南昌地铁1号线列车抢险救援系统研究

引言

在列车故障诊断、抢险救援信息系统的范畴内,行业内目前只有少数地铁线路实现对车载部分数据的实时监测和故障清洗功能,大部分系统故障的处理依赖于车辆回库后进行离线的数据下载和分析,在时间响应效率方面存在严重的滞后性,在数据完整性方面也存在纰漏。另外,这些分析大多是依赖于对单个子系统进行初步分析和可视化呈现,缺少对整车逻辑的梳理和对系统、部件级故障的诊断和预测能力以及故障发生后的分级响应联动机制。

1设计目标

完成南昌地铁1号线列车抢险救援系统开发,涵盖车载云平台、云端部署的地面抢险救援系统等,实现列车故障诊断和分级应急指挥联动,为地铁运营维护部门提供技术支持:完成列车故障和非列车故障导致的紧急事件的应急响应和处置流程智能化。

2需求分析

(1)具备应急响应功能,辅助各级人员在处置应急事件时做出高效正确的决策,实现列车分级应急指挥联动,为司机、调度、技术人员、管理人员等各级人员决策提供应急参考信息,完成列车故障和非列车故障导致的紧急事件的应急响应和处置流程智能化。

(2)具备故障诊断功能,能实现故障原因的快速定位。根据诊断结果,标注故障发生位置,提高故障处理效率。同时可查看该类故障的历史反馈结果,提供参考。故障处置完成后,进行情况反馈,实现处置闭环。

3结构设计

总体结构如图1所示。

3.1车载关联对象

牵引控制系统、网络控制系统、辅助变流控制系统、制动系统、门控系统等车载关键设备等第三方智能单元作为车载数据源。

3.2地面关联对象

地面系统可以支撑基于车载实时以及离线数据的应用系统,获取车辆实时与离线数据进行应用。

4功能方案

4.1车载系统结构

车载系统结构基于现有列车控制与诊断系统(TCMS)开发,车载数据中心通过信息服务网或其他扩展接口采集列车车辆关键系统、设备数据,并对数据进行整理、解析、存储,提供整车车统一维护端口,并综合应用4G/wLAN/LTE-M等无线通信技术,构建车地实时传输系统,实现全息化列车状态的动态跟踪监控,支撑地面大数据中心列车健康管理、列车数字化检修等智能化应用。

如图2所示,车载数据中心通过以太网采集整合列车MVB上所有DCU、TCMS、BCU、SIV、EDCU、ATC、PIS、HAVC等关键系统的状态和故障数据:通过UxP方式采集离线记录文件:通过以太网采集第三方子系统新增数据:通过无线网络获取地面大数据中心远程指令数据,为地面数据中心提供数据来源。

4.2数据传输

实时信息传输由车载数据中心主控插件与移动通信插件完成,主控插件主要负责通信的控制、信息发送及接收,移动通信插件负责信息的透明传输、移动网络的连接。传输方式主要包含以下几种:定时传输,故障、事件触发传输,数据请求。

(1)定时传输:由时间触发,传输周期可设置,传输内容包括列车的关键状态信息与基本信息,如速度、工况、位置、车号、车次等。

(2)故障、事件触发传输:由预设故障或事件进行触发,传输的内容包括列车的故障和相关环境数据、事件的相关信息,并包含车辆的关键状态信息与基本信息。

(3)数据请求:由地面远程触发,根据地面大数据中心的指令传输相应类型的数据,如视频、软件更新包等。

4.3故障处置和分级响应程序

故障处置和分级响应应用程序运行在OCS上,通过以太网接收逻辑与处理程序诊断出来的实时故障,主要功能包括读取本地应急手册配置和应急处置记录,接收逻辑与处理程序的故障报警消息,显示相应的信息,通过与逻辑与处理程序交互,获取当前司机动作,完成动作确认和界面切换。

5结语

南昌地铁1号线列车抢险救援系统研究的实现构建了车辆抢险救援的云端解决方案,提高了地铁列车的故障处置速度、提升响应能力,降低了因故障和外部因素导致的非正常停车和清客救援事故发生概率,因而具有工程推广价值。