机车车载安全防护系统（6A系统）数据的应用

摘 要：机车，作为一种大运量的交通工具，在现代社会中占据着越来越重要的地位，与此同时，机车的运行质量和运行安全状态是机车使用中最重要的问题。近年来机车车载安全防护系统的兴起为提升机车运行安全提供了解决的新方案。本文从机车车载安全防护系统的基本含义及组成入手，重点探讨了机车车载安全防护系统中数据的应用。

关键词：机车；车载安全防护系统；数据应用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.19.107

1 前言

机车车载安全防护系统（6A系统）的研发针对于机车行驶过程中，可能危及行车安全的重要事项、重点部位和重点部件等，基于机车本身已经装备的产品，提供功能完善、综合集成等的平台化及集成化防护系统。现阶段6A系统具有的主要功能包含行走部件故障检测、空气制动部件实时监测、防火模块控制、供电系统安全检测、视频监控及记录、高压绝缘控制等。

2 6A系统分析

多年来，众多科研院所和研究机构对于机车车载安全投入了巨大的人力物力进行研发。机车车载安全防护系统就是最新研究成果应用于机车安全防护中的典型例子。科学技术的进步使得机车制造、电子技术和集成电路等领域发生了翻天覆地的变化。在各种与之相关的技术都已经成熟的基础上，具备统一的接口、界面、平台的系统化管理手段和平台设计水到渠成，机车车载安全防护系统就是在这样的背景下产生的。6A系统在设计中应遵循一致性、安全性、融合性、可靠性和系统性等远足。与此同时，该系统应具有集成检测和控制的安全管理系统。

3 6A系统数据应用分析

3.1 6A系统数据类型探讨

现阶段常用的6A系统通过内部中央处理平台及以太网实现内部各个子系统之间的通信。6A系统获取的内外部信息依据数据类型和使用的用途不同大体可以分为以下三类：警告提示信息、时空基准下的共用数据、过程数据。

6A系统与机车运行记录系统采用相同的时空坐标基准，并采集机车车辆特征数据、机车牵引、制动、风量和压力等运行数据作为6A系统的公用基础数据提供给各子统，用于机车运行状态的监测、记录和在线分析。6A系统时空基准及公用数据主要包含4种：（1）时间基准数据；（2）机车车辆特征数据；（3）机车运用数据；（4）制动状态数据。

6A系统能够检测、监测和记录走行部、车顶绝缘状态、制动状态和列车供电状态外，同时通过数据分析，产生警告和提示数据。过程数据主要包括由走行部监测、空气制动安全监测、列车供电监测、视频监控与记录装置产生的过程数据，主要包括振动数据、温度数据、流量和压力数据、视频数据、供电监测相关数据等。

3.2 6A系统数据深加工

6A系统获取数据只是系统运行的第一步，如何分析各种检测得到的信息，并进行数据的深加工以求发现机车故障模式，最终排除机车安全隐患，指导机车设计和制造。现阶段6A系统数据深加工模式可以分为模型学习、运用和改进三个阶段。具体来看，各阶段分析如下。

（1）模型学习阶段。6A系统采集的主要信息有运行状态信息、机车力学信息、机车绝缘性能等主要的指标，可以作为初始信息储存在6A系统中，各种故障的判别条件通过大量的实验数据和实践得到，并于机车信息相比对。特征数据模块中的特征频率、频带内能量分布等可能导致事故发张的原始数据通过编码或者预处理等方式输入到学习算法中。

（2）模型运用阶段。一般情况下，该阶段可以通过以下两步实现：首先输入档次运用的特征数据和机车车载信息结果到GMM诊断机中，如果没有诊断出异常情况，就停止历史数据的诊断，否则进行下一步操作。其次，进行近期历史特征数据的诊断，当诊断结果表示确实存在特征值的变化，就能判定机车出现异常。在前两步结果相同的时候，能够断定并输出最终诊断结果，如果两种判断不相同，则输出故障提示。

（3）模型改进阶段。该阶段主要进行模型的进一步分析，在该步骤中，机车的维修部門输入机车的故障信息到机车系统中，然后依据故障类型、故障部位给出机车维修的决策。在维修完成之后，由维修部门提供维修回执，地面专家系统根据回执的信息对诊断模块和GMM模块进行改进。

3.3 6A系统数据实际应用举例分析

（1）在线应用。6A系统中的数据通过中央处理平台进行处理，并显示在数据终端中，一旦出现故障，能够对驾驶者进行报警和提示。司机可以根据机车故障提示进行故障的处理，最终保证机车的正常行驶。很多其他的故障信息可以由机车乘务人员进行实时处理。（2）离线地面系统分析。6A系统经由地面专家系统对采集和监控的数据进行分析和选择，该系统不仅仅对储存的数据进行分析，还能够对系统和机车未来的趋势进行预测。例如在事件分析中，通过对机车运行状态信息、机车运行记录装置信息和子系统信息进行整合，能够得出机车运行中的基本特征信息。对于机车运行中是否出现火灾、供电情况是否异常和绝缘性能是否正常等进行控制。（3）应用于机车性能的升级。例如在机车转向架的检测，能够为特定机械系统的参数改进提供依据。转向架在机车行驶过程中的温度和震动信息是提升安装质量的重要参数。

4 结语

机车作为交通运输复杂系统中重要的一环，其安全控制需要机器、人、管理和环境等多种因素共同参与。通过上文的分析可以看出，机车车载安全防护系统能够实现机车运行过程中状态及参数的实时采集和分析，为保证机车运行安全和性能提升，提供了很好的技术手段。

参考文献：

[1]谢小军.机车车载安全防护系统（6A系统）数据分析及故障判断处理方法[J].科技创新与应用，2017（05）：56-57.

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作者简介：王立强（1989-），男，山东五莲人，本科，助理工程师，研究方向：6A系统的维护。endprint