實驗開始時間，簡略實驗結束時間、技術作業開始時間、技術作業結束時間等，另外相對于紙質版的技術作業圖表還應增加扣車信息，包括所扣段修車車種車型、車號，所扣臨修車車種車型、車號，為車輛段調度員了解扣車情況提供支撐。從節約的角度看，網頁版的技術作業圖表取代紙質版的技術作業圖標，節省了大量的紙張，按每班一張技術作業圖標計算，一年便可節約730 張。網頁版的技術作業圖標的誕生，便于各級貨車運用管理人員查閱，相對于以往需要根據年月日等信息在大量的紙質版的技術作業圖表中翻找，查找網頁版技術作業圖表工作量小，只需在網頁上點擊鼠標設置年月日、班組等查詢條件便可以找到某天某班的作業情況。

3.3.3貨車設備記錄模塊需求分析

貨車設備記錄模塊是列檢設備生產信息管理平臺的一個重要模塊之一，主要功能是實現對脫軌器狀態診斷和設備運用狀態監控等功能，相關設備故障信息記錄到設備中。

實時顯示功能需求分析—作業過程實時監控與數據同步。列檢設備生產信息管理平臺各種數據應與列檢技術作業同步，保持實時更新。列檢值班員以及貨車運用管理人員需實時掌握列檢作業進度進度情況，例如列檢技術作業進行分時間，試風時間，試風曲線，列檢設備運行狀況，第一時間了解列檢作業場發生的問題以及問題的真相，為問題的解決縮短時間，提供決策保障。

3.3.4貨車運用技術管理模塊需求分析

貨車運用技術管理模塊是列檢設備生產管理的重要模塊之一，主要功能是對貨車列檢作業的有關規章制度和列檢作業指導書進行管理，將相關文檔目錄信息和電子版文檔存儲在平臺中。

（1）作業指導書查詢下載需求。列檢作業場作業人員在一個完整的生產活動中，會涉及很多的專業業務知識和人身安全知識，所以車輛段制作了作業指導書，用來為列檢作業場工作人員提供作業指導。作業指導書作為列檢工作人員的作業標準，一直備受重視，并且保障了生產任務的順利完成和列檢工作人員的人身安全。一線生產人員上崗前，會經過一些列的作業指導書培訓和安全教育，但是作業指導書內容多，規定事項復雜，并且會根據列檢作業場作業內容的變化而變化，因此列檢作業場作業人員對作業指導書內容掌握并不全面，往往會發生一些不利于生產的問題，甚至會發生人身安全問題。列檢設備生產信息管理平臺應具備作業指導書查詢功能，當現場檢車員遇到問題無法做出抉擇時可以詢問值班員以及值班員自身遇到問題時可以通過查詢作業指導書，進一步利用word中的查找功能，快速鎖定問題的解決方案，較以往翻閱紙質版作業指導書可以節省大量的時間和勞動力，為在技檢時間內完成列車技術作業提供保障，為列車技術作業的順利完成提供條件。

（2）技術鏈接功能需求分析—多系統的無縫集成。技術鏈接指的是有關貨車運用信息的查詢鏈接。列檢值班員在參與列車技術作業過程中需要查詢很多關于列車的信息，例如在列檢作業場對鐵路貨車進行技術鑒定的時候，往往需要登錄國鐵集團地對車系統查詢每輛車近一個月的5T預警信息,還需要登錄網絡扣車系統，查詢每輛車的定檢信息，防止車輛在執行本次任務的過程中，超出定檢范圍。最后需要登錄120公里信息系統，將鑒定合格的車輛車種車型、車號、定檢信息錄入該系統。在進行車輛解備作業時，列檢值班員需要登陸解備封存系統查詢車輛的備用時間，根據備用時間查詢車輛定檢延期時間，車輛解備完畢后還需再次登陸該系統記錄列檢作業情況。在完成上述作業的過程中，值班員需要查找每個系統的登錄網址，還需要輸入每個技術網站的登錄名，登錄密碼，尤其是對于一些年齡較大的列檢值班員對于計算機知識知之甚少，操作計算機存在困難。列檢設備生產信息管理平臺應將貨車運用有關的技術網站集中在一個模塊中，無需輸入登錄賬戶及密碼即可完成登錄，節約列檢值班員的時間，提高值班員的工作效率。

3.4本章小結

本章首先對列檢值班員作業流程進行了分析，接著對值班員作業流程中的信息項點進行了闡述并對信息數據進行了分類，提出了構建列檢設備生產信息管理平臺的方案并對平臺的技術可行性進行了分析。最后從兩個角度對列檢設備生產信息管理平臺的需求進行了分析，一是用戶需求分析，包括列檢值班員需求、動態檢車組長需求、車輛調度員需求、各級貨車運用管理人員需求；二是對列檢設備生產信息管理平臺的功能進行了需求分析，平臺應具備列檢一列作業信息自動生成、作業指導書查詢、實時電子化圖表顯示數據等功能，為列檢設備生產信息管理平臺的設計提供方向。

4平臺設計

4.1平臺總體架構設計

在完成各個模塊功能之前，需要先對系統進行總體設計。開發者可以通過總體設計方案，更好地開展接下來的工作，避免編程的錯誤及各個模塊功能上的偏差。針對系統使用對象及其所需要實現的功能來進行設計，主要包括系統總體設計方案和系統功能模塊圖。

首先搭建一個設備生產信息管理平臺，將電動脫軌器、試風系統、尾壓系統連接成一個局域網，對電動脫軌器系統進行升級，實現車輪傳感器對相關時間節點進行采集，升級試風系統實現對脫軌器傳遞的信息自動匹配，升級尾壓系統實現對脫軌器傳遞信息進行自動匹配，試驗結束后試風和尾壓自動向平臺傳遞相關信息，構建脫軌器到設備生產信息管理平臺信息傳遞網絡，實現相關數據實時傳遞，平臺自動存儲匹配達到信息共享目的。

綜合以上內容，設計了列檢設備生產信息管理平臺總體架構圖，如圖 4-1 所示。

4.2平臺功能架構和用例設計

4.2.1平臺總體功能模塊

系統設計硬件配置基于windowlO操作系統，計算機運行內存為20g，處理器為十代英特爾酷睿i5-10210U，硬盤空間為5OOGB。先將系統服務部署在本地安裝安裝好的tomcat服務器上。系統設計從系統的前后端入手。系統的前端頁面是用html5, 結合css和Javascript進行搭建，同時系統會用到js的一個jQuery框架，通過發送 ajax異步請求從后臺獲取數據展示到頁面中，盡量使頁面簡潔美觀，能夠吸引住用戶。后端使用 MySQL 作為數據庫存儲系統所需數據，前后端的交互功能實現依賴于 servlet 前端控制器，結合三層架構思想進行程序的編寫，實現頁面的各個功能與動態效果。總體設計的功能模塊如圖 4-2所示：

圖 4-1 列檢設備生產信息管理平臺總體架構圖

Fig. 4-1 Line inspection equipment production information management platform network diagram

圖 4-2 列檢設備模塊設計圖

Fig. 4-2 Design diagram of column inspection equipment module

列檢設備生產信息管理平臺主要包括系統管理、貨車運用記錄、貨車設備記錄和貨車技術管理等四個功能模塊。系統管理模塊又包括用戶管理、參數設置、頁面設置。因為目前濟南鐵路局集團公司下設兩個車輛段，每個車輛段下設若干個運用車間，每個運用車間又管轄幾個列檢作業場，因此需要依據設置用戶管理模塊賦予不同部門、不同列檢作業場管理權限。又考慮到不同列檢值班員的操作邏輯不同，所以在系統管理中設置“頁面設置模塊”，供列檢值班員根據自己的愛好設置，讓信息平臺操作更人性化，更利于值班員接受和學習。運用記錄模塊包括脫軌器記錄、試風記錄模塊、技術作業圖表模塊、一列作業管理模塊（列車技術記錄檢查記錄簿）。試風記錄模塊記錄列檢作業場持續一定時間的全部試驗和簡略試驗。設備記錄模塊主要是記錄設備的運行狀況是否良好，出現故障后會產生故障日志，提供給維修人員，其包含故障診斷模塊、設備運運行狀態模塊、系統日志模塊。技術管理模塊的設計目的主要是為了方便運用工作人員查閱規章制度，追蹤列車軌跡等，其主要包括作業指導書模塊、規章制度模塊、貨車技術網站模塊。

列檢設備生產信息管理平臺應操作簡單并且符合人們的邏輯習慣。大多數列檢值班員已經參加工作很多年，沒有接受過計算機相關知識的教育，所以對于新的操作系統接受比較慢。因此，設計出來的信息管理平臺應易于操作，能讓值班員快速掌握。列檢設備生產信息管理平臺界面需美觀，因為值班員需要每天面對該信息平臺，實時掌握信息平臺的相關信息，容易產生疲勞，如果信息平臺界面不美觀，容易讓值班員產生厭倦情緒，不利于工作的開展。列檢設備生產信息管理平臺應能夠實時顯示列檢技術作業情況，便于各級貨車運用管理人員了解掌握列車技術作業質量，且應具備數據的查詢、分析、傳輸和導出功能。

4.2.2平臺總體用例設計

基于工作流的列檢設備生產信息管理平臺包括三種參與者：運用管理員、設備管理員、系統管理員，平臺模型之間存在的泛化關系。平臺主要用戶有：運用管理員（運用車間管理員、列檢值班員、動態檢車員、列檢工長、現場檢車員）、設備管理員（設備車間管理員、設備工長、設備維修員）、系統管理員（車輛段管理人員、鐵路局集團公司管理人員）等。

（1）用戶總體用例。

接下來我們用相關的用例圖來介紹列檢設備生產信息管理中的平臺功能，并進行平臺相關研究工作。基于工作流的列檢設備生產信息管理平臺包括三種參與者：運用管理員、設備管理員、系統管理員，平臺模型之間存在的泛化關系，平臺用戶總體用例圖如圖 4-3 所示。

從圖 4-3 中，可以很清楚的看到和了解到平臺中涉及到的用戶角色有三大類：運用管理員、設備管理員、系統管理員，每一類角色所代表的具體功能也能夠很清楚的從用例圖中看出。下面我們根據平臺用戶的角色用例圖來分別介紹列檢設備生產信息管理平臺各自的功能。從圖 4-3 中，我們可以清楚的看出各個角色及其所對應的功能模塊。

（2）平臺系統管理員用例。

系統管理員用例圖如圖 4-4 所示。系統管理員所所包含的功能用橢圓形圖進

行了列舉，同時對對應的具體角色使用帶箭頭的線進行了連接標明。

圖 4-3 平臺總體用例圖

Fig. 4-3 Overall use case diagram of the platform

系統管理員

戶信息管理

基本參數

單位權限

系統權限

標題

使用單位

數據保存

圖 4-4 系統管理員用例圖

Fig. 4-4 System administrator use case diagram

（3）運用管理人員用例。

運用管理人員用例圖如圖 4-5 所示。運用管理人員所包含的功能用橢圓形圖進行了列舉，同時對對應的具體角色使用帶箭頭的線進行了連接標明。運用管理模塊是基于工作流技術的列檢設備生產信息管理平臺的一個核心功能模塊，該模塊主要為了方便列檢人員更換的管理列檢值班室各個信息系統，實現信息系統的相關信息的交互和共享。運用管理模塊主要功能模塊包括下面的功能。

1）工作流定義。該模塊主要是系統管理員對列檢一列作業過程中控制的作業流程控制的相關項點和節點信息進行定義，同時也提供修改功能。

2）工作流流程管理。主要是實現對列檢一列作業工作流流程中各個節點信息進行監控管理。包括對一列作業工作流程中各個節點選擇和任務完成情況、完成時間、以及相關信息共享傳遞情況進行監控管理。

3）引擎管理。主要是實現管理員對工作流中的工作流引擎信息進行查詢、查看管理。

4）脫軌器記錄管理。主要是對脫軌器上下脫信息和車輪傳感器信息進行管理，通過該管理模塊不僅可以對脫軌器操作基本信息進行查詢和查看，而且可以了解到所作業列車的到達、機車摘解、編組、機車連掛、開出等時間節點信息，為列檢一列作業管理提供了數據基礎。

5）尾壓記錄管理。主要是記錄列車尾部風壓有關風壓變化信息，通過擬定的作業計劃項點，利用工作流驅動方式嚴格控制制動機試類型，同時自動判斷地面試風還是機車試風。

6）試風記錄管理。主要是記錄列車制動機試驗有關信息，通過擬定的作業計劃項點，利用工作流驅動方式，控制是否進行制動機試驗，為平臺提供自動判斷制動機試驗類別數據基礎。

7）列檢一列作業記錄管理。主要是對一列作業相關信息進行自動記錄，利用工作流驅動方式，將相關信息系統時間節點進行記錄。

8）作業進度控制管理。主要是對列檢一列作業過程進行控制的模塊，該模塊主要是根據列檢一列作業流程情況，為每一列車相應作業設置一定的時間段要求，要求作業人員在規定的時間段內完成相關作業。通過列檢一列技術作業圖表顯示作業進度，實現對列檢作業進度的動態管理。

9）貨車運用技術管理。主要是對貨車運用規章制度、作業指導書、貨車技術管理網站進行集中管理，方便管理和作業人員查詢，對一列作業進行指導。

Fig. 4-5 Use case diagram of administrators

（3）設備管理人員用例。

設備管理人員用例圖如圖 4-6 所示。設備管理人員所包含的功能用橢圓形圖進行了列舉，同時對對應的具體角色使用帶箭頭的線進行了連接標明。設備管理模塊是基于工作流技術的列檢生產設備信息管理平臺的一項重要的功能模塊，其主要是為設備維修人員提供一個功能比較完善、界面比較美觀的列檢設備狀態診斷和管理的平臺。設備管理模塊主要功能包括：設備運行狀態管理、故障診斷、系統日志管理等功能。具體如下：

1）設備運行狀態。主要是實時監控電動脫軌器的運行狀態，采集電壓、電流等電參量參數，并對比標準運行電壓、電流值，如有異常，則故障預警。

2）故障診斷。平臺自動記錄設備故障及解決措施，自動形成故障庫，針對不同時間段、季節等多方面因素的分析設備運行情況，在設備出現故障后，提供故障處理措施，并提供不同時間段、不同季節時，重點檢查設備故障的隱患點，從而使傳統的設備故障修，轉化為設備狀態修。

3）系統日志管理。對設備運行情況日照進行記錄，可以通過該模塊查找通訊故障點。

圖 4-6 設備管理員用例圖

Fig. 4-6 Equipment administrator use case diagram

4.3平臺數據架構

4.3.1數據庫設計

列檢設備生產信息管理平臺技術實現涉及到的主要數據庫表及其相互關系如圖 4-7 所示。其中，生產作業參數表 Gudao 存儲每一次作業車列的基本信息。車統數據表 ct-14 由平臺自動統計生成，存儲技檢作業的詳細信息，包括接入/發出方向、列首車種、列首車號、列尾車種、列尾車號、技檢開始與結束時間、實際發出時間等。技檢數據表 TgqRec 存儲技檢部分信息，為車統數據表統計信息。試風記錄表 sfRec 存儲列車制動機試驗數據，包括《鐵路貨車運用維修規程》中規定的所有試驗項數據、作業開始/結束時間、作業班組/人員等信息。尾壓記錄表wyRec存儲使用本務機車進行制動機試驗數據。數據庫表詳情如下：

（1）基本信息表Gudao，主要字段如下：

表4-1 Gudao 主要字段骸說明

Table 4.1 Description of Gudao main field skeleton

字段說明

Xuhao 數據記錄存儲的唯一標識

Gudao 股道名稱

Gudao2 股道別名

Zubie 作業班組

Checi 作業列車車次

Liangshu 作業列車的編組數量

Xingzhi 作業列車的性質（始發、中轉、到達）

Fangshi 作業方式

Shifeng 試風讀取標志

Weiya 尾壓讀取標志

Chet14 車統-14 表更新標志

(2)車統-14表Ct-14,主要字段如下：

表4-2 Ct-14 主要字段骸說明

Table 4.2 Ct-14 main field skeleton description

字段說明

Xuhao 數據記錄存儲的唯一標識

Riqi 日期

Zubie 作業班組

Gudao 股道名稱

Fangxiang 接入/發出方向

Xingzhi 列車性質

Fangshi 作業方式

Checi 列車車次

Liangshu 列車編組數量

Shouchezh 列首車種

Shoucheh 列首車號

Weichezh 列尾車種

Weicheh 列尾車號

Chezhtzsj 車站通知時間

Shijjrshj 實際接入 / 編完時間

Shangtuo 技檢開始時間

Xiatuo 技檢結束時間

Jijiansj 技檢時間

Guajsf 掛機時分

Jianljssf 簡略結束時間

Shiylb 制動機試驗類別

Guanmcy 關門車數（原）

Guanmch 關門車數（后）

Tudfcsf 圖定列車發出時分

Shijfcsf 實際列車發出時分

Wandsf 列車晚點時分

Wandyy 列車晚點原因

Banci 班次

Liejzby 列檢值班員

Gongzh 工長

Chezzby 車站值班員

（3）技檢作業記錄表TgqRec，主要字段如下：

表4-3 TgqRec 主要字段骸說明

Table 4.3 Description of TgqRec main field skeleton

字段說明

Xuhao 數據記錄存儲的唯一標識

Riqi 日期

Baiyeban 白夜班

Banci 班次

Zubie 組別

Gudao 股道名稱

Checi 列車車次

Liangshu 列車編組數量

Xingzhi 列車性質

Fangshi 作業方式

Shangtuo 技檢開始時間

Xiatuo 技檢結束時間

Jijiangsj 技檢時間

Liejzby 列檢值班員

Gongzh 工長

Chezzby 車站值班員

Duqubz 讀取標志

(4)試風記錄表sfRec,主要字段如下：

表4-4 sfRec 主要字段骸說明

Table 4.4 sfRec main field skeleton description

字段說明

Xuhao 數據記錄存儲的唯一標識

SDate 日期

Starttime 開始時間

Endtime 結束時間

Checi 列車車次

LiangN 列車編組數量

Guino 柜號

ChF 充風壓力

Guandu1 感度保壓主管壓力

Gdjyl 感度減壓量

Guandu2 感度漏泄量

GD 感度結果

Gdzrhj 感度是否發生自然緩解

Anding1 安定試驗主管壓力

Adjyl 安定試驗減壓量

Anding2 安定試驗漏泄量

AD 安定試驗結果

Adjinj 安定是否發生緊急

JLJyl 簡略減壓量

JL 簡略試驗結果

Person 人員

TrackNo 股道名稱

SFType 試驗類型

DuquBz 讀取標志

DWDM 單位代碼

(5)試風記錄表wyRec，主要字段如下:

表4-5 wyRec 主要字段骸說明

Table 4.5 wyRec main field skeleton description

字段說明

Xuhao 數據記錄存儲的唯一標識

SDate 日期

Stime 開始時間

Etime 結束時間

TestType 試風方式

TrainType 列車性質

LiangShu 編組數量

Gudao 股道名稱

SensPressure 感度主管壓力

SensLower 感度減壓量

SensLose 感度漏泄量

SensJg 感度結果

StabPressure 安定主管壓力

StabLower 安定減壓量

StabJg 安定結果

BrieLower 減壓減壓量

BrieJg 簡略結果

DuquBz 讀取標志

DWDM 單位代碼

6)主要數據庫表及其相互關系如下：

圖 4-7 主要數據庫表及其相互關系

Fig. 4-7 Main database tables and their relationships

4.3.2平臺各實體以及E-R圖

平臺各實體圖主要包括脫軌器管理 E-R 圖、試風管理 E-R 圖、尾壓管理 E-R 圖、一列作業信息管理E-R圖、作業指導書E-R圖、規章制度管理E-R圖等。

(1)脫軌器管理 E-R 圖。主要包括：序號、日起、白夜班、班次、組別、股道、車次、編組輛數、列車性質、技檢開始時間、技檢結束時間等,具體如圖 48 所示。

圖 4-8 脫軌器管理 E-R 圖

Fig. 4-8 Derailer management E-R diagram

（2）試風管理 E-R 圖。主要包括：序號、日期、車次、柜號、股道、開始時間、結束時間、試風時間、編組輛數、感度保壓、安定試驗、班組等。具體如圖 49 所示。

圖 4-9 試風管理 E-R 圖

Fig. 4-9 E-R diagram of wind test management

（3）尾壓管理 E-R 圖。序號、日期、車次、方式、性質、輛數、股道、開始時間、結束時間、定壓、充風壓力、感度保壓（主管壓力、減壓量、保壓時間、漏泄量、結果）、安定試驗（主管壓力、減壓量、結果）。具體如圖 4-10 所示。

圖 4-10 尾壓管理 E-R 圖

Fig. 4-10 Tail Pressure Management E-R Diagram

（4）一列作業信息管理E-R圖。序號、作業組別、接入/發出方向、列車作業性質、檢查作業方式、車次、編組輛數、列車尾號、列車首號、車站通知時間、車站通知時間/編組完成時間、技檢開始時間、技檢結束時間、技檢時間、掛機時分、簡略試驗結束時間、列車制動機試驗類別、關門車數、列車發出時分、車站值班員。具體如圖 4-11所示。

圖 4-11 一列作業信息管理 E-R 圖

Fig. 4-11 A column of job information management E-R diagrams

（5）作業指導書管理 E-R 圖。內容分類、視頻演示、專業類別、使用作業場、車輛段、修訂文號、版本號、發布文號、作業指導書編號、段作業指導書名稱、作業指導書內容、目錄編號。具體如圖 4-12 所示。

圖 4-12 作業指導書管理 E-R 圖

Fig. 4-12 Operation instruction management E-R diagram

（6）規章制度管理E-R圖。落實追蹤、專業類別、發文車輛段、車輛段轉發文號、車輛段轉發文件名稱、路局轉發文件、路局轉發文電名稱、文號、總公司文電名稱、序號。具體如圖 4-13 所示。

圖 4-13 規章制度管理 E-R 圖

Fig. 4-13 Rules and regulations govern E-R diagrams

4.3.3基于工作流理論的數據流設計

（1）列檢作業時間節點信息自動采集數據流圖。列檢生產設備管理平臺依據列檢值班員在脫軌器系統錄入列檢基本作業信息，通過車輪傳感器自動采集列車到達、機車駛出、機車進入、列車駛出時間信息，共享微機控制地面試風系統中試風時間信息、尾部風壓監測系統簡略試驗時間信息，自動生成列檢一列作業信息，并顯示作業項點進度，實現對列檢生產信息智能化管理。到達列車、中轉列車、始發列車列檢一列作業時間節點信息自動采集數據流如圖 4-14 所示。具體列檢一列作業智能化管理采集信息如下：

1）到達列車：到達貨物列車到達時間、機車摘解時間、技檢開始時間、技檢結束時間，分別對應進入脫軌器內側 23米車輪傳感器時間、機車駛出脫軌器外側 6 米車輪傳感器時間、脫軌器上脫時間、脫軌器下脫時間。

2）有調中轉列車：中轉貨物列車到達時間、機車摘解時間、接入技檢開始時間、接入技檢結束時間，分別對應進入脫軌器內側23 米車輪傳感器時間、機車駛出脫軌器外側6 米車輪傳感器時間、脫軌器上脫時間、脫軌器下脫時間；中轉列車甩掛完畢后，發出技檢開始時間、發出技檢結束時間中轉發出掛機時間、中轉發出時間，分別對應脫軌器上脫時間、脫軌器下脫時間、機車進入脫軌器內側23 米車輪傳感器時間、列車前部駛出脫軌器內側23 米車輪傳感器時間。

3）無調中轉列車：到達貨物列車到達時間、機車摘解時間、技檢開始時間、技檢結束時間，分別對應分別對應進入脫軌器內側 23米車輪傳感器時間、機車駛出脫軌器外側6 米車輪傳感器時間、脫軌器上脫時間、脫軌器下脫時間；中轉掛機時間、中轉發出時間，分別對應機車進入脫軌器內側 23 米車輪傳感器時間、列車前部駛出脫軌器內側23 米車輪傳感器時間。

4）始發列車：始發列車編組完了機車摘解時間、技檢開始時間、技檢結束時間，分別對應分別對應機車駛出脫軌器外側 6 米車輪傳感器時間、脫軌器上脫時間、脫軌器下脫時間；始發掛機時間、始發發出時間，分別對應機車進入脫軌器內側 23 米車輪傳感器時間、列車前部駛出脫軌器內側 23 米車輪傳感器時間。

圖 4-14 列檢一列作業時間節點信息自動采集數據流圖

Fig. 4-14 Automatically Collecting Data Flow Diagram by Checking a Column of Job Time Node Information

4.3.4數據接口設計

列檢作業場作業線路上設置磁鋼（車輪傳感器），用來探測通過列車的軸數，自動記錄列車、機車通過的時間并存儲在集控聯鎖電動脫軌器系統中，系統會將數據共享到列檢設備生產信息管理平臺，其中包括列車駛入時間、機車駛出時間、機車駛入時間、列車發出時間，分別對應車統14 中實際接入時間、編完時間、掛機時分、列車發出時間［42］。列檢值班員僅需在集控聯鎖電動脫軌器中輸入車次、編組輛數，系統會自動將數據共享給微機控制列車制動機試驗系統。此外，列檢設備生產信息管理平臺獲取電動脫軌器技術作業數據，包括作業組別、作業股道、列檢技術作業插設脫軌器時間（上脫時間）、撤除脫軌器時間（下脫時間），技術作業總時間。列檢設備生產信息管理平臺從微機控制列車制動機試驗系統中采集持續一定時間全部試驗試風開始時間、試風結束時間，試風時間。列檢設備生產信息管理平臺從列車尾部風壓監測系統獲取簡略試驗結束時間。列檢設備生產信息管理平臺從“現在車”系統中獲取列車的首尾車號、車種車型信息，數據流如圖 4-15 所示。

圖 4-15 數據流傳輸流向圖

Fig. 4-15 Data flow transmission flow chart

在集控聯鎖電動脫軌器與信息平臺數據共享的過程中，采用 UDP 通訊方式，電脫端作為客戶端，試風和信息平臺端作為服務端，客戶端發送相應作業股道的車次、編組輛數等信息，服務端接收并解析數據，將解析后的數據顯示到相應股道列表中。端口號：6677，以ASCII碼的形式傳輸。車次：GD:xxxxCC:xxxx；輛數: GD:xxxxLS:xxxx；性質：GD:xxxxXZ:xxxx；班組：GD:xxxxBZ:xxxx。例：4 股道，車次6666,輛數55,性質為始發，班組為一組，分別發送:GD:4CC:6666； GD:4LS:55； GD:4XZ:始發；GD:4BZ:一組。

在微機控制列車制動機試驗系統與信息平臺數據共享過程中，采用 UDP 通訊方式，試風端作為客戶端，信息平臺端作為服務端，客戶端發送相應作業股道的試驗數據，服務端接收并解析數據，將解析后的數據保存至信息平臺數據庫中，端口號： 6001。試風參數及試驗結果數據以 ASCII 碼的形式傳輸,每個字段間用“,”

間隔,XXX為試驗數值，字段為空值時可以不傳該字段，具體傳輸標識如表4-6所示。試風曲線數據按字節對齊,以 ASCII 碼的形式傳輸，數據域中曲線記錄數據動態變化，數據域定義表表 4-7 所示。試風過程數據按字節對齊,以 ASCII 碼的形式傳輸，數據域中過程記錄數據動態變化，試風過程數據域定義表 4-7。

表4-6 試風參數傳輸標識

Table 4.6 Transmission Identification of Wind Test Parameters

字段名字段類型說明

Xuhao Char(12) 主鍵標識

SDate Date 試風日期

Starttime Time 試風開始時間

Endtime Time 試風結束時間

Checi Char(12) 車次

LiangN Smallint 輛數

Guino Smallint 執行器柜號

Chf Char(10) 充風結果：合格或不合格

Gandu1 Char(10) 感度保壓：主管壓力值

Gandu2 Char(10) 感度保壓：漏泄量

GD Char(10) 感度保壓結果：合格或不合格

Anding1 Char(10) 安定：主管壓力

Anding2 Char(10) 安定：漏泄量

AD Char(10) 安定結果：合格或不合格

JL Char(10) 簡略結果：合格或不合格

Person Char(12) 班組

TrackNo Char(8) 股道號

SFType Char(2) 試風類型：1（地面）或 2（機車）

表4-7 試風曲線數據域定義表

Table 4.7 Data domain definition table of wind test curve

數據域類型說明

BufLen DWord 數據域長度+6

Xuhao Char(12) 主鍵標識

RecNum word 曲線記錄總數量n

dtt TDateTime 第1條記錄：日期時間

z&Yl Word 第1條記錄：總風源壓力值

lcgYl Word 第1條記錄：首部壓力值

lwYl Word 第1條記錄：尾部壓力值

zjyl Word 第1條記錄：中均壓力值

ZfgYl Word 第1條記錄：總風管壓力值

Ylnum Word 第1條記錄：壓力值數量

zfgwb Word 第1條記錄：總風管尾部壓力值

dtt TDateTime 第n條記錄：日期時間

z&Yl Word 第n條記錄：總風源壓力值

lcgYl Word 第n條記錄：首部壓力值

lwYl Word 第n條記錄：尾部壓力值

zjyl Word 第n條記錄：中均壓力值

ZfgYl Word 第n條記錄：總風管壓力值

Ylnum Word 第n條記錄：壓力值數量

zfgwb Word 第n條記錄：總風管尾部壓力值

信息平臺數據庫采用 SQL Server 2008 作為數據庫平臺。電脫系統數據使用 ADO直接連接信息平臺數據庫，將電脫數據保存至服務器的SqlServer數據庫中。數據表包括：股道車次信息表、技檢作業記錄表，股道車次信息表，如表 4-9 所示。股道車次信息表記錄每個股道當前停放的車次信息，此表由電脫系統輸入車次時，更新股道車次信息。

列檢技術檢查數據表如表 4-10 所示，根據序號將技檢記錄表中的數據：技檢開始時間即上脫時間、技檢結束時間即下脫時間、技檢時間等信息上傳。傳輸時間：

信息平臺數據實時傳輸，上述時間在集控聯鎖電動脫軌器系統生成后，自動發送到信息平臺；列車實際發車后，將列車實際發出時分發送到信息平臺。

表4-8 試風過程數據域定義表

Table 4.8 Data domain definition table of wind test process

數據域類型說明

BufLen DWord 數據域長度+7

xuhao Char(12) 主鍵標識

RecNum word 過程記錄總數量n

dtt TDateTime 第1條記錄：日期時間

nam Char(8) 第1條記錄：過程名稱

dtt TDateTime 第n條記錄：日期時間

nam Char(8) 第n條記錄：過程名稱

表4-9 股道車次信息表

Table 4.9 Information table of track traffic

表名 gudao

字段名字段類型字段說明是否為空主鍵備注

Xuhao Short 序號 Not null PK

Gudao Char(8) 股道名稱 Not null 如1、2不可重

復

Zubie Char(8) 組別 null

Checi Char(20) 車次 null

Liangshu Short 輛數 null

Xingzhi Char(12) 列車性質 null

Shifeng Char(1) 試風讀取標志 null T、F

Weiya Char(1) 尾壓讀取標志 null T、F

Chet14 Char(1) 車統14更新 Null T、F

表4-10 技檢數據定義表

Table 4.10 Technical Inspection Data Definition Table

表名 TgqRec

字段名字段類型字段說明是否

為空主鍵備注

Xuhao Int 序號 Not PK 自動增加

Riqi Date 日期 Not

Baiyeban Char(8) 白夜班 Null

Banci Char(8) 班次 Null

Zubie Char(8) 組別 Null

Gudao Char(8) 股道名稱 Not 如 1 、2，不可重復

Checi Char(20) 車次 null

Liangshu Short 輛數 null

Xingzhi Char(12) 列車性質 null

Chezhtzsj Char(10) 始發列車通知

時 null

shijjrsj Char(10) 實際接入時間 null 到達時間

Shangtuo Char(10) 上脫時間 null 技檢開始時間

Xiatuo Char(10) 下脫時間 null 技檢結束時間

Jijiansj Char(10) 技檢時間 null 技檢時間

列車尾部進入脫軌器內側23米

Shijlcsj Char(10) 列車駛入時分 null 磁鋼時間=到達（中轉）列車到達時分機車駛出脫軌器外側6米磁鋼

jicscsj Char(10) 機車駛出時分 null 時間=到達（中轉）摘機時間+

始發實際編完時分

jicsrsj Char(10) 機車駛入時分 null 機車駛入脫軌器內側 23 米磁鋼時間=始發（中轉）掛機時分列車前部駛出脫軌器內側23米

shijfcsj Char(10) 列車發出時分 null 磁鋼時間=始發（中轉）列車發

出時分

Liejzby Char(20) 列檢值班員 null

Gongzh Char(20) 工長 null

Chezzby Char(20) 車站值班員 null

Duqubz Char(1) 讀取標志 Null 車統14表是否更新

4.4信息采集設計

4.4.1平臺數據傳輸流程

在列檢作業場，通過對現有微控電動脫軌器系統、微機控制列車制動機試驗系統、列車尾部風壓監測系統等列檢值班室裝備，利用工作流技術進行資源整合、信息共享、數據集成、綜合應用，同時利用信息采集技術實現與鐵路局之間的信息交互及接口調用，為列檢作業場、動態檢測車間相關人員提供實時、完整的信息服務支持。

在鐵路局集團公司，通過將管內列檢作業場微控電動脫軌器系上下脫操作信息和脫軌器故障信息、微機控制列車制動機試驗系統試風信息、列車尾部風壓監測系統尾壓信息、進行集成應用，為車輛段、鐵路局集團公司管理和技術人員提供決策信息支持，同時便于管理人員對現場作業質量的把控和管理。

貨車列檢設備管理平臺列檢局域網數據傳輸流程圖如圖 4-16所示，平臺總體數據處理流程如圖 4-17 所示。

圖 4-16 列檢設備管理平臺局域網數據傳輸流程圖

Fig. 4-16 LAN Data Transmission Flow Diagram of Train Inspection Equipment Management Platform

圖 4-17 列檢設備管理平臺總體數據處理流程圖

Fig. 4-17 Overall Data Processing Flow Diagram of Train Inspection Equipment Management Platform

4.4.2計時、計軸信息采集及車輪檢測儀通訊規約設計

因為列檢設備生產信息管理平臺中涉及“實際接入時間”、“編完時間”、 “實際發出時間”等數據，需要車輛計時、計軸功能將數據記錄在集控聯鎖電動脫軌器系統，進一步共享給列檢設備生產信息管理平臺，助力車統14信息自動生成，因此需對車輛計時、計軸進行設計。如圖 4-18 所示，在列檢作業場作業股道脫軌器的內外側設置車輪傳感器。脫軌器外側車輪傳感器設置在脫軌器外側 5 米處，每處設置2 個車輪傳感器，自動判斷機車車輛駛過脫軌器、行駛方向，自動計軸計輛。脫軌器內側車輪傳感器設置在脫軌器內側23米處，每處設置2個車輪傳感器，自動判斷機車車輛駛入駛出某作業線路，自動計軸計輛［43］。在車輛進入和駛出時，對于每一條車輪傳感器會發出一個脈沖信號并計軸一次，連續計軸四次則表示通過一節車廂。每個車輪傳感器都會被編號，各個車輪傳感器會把各自記錄的車輪數據傳遞給車輪檢測儀（采集來自車輪傳感器的信號，自動判斷機車車輛駛過脫軌器、行駛方向，車輛是否壓脫，自動計軸計輛，當檢測到作業線路內有機車或有車輛壓脫時，則不允許上脫軌器），車輪檢測儀將計軸、計時信息傳輸給集控聯鎖電動脫軌器系統，并呈現在列檢值班室控制計算機上。每處設置的車輪傳感器會自動校對數據，如果出現計軸的數量不一致情況，系統會針對幾號車輪傳感器提示故障。到達列車進入列檢作業場某一股道后，車輪傳感器會記錄列車最后一輛進入時間，作為車統14中列車“實際接入時間”。始發列車脫軌器外側車輪傳感器記錄的機車駛出時間作為車統14中列車“編完時間”。始發列車脫軌器外側車輪傳感器記錄的列車最后一輛駛出時間作為車統14中列車“實際發出時分”。

股道n

股道2

圖 4-18 集控聯鎖電動脫軌器網絡圖

Fig. 4-18 Network Diagram of Centralized Interlock Electric Derailer

表4-11 命令格式

Table 4.11 command format

起始符3字節地址功能碼數據長度數據1...n 校驗（異或）

0xfe,0xfe,0xfe 00~0x80 00~255 0~64 Data1 n 1byte

波特率可在 1200，2400，4800，9600BPS 中選擇通訊數據采用 10 位結構；1 位啟始位，（0）8 位數據位，1 位停止位（1）；采用主從通訊方式；所有的傳送均由計算機來啟動，檢測儀做出響應，并執行計算機所發出的各種命令。格式如表 4- 11，異或校驗為從地址開始到數據 n 結束,數據長度不超過 64。

表4-12 下行數據格式表

Table 4.12 Downlink data format table

代碼功能備注

02H

99H 查詢

確認 02H后面依次為數據長度（0）,異或校驗碼

99H 后面依次為數據長度（0），異或校驗碼。上位機確認正確收到了有車輪信息的報文。檢測儀收到這個報文，確認上位機收到了上一楨報文，否則繼續發送上一楨報文中的車輪數，狀態信息則實時更新，避免因為通訊故障的原因造成車輪數丟失。

表4-13 上行數據格式表

Table 4.13 Downlink data format table

代碼功能備注

02H 應答

查詢正常回答02H,數據長度后面跟著兩組車輪傳感器采集的車輪數（各一個字節），車輪數為（有符號數），高位“1”為負，高位“0” 為正，接著是一個字節的傳感器故障狀態信息字節（從低位開始每一位對應一個車輪傳感器共 6 個）“0”為正常，“1” 為故障，后面是傳感器輸出狀態信息字節（從低位開始每一位對應一個車輪傳感器共 6 個）“1”為傳感器上方無車輪,“0”為傳感器上方有車輪；最后為異或校驗碼。

當有車輪經過時，車輪檢測儀回送查詢周期內經過的車輪數，必須收到上位機

發送的 99 確認報文才在下一幀中將車輪數清零，否則一直上送；上位機在發出 99 確認報文后，檢測儀的回答報文中車輪數必須為零，否則就要重發 99 確認報文。

4.4.3首、尾號共享設計

列檢設備生產信息管理平臺中的車統14 中有有關列車首尾號的記錄，本文利用 Web Service 技術從“現在車”系統中獲取首尾車號、車種車型，實現車統 14 首尾車號的自動生成。“現在車”系統在貨運站以及列檢作業場應用廣泛，“現在車” 系統在計算機上的顯示界面類似于地圖，例如濟南鐵路局“現在車”系統計算機界面上顯示了濟南鐵路局管轄的各個車站的名稱以及在山東境內的分布情況，還包括山東境內鐵路線的分布情況。不同于真實的地圖，在“現在車”系統計算機上可以點擊每一個車站名稱，便可以查看該車站擁有的所有股道，以及每一條股道上的車列編組信息。列檢值班員可以利用該系統根據車號和車次信息查詢車輛所在位置，車輛的空重狀態，貨物的裝載情況，以及貨物的名稱。“現在車”系統存儲了列車的編組信息，即車列中每輛車的車號、車種車型，為列檢設備生產信息管理平臺獲取首尾車號、車種車型提供了基礎。由于“現在車”系統服務器沒有部署在貨車運用車間，所以數據的共享不能采用 UDP 的通訊方式，而是采用了可以跨平臺的 Web Service 技術。

4.4.4控制柜的硬件設計

列檢設備生產信息管理平臺功能的實現需要增加控制柜電參量采集模塊，信息平臺主控計算機軟件相應增加電參數據處理、形成數據曲線等功能模塊。動態車間需要具備電脫各種數據的分析診斷功能，提供故障診斷專家系統等。增加控制柜電參量采集設備，如圖 4-19 所示，現場電量采集模塊對比圖如圖 4-20 所示。對控制柜AC220V、DC160V、主控回路電流、轉轍機電壓4個電參量采集，采樣周期lOOmS，電壓分辨率不大于IV,電流分辨率不大于20mA。信息平臺主控計算機軟件根據電參數據可形成各參量的曲線圖，便于直觀分析數據波動及變化趨勢，實現設備狀態評估及故障預警。比如根據主控回路電流判斷閘皮松緊情況，根據互控電壓判斷互控電纜絕緣是否下降等。根據數據或曲線快速定位故障源，提高設備維修效率。比如通過對比 AC22OV 和 DC16OV 數據可判斷 5A 保險是否燒斷，上下脫時是否主控回路電流過大判斷卡脫，上下脫時 DC16OV 是否跌落過大導致其它股道狀態異常等。主控計算機通過段內網絡將電參采集數據、脫軌器報文、狀態日志、故障記錄等傳送到動態車間的監控計算機。監控機故障診斷軟件將脫軌器典型故障的統計分析形成故障圖集，故障圖集可不斷修正和擴充。監控機故障診斷軟件綜合判斷脫軌器技術狀態，并實現故障預警、故障定位。提供故障的數據圖形

化顯示、報文摘錄連接，處理建議或方法等。根據形成的各參量曲線圖，便于維護

圖 4-20 現場電量采集模塊對比圖

Fig. 4-20 Comparison Diagram of Field Power Collection Module

表4-14 電脫故障依據表

Table 4.14 The basis table of electrical tripping fault

序號測試功能內容技術標準及要求測試方法

1 控制柜通信中斷故障判斷電參通信正常，CPU板故障。在控制柜中按照電參監測模塊，當電參監測通信正常時，如果控制柜通信

中斷，則報 CPU 板故障。

2 控制柜通信中斷故障判斷視頻正常，電參通信中

斷，串口服務器故障。當視頻正常，電參監測通信中斷時，

如果控制柜通信中斷，則報串口服務器故障。

3 控制柜通信中斷故障判斷電參和視頻都中斷，光纖交換機或網絡故障。當視頻和電參監測通信都中斷時，如果控制柜通信中斷，則光纖交換機或網絡故障。

發送上下脫命令后，沒有發送上下脫命令后，設置上控、下控

4 上下脫不動作檢測到上控、下控交流接交流接觸器不吸合，則控制超時后，

觸器吸合。報交流接觸器沒有吸合。

5 上下脫不到位根據電參監測參數判斷最大的 6個動作電流值的平均數調整閘皮，使當動作電流大于 1.9A，報閘皮過緊。

6 上下脫不到位根據電參監測參數判斷最大的 6個動作電流值的平均數調整閘皮，使當動作電流小于 1.OA，大于0.3A，報閘皮松。

根據電參監測參數判斷最調整 DC16OV 電壓，當控制脫軌器上

7 上下脫不到位大的 6 個互控電壓值的平下脫不到位時，互控電壓小于150V，

均數報電壓過低。

8 上下脫不到位發送上下脫命令后檢測到上控/下控交流接觸器吸合時間小于 3 秒發送上下脫命令后，設置上控/下控交

流接觸器吸合后， 3 秒內斷開，則控制超時后，報上控/下控接觸器吸合時間小于 3 秒。

9 上下脫不到位在控制上下脫過程中檢測到 CPU 板復位，則報固態繼電器或壓敏電阻性能不良。調整壓敏電阻參數，控制上下脫過程中使CPU板復位，則報固態繼電器或壓敏電阻性能不良。

在脫軌器參數設置中設置好動態車間

以上故障能夠通過段網，計算機IP地址。

10 故障上傳實時上傳到動態車間計算脫軌器系統出現故障時，在動態車間

機上，并報警提示。計算機上查看故障是否正常上傳并報

警提示。

可以按列檢所、時間段查在動態車間計算機上，按列檢所、時

11 故障查詢詢故障信息，包括控制柜間段查詢故障信息，包括控制柜數

數據、電參數據。據、電參數據。

打開電脫主控程序、電脫故障上傳程

在動態車間計算機上，可序，在動態車間計算機上，可以實時

12 通信狀態顯示以實時顯示列檢所電脫計顯示列檢所電脫計算機的通信狀態，

算機的通信狀態列檢所圖標顯示綠色表示通信正常。

灰色表示通信中斷。

4.5本章小結

本章主要從平臺用戶的角度對列檢設備生產信息管理平臺模塊進行了總體設計。利用 E-R 圖直觀呈現了平臺所涉及的數據信息，并運用工作流的思想對數據流建立提出了設計。最后對數據傳輸、計時計軸信息采集、首位號數據共享以及設備硬件的設計提出了自己的方案，最終實現列檢設備生產信息管平臺的數據采集。

5平臺應用實現和實踐

5.1平臺應用實現

5.1.1平臺構建實踐

信息平臺建立在集控聯鎖安全防護脫軌器裝置基礎上，列檢值班員可直接在集控聯鎖安全防護脫軌器裝置上輸入列車信息，實時生成車統-14 部分數據，在動態檢測車間及段調度實時監控設備運行情況，匯總集控聯鎖安全防護脫軌器裝置和微控制動機地面試驗系統的故障，并提供故障處理方案。

前期應準備一臺計算機（包含顯示器，主機雙網卡）作為服務器，用于安裝列檢設備生產信息管理平臺。值班室電脫工控機增加一個千兆 USB 網卡用與專門的數據交換。準備一臺五口工業交換機，用于服務器和電脫、試風、尾壓的網絡連接，以滿足各自系統進行數據交換的要求。還需準備兩套電參采集模塊，四個急下控制器，兩個電流變送器，網線五十米，水晶頭十個。在現場南端控制柜中安裝電參量采集模塊和急下控制器。控制柜內增加電參采集模塊，調整控制柜內的接線；控制柜內更換急下控制器（注：為了安全保險，只在現場南端安裝）。值班室增加一臺計算機（包含顯示器，主機雙網卡）作為服務器，用于安裝列檢設備生產信息管理平臺。服務器一個網卡用來收集匯總電脫、試風系統信息，另一個網卡與路網連接。值班室機柜增加一臺五口工業交換機（不使用值班室已有的電脫 24 口交換機），用于服務器和電脫、試風的網絡連接，以滿足（兼容）各自系統進行數據交換的要求，形成一個單獨的局域網。服務器中安裝列檢設備生產信息平臺軟件，各系統均需進行功能與配置上的改進，升級電脫主控軟件，升級試風軟件，集控聯鎖電動脫軌器系統、微控列車制動機試驗系統仍按原有的作業方式進行操作，互不影響，信息平臺拓撲圖如圖 5-1 所示。數據交換方式：首尾車號數據共享采用 WebService 方式調用讀寫服務。兩系統分別建立獨立的WS服務，通過相互調用WS服務，可以實現首尾車號實時共享，數據不重復錄入的目的。數據交換內容：首尾車號、車種車型。交換方向：現在車系統至信息平臺。電脫數據：車次等列車信息、技檢開始時間、技檢結束時間、技檢時間。交換方向：電脫系統至信息平臺，電脫系統至試風。試風數據：制動機試驗內容、試驗結果。交換方向：試風系統至信息平臺。

■信息平臺服務器

（雙網卡〉

圖 5-1 信息平臺網絡拓撲圖

Fig. 5-1 Topology Map of Information Platform Network

遠程故障診斷模塊含電參量采集模塊、監控計算機軟件、傳輸網絡等組成。在控制柜內增加電參量采集模塊，對控制柜內AC220V、DC160V、主控回路電流、轉轍機電壓4個電參量采集，采樣周期100mS,電壓分辨率不大于1V，電流分辨率不大于20mA。軟件具備數據的圖形化呈現功能，比如形成各參量的曲線圖，便于維護人員直觀分析數據波動及變化趨勢。

當值班員在操作集控聯鎖電動脫軌器系統及微控列車制動機試驗系統、列車車輛制動試驗監測裝置的同時，平臺可按照車統-14的信息內容自動存儲，并接入現在車系統信息，按照運規中要求的格式形成車統-14信息，并可打印。遠程查詢列檢設備使用情況，實時調閱列車技術檢查相關數據信息。

5.1.2車輛計時、計軸信息采集實現

在列檢作業場安裝車輪檢測儀以及其他硬件后，再將車輪檢測儀記錄的列車通過軸數等信號通過互控電纜以及控制柜傳遞到列檢值班室控制集控聯鎖電動脫軌器系統主控計算機上。最終實現了對鐵路貨車列車車輛通過的計時、計軸功能，為列檢設備生產信息管理平臺的信息共享提供了最準確的、最原始的數據。

圖 5-2 電動脫軌器計時、計軸信息采集(1 )

Fig. 5-2 Time and axis information acquisition of electric derailment ( 1 )

如圖 5-2 所示，在集控聯鎖電動脫軌器值班室主控計算機界面上顯示了列檢作業場擁有13 條股道，每一股道的兩側都被劃分為東西兩頭。以14 股為例，當列車進入14 股時，集控聯鎖電動脫軌器系統便會對車輛進行實時計軸，計輛，計軸的情況會實時的顯示在界面中。如圖 10所示，列車自14 股東進入，已進入的車輪數為253個，并且車輛還在持續的進入。“J”代表機車，車輪傳感器會對機車進行自動識別，在計算編組總輛數時會將機車輛數減去。

如圖 5-3 為集控聯鎖電動脫軌器系統值班室主控計算機中車輪記錄查詢界面，界面中詳細記錄了列車進入的股道，進入股道的時間，進入脫軌器區域，進入的總軸數，是否包含機車，機車數量等詳細信息。操作人員可以設置時間、股道等查詢條件查詢某一時間段任一股道的進車以及出車情況。

圖 5-3 電動脫軌器計時、計軸信息采集(2 )

圖 5-4 電動脫軌器計時、計軸信息采集(3 )

Fig. 5-4 Time and axis information acquisition of electric derailment ( 3 )

如圖 5-4 所示，當列車開始越過車輪傳感器時，便會在集控聯鎖電動脫軌器系統形成一個“txt”文件，該文件中實時記錄了車輛進入情況。當一個車輪越過車輪傳感器時，便會產生一個脈沖信號，每個脈沖信號都會被記錄下來，每個脈沖信

號都會被編號，每個脈沖信號的時間同時也會被記錄，直到列車全部進入，如圖 12 四條顏色不同的脈沖信號帶即為整列車進入時產生的。四個脈沖信號帶對應著四個車輪傳感器， 1、3 脈沖信號帶為脫軌器外側車輪傳感器記錄的脈沖信號，因為列車進入時首先通過脫軌器外側車輪傳感器，脫軌器外側車輪傳感器相對于脫軌器內側車輪傳感器先計時、計軸， 4、6 為脫軌器內側車輪傳感器記錄的脈沖信號。

4 個車輪傳感器被分為兩組， 1、3 號車輪傳感器為同一組， 4、6 車輪傳感器為同一組，每一組的車輪傳感發出的脈沖信號相同，當系統檢測到同一組車輪傳感器脈沖信號不同時，便會針對具體的車輪傳感器編碼提示故障，系統會對同一組傳感器記錄的脈沖信號進行分析并自動糾錯，防止漏探車輛車軸。由于機車的軸數與軸距不同，系統會自動判別機車車輛，在計算列車編組時會自動排除機車的影響。為了

區別列車進入和駛出脫軌器區間，當列車駛出脫軌器時，脈沖信號下的數字以負數

5.1.3C/S 結構平臺實現

圖 5-6 信息平臺主界面

Fig. 5-6 Main interface of information platform

如圖 5-6 所示為 C/S 結構列檢設備生產信息管理平臺主頁面。該頁面中設置了登錄選項，每個單位可以根據單位權限選擇登陸，實行分級管理。列檢作業場只有本列檢作業場以及上一個列檢作業場的登陸權限，以便各個列檢作業場工長、值班員查詢本列檢作業場生產活動進行情況，以及上一個列檢作業場的作業情況，為更好的開展組織生產活動以及列車信息調查提供條件。貨車運用車間擁有自身管轄范圍內的每一個列檢作業場的登陸權限，方便開展作業指導及督察。調度科、動態監測車間以擁有更多的權限，可以根據需要登陸，以便掌握各列檢作業場作業進度情況和列檢設備狀態情況。

圖 5-7 用戶管理界面

Fig. 5-7 user management interface

在主界面的用戶管理模塊中，操作用戶可以在該頁面中設置用戶名稱、密碼、以及系統權限。如圖 5-7 所示某車輛段，點擊車輛段左邊“加號”，便會出現車輛段所管轄的貨車運用車間，每個貨車運用車間下轄的貨車運用作業場，操作用戶可以設置不同貨車運用作業場的系統權限，系統權限包括查看貨車運用記錄，查看貨車設備記錄，查看貨車運用技術管理等權限。以某車輛段到達列檢作業場為例，到達列檢作業場系統權限中不必設置列尾功能，因為達列檢作業場只對到達列車進行作業，按照國鐵集團規定到達列檢作業場取消試風作業過程，所以不涉及列尾功能，因此沒有必要設置列尾權限。

如圖 5-8 所示技檢記錄查詢界面，在此界面中可以設置查詢時間條件，查詢某個時段內脫軌器上下脫記錄以及列車進入，駛出脫軌器時間。也可以根據時間段、車次、班組、列車性質鎖定某一次上下脫記錄以及列車進入，駛出脫軌器時間。如圖 5-8 所示，信息平臺詳細記錄了 2021年 1月 22號編組為 97，股道為 14股，作業班次為 3 班，作業組為 3 組的，作業性質為始發，車次為 72596 的列車作業信息，其中包括技檢開始時間、技檢結束時間，技檢時間（電動脫軌器下脫時間與上脫時間之差），實際接入時間、實際編完時間，列車發出時分，機車駛入時分等信息。該模塊具有打印功能，以便按照國鐵集團規定留存紙質版的作業記錄。為了方便數據導出，還設計了轉換為表格的功能。

如圖 5-9 所示為列車車輛制動機試驗數據查詢界面，操作用戶可以根據時間設置，查詢某時間段內列車試風記錄。也可以根據時間，列車性質，車次，班組，試驗方式鎖定某一次試風記錄。操作用戶根據列車車輛制動機試驗數據查詢界面中“方式”選項，可以查詢機車試風記錄或者地面微機控制試驗記錄。如圖所示，信息平臺詳細記錄了 2021 年 1 月 22 號車次為 72506，編組為 97 輛，股道為 14 股，地面執行器柜號為23 的列車試風記錄詳細信息，包括試風開始時間，試風結束時間，試風所用時間，持續一定時間全部試驗中感度保壓試驗漏泄量，持續一定時間全部試驗中感度保壓試驗是否合格，持續一定時間全部試驗中安定試驗是否合格。該模塊具有查看試風曲線的功能，操作用戶可以根據需要勾選“試風曲線”，勾選后試風曲線會顯示在界面下方，更直觀的展現感度保壓試驗和安定試驗情況，操作用戶可以根據需要打印試風記錄。

圖 5-8 脫軌器記錄查詢界面

Fig. 5-8 Derailer Record Query Interface

圖 5-9 車輛制動試驗查詢界面

Fig. 5-9 Vehicle braking test query interface

圖 5-11 脫軌器故障查詢界面

Fig. 5-11 Derailer Fault Query Interface

點擊主界面中的車統-14 記錄，便進入如圖 5-10 所示列車技術檢查記錄簿。列車技術檢查記錄簿是列檢作業場在列檢作業中，實時記錄作業信息的臺賬，是與車站辦理列檢作業信息技檢時間等信息簽認的依據。操作用戶可以根據時間設置條件查詢某時間段內列車技術檢查記錄簿，也可以根據時間、班次、車次、班組、班次查詢某一特定的列車技術檢查記錄簿。列車技術檢查記錄簿詳細記錄了編組為 97 輛，檢查作業方式為人工檢查，列車作業性質為始發，接入 / 發出方向為長子南，作業股道為 14 股的列車技術作業的詳細信息，其中包括列車首號車種車型、車號，列車尾號車種車型、車號，車站通知時間，實際接入/編完時間，技檢開始時間，技檢結束時間，技檢時間，掛機時分，簡略試驗結束時分，列車制動機實驗類別，車站值班員等信息。該模塊具有自動編輯功能，當列車晚點時，車站值班員需要備注列車晚點的原因，此時列檢值班員可以根據具體情況使用編輯功能注明晚點原因以及具體晚點時間，以供查詢。

如圖 5-11 所示的故障情況顯示界面，操作用戶可以設置時間條件查詢某個時間段內的設備故障情況，在頁面上方顯示具體的故障信息，包括故障發生時間、列檢作業場名稱、故障發生所在股道、電流、電壓、故障具體名稱。頁面下方可以查看設備的電流、電壓以及柜內溫度曲線，動態檢測車間可以根據電流、電壓曲線情況判斷故障的情況，盡快判斷出故障發生點，為盡快施修打下基礎。點擊頁面中的故障維修記錄選項，可以查看故障維修情況信息，包括故障恢復時間，故障現象，故障發生的原因，故障的處理方法，故障的分類方法，選擇是否上線。

在貨車技術管理網站模塊中，有貨車檢修全過程管理信息系統、鐵路運輸信息集成平臺、全國鐵路紅外線聯網等系統連接。列檢值班員在貨車檢修全過程管理信息系統中只可以查詢定檢到、過期車，申請到、過期車檢修命令，查詢定檢到、過期車在管轄區域范圍內的分布位置，為作業過程中扣修定檢到、過期車提供依據，為車輛段的檢修車修理打好基礎。列檢值班員在鐵路運輸集成平臺中可以查詢各個列檢作業場上傳的電子版《車輛檢修通知單》、《檢修車回送單》，為鐵路貨車扣修工作提供票據依據。列檢值班員可以依據車號信息在全國鐵路紅外線聯網系統中查該車是否有熱軸報警，還可以根據該系統查詢列車運行軌跡以及列車編組、輛序等信息。

5.1.4B/S 結構平臺實現

圖 5-12 信息管理平臺界面

Fig. 5-12 Information management platform interface

如圖5-12所示，B/S結構列檢設備生產信息管理平臺與C/S結構模塊設置基本相同。具體條件查詢功能如圖 5.13-5.20。

圖 5-13 用戶管理界面

Fig. 5-13 user management interface

磚！ »aa,»3ffias

務官車運甲跟

篦尾壓記錄

篦試風記錄

篦報"14記錄

篦貨車設備記a

衣貨車運用技術藕

單位日照鋰殳

圖 5-14 脫軌器記錄查詢界面

后臺頡

篦試風記錄

開始日期2021-03-01

單位日照WS

結束日期2021-03-20 班組全部

關閉所有

車次全部〒戰全部

序號

操作日期

車次

柜號

間

2021-03-18 71501

2021-03-18 71507

<匚 > 到第1頁確定共45條45條質叼

覷單位：瞞鱷局日照車瘢

捲系統管理

洗貨車酬陽

洗尾壓記錄

為輸-14朋

捲貨車設備記錄

治貨車運用技術管理 ▼

Fig. 5-14 Derailer Record Query Interface

貨車列檢設備主產信息管理平臺

圖 5-15 試風記錄查詢界面

Fig. 5-15 Query interface of wind test record

圖 5-16 試風壓力曲線查詢界面

Fig. 5-16 Air pressure curve query interface

圖 5-17 一列作業記錄查詢界面

Fig. 5-17 Column job record query interface

圖 5-18 設備運行狀態查詢界面

Fig. 5-18 Equipment operation status query interface

圖 5-19 規章制度錄入界面

Fig. 5-19 Rules and regulations entry interface

圖 5-20 技術網站管理界面

Fig. 5-20 Technology Website Management Interface

5.1.5 數據共享的實現

圖 5-21 集控聯鎖電動脫軌器系統主界面

Fig. 5-21 Main Interface of Centralized Interlock Electric Derailer System

以某車輛段運用車間列檢作業場 14 股一列作業過程為例，說明數據共享的具

體實現。當 14 股兩端脫軌器上脫完畢后，在列檢值班室集控聯鎖電動脫軌器系統

主控計算機上會看到如圖 5-21 所示界面，列車進入并停穩后列車所在股道會顯示

紅色，所對應股道中間顯示記錄的軸數以及計算的車輛輛數，此次計軸 388，輛數

為 97 。股道上方“三組始發 72506 次 97 輛”為值班員輸入信息，股道兩端的時

間09:27:17為脫軌器上脫時分，00:04為脫軌器已上脫的時分，以上信息會被共享

給列檢設備生產信息管理平臺。上脫完畢后，開始對列車進行持續一定時間的全部

試驗，制動機試驗全過程在微機控制列車制動機試驗系統中顯示如圖5-22所示。

開始時間結束時間試風時間輛數感度保壓

漏泄結果安定結果簡略班組

9:28:09 10:03:29 0:35:20 97 1 合格合格班組

圖5-22微機控制列車制動機實驗系統顯示

Fig. 5-22 Display of Microcomputer Controlled Train Braking Motive Experiment System

圖 5-24 B/S 信息平臺試風記錄查詢

Fig. 5-24 B / S information platform wind test records query

圖 5-25 B/S 信息平臺一列作業信息管理查詢

Fig. 5-25 B/S information platform a column of job information management query

在進行持續一定的全部試驗時，車次、輛數信息值班員無需手動錄入，由集控聯鎖電動脫軌器系統共享給微機控制列車制動機試驗系統，值班員只需根據計算機提示點擊如圖左上方的“緩解、感度保壓、安定、簡略、排風”按鈕即可。持續一定時間的全部試驗包括感度保壓試驗和安定試驗，從圖中可以看出試驗開始時間為 09:28:09,試驗結束時間為 10:03:29,試驗持續時間為 35 分鐘 20 秒，感度保壓試驗漏泄量1KPa,感度保壓試驗和安定試驗合格，以上信息會被共享給列檢設備生產信息管理平臺。當列車制動機試驗結束以及列車技術檢查，故障處理完畢后，現場檢車員聯系列檢值班員撤除防護，如圖 5-23所示撤除脫軌器的時間為10:06，下脫時間會被集控聯鎖電動脫軌器系統共享給列檢設備生產信息管理平臺。如圖 5-24 所示，在 B/S 版的列檢設備生產信息管理平臺試風記錄模塊中可以看到，車次72506，編組 97輛，試風開始時間 09:28:09, 試驗結束時間為

10:03:29，試驗持續時間為35分鐘20秒，感度保壓試驗漏泄量1KPa，感度保壓試驗和安定試驗合格。如圖 5-25為 B/S 版的列檢設備生產信息管理平臺自動生成的車統 14，其中作業組別、列車作業性質、車次、編組輛數、技檢開始時間、技檢結束時間、技檢時間、接入/編完時間、實際發車時間來自集控聯鎖電動脫軌器的信息共享；首尾車種車型、車號來自“現在車系統”共享信息；簡略試驗結束時分來列車尾部風壓監測系統共享；圖定發車時間、晚點時分、來車方向、備注等信息由列檢值班員手動錄入。

5.2平臺應用實踐

5.2.1列檢值班室布局優化調整

平臺應用以后，對列檢值班室設備終端不僅進行了優化調整，將CIPS、脫軌器監控屏、微控試風、列尾等終端使用監控大屏進行顯示，值班員只進行監控，值班員工作臺只保留2臺電腦用于HMIS錄入、電脫操作、5T系統、平臺，規范列檢值班室工作臺顯示終端管理，有效提高值班室管理水平。具體布局優化見圖 526 所示。

圖 5-26 列檢值班室布局優化調整圖

Fig. 5-26 Layout Optimization Adjustment Diagram of Train Inspection Duty Room

5.2.2列檢值班員作業流程優化

平臺應用后，將列檢值班員作業流程進行了優化，列檢值班員只負責在電動脫軌器系統錄入列車作業信息，對列檢作業計劃圖表、尾部風壓監測系統、試風系統等終端只進行監控，相關信息自動采集和共享傳遞到平臺。

5.2.3列檢實際作業圖表電子化

通過實現列檢實際作業圖表電子化規范列檢一列作業車管理，動態顯示列檢一列作業進程。具體圖示如圖 5-28所示。各級貨車運用管理人員以及車輛段調度員可以通過列檢實際技術作業圖表查詢某天某個班組的作業信息，包括到達輛數、列數，始發輛數、列數，中轉輛數、列數，以及當班工長、列檢值班員、車站值班員姓名；可以詳細查看到每個班組的作業隊數，每個作業隊的每位檢車員姓名及編號，修理人員個數及每位修理人員的姓名；可以查看已發車統-26 的車輛的車號、車種車型以及明令號，也可查看已發車統-23 的車輛的車號、車次、車種車型。通過列檢實際技術作業圖表，可以查看每列車的詳細作業情況。

（1）規范列檢實際技術作業圖表格式。根據列檢作業場股道和工作實際不同情況，確定列檢班作業計劃及實際技術作業圖表格式，同一列檢作業場作業現場有多個場別時，采取明顯區分方式，為方便區分股道，股道編號直接顯示，且兩側均有股道編號顯示，單雙股道行通過顏色深淺方式進行區分。如圖 5-29 所示。

（2）規范車次信息顯示。實際作業用藍色或黑色顯示，技檢時間段用實線表示，在技檢時間段上面鋪畫編組輛數，下面鋪畫列車車次，待檢或非作業時段用虛線表示。點擊車次可以查詢作業信息列表，如圖所示；點擊車次可以列車每輛車編組信息，如圖 5-30、圖 5-31 所示。

（3）規范脫軌器使用和作業標識。本股道作業插設電動脫軌器不需標注，使用移動脫軌器時需在技檢時間段兩側顯示“S”。到達、開出列車需用斜線標識，作業組用在斜線上鋪畫斜線表示，斜線數量代表作業組別。中轉列車在進行加掛、甩車作業后做好詳細注明。如圖5-32所示。

（4）規范簡略試驗標識。簡略試驗掛機時分用“A”表示，“•”代表簡略試驗結束時分，時間非整數時，標明具體時間。對于本作業組作業完畢的列車進行簡略試驗時，不再單獨標識，非本作業組作業進行簡略試驗的列車用編號標識。如圖 5-33 所示。

（5）規范交接標識。未兌現計劃、未作業列車、未進行簡略試驗列車、已作業列車、已簡略試驗完畢未開列車等交接時，注明交接內容：“交（接）計劃”、

“交（接）作業”、“交（接）簡略”、“交（接）開車”。如圖5-34所示。

（6）作業量和作業人員分配。在作業計劃下發，自動顯示當班作業人員分配和當班作業到達、中轉、始發工作量。如圖 5-35、圖 5-36 所示。

圖 5-28 實際技術作業圖表

Fig. 5-28 Actual technical operation chart

圖 5-29 作業圖表格式

Fig. 5-29 Work chart format

a) 作業信息列表(1-44) b) 作業信息列表(45-88)

a)Job information list(1-44) b)Job information list(44-88)

圖 5-30 作業信息列表

Fig. 5-30 Job information list

圖 5-31 編組車號明細

Fig. 5-31 Details of marshalling number

圖 5-32 列車作業標識

Fig. 5-32 Train Operation Identification

圖 5-33 簡略試驗標識

Fig. 5-33 Brief test identification

a)交車標識 b)接車標識

a) Delivery sign b) Pick up sign

圖 5-34 作業交接標識

Fig. 5-34 Job handover identification

作業人員分配熾兄當班應岀15人;實出14人

組別 © ② ③ © 工作量

1 ［作業1組］武繼寬王子睿田學勇雷朝興 8/397

2 ［作業2組］苑文東斷世瑞馮國兵于振 8/446

3【修理組］于飜李慶輝

4 [I長組] 劉強徐江河

5 ［值班員組］王允偉曹琨

7 ［缺勤人員］

圖 5-35 作業人員分配

Fig. 5-35 Distribution of operating personnel

圖 5-36 工作量顯示

Fig. 5-36 Workload shows

5.2.4建立作業指導書管理規范

系統建立在路局生產辦公網絡之上，通過對規范化、標準化的作業指導書進行導入、維護、存儲于發放，并按照不同工種、不同人員權限對作業指導書修改、查看等權限進行劃分。通過對技術管理相關模板程序進行規范，實現技術管理內容傳遞和及時反饋，方便查詢使用。系統采用B/S與客戶端兩種構架，可通過瀏覽器對作業指導書進行維護、上傳、下載、查看等功能；為了便于現場試用，自助查詢系統采用客戶端程序方式，提供作業指導書瀏覽和查詢等功能。如圖 5-37 所示。

J末I 土

- 作業指導書

心技術科

+ 檢修

B 運用

- 列檢作業場

- 基本要求

D列檢現場作業安全要求及規范-濟西輛技(2020) 157號

D列檢現場作業標準應知應會內容-濟西輛技〔2020〕157號 -—班

D TI作業指導書-濟西輛技(2019) 92號

-—列

D到達列車一列作業指導書濟西輛技〔2020〕157號

D始發列車一列作業指導書-濟西輛技(2020) 157號

□中轉列車一列作業指導書-濟西輛技〔2020〕157號

□超限超重和特種運輸貨物列車始發一列作業指導書-濟西輛技〔

D軍用列車始發一列作業指導書-濟西輛技[2020] 157號

[□軍用列車中廿列作業指導書-濟西輛技(2020) 157號

D貨車封存一列作業指導書-濟西輛技〔2020〕157號

D 侮牛紹封——萬咻\11,增旦44-落面輛枯 r?A7ni 1W7三

圖 5-37 作業指導書查詢界面

Fig. 5-37 Job Guide Query Interface

5.2.5建立列檢值班室設備管理規范

(1)列檢值班室設備。檢值班室設值班室操作臺，配備微機控制列車制動機試驗裝置、列車車輛制動試驗監測裝置、集控聯鎖電動脫軌器系統、貨車車號自動識別系統列檢復示、鐵路貨車安全防范系統和 HMIS 運用子系統終端；還應配備集中式直通電話、無線對講設備車載臺、全路鐵路直撥電話、傳真機、打印機、時鐘以及連續記錄時間不少于24h的數字語音記錄裝置等。

(2)大屏顯示規范。列檢值班室操作臺正前方應安裝大屏幕顯示器，實時顯

示集控聯鎖脫軌器視頻監控、CIPS (CTC或TDCS)系統。列檢值班室內應設電動脫軌器手搖把封存箱。

(3)值班室設施規范。列檢值班室數字語音記錄裝置須與集中式直通電話、鐵路直撥電話、無線對講設備車載臺連接，鐘表時間、計算機系統時間須定期校準，宜采用接入鐵路時間同步網或設置校時服務器方式，系統時鐘自動進行校時。

(4)故障報修規范。列檢值班室人員每班應根據車輛 5T 設備和專用設備管理辦法，做好分工負責的設備交接班、點檢、使用操作、故障報修和臺賬記錄。

(5)顯示終端規范。車輛段應根據實際優化整合列檢作業場值班室內生產設備各顯示終端，原則上顯示終端液晶顯示器規格尺寸應統一、規范。列檢值班室每人負責使用的顯示終端超過 2 個時，宜采用立體桌面方式放置，顯示內容清晰，原則上不小于 24 英寸，便于值班員操作。

(6)列檢值班室設備使用作業指導書。車輛段建立列檢值班室所使用的有關作業指導書目錄，并動態修訂相關設備使用作業指導書，相關作業指導書公布以后及時錄入作業指導書管理模塊。

5.2.6值班室定置管理及揭示規范

(1)列檢值班室上墻揭示內容。列檢值班室應揭示列檢值班室管理制度，列檢值班員、 5T 值班員等人員崗位職責，作業場管轄范圍示意圖、作業線路平面示意圖，電動脫軌器、微控試風、風壓監測裝置等設備操作規程，安全防范系統(TPDS、 TADS、THDS、TFDS)預報處置標準。

(2)階段揭示的有關內容。列檢24小時基本作業計劃，始發作業列車與重點列車交匯列車時刻表，正線通過旅客列車時刻表。

(3)定置管理要求。列檢值班室須加強管理，營造整潔、有序工作環境，提高生產效率，提升標準化管理水平，促進作業人員良好行為規范養成。列檢值班室應有定置管理制度，明確人員分工及考核制度；室內定置管理圖進行張貼明示。

(4)規范管理要求。室內作業人員應統一著裝，佩戴臂章，按規定穿戴勞保用品。室內地面、工作臺須整潔、規范，各類設備設施、工具物品按照工作便利、減少勞動強度的原則定置擺放；室內不擺放與工作無關物品。列檢值班室內配備資料柜，存放有關規章、技術資料、作業指導書和有關臺賬；內部物品分類擺放，規范整齊。當班列檢值班員《鐵路崗位培訓合格證》和《設備操作證》應定置擺放。

（5）準入管理要求。列檢值班室應實行準入制度，設置“行車重地閑人免進” 醒目標識，除班組工長、車間管理人員及上級檢查人員外，其他人員未經批準不得隨意出入。

5.3平臺應用分析

5.3.1平臺應用效果分析

（1）實現了首尾號、電動脫軌器上脫時間、電動脫軌器下脫時間、試風開始時間、試風結束時間的等數據的自動采集。降低了列檢值班員工作強度，提高了值班員的工作效率。

（2）使值班室布局得到優化。列檢設備生產信息管理平臺的應用，將列堅作業數據集成在一起，減少了列檢值班員對顯示器數量的要求，節約了值班室空間，為創造值班室舒適的工人環境奠定了基礎。

（3）實現了電動脫軌器故障自動分析。通過對電動脫軌器電壓以及電流的異常監測，從而分析出電動脫軌器具體故障情況，并經故障情況準確及時傳遞給動態檢測人員。

（4）實現了列檢生產狀況遠程監控。通過列檢設備生產信息管理平臺，各級貨車運用管理人員可以實時掌握列檢作業情況，了解安全防護插設時間以及技術作業時間等。

5.3.2平臺應用效益分析

（1）隨著貨車新技術新裝備的投入運用、全路貨車保有量的增加、貨運組織改革發展，列檢作業場承擔越來越重要的工作， 2020年全路貨車保有量已達 85萬余輛，列檢通過修作業越來越多，加之安全形勢所帶來的列檢值班室安全壓力，對列檢值班員作業要求越來越高。

（2）在一列技術作業過程中，列檢值班員只需在脫軌器系統中輸入車次，輛數。所輸入的數據除在本系統中存儲外，同時也會傳遞給微機控制列車微控制動機試驗系統和列檢設備生產信息管理平臺，列檢值班員只需觀看一臺電腦，即可了解所有設備正在使用的情況，可減輕勞動強度，提高工作效率。值班員、助理值班員及現場檢車員在錄入制動機微控地面實驗裝置和列車車輛制動試驗監測裝置技檢列車信息時，平均每列車需要 2 分鐘，按照 2020 年某列檢作業場共計作業列車 18145列次來計算分析，全年錄入系統共計需時36290分鐘，合計604.8小時， 25.2 個工作日夜，現在該平臺投入使用過后，錄入信息由原來的 2 分鐘縮短至現在的 0.5 分鐘，由原來的 36290 分鐘縮短至現在的 9072.5 分鐘，由原來的 604.8 小時縮短至151.2小時，由原來的 25.2 個工作日夜縮短至現在的6.3個工作日夜，大大的減少了值班員的工作強度，也提高了列檢值班的工作效率。

（3）對集控聯鎖安全防護脫軌器裝置、制動機微控地面實驗裝置和列車車輛制動試驗監測裝置的部分設備故障可提前預報故障隱患，維修管理部門可以在工作地點遠程進行故障原因分析，不必再到列檢作業場查看故障原因、上道分析故障，在提高維修效率的同時，使人身安全更加可控。

（4）為列檢設備的維護和維修提供有力支撐。該平臺為列檢設備的安全運行提供了保障，方便設備的維修維護工作，減少了上道維修作業的次數，且系統性能穩定，系統操作及日常維護簡單，可真正的使列檢生產設備在值班員日常操作使用和運用車間管理查詢方面便捷、方便，在動態檢測車間日常維修維護方面做到智能化和信息化。

（5）該平臺推廣后能夠大大提高列檢作業效率和列檢設備管理，降低列檢值班員勞動強度，能夠達到管理人員對列檢作業的有效管理。

5.4本章小結

本章對列檢設備生產信息管理平臺進行了功能測試，展示了列檢設備生產信息管理平臺的應用效果，將列檢設備生產信息管理平融入到值班室的信息化管理中，以信息管理平臺為基礎對列檢值班室工作流程、設備管理、作業圖表進行了一系列的優化，滿足了目前整個列檢生產過程的要求。

6總結和展望

6.1論文總結

鐵路貨車是鐵路運輸的重要裝備，鐵路貨車運用工作是確保鐵路運輸安全和暢通的重要環節,是鐵路運輸的重要組成部分。貨車運用工作堅持“安全第一、預防為主、綜合治理”的方針，應用先進的檢查、檢測、修理技術，及時發現和處理鐵路貨車故障；應適應運輸組織需要，不斷優化列檢布局，推進作業方式變革，采用科學管理手段，加強安全基礎建設，提高作業人員素質，實現布局合理、防范有力、技術先進、管理規范、素質過硬、安全穩定的貨車運用工作目標。但由于列檢設備生產信息互相獨立，數據無法實時共享，列檢值班室在操作值班室設備終端時需要在不同系統重復錄入信息，造成值班員工作越來越繁瑣，在列檢作業組織上效率不高，同時，列檢實際技術作業圖表顯示方式對列檢值班員掌握作業情況比較直觀，但人工鋪畫，造成列檢值班員勞動強度大，加之管理人員對列檢作業信息分析和設備狀態實時監控查詢需要對列檢值班室生產信息進行規范管理。

為解決列檢值班室生產信息管理需求，本文利用鐵路信息化技術以及軟件工程理論，在與車間管理人員、列檢值班員、列檢工長、檢車員、動態檢車組長、動態檢測人員等深入溝通交流的基礎上，從列檢值班室設備生產信息管理實際出發，順利的運用 C#、SqlServer 數據庫等技術，研究設計開發了一個簡單、易于學習、操作的列檢設備生產信息管理平臺，方便列檢作業組織，提高效率。

（1）運用工作流相關理論，對列檢一列作業流程進行深入分析，梳理了列檢作業流程項點，提出了基于工作流的列檢設備生產信息管理平臺建設需求，為徹底解決列檢值班員工作強度大，動態檢測人員無法準確及時掌握列檢設備運行狀態，各級貨車運用管理人員無法實時了解列檢作業進度等問題，本文提出了建立列檢設備生產信息管理平臺的設計方案。

（2）利用鐵路信息共享、信息自動采集技術，建立各個系統數據交互的局域網，將列檢值班室生產信息有機關聯起來，實現電脫、微控試風、尾壓信息自動共享，使列檢值班員減少了大量的重復錄入數據，解放了生產力，降低了列檢值班員勞動強度，大大提高了列檢一列技術作業效率。

（3）運用工作流理念對列檢一列技術作業過程進行卡控，把列檢一列作業過程中的各個環節具體為某一個過程，然后將這些列檢作業中的過程運用工作流技術、信息自動采集技術和理論進行有效的結合起來，實現了列檢實際技術作業圖表電子化，減輕了值班員勞動強度，增強了列檢值班員對作業組織的直觀掌控力。

(4)解決了動態檢測人員對設備狀態管理的實際生產需求，滿足了列檢管理和技術人員對列檢設備生產信息進行查詢分析的需求，給列檢專業管理提升，提供了有效的技術支撐。

(5)通過列檢一列作業工作流的控制管理平臺建設實踐，優化了列檢值班室布局，規范了列檢值班室定置管理和揭示、優化了列檢值班員作業流程，建立了作業指導書管理規范，規范了列檢值班室加快了列檢一列作業中各個環節的信息傳遞速度和共享度，降低了降低了列檢一列作業過程中一些作業項點對時間的損耗，切實起到了對列檢一列作業過程進行精細化管理。

6.2創新點

(1)將工作流理論和信息采集技術應用于列檢值班室設備生產信息管理中。通過構建列檢一列技術作業過程的工作流圖，運用工作流理論指導列檢一列技術作業。

(2)通過車輪傳感器自動計時、計軸技術和局域網信息共享方式實現列檢一列作業過程信息自動記錄、作業過程自動化控制，有效減輕了列檢值班室負擔，提高了列檢一列作業效率。

(3)通過 web service 技術實現列檢一列作業首尾號和列車信息進行自動匹配，實現信息共享功能。

(4)構建列檢值班室設備生產信息管理平臺，實現了對電動脫軌器操作、列車制動機試驗、列車尾部風壓檢測信息的實時查詢和管理，給管理人員決策提供了第一手技術數據。

(5)通過對列檢值班室管理構架進行分析，提出了列檢值班室設備優化管理建議，規范了列檢值班室專業管理。

6.3后續研究與展望

由于時間和個人經歷問題，論文還有很多需要完善的地方，列檢設備新信息管理平臺雖然解決了一些問題，但是也存在不足需要完善，論文對工作流管理系統、建模方法、模型的形式化表示、工作流定義語言等有關理論基礎進行了一定的研究，但在研究深度和建模工具方面研究還不夠深入，工作流理論運用研究還比較薄弱，下一步計劃在以下幾個方面進一步加深研究。

（1）進一步研究工作流理論內容，加深對理論運用方面的研究，在與列檢一列作業過程中有關節點自動卡控結合方面研究還需進一步深入，運用一些常見的工作流建模工具構建工作流引擎，進一步運用到列檢值班室生產信息管理平臺中。

（2）在降低列檢值班員工作強度方面仍有潛力可挖，例如列檢值班員在接到車站接車通知后需要用對講機等通訊設備將車次信息通知現場檢車員，將來可以研究實現在集控聯鎖電動脫軌器中輸入股道、車次等信息后語音自動播報。

（3）研究將試風系統列入監控范圍，列檢設備生產信息管理平臺目前無法監測微機控制制動機試驗執行器設備運行狀態，將來可以仿照對集控聯鎖電動脫軌器的監測實現對試風執行器的實時監控。

（4）針對列檢始發作業時，為了卡控上下脫安全，對編組始發列車首位號需要人工進行現場核對，給現場帶來了較大的困難，尤其是小編組列車，走行距離較大，因此，下一步研究在始發編組場通過車號和磁鋼技術實現首位號核對自動化，進一步減輕列檢值班員負擔。

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