模块化机车电子图库及机车动态信息系统的开发与应用

张中央，张铁竹，徐传波

(郑州铁路职业技术学院，河南 郑州 450052)

0 引言

一台机车从出厂到报废，要经过多次的修理和改造，实际线路和当初的图纸会有很大差异，机车原始图纸就失去了应有的作用。长期以来，解决这个问题的方法就是用车单位根据每次加装改造情况为机车重新绘制图纸，但是手工制图是相当费力和不规范的，不利于快速传播，也不利于教学和培训。要使机车图纸能发挥更大作用，使技术改造、工艺改进、相关设计变更能够更快更好地得到推广和共享，充分利用基层站段、班组计算机网络设备，机车图纸电子模块化是重要途径之一。但是，目前各铁路局没有相关的、专用的、统一的、规范的电子模块化机车图纸。为此我们立项开发制作了韶山型系列电力机车模块化电子图库。通过数据库系统，用车单位可以为每台机车建立动态的图纸，做到一车多图，一修一图，使用车单位可以迅速及时地掌握每台机车的最新情况。同时，依照机车电子图纸，把每次维修过程详细记录下来，包括更换的配件、损坏的部位、损坏的原因、改进的方法和措施等，使它和机车图纸配合形成完整的数据资料库。机务段可以利用这些资料为日后机车的维修和运用服务，机车专业教学和职工培训则可以利用多媒体教学手段把机车最新、最完整的技术资料直接展现出来。

1 项目功能和实现目标

1．1 指导机车检修维护业务

我们采用的是动态机车配置资料和机车图纸。这样，我们在日常的维修业务中可以很方便地掌握机车的最真实状态，为维修工作提供可靠真实的技术资料，可以更好地解决专车只能专人维修的问题，使机车维修工作标准化、规范化。

1．2 利用历史记录形成专家诊断系统，快速指导维修

对一台机车历次形成的资料库进行汇总和统计分析，寻找出机车容易损坏的部位和零件，给出处理指导意见。由于每个机务段所处的地域、担当交路、气候条件等差异，造成机车容易受损部位不同。本系统依据统计学原理，根据所收集的数据自动生成维修指导方案，形成专家诊断系统，让维修技术人员可以快速查出故障部位、受损原因，得出解决方案，提高维修效率。

1．3 快速确定检查重点

利用已有数据，分析出机车质量薄弱环节，定期生成评估报告和检查重点，使维修工作具有前瞻性、预见性。例如:由于冬天和夏天温度的差异造成机车容易损坏部位也不同，利用本系统在不同季节体现不同检查重点，做到防患于未然。

1．4 信息汇总和统计，资源共享

本系统是基于计算机网络的，采用B/S方式，路局总工室可以定期得到各基层部门的数据报告，在路局一级有关部门把这些资料作进一步的汇总、分析，提炼总结出基层站段先进的维修方法、技术、工艺等，使这些先进的方法、工艺在铁路行业尽快推广应用，发挥效益。

1．5 为职工培训和专业教学提供最新资料

职工培训需要最新的资料和图纸，铁路机车专业教学也同样需要。有了各种机车的电子模块化图纸，稍作加工就可借助多媒体教学设备直接展现，省去了专门开发或购买多媒体教学课件的投资。

1．6 节约资源、人力

模块化电子图库不仅省时省力，还可以节约大量的纸张，真正实现无纸化办公。

2 研究内容

2．1 对各型机车的构成部件进行分类、绘制

对SS3B、SS4、SS4改、SS7E型等机车的构成部件按照统一标准进行分类，建立电力机车主要元器件、部件模块库。

2．2 对线路原理图进行电子模块化处理

利用AutoCAD2002以上版本的应用软件实现SS3B、SS4、SS4 改、SS7E 等机车的主、辅、控、电、制动管路、接线端子系统等线路原理图电子模块化。

2．3 建立信息管理系统

本系统采用目前流行的制图工具AutoCAD，结合现有技术资料和相关图纸，以车型为单位进行分类，严格依照机车图纸，把每次维修过程详细记录保存。包括更换的元器件、损坏的部位、损坏的原因、改进的方法、改动的线路(管路)等，可以方便地查找更改图纸，还建立了全面详细的动态机车零、部件库，随时添加新加装的设备原理和装配图纸。使它们和机车图纸配合形成完整的数据资料库，形成机车故障信息库，利用这些资料为日后的维修和行车服务。

2．4 系统构成及完成功能

本系统框架如图1所示。

图1 系统构成和功能框图

2．4．1 车间班组

(1)检修人员根据故障类型向系统提交帮助请求，系统根据已有数据资料分析出可能的故障原因。例如，工人向系统提交“SS3B气囊受电弓无法升弓”，系统根据请求给出以下提示和分析指导:

电路原因:a．电磁阀不得电

b．门联锁故障(或门未关好)

气路原因:a．风压不足360kPa

b．调压阀故障

责任班组:a．整备场作业时，为行修组

b．库内作业时，为空压机组

所有原因按出现机率大小降序排列，维修人员根据提示信息做出判断，实现快速处理故障。

(2)检修人员从系统中提出最近一次该机车的图纸和该部位的模块化图纸，根据实际情况和系统的指导意见确定故障后，系统会进一步的告诉检修人员解决方法，确定维修方案，最终排除故障。

(3)填写维修记录，把故障类型、更换部件、故障原因、更改后的图纸、排除故障方法等数据记录在案，为以后的工作积累资料和经验。

2．4．2 入库检查

工作人员根据系统的提示，确定检查工作重点，有侧重地进行入库检查，发现故障。

2．4．3 检修车间和技术科

系统根据检修工作中积累起来的数据，经统计、分析得出检修评估报告，该报告会显示机车易发故障部位、故障类型、导致故障的原因，以及哪些配件返修率高，哪种方法排除故障最优，为下一步的检修工作做出数据统计资料。技术科根据车间班组维修工作情况，进一步修改模块化图纸，上报段数据资料中心，通过局域网发布，检修人员在班组计算机上就得到最新图纸资料，为今后维修工作提供依据和帮助。

2．4．4 车间领导和段领导

车间领导和段领导通过数据中心统计和分析过的数据，可以清楚全面地了解检修工作中的重点、技改项目和图纸修改结果，提高工作效率。

3 系统实现方案及采用技术

数据库采用Microsoft SQLServer 2000，利用现有的网络，采用B/S架构，具有多用户、分权限管理的功能。

机车电子图纸绘制采用目前流行最广，使用率最高的制图工具AutoCAD制作。可以很方便地查找、修改图纸，本系统还建立了全面详细的机车零部件、电子元器件库，随着新车型的出现，还能不停地把新的零、部件添加到图库中。

(1)利用AutoCAD2002以上版本的应用软件实现机车主、辅、控、电、制动管路、接线端子系统等线路原理图电子模块化，形成机车电子图库。

(2)对机车的构成部件进行分类。

(3)对电力机车主要元器件、部件建立模块库。

(4)对电子化图纸实现删除、添加、修改、保存、插入、打印等功能。

(5)制作统一的操作界面，使机车模块化电子图纸在新技术、新产品、新设备、新工艺的应用中，能够更快更好地得到推广和共享。

(6)使机车模块化电子图库能够记录历次机车技术改造、更新信息，留下修改痕迹及修改原因和故障记录信息，更好服务于专业工程技术人员和检修、运用职工的日常工作和业务培训。

应用本系统开发的SS7E型机车电子图纸与动态信息库目录页面如图2所示。

图2 机车模块化电子图纸与动态信息库样例

4 结论

研发过程中多次到相关机务段不同机车上实际考察调研，收集各型机车历次修改资料，整理汇总，为机车技术改造和图纸修改轨迹提供了详实的资料。所开发的模块化机车标准电子图库已在新丰镇机务段、安康机务段、郑州机务段等单位应用，同时也应用于郑州铁路职业技术学院铁道机车专业“机车电传动系统”、“机车制动机”、“机车构造”等课程教学，该系统为机车图纸绘制、保存、修改、动态信息记录、故障处理和专业教学、培训提供了新的途径。

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