一种列车整备作业控制系统及其使用方法与流程

1.本发明涉及动车组技术领域，尤其涉及列车整备作业控制系统及方法。


背景技术：

2.近年来，从和谐型机车到复兴号动车组，车载硬件设备及控制软件逐步实现了国产化。同时，技术装备在信息化及智能化等方面取得了长足的进步。但目前机车车辆及动车组整备作业基本上仍停留在依靠目视、手触和锤击等人工简易方式的阶段，现有机车车辆及动车组技术复杂性就导致很多隐患无法提早发现、提早处置。
3.机车车辆及动车组投入运用前或者检修后做整备试验，以检验机车车辆及动车组性能。不同车型根据实际自身机车性能制定了整备试验流程，规定了功能的测试项点以及对应的操作步骤，测试项点是否通过的判定规则等。但在实际操作中存在各种问题，例如，试验数据难以转储至地面端、刚上岗的操作人员无法独立完成整备试验、地面技术专家无法实时监控试验等。
4.因此，现有技术中仍然存在对列车整备作业控制系统改进的需求。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了列车整备作业控制系统及方法，包括：
6.数据分析诊断终端，所述数据分析诊断终端设置于地面端，所述数据分析诊断终端具有：
7.第一数据通讯模块，所述第一数据通讯模块配置为与外部系统交互获取信息；
8.数据分析诊断模块，所述数据分析诊断模块配置为从所述第一数据通讯模块获取车辆编组信息，并根据所述车辆编组信息生成整备试验项点；
9.第一数据库，所述第一数据库配置为存储并迭代所述整备试验项点；
10.所述车辆整备作业控制系统还包括：
11.便携交互终端，所述便携交互终端具有：
12.第二数据通讯模块，所述第二数据通讯模块具有内部通讯组块和外部通讯组块，所述外部通讯组块配置为与所述第一数据通讯模块通信并获取所述整备试验项点；
13.整备标准作业模块，所述整备标准作业模块配置为获取来自所述外部通讯组块的所述整备试验项点并执行；
14.第二数据库，所述第二数据库配置用于存储整备试验数据、列车设备的历史运行数据和故障数据；
15.影音获取模块，所述影音获取模块配置为响应于所述整备标准作业模块的执行指令进行摄像和/或录音。
16.在一些实施例中，所述数据分析诊断终端进一步包括第一显示模块，所述第一显示模块配置为实时整备作业单元主体和整备作业单元个体的通讯状态。
17.在一些实施例中，所述便携式交互终端进一步包含第二显示模块，所述第二显示
模块配置为人机交互型界面显示，实时显示整备作业单元主体和整备作业单元个体的通讯状态以及整备试验指导信息。
18.在一些实施例中，所述便携式交互终端进一步包含故障复位模块，所述故障复位模块在车辆因故障锁死时恢复车辆运行。
19.在一些实施例中，所述第一数据通讯模块配置为与外部系统交互获取信息包括：
20.所述第一数据通讯模块配置为与外部系统交互获取车辆检修系统的检修运用周期、设备更换信息。
21.在一些实施例中，所述数据分析诊断模块进一步配置为自动获取和/或人员手动录入获取车辆编组信息，并根据车辆编组信息生成对应车型和对应整备类型的整备试验项点。
22.在一些实施例中，所述数据分析诊断模块具有整备作业模型，根据所述整备作业模型的标准参数预警值判断整备试验是否通过，所述整备作业模型中录入所述整备试验项点的标准参数的关联变量及历史数据，通过建立差分曲线修正所述整备试验项点标准参数预警值并修正所述整备作业模型。
23.在一些实施例中，所述内部通讯组块与车内子系统通信连接，所述内部通讯组块配置为获取整备作业单元主体和单元个体的实时状态信息，并将所述实时状态信息传输至第二显示模块并生成相应指导信息。
24.在一些实施例中，所述影音获取模块根据所述整备标准作业模块的指令信息触发摄像和/或录音的功能，所生成的影像、音频传输至第一显示模块和第二显示模块进行实时显示，并且所述影像、音频根据车号、试验时间、试验项点信息自动命名并存储于所述第二数据库。
25.本发明再一方面还提供了一种如上所述的列车整备作业控制系统的使用方法，该方法包括以下步骤：
26.(1)第二数据通讯模块获取整备试验项点，所述整备试验项点由数据分析诊断模块生成，并由第一数据通讯模块传输至第二数据通讯模块；
27.(2)所述第二数据通讯模块将所述整备试验项点及试验指令发送至整备标准作业模块和影音获取模块；
28.(3)响应于所述第二数据通讯模块的试验指令，所述整备标准作业模块开始试验，根据所述数据分析诊断模块的整备作业模型的标准参数预警值判断试验是否通过，试验过程在第一显示模块和第二显示模块实时显示，试验过程中所生成的试验数据存储于第二数据库；
29.(4)响应于所述第二数据通讯模块的试验指令，所述影音获取模块触发定时摄像和/或录音，所生成的影像、音频在所述第一显示模块和所述第二显示模块实时显示，并存储于所述第二数据库；
30.(5)响应于试验通过，自动跳转至下一项试验，响应于试验未通过，所述第二显示模块显示失败原因，人工确认跳转和/或超时自动跳转至下一项试验，直至所有试验均通过，试验结束；
31.(6)响应于试验结束，所述整备标准作业模块自动生成整备作业过程信息以及整备作业结果信息，所述信息存储于所述第二数据库。采取上述技术方案，本发明至少具有如
下有益效果：
32.1.通过通讯模块和数据库模块获取段内其它系统、车内子系统、历史设备等信息，整合多方资源，根据车型、整备类型自动生成整备试验项点，并且自动判断整备作业结果，使得整备作业更加智能化、规范化和高效化。
33.2.通过在便携式交互终端设置人机交互功能，实时显示试验进展情况、试验指导信息，使得整备作业操作流程更加规范，技术人员操作难度大大降低，并且试验过程及结果信息在车/地两端实时显示，实现了多方同时监控整备试验，保证了试验的准确性、安全性，及时发现故障问题，及时处理，降低破机率。
34.3.新增影音获取模块，通过试验指令触发影音功能，定时获取，实时显示，规范化存储，节约资源，降低成本；新增故障复位模块，解决车辆因故障锁死而无法返程的问题。
35.4.降低维修成本，在新形势下，全新的整备作业方式配合修程修制改革，降低机车维修成本。
附图说明
36.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1为根据本发明实施例提供的列车整备作业控制系统架构图；
38.图2为根据本发明实施例提供的第二数据通讯模块架构图；
39.图3为根据本发明实施例提供车型判定流程图；
40.图4为根据本发明实施例提供的机车运用检修判定流程图；
41.图5为根据本发明实施例提供的车辆运用检修判定流程图；
42.图6为根据本发明实施例提供的动车组运用检修判定流程图。
具体实施方式
43.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
44.需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本发明形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。
45.为便于理解与描述，本发明实施例中的列车包含机车、车辆及动车组，其中，机车为列车的车头部分，车辆为列车的各个车厢部位，动车组包括车头与车厢。此外，本发明实施例提出了整备作业单元主体和整备作业单元个体的概念。其中，机车以机车、重联机车及车辆合并一起为整备作业单元主体，以机车、重联机车分别为整备作业单元个体；车辆以车辆及重联机车合并一起为整备作业单元主体，以每节车辆分别为整备作业单元个体；动车组以电力动力车、重联电力动力车、内燃动力车、重联内燃动力车、控制车及拖车合并一起
为整备作业单元主体，以电力动力车、重联电力动力车、内燃动力车、重联内燃动力车、控制车及拖车分别为整备作业单元个体。如图1所示为根据本发明实施例提供的列车整备作业控制系统架构图，根据本发明的一个实施例，该系统包括数据分析诊断终端和便携式交互终端，其中数据分析诊断终端设置于地面端，便携式交互终端设置于车辆端。
46.数据分析诊断终端包括第一数据通讯模块，数据分析诊断模块，第一显示模块，第一数据库，各个模块之间通信连接，其中，各个模块的具体作用在下文中描述。
47.便携交互终端，所述便携交互终端包括第二数据通讯模块，整备标准作业模块，第二显示模块，第二数据库、影音获取模块和故障复位模块，各个模块之间通信连接，如图2所示，第二数据通讯模块包括内部通讯组块和外部通讯组块。其中，各个模块的具体作用在下文中描述。
48.根据本发明的一个实施例，数据分析诊断终端与便携式交互终端通过第一数据通讯模块和第二数据通讯模块通信连接，其连接方式包括无线连接、有线连接。其中，无线通信数据全程加密传输，满足信息安全防护能力等级保护三级防护能力要求。
49.在本发明的一些实施例中，考虑信息安全的问题，也可以使用u盘、硬盘等实现数据分析诊断终端与便携式交互终端之间的信息交互。
50.第一数据通讯模块还可以与外部系统通信获取信息，外部系统可以是段内其它系统，其中获取的信息例如，车辆检修系统的检修运用周期、设备更换信息、检修运用类型、运用时间、设备故障类型、设备更换时间、机车车辆及动车组的运行交路、运行时间、整备时段等信息，获取到的信息进一步发送至数据分析诊断模块。
51.根据本发明的一个实施例，数据分析诊断模块获取车辆编组信息，并对应车型和整备类型自动生成整备试验项点，整备试验项点存储于所述第一数据库并通过所述第一数据通讯模块传输至所述便携交互终端。其中，编组信息的获取方式包括：(1)自动获取信息，例如，从第一数据库内自动获取信息；(2)手动录入编组信息，该方式针对动车组整备作业只有部分车上电导致整备作业主体确认不清的情况；(3)与第一数据通讯模块通信获取信息。
52.进一步地，数据分析诊断模块根据图3所示为车型判定流程图判断不同车型，车型包括机车、车辆及动车组，车辆具体判定流程开始s310，进入车型判断s320，检修运用首先判断是否为机车s330，如果判断结果为“是”，则进入机车的整备作业标准系统s331，判断结束s360；弱判断结果为“否”，则继续判断检修运用是否为车辆s340，若判断结果为“是”，则进行车辆的整备作业标准系统，判断结束s360；弱判断结果为“否”，则继续判断检修运用是否为动车组s350，若判断结果为“是”，则进行动车组的整备作业标准系统。
53.进一步地，经过图3的车型判定后，根据不同车型进行相应整备作业标准系统，并开始对其继续进行检修运用判定，如图4-图6所示为机车、车辆及动车组运用检修判定流程图。其中，基于图4展示的机车运用检修判定流程进行判定，流程开始s410，进入机车整备作业标准系统s420，首先系统判断检修运用是否为定期检修s430，若判断结果为“是”，则根据c1-c6判定条件，进入对应的整备标准系统s431，并继续流程进入是否手动录入信息或修改试验项点s470，若弱判断结果为“是”，则允许技术人员手动录入信息或修改试验项点s471，并在修改后结束s472流程判断；若s430处的判断结果为“否”，则继续判断检修运用是否为运用检修s440，若判断结果为“是”，则继续判断运用检修是否为专项检修s441，若判断结果
为“是”，则进行机车专项检修整备作业标准系统，并继续流程进入是否手动录入信息或修改试验项点s470，若弱判断结果为“是”，则允许技术人员手动录入信息或修改试验项点s471，并在修改后结束流程s472；同样地，若在s440、s441、s450、s460处的判断结果为“否”，则按照图中流程继续判断，直至判断出机车是专项、季节、日常检修中的一项后，再进入手动录入信息或修改试验项点流程s470，并允许技术人员手动录入信息或修改试验项点s471，在修改后结束流程s472。图5和图6的判断方法与图4类似，因此不一一赘述。其中，机车车辆及动车组检修运用由定期检修和运用检修构成。机车定期检修包括c1修、c2修、c3修、c4修、c5修、c6修；车辆定期检修包括a1修、a2修、a3修、a4修、a5修；动车组定期检修包括d1修、d2修、d3修、d4修、d5修、d6修。运用检修包括日常检修、专项检修、季节整修。数据分析诊断模块根据获取的检修运用类型及车型信息自动生成整备试验项点，不同检修运用类型、不同车型的整备试验项点及对应的试验项点通过与否的标准参数是不同的，其中，试验项点及试验参数可以手动增减。
54.根据本发明的一个实施例，数据分析诊断模块还进一步包括根据试验项点标准参数整备作业模型，整备作业模型用于判定整备试验通过与否；此外，还可以将试验项点标准参数的关联变量及对应的历史数据录入整备作业模型，通过建立差分曲线等方式计算试验项点标准参数预警值，修正整备作业模型，修改试验项点通过与否的标准参数。
55.通过数据分析诊断模块可以实现智能化生成整备试验项点，并且实现了对整备试验过程和结果自动判定，使得整备作业更加规范、高效，降低了作业难度，节省人力成本。
56.根据本发明的一个实施例，第一显示模块用于实时显示整备作业控制系统的通讯状态信息。通过该模块实现了车-地同步监控整备试验，地面专家实时指导车上技术人员，保证试验的准确性和安全性。
57.根据本发明的一个实施例，第一数据库用于存储不同车型及不同检修运用的整备试验项点。
58.根据本发明的一个实施例，第二数据通讯模块包括内部通讯组件和外部通讯组件，外部通讯组件用于与数据分析终端进行信息交互，内部通讯组件与车内子系统(牵引变流的子系统、柴油机的子系统、通风的子系统、制动子系统等)通信连接，获取整备作业单元主体和单元个体的实时状态信息，具体通过以太网线、mvb、can、rs485、rs422等通信方式连接至机车车辆及动车组的调试口，接入整列通信网络，采集实时数据信息，获取司机操作过程及机车车辆及动车组实时状态。内部通讯组件进一步将获取的状态信息发送至其它模块，例如，内部通讯组件判定通信线是否正确连接到机车、车辆或动车组的通信口，如通信线未正确连接，则将提示信息发送至第二显示模块提示技术人员连接通信线。
59.根据本发明的一个实施例，整备标准作业模块接收所述数据诊断终端的试验指令并执行所述试验指令，试验过程中通过整备作业模型参数判断试验是否通过，其中所生成的相关信息存储于第二数据库。
60.进一步地，本发明实施例的试验对象为全列机车、车辆及动车组。便携交互终端的整备标准作业模块根据机车车辆及动车组的类型，分别在每个整备作业单元个体试验；当整备作业单元主体全部满足整备作业试验项点判定条件时，判定对应试验项点通过。在整备作业单元主体中，不同整备作业单元个体为主控车或餐吧车时，验证整备作业单元主体的性能。
61.进一步地，本发明实施例将试验项点分为测试大项点，每个测试大项点包括测试小项点；增加整备试验项点目录界面，查看试验项点完成情况。未测试项点显示成a颜色，测试通过项点显示成b颜色，测试中断未完成或测试有问题未完成项点显示成c颜色。
62.进一步地，本发明实施例的整备试验分为顺序测试及专项测试两种。顺序测试为作业人员在便携交互终端可按照顺序测试大项点和小项点；专项测试为单独某个测试大项点和小项点。在顺序测试后，对未通过的项点采用专项测试；也可在修程后或者针对运用过程中出线的问题，采用对应专项测试。
63.进一步地，本发明实施例还提出了整备关联试验的概念，如果一个试验项点的结果是另一个试验项点的允许试验条件，则这两个试验为关联试验；如果判断两个试验是关联试验，且第二个试验的允许试验条件不满足，则提示技术人员做前一个试验；同理，可有多个试验互为关联试验，根据每个试验的允许条件是否满足提示从哪一个试验开始做。
64.进一步地，本发明实施例的整备标准作业模块还具有重复试验功能，整备标准作业模块自主判断试验项点与试验过程是否吻合，当判断吻合时，则单个试验项点生成试验结果，并且在第二显示模块显示完成和/或重复试验选项，技术人员可根据列车实际情况选择是否重复本次试验，以验证列车整备状态。
65.根据本发明的一个实施例，第二显示模块为人机交互型界面，显示整个整备作业单元主体的机车、车辆或动车组的设备通信状态，根据重联通信数据获取得车辆数、车辆号，并显示每节车的电钥匙、轴隔离、常用制动、停放制动、总风缸、副风缸、车门、轴温等信息。具体地，设备状态包括通信正常、通信异常、通信线未连接等，其通信状态在第二显示模块对应显示为问号、星号或横杠等，并提示司机按照整备试验退出流程退出整备作业，例如，电力机车车辆及动车组的整备试验提示为断开主断路器，降下受电弓。内燃电力机车车辆及动车组的整备试验提示为柴油机停机等。
66.进一步地，第二显示模块还显示整备作业流程、自动判断整备作业结果，通过图片、图形、列表、文字及数字等多种方式显示当前试验所需监控的实时数据。提示当前试验进展和下一步试验操作步骤。
67.进一步地，第二显示模块还显示整个整备作业单元主体的机车、车辆或动车组软件版本界面。录入车载系统软件版本、变更项点及更新履历等，对比通信获取的车载系统软件版本，对测试版本监控运行状态，对异常软件版本报警。
68.根据本发明的一个实施例，第二数据库存储整备作业过程信息、结果信息、设备的实时通信数据、历史记录数据和故障数据等。其中过程信息，需包含试验项点、试验时间(精确到年月日时分秒)、试验操作过程、试验结果(未试验、试验通过、试验失败)、试验失败原因、试验人员等；整备作业过程信息以试验人员、试验时间、试验车号命名；结果信息需包含试验项点、试验时间(精确到年月日时分秒)、试验最终结果(未试验、试验通过、试验失败，如试验项点最终通过，则不显示此试验项点之前的失败信息)、试验失败原因、试验人员等；整备作业结果信息以试验人员、试验时间、试验车号命名。通过段内wlan，或者加密的gsm-r、lte-r等无线通信系统传输，数据全程加密传输，满足信息安全防护能力等级保护三级防护能力要求。也可以连接u盘，便携交互终端自动验证u盘的验证码，如果验证通过，则自动传输至u盘，显示传输进度。第二数据库内存储的所有信息均可通过数据通讯模块与第一数据库共享。
69.根据本发明的一个实施例，影音获取模块设置拍照、录像及录音等功能。针对不同的测试项点，将测试方式分为几类，第一种测试方式通过监听数据及获取历史记录数据；第二种测试方式通过录像记录测试过程并通过图像识别测试结果，例如：记录雨刷器动作、撒沙管下沙等；第三种测试方式通过录音记录测试过程并通过声音识别测试结果，例如：录音记录高音风笛、低音风笛、电笛动作等；第四种测试方式通过以上3种方式有机结合记录测试过程并通过图像识别或声音识别结果，例如：监听数据获取是否收到撒沙按钮动作指令，同时录像记录并智能识别撒沙管是否下沙。
70.进一步地，该模块制定了文件命名规则和文件自动保存方式，拍照、视频及录音的文件按照车号、试验时间及试验项点的文件命名规则自动命名，且根据车号、试验时间及试验项点以不同的文件夹自动保存，便于查找。影音获取模块无需全程录像，节约资源，大大降低成本。
71.进一步地，通过影音获取模块还可以实现数据分析诊断终端与便携交互终端语音视频通讯，专家实时指导司机/技术人员操作。
72.根据本发明的一个实施例，故障复位模块用于车辆因故障锁死时恢复车辆运行。
73.上述整备试验控制系统的各个模块可以合并和拆分，本领域技术人员应该理解的是，能够达到以上功能及技术效果的其它模块也属于本发明的保护范围。此外，本发明不仅适用于机车车辆及动车组，在稍加改进的基础上还可以应用于汽车、轮船和飞机等交通工具中。
74.本发明另一方面还提供了机车车辆及动车组整备作业控制方法，步骤包括：
75.s1、第二数据通讯模块获取整备试验项点，所述整备试验项点由数据分析诊断模块生成，并由第一数据通讯模块传输至第二数据通讯模块；
76.s2、所述第二数据通讯模块将所述整备试验项点及试验指令发送至整备标准作业模块和影音获取模块；
77.s3、响应于所述第二数据通讯模块的试验指令，所述整备标准作业模块开始试验，根据所述数据分析诊断模块的整备作业模型的标准参数预警值判断试验是否通过，试验过程在第一显示模块和第二显示模块实时显示，试验过程中所生成的试验数据存储于第二数据库；
78.s4、响应于所述第二数据通讯模块的试验指令，所述影音获取模块触发定时摄像和/或录音，所生成的影像、音频在所述第一显示模块和所述第二显示模块实时显示，并存储于所述第二数据库；
79.s5、响应于试验通过，自动跳转至下一项试验，响应于试验未通过，所述第二显示模块显示失败原因，人工确认跳转和/或超时自动跳转至下一项试验，直至所有试验均通过，试验结束；
80.s6、响应于试验结束，所述整备标准作业模块自动生成整备作业过程信息以及整备作业结果信息，所述信息存储于所述第二数据库。
81.在本技术中，反意连接词的使用旨在包括连接词。定或不定冠词的使用并不旨在指示基数。具体而言，对“该”对象或“一”和“一个”对象的引用旨在表示多个这样对象中可能的一个。此外，可以使用连接词“或”来传达同时存在的特征，而不是互斥方案。换句话说，连接词“或”应理解为包括“和/或”。术语“包括”是包容性的并且具有与“包含”相同的范围。
上述实施例是本发明的实施方式的可能示例，并且仅是为了使本领域技术人员清楚地理解本发明的原理而给出。
82.本领域技术人员应当理解：以上针对任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的整体构思下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以彼此进行组合，并产生如上所述的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在具体实施方式中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明所要求的保护范围之内。