动车组ATP运行记录数据分析系统技术研究

陈 曦

（武汉铁路局电务处，武汉 430071）



动车组ATP运行记录数据分析系统技术研究

陈 曦

（武汉铁路局电务处，武汉 430071）

为实现动车组各类型ATP运行记录数据文件自动智能、综合分析，自动给出列控设备故障的分析报表，并建立列控设备故障库，实现列控该设备隐患的预警管理，研发相应的动车组ATP运行记录数据分析系统，并对现场应用状况进行总结。

ATP数据；采集；传输；分析

铁路第六次大提速以来，随着大量动车组的开行，如何及时掌握动车组ATP设备运行异常和故障信息，并准确的分析解决问题，保证铁路运输安全和效率，成为运输部门一项重点关注的课题。

1　动车组ATP运行记录数据分析工作现状

目前，电务分析人员通过列控设备动态监测系统（以下简称DMS）可实时的查看动车组的运行状态，并且可将非正常停车、各类报警信息进行统计报警。随着高速铁路的不断建设发展，动车组数量也不断增加，而且不同类型动车组的列控车载系统数据下载方式也不尽相同，不仅增加了分析工作人员的作业时间和工作量，还可能因为频繁使用移动存储介质插拔动车组列控设备，造成设备故障和人身安全隐患。

对下载后的ATP运行数据、ATPLOG数据、DUMP数据等，通过人工的方式进行对比分析，有时还需查看多种数据文件，进行综合对比分析，易造成分析周期长和分析不必要的内容等情况，增加了电务工作人员的工作强度，降低了工作效率。DMS受无线传输数据的制约，数据延时和准确性不能有效保证，特别是设备故障传输数据要待动车组回库后下载，再需要专业人员进行分析判断，才能甄别出原因，往往时间较长，不能起到远程指挥决策判断的作用。

现场急需能将动车组各类型ATP运行记录数据文件进行自动智能分析、综合分析，自动给出列控设备故障的分析报表，并建立列控设备故障库，实现列控该设备隐患的预警管理。2014年，武汉局与有关厂家根据现场的需求，研发了动车组ATP运行记录数据分析系统。

2　动车组ATP运行记录数据分析系统构成和特点

动车组ATP运行记录数据智能分析系统中，ATP运行文件、ATPLOG文件等可通过在动车所内或车站内部署的WIFI无线网络自动下载到地面设备，然后通过铁路办公网上传至数据服务器；在服务器内实现综合智能分析。电务分析人员通过客户端，可查看所有的动车组列控设备异常信息，同时对比查看ATP运行记录文件、ATPLOG日志。通过该系统，实现综合多种数据手段对动车组故障进行分析、诊断。该系统由以下部分组成。

1）智能化数据采集系统

通过标准化数据传输协议，按照用户自定义时间、内容等方式，将DMS的故障信息采集到该系统地面服务器，并对其进行存储和展示。

2）故障报警信息智能分析系统

故障信息智能化分析系统，对故障信息进行统计分析、对比分析、综合分析和智能化下载分析；用户可对故障报警信息进行确认，并按日、周、月、季度和年度等时间对故障信息进行统计和打印；对各种故障信息进行对比分析，可直接通过本系统客户端调出各种故障信息分析工具，方便工作人员统一操作；用户可方便快捷的通过该系统软件对ATP记录数据、ATPLOG数据文件等进行下载，并自动调取各种数据源文件的分析工具，通过图形化的方式直接展示出分析结果。

3）故障诊断分析系统

根据故障分析结果，系统通过后台逻辑分析判断，智能匹配查找后，自动调取类似该故障问题的处理意见，供用户参考；如果没有匹配处理意见，系统软件则提供录入功能，分析人员可将人工处理方式录入到系统中。以此类推，日积月累，系统就会存储大量的故障处理方法，提供更精确的处理意见，提高分析人员的工作效率。

4）故障预警分析系统

由于对故障信息的长期积累，系统软件会自动运算查找故障规律，将同一线路、同一地点、同一类型、同一车组等常见设备故障提前预警，并提供准确的处理意见，有效预防了事故的发生，提高了动车组运行的安全性。

5）车载无线数据传输系统

车载无线数据传输装置安装在DMS的车载信息采集装置（以下简称DMS-T）中，用标准的CPCI结构插板安装在DMS-T中，由DMS-T采集接收列控设备的各种数据，对列控数据进行分析、处理、保存。当车载无线数据传输装置接收到地面网络信号后，自动与地面接收服务器建立连接，同时通过压缩算法对列控数据进行压缩处理，再通过无线网络把列控数据传输到车站数据接收装置。

地面无线传输网络主要有安装在动车所或车站内的多个无线AP组成的频段在2.4/5.8G无线局域网。多个AP按照一定网格布局进行安装，组成双通道智能Mesh无线网络，其中2.4 G频段用于接收车载无线数据传输装置发送的列控数据，5.8 G频段用于AP间的无线组网与通信。

3　动车组ATP运行记录数据分析系统原理和主要功能

DMS车载设备自动将采集的ATP车载数据利用库内无线网络转储到服务器存储，避免了因人工操作带来的设备损耗，减轻了维护人员的工作量，提高了工作效率，原理如图1所示。

主要功能如下。

1）车载DMS设备获取动车组ATP记录数据。通过DMS与动车组ATP的JRU或数据记录单元连接，自动获取ATP记录数据，并利用安装在DMS-T主机中的插板，采集接收列控设备的各种数据，对列控数据进行分析、处理和保存。

2）运行记录数据下载和传输。动车组进入车站或动车所内，车载DMS设备可与地面WIFI无线网自动组网，将DMS的各类数据传输给地面设备，地面设备可将数据上传至服务器，实现ATP运行记录数据自动下载和传输。

3）运行记录数据的智能分析。地面服务器对数据进行分析，根据动车组故障里程、时间，对ATP记录文件、ATPLOG文件进行对比分析，存储原始数据和分析结果，通过图形化界面向用户提供动车组故障报警信息，实现智能分析。

4）运行数据的存储、诊断和预警分析。地面服务器自动接入获取动车组故障报警信息（DMS），自动运算查找故障规律，将常见设备故障提前预警，并对故障信息进行分类统计和存储，实现诊断和预警分析。

4　动车组ATP运行记录数据分析系统的运用

4.1降低数据下载的劳动强度，提高实时性

既有的数据下载采用人工下载方式，待动车组返回检修库时，工作人员需要手持移动存储设备上车进行数据的下载。每列动车组两端相距甚远，加上需要对多组列车下载数据，将造成工作人员重复往返于列车与分析中心之间，增加了工作人员的劳动强度。

动车组ATP运行记录数据分析系统通过在高铁车站（如：武汉站、广州南站）或动车所建立地面无线传输网络，当动车组驶入网络覆盖范围内，无线网络自动连接。连接成功后，由车载传输模块将数据文件通过无线网络自动传输至地面服务器。同时，系统支持断点续传功能。列车在运行途中，只要驶入部署了无线传输网络的车站，新生成的数据文件就可以通过无线网络下载至车站的站机装置中，站机装置再通过铁路办公网将片段文件发送至铁路局服务器，由铁路局服务器进行文件合并工作。工作人员通过操作办公计算机的客户端软件，可将车载数据文件直接下载至本地计算机，使工作人员第一时间获取在线行驶的列车数据，无需等到车辆入库之后再进行下载。如图2、3所示。

4.2简化数据分析的繁琐性

既有的运行记录数据在分析时，工作人员每次需要根据车载ATP类型的不同，选取不同厂家的数据分析软件，再通过分析软件打开对应的数据文件，操作繁琐。动车组ATP运行记录数据分析系统在系统中对分析软件进行配置，当系统自动将数据文件下载后，工作人员可以通过系统直接对显示的数据进行操作，系统自动根据数据的不同而匹配对应的数据分析软件，打开软件，并显示分析结果，简化了数据分析的繁琐。如图4所示。

4.3ATP-LOG数据文件智能分析

既有ATP-LOG数据文件在分析时，由于文件内容需要翻译，ATP厂家又没有提供相应的翻译软件或翻译材料，所以工作人员遇到问题时需要致电ATP厂家，并且熟记各种故障代码的含义，对分析人员的专业能力要求很高，并且操作繁琐。动车组ATP运行记录数据分析系统通过在系统中对翻译规则进行配置，当系统自动将ATP-LOG文件下载后，工作人员可以在系统直接对显示的数据进行操作，系统会自动根据翻译规则对文件进行智能分析，将分析结果进行展示，并通过点击分析后的结果自动定位到数据源文件中，降低了分析人员的专业能力要求，简化了分析工作的繁琐性。如图5所示。

5　结束语

该系统于2014年在武汉电务段动车车载车间进行试用，通过一年多运用，基本实现了动车组ATP运行记录数据的自动智能分析、综合分析，减轻了电务分析人员的劳动强度，并对安全起到了较大的辅助作用。

In order to complete the automatic intelligent and comprehensive analysis of operation record files of different ATP equipment of EMUs， generate automatically the fault analysis reports and fault database of train control equipment， and realize fault warning management， the paper introduces the development of an operation record analysis system for different ATP equipment of EMUs and summarizes the on-site application status of the system.

ATP data； acquisition； transmission； analysis

10.3969/j.issn.1673-4440.2016.02.004

2015-12-28）