高速列車智能化系統(tǒng)介紹

《高速列車智能化系統(tǒng)介紹》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、高速列車智能化系統(tǒng)介紹　　【摘要】鐵路運(yùn)輸能力供給短缺已成為制約我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)又好又快發(fā)展的主要矛盾之一。高速鐵路因其運(yùn)輸能力大、安全舒適、全天候運(yùn)輸、環(huán)境友好、環(huán)保節(jié)能、可持續(xù)性等優(yōu)勢，已經(jīng)成為鐵路發(fā)展的重要趨勢和國家現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。高速列車是由4萬多個(gè)零部件構(gòu)成的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)物體，在速度高、跨度大、運(yùn)距長的復(fù)雜運(yùn)行條件下，通過列車智能化系統(tǒng)對走行、牽引、制動(dòng)等直接影響行車安全的關(guān)鍵系統(tǒng)與部件進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控、智能診斷與途中預(yù)警，對任何潛在的危險(xiǎn)或故障狀況提出警報(bào)，實(shí)現(xiàn)事故主動(dòng)預(yù)防與故障快速處置，是提升列車運(yùn)行安

2、全性與服役可靠性的重要保障。本文介紹了高速列車智能化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與規(guī)劃，希望對我國高速列車設(shè)計(jì)與生產(chǎn)產(chǎn)生一定的幫助作用。【關(guān)鍵詞】高速列車智能化系統(tǒng)介紹6月25日，我國首列智能化高速列車樣車在南車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司竣工下線。首次實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)、列車控制網(wǎng)絡(luò)、車載傳輸網(wǎng)絡(luò)的多網(wǎng)融合，形成自檢測、自診斷、自決策能力的智能化高速列車。本文主要介紹高速列車的智能化系統(tǒng)。1列車智能化系統(tǒng)架構(gòu)1.1概述8列車智能化系統(tǒng)中采用的兩大核心技術(shù)就是物聯(lián)網(wǎng)與傳感網(wǎng)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被譽(yù)為信息技術(shù)領(lǐng)域新的革命，采用以

3、標(biāo)簽識(shí)別、無線傳感、無線網(wǎng)絡(luò)傳輸、云計(jì)算等為特征的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立物與物、物與人直接的有機(jī)連接，形成龐大的智慧系統(tǒng)。采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以對智能列車的所有零部件進(jìn)行全生命周期的管理，所有的零部件從出廠到淘汰都可以進(jìn)行檔案追蹤與管理，借助檢修基地的管理數(shù)據(jù)庫，可以實(shí)現(xiàn)零件共享，維修提醒等功能。傳感網(wǎng)技術(shù)解決了復(fù)雜工況下，高速列車運(yùn)行動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)全息化的問題?？梢匀嬲莆崭咚倭熊噷?shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，將包括溫度、應(yīng)力、加速度、電流、電壓在內(nèi)的傳感器信息統(tǒng)一進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，進(jìn)行去噪、去重、加密等預(yù)處理，然后通過網(wǎng)絡(luò)匯聚至列車車載數(shù)

4、據(jù)中心。車載數(shù)據(jù)中心根據(jù)定義的規(guī)則對數(shù)據(jù)進(jìn)行再次的分析。對列車設(shè)備或者路況產(chǎn)生的異常情況進(jìn)行預(yù)警或告警，對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，根據(jù)數(shù)據(jù)的重要性與敏感度，定義數(shù)據(jù)老化策略。對重要和敏感的數(shù)據(jù)進(jìn)行二次表達(dá)，并且進(jìn)行壓縮，將之傳送至地面數(shù)據(jù)中心進(jìn)行處理。地面數(shù)據(jù)中心主要進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，虛擬3D展現(xiàn)等工作。1.2車載物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)8車載物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)主要用于關(guān)鍵器件零部件生命周期管理。通過手持式RFID識(shí)別設(shè)備，采集部件的各種信息（包括生產(chǎn)日期、系統(tǒng)名、部件位置、檢修信息、大修信息等等），通過USB或者通過無線的方式，經(jīng)過車載環(huán)網(wǎng)

5、，將其送入車載數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心對該類數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾，合并等操作以后，轉(zhuǎn)入車載數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲(chǔ)。同時(shí)數(shù)據(jù)中心將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至地面系統(tǒng)，通過公網(wǎng)或者鐵路專用網(wǎng)實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的后臺(tái)整合。車載物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)由如下幾種設(shè)備組合構(gòu)成：抗金屬RFID雙頻電子標(biāo)簽、手持式RFID采集器、物聯(lián)傳感節(jié)點(diǎn)、車載后臺(tái)數(shù)據(jù)中心。RFID雙頻電子標(biāo)簽（Intag系列）由網(wǎng)新集團(tuán)為鐵路系統(tǒng)定制?？晒ぷ饔诮饘侪h(huán)境下，能同時(shí)工作于HF和UHF頻段。其工作的頻率為UHF：920MHz～925MHz，HF：13.56MHz+-7KHz。能達(dá)到IP68的防

6、塵、防水等級，在惡劣的電磁干擾工況下依然具有極佳的讀寫性能。RFID雙頻電子標(biāo)簽可存儲(chǔ)列車零部件的初始化信息（靜態(tài)信息）、檢修信息（動(dòng)態(tài)信息）、大修信息（動(dòng)態(tài)信息）和私有信息（靜態(tài)信息）。8手持式RFID采集器主要由鐵路相關(guān)工作現(xiàn)場人員使用，能適應(yīng)多種惡劣氣候環(huán)境、機(jī)械環(huán)境和電磁環(huán)境。檢修人員可利用該設(shè)備對列車零部件進(jìn)行檢修，檢修的結(jié)果可通過無線和有線網(wǎng)傳至后臺(tái)數(shù)據(jù)中心和地面數(shù)據(jù)中心，從而可以形成完整的列車零部件履歷。借助該類履歷信息而形成的專家系統(tǒng)，可以為列車部件采購、維修、運(yùn)營的智能決策提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支

7、撐。該手持式RFID采集器由網(wǎng)新集團(tuán)為鐵路系統(tǒng)單獨(dú)開發(fā)設(shè)計(jì)，功耗較低，具有極高的防水等級和抗震等級，能滿足各種惡劣工況下的使用。傳感物聯(lián)節(jié)點(diǎn)所構(gòu)成的車載感知環(huán)網(wǎng)是車載物聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)的核心通路。通過前端的無線接口，將收集到的物聯(lián)網(wǎng)信息進(jìn)行去重，過濾異常數(shù)據(jù)，合并等操作。而后采用實(shí)時(shí)或者分時(shí)上報(bào)的策略，將數(shù)據(jù)通過環(huán)網(wǎng)傳至后臺(tái)數(shù)據(jù)中心。同時(shí)，物聯(lián)傳感節(jié)點(diǎn)還可以接入列車TCN總線，例如MVB，ARCNET等。將列車原有的控制信息和狀態(tài)信息進(jìn)行采集后，將數(shù)據(jù)進(jìn)行格式統(tǒng)一化處理，然后將其通過環(huán)網(wǎng)送入后臺(tái)數(shù)據(jù)中心處理。為

8、了保證環(huán)網(wǎng)在發(fā)生故障時(shí)依然可以提供服務(wù)，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)了多重冗余保護(hù)策略，包括主備控制系統(tǒng)保護(hù)、電源冗余保護(hù)、風(fēng)扇冗余保護(hù)以及MRP環(huán)網(wǎng)故障保護(hù)。車載后臺(tái)數(shù)據(jù)中心將接收到的物聯(lián)網(wǎng)信息再次進(jìn)行分析，將具體的部件履歷信息與新增的標(biāo)簽信息進(jìn)行映射關(guān)聯(lián)，提供友好的UI界面表達(dá)及各種用戶友好的客戶搜索條件后，將數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)。由于后臺(tái)數(shù)據(jù)中心需要處理和過濾的數(shù)據(jù)量非常巨大，因此需要提供各種數(shù)據(jù)QOS（qualityof8se