多种车载设备终端融合集中显示技术研究

安二晶

（国能包神铁路集团有限责任公司，内蒙古包头 014000）

0 引言

目前，为保障自轮运转车辆的运行及施工安全，在自轮运转车辆安装了轨道车运行控制设备（GYK）、轨道车GYK 远程维护监测系统（GMS）、运用安全管理设备（6A）、视频监控设备、轴温监测装置、火灾报警装置、机车无线通信电台（CIR）等相关辅助设备。为便于司乘人员操作辅助设备、查看相关提示信息，上述辅助设备多配备有显示器终端，但过多的显示器终端也带来了如下问题：

（1）车内空间有限，但多数设备又需要相互连线，造成了连线难。同时，由于设备之间的连线错综复杂，给后期维护带来不便，增加了维护成本。

（2）由于司机操作台空间有限，显示器数量比较多、安装比较分散，不利于司机观察，会对行车和施工作业带来安全隐患。

（3）GYK 运行记录分析、视频监控记录分析、轴温监测记录分析、GMS 记录分析、火灾报警记录分析、6A 记录分析相互独立，“信息孤岛”现象较为突出，一个工作人员同时操控多台计算机或多个信息系统，存在信息资源无法共享，不能将这些信息资源充分挖掘、分析，以提升车辆组织运营管理效率。

为此，本文介绍一种自轮运转车辆（设备）多种车载设备终端融合的集中显示器技术（以下简称集中显示器），不仅包括机械结构和硬件的集成，还包括软件功能的集成及增加数据综合统计分析和多设备集中式管理等功能。

1 技术简介

自轮运转车辆的多种车载设备终端融合集中显示器技术将现有的GYK、6A 设备、CIR 设备、视频设备、轴温设备、火灾报警装置的显示终端进行集成，形成集中显示器。集中显示器兼具上述所有显示器终端的功能，大幅度简化连线，大大节约了司机操作台空间（图1）。

图1 集中显示器设计的空间优势

集成式硬件设计搭建了能运行GYK 运行控制、GYK 设备故障监测、数据远程升级、运行记录回传、视频监控、轴温监测、指纹智能识别、酒精检测、出退乘管理、火灾报警、无线电台通信等功能的硬件集成式平台，减少板卡数量，节约成本，提高各个设备的可用性和可维护性。

集成式软件设计除实现运行GYK 运行控制、GYK 设备故障监测、数据远程升级、运行记录回传、视频监控、轴温监测、指纹智能识别、酒精检测、出退乘管理、火灾报警、无线电台通信等功能外，还将行车所需的所有信息在集中显示器上显示，实现多设备联动，打破信息孤岛，增加数据综合统计分析和多设备集中化管理。

2 硬件集成式平台搭建及连接

2.1 硬件集成式平台搭建

集中显示器主要包括背板、核心板、电源系统、液晶驱动板、液晶模组、指纹模块、酒精检测模块、扬声器、外置USB 等电路。集中显示器硬件平台结构如图2 所示。

图2 集中显示器硬件平台结构

2.2 集中显示器与相关设备连接

将现有的GYK 主机、CIR 主机与集中显示器的对应接口进行连接，完成原有GYK、CIR 设备的完整功能。将GMS 与GYK 或CIR相连，完成GMS 的完整功能。将视频设备的摄像头、轴温监测装置主机、火灾报警装置主机与6A 主机连接，将6A 主机与集中显示器的对应接口进行连接，实现轴温监测装置、火灾报警装置、6A 设备、视频设备的完整功能。集中显示器与相关设备连接如图3 所示。

图3 集中显示器与相关设备的连接

3 集中显示器软件设计

集中显示器可配合原有GYK、GMS、CIR、6A、轴报、视频和火灾报警装置或设备的主机，实现原有显示器的所有功能，如GYK 运行控制、GYK 设备故障监测、数据远程升级、运行记录回传、视频监控、轴温监测、指纹智能识别、酒精检测、出退乘管理、考试培训、通知公告下发、火灾报警、无线电台通信等功能。除此之外，集中显示器还具备数据综合统计分析、关联数据自动更新、多设备集中式管理、多设备远程监控管理等功能。其软件结构包含应用层、中间层、设备驱动层和硬件（图4）。

图4 集中显示器软件结构

4 集中显示器核心软件功能

4.1 数据综合统计分析功能

建立车辆信息数据库，整合各设备信息进行综合统计、分析，提升数据的真实性、可靠性，可用于设备维护、车辆管理、故障分析、资源共享及车辆组织运营管理。

4.2 关联数据自动更新

系统基于大数据处理技术，通过对不同部门的信息数据进行智能对比，自动提取相关数据，并自动更新关联数据，解决现有数据相互独立，部分数据变化后关联数据不能自动更新，需要人工进行定期更新的难题，提高设备维护智能化管理水平和数据分析人员工作效率。

4.3 多设备集中式管理功能

（1）可以通过集中显示器，对多设备的配置参数、车辆信息、司乘人员信息、设备状态、版本信息、时钟信息等进行统一设置，减少司乘人员对多设备同信息的重复性操作，便于各设备集中式管理和后期快速记录分析。

（2）实现多设备联动。例如火灾报警装置和视频设备的联动功能，通过对容易发生火情的发动机（发电机）室、机械（散热液压油）间安装高灵敏度的感烟探测器、火焰探测器，进行烟雾浓度和火焰监测。当监测到的烟雾浓度、火焰达到报警值时发出报警信息，并通过火灾报警灭火装置与视频监控系统的联动功能，早期发现突发火灾，并可靠、准确地判断生火灾发生的位置。利用火灾报警装置和视频设备的联动功能，将视频画面切换到发生火情的区域，并发出报警声，通知司乘人员快速启动灭火装置，最大程度降低自轮运转设备的损害，保护司机和随乘人员的人身安全。

4.4 多设备远程监控管理功能

各设备可通过一体化、集中化、集成化信息传输平台——GYK 远程维护监测车载设备（GMS）实现对各个设备的运行状态信息、故障信息、报警信息、车辆信息、视频信息、通话信息、升级信息等内容的远程监控和管理，优化现有客户端、手机终端软件，将其集成为一站式服务、展示窗口，建立统一的内部门户，并提供多样化的访问手段，为各业务应用系统提供统一的数据服务，实现信息共享和资源共享。

4.5 资源共享接口

基于大数据处理平台，智能匹配车载设备数据信息，并提供资源共享端口，以提升车辆组织运营管理效率。

5 技术优势

集中显示器将行车所需的所有信息显示在同一个显示器上，优势如下：

（1）简化连线、节约空间，整体更为简洁、美观。

（2）简化操作，更有利于司机观察设备状态，降低司乘人员的操作难度，降低人为错误操作带来的安全隐患，间接提升行车和施工作业安全。

（3）降低后期的维护难度和成本，节约资源。

（4）可配合原有GYK、GMS、CIR、6A、轴报、视频和火灾报警装置或设备主机，除实现原有显示器的所有完整功能外，还增加了数据综合统计分析功能，利于设备维护、车辆管理、故障分析、资源共享及车辆组织运营管理。

（5）关联数据自动更新功能，提高了设备维护智能化管理水平和数据分析人员工作效率。

（6）实现多设备集成式管理和远程监控管理，提高运用单位的工作效率，节约使用成本。

（7）提供资源共享接口，提升车辆组织运营管理效率。

6 结束语

自轮运转车辆多种车载设备终端融合的集中显示器技术，实现了对GYK 设备、视频监控设备、运用安全管理系统（6A）、轴温监测装置、火灾报警装置、机车无线通信电台（CIR）等车载设备终端显示器，在保证相关设备功能完整的前提下进行融合集成，不仅包括机械结构和硬件的集成，还包括软件功能的集成，并增加了数据综合统计分析及多设备集成式管理等功能。将行车所需的所有信息显示在集中显示器上，简化布线、节省空间，更有利于司机观察设备状态，整体更为简洁、美观，并且降低了后期维护难度和成本，降低人为错误操作带来的安全隐患。同时，集中显示器具备数据综合统计分析功能、关联数据自动更新功能，能够实现多设备集中式管理和远程监控管理，提高工作效率。