转向架检修信息共享系统研究

王路 王飞

引言

我国铁路稳步高速发展，铁路运输业在我国的运输业中具有不可替代的作用。

随着铁路货运行业的稳定发展，160km/h快速货车是开展铁路快速货物运输的装备保证，而转向架则是确保快速货车安全运行的关键技术[1]，为确保铁路运输安全，铁路车辆在运用过程中，零部件会逐渐磨耗、腐蚀和损伤，为使车辆经常处于质量良好状态，确保行车安全并延长车辆使用寿命，必须对铁路车辆进行各种检查和修理工作。实行流水作业，有利于降低修理费用，提高修理质量和劳动生产率。以转向架检修为例，根据不同的运行环境及要求，运营单位制定不同的检修周期[2]。目前大多数车辆段的转向架检修工艺线都存在控制方式陈旧，检修数据无法自动采集和管理的问题，已经不能满足车辆段在新形势下高效、安全生产的需要，因此研究、设计转向架信息共享系统对检修线信息化实现方案具有很大的现实意义。可推动我国快速货车转向架研究的进展，使我国快速货车转向架水平早日跻身于国际先进水平[3]。

1 研究方案

1.1研究目标

（1）取代人工纸质记录，实现转向架检修数据的信息化传输;

（2）实现车钩高测量尺的数显测量和无线传输;

（3）实现转向架检修数据的多工位远程共享;

（4）实现转向架检修数据的自动传输、分析计算、备份存储;

（5）通过LED显示屏实现转向架检修数据的实时显示;

1.2研究思路及内容

研究现状，开发一套转向架检修信息共享系统。

（1）采用平板电脑和开发的信息录入软件进行检修数据的即时录入，实现检修数据的信息化传输。

（2）研制一款具有无线数显功能的车钩高测量尺，实现车钩高的自动测量和无线传输。

（3）设置一套中控服务器主机，利用WIFI无线网络，对上传的检修数据进行分布式多工位共享。

（4）开发一套主控软件系统，对上传的检修数据进行存储分析、计算匹配，提供最终的建议数据。

（5）研制一套与主控系统通讯的LED显示屏，实时显示当前主控系统的各种检修数据。

1.3研究采用的技术

1.3.1测量数据无线通信技术

车钩高尺采用无线蓝牙发射接收模块，可以将来自带数显输出功能测量尺的数据轻松导入至计算机中，无线通信，不受电缆束缚，提高了测量的作业效率。

通过系统标配附带软件的数据接口功能，可将数据导入至常用的可通过键盘输入的软件 （Excel 、记事本等 ） 中，只需按下开关即可将测量的数据通过无线通信，并通过LED（蜂鸣器）确认已收到数据。模块内置可循环充电的电池，功耗需求极低，整体支持IP67，防尘防水。

1.3.2  C/S体系架构技术

全称为客户端/服务器体系结构，是一种网络体系结构，其中客户端是用户运行应用程序的PC端或者工作站，客户端要依靠服务器来获取资源。C/S架构是通过提供查询响应而不是总文件传输来减少网络流量。它允许多用户通过GUI前端更新到共享数据库，在客户端和服务器之间通信一般采用远程调用（RPC）或标准查询语言（SQL）语句。

1.3.3  LED同步显示技术

LED显示屏属于一种平板显示器，其包含了大量的LED模块面板，可以用来显示文字、图像、视频等信息。与传统LCD显示屏相比，LED具备良好的面积延展性，在条件允许的情况下可以任意延展，无缝拼接，从而保证图像显示的效果。同时，LED显示屏中的LED显像元件光通量衰减缓慢，其使用寿命较LCD屏高出3倍左右[4]。

1.3.4 信息共享技术

信息共享技术，就是把信息这一种在互联网时代中重要性越趋明显的资源与其他人共同分享，以便更加合理地达到资源配置，节约运营成本，提高效率。

2 系统概述

系统采用“转向架检修信息录入装置 +转向架检修信息显示装置”构建转向架检修信息共享系统，实现转向架检修信息数据共享。以平板电脑作为媒介，开发转向架检修信息录入装置，实现轮对选配工位的原轮径值、支出轮径值、心盘组装工位的原钩高值和心盘垫板厚度值的无纸化录入，并在平板电脑终端自动分享数据，使得工位数据实时共享;以LED电子显示屏为媒介，开发转向架检修信息显示装置，将转向架检修数据信息，如转向架支出顺序信息，进行动态、直观、有效的指示。

3 系统说明

3.1系统硬件组成

系统硬件由一台服务器、四个数据录入终端及一面电子显示屏组成。服务器运行转向架检修信息服务器系统，为整个系统的核心单元;四个数据录入终端分别为轮对选配工位录入终端、车钩高度测量工位录入终端、转向架快慢線收入录入终端和转向架快慢线支出终端，四个终端为平板电脑，运行转向架检修信息录入软件程序，由操作人员直接采用触控方式进行相应信息数据的录入;电子显示屏用于显示转向架检修信息。

（1）整体系统配置5只7寸平板电脑，触摸输入，与服务器无线连接，实现各工位的数据录入传输;

（2）对原车钩高量规的卡尺测量部位，配置可外接无线传输模块的数显测量卡尺， 将车钩高测量值实时传输至平板电脑显示屏;

（3）采用高亮度LED电子看板，实时显示当前工位的各项工艺数据;并根据各工位数据进行统计分析，给出轮对选配的推荐值和推荐范围;当前轮对选配完成并支出后，显示屏实时同步进行屏幕翻页自动滚屏。

3.2方案说明 –软件架构

系统软件体系结构采用C/S结构，即Client/Server（客户端/服务器）结构。具有如下优点：

（1）安全性：需要其特定的客户端，所以面向对象比较确定，将所进行的信息安全处于一个可控的范围;

（2）效率：客户端与服务器直接相连，省却了中间环节，数据的传输比较快;

（3）个性化：有特定的客户端，所以可以在较大程度上满足客户的个性化要求;

（4）稳定性：结构比较稳定，有较强的事务处理能力，可以实现较复杂的业务逻辑。

通过将任务合理分配到Client端（客户端）和Server端（服务端），降低了系统的通讯开销，充分利用两端硬件环境的优势。服务器提供的服务包括：文件服务、数据库服务、应用服务等，客户端运行应用程序，服务器端运行服务程序，应用程序向服务程序提出申请，服务程序分析该申请是否合理，来决定返回数据信息还是禁止申请信息。

4 系统实现功能

4.1 检修数据信息化

转向架檢修过程中的各项数据实现了无纸化记录和远程无线网络传输，可提供实时在线查询、后台存储。

4.2 车钩高测量数字化

车钩高度测量由原先的人工手动测量，升级为自动数据收集、数字显示、无线传输，避免了人工测量过程中的识别误差。

4.3 多工位数据共享化

不同工位的检修数据可通过中控系统，实时传输至多个工位，实现检修数据的远程共享，跨工位数据分析、异地备份存储。

4.4 实时数据可视化

所有工位的检修数据可通过LED显示屏实时动态显示，为现场工作人员的安排决策提供直观可视的显示画面。

5 使用情况

目前，已经完成转向架检修信息共享系统的样机制作、性能测试和现场运行，实现预期功能，且系统稳定性良好。

6 总结

转向架检修信息共享系统的投入使用，将会使传统的检修作业在人员工作效率、数据采集方式、数据处理准确率方面得到有效提升。各工位人员可在第一时间共享不同工位的检修数据，提前为检修作业安排工艺流程，管理人员可以在后台中控系统实时汇总所有检修数据，实现检修作业的质量追溯管理，对事后的问题点归纳总结整理将变得更加及时高效。该系统的运用也为铁路段修的信息化改进做出了积极的促进作用。后续的工作开展过程中，系统的硬件及软件还有进一步的优化空间，在日新月异的科学创新领域，检修信息共享系统应用将会有更加长足的发展和广阔的空间。

参考文献

[1]李亨利、李芾、廖军，《国外快速货车转向架的运用及发展》，铁道机车车辆，2013年8月第33卷第4期

[2]鲁海舰、张程、王龙，《浅析地铁转向架检修》，山东工业技术，2019年第04期;

[3]张丽霞、李芾、丁军君，《快速货车转向架研究新进展》，国外铁道车辆，2013年5月第50卷第3期;

[4].张京华，《LED显示屏结构设计研究》，科技与创新，2018年第02期;

作者简介：

王路，1986年10月，男，汉，山东省临沂市莒南县人，工学学士，助理工程师，研究方向：车辆工程。