基于传感器的铁路货车检修信息管理系统

基于传感器的铁路货车检修信息管理系统

张波

内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司 内蒙古 呼和浩特 010200

摘要：铁路货车的检修工作为铁路运输质量提供保障，促进铁路事业稳定发展。当前铁路货车检修中存在着诸多问题，不仅会影响到铁路货车的运用质量，还会产生一定的安全隐患。在信息时代，计算机技术和信息技术在各行各业中普遍应用。铁路系统中车辆信息管理系统的出现就是信息技术发展的重要产物，其在货车检修运用管理工作中发挥着重要的作用。为适应铁路现代化建设进程，满足铁路货车检修装备需求，铁路公司需要对车间进行升级改造。铁路货车检修信息管理系统可以保障和提高检修质量及效率，降低人为因素对检修质量的影响。传感器动态地感知并提供系统所需的各种原始信息，可以实时对信息进行连续、快速、精确的判断处理，为此设计基于传感器的铁路货车检修信息管理系统，有效管理检修信息。

关键词：铁路；货车检修；信息管理系统

随着我国整体经济建设的飞速发展，各行业领域对铁路运输的需求都在不断增多，铁路交通运输负荷加大，不仅要从全盘角度进行战略性调整，还要从铁路运输中货车检修运用质量入手。铁路货车是铁路运输的重要载体，针对其制定科学合理的检修计划，能够在一定程度上提升货车的运行状态与使用寿命。车辆信息管理系统是以信息化技术为依据，在铁路各货车车辆段进行应用，从而实现铁路货车生产、经营、管理信息化。通过将其在货车检修运用管理中进行应用，有利于提高车辆段货车检修的管理水平和生产效率。在实际车辆信息管理系统应用过程中，还存在一些问题，这对铁路货车技术管理的建设工作带来了较大的阻碍， 因此需要采取有效的处理措施，进一步完善车辆信息管理系统。

一、铁路货车检修的内容

铁路货车在检修中主要围绕厂修、段修、临修以及正在试运行的状态修等方面开展，具体如下：（1）厂修指的是货车进入车间后会进行全方位的检修，并且针对部分应用技术进行升级优化，根据实际应用需求进行调整，从而保证铁路货车的运行状态与应用质量时刻处于最佳；（2） 段修指的是针对铁路货车制定阶段性的维修检测任务，在具体工作中不需要针对铁路货车进行全盘检修，只需要对重点区域进行检查，例如易损坏与易磨损区域，需要及时进行零部件更换与修理，从而排除各类安全隐患问题；（3） 临修指的是针对铁路货车的辅助设备进行修理，例如制动装置、缓冲装置以及轴承装置等，虽然部分设备不是铁路货车的范畴内，但是会对铁路货车的运用质量造成直接影响，因此进行临修也等同于针对铁路货车进行直接修理。此外，轮轴作为铁路货车的重要走形部分，针对其进行轴检也是十分重要的。一方面要对轴承的使用效果与磨损程度进行检测，时刻保证其处于正常运行状态中，另一方面要将轴检合理融入到段修环节。轴检通常可以分为两种情况，轮对检修与轴承检修，二者的共同目的都是对铁路货车的轮对进行检修，进而及时排除各类故障问题，保证货车的运行状态。

二、铁路货车检修中的常见问题

1、部位检修质量有待提升。在铁路货车的检修过程中，存在主要部位检修不彻底的情况，虽然在整体检修时能够对各项参数与技术指标进行检测，但是由于铁路货车的构造复杂，在应用过程中会重点针对某几个区域造成严重磨损，例如基础制动装置、轮对、车钩等，如果未能发现特定区域的隐患故障，将会直接影响到铁路货车的行车安全。此外，在铁路货车的检修过程中，部分需要专业的焊修工具进行检修，并且对检修人员的技术水平有一定的要求，如果存在技术或者设备不到位，便会造成一定的安全隐患。

2、轮轴技术工艺有待创新。铁路货车轴承与轮轴是主要的承力部分，货车在长时间运行下会产生踏面磨损与踏面裂纹等情况，这时需要针对各类故障问题进行分析，并且总结出不同部位故障问题的形成原因，这样才能在检修与保养环节制定相应的防治策略。此外，由于踏面裂缝的诱因较多，例如不正当维护与制造工艺不达标等，这些都会加剧后期使用中的负荷程度。因此，只有针对轴检技术工艺进行革新，对货车的使用进行科学调度，这样才能为铁路货车的安全性提供一定的保障。

三、基于传感器的铁路货车检修信息管理系统

利用传感器采集铁路货车检修过程中的相关信息，选择具备动态性与开放性等特点的网络接口，实现系统信息的实时交互，铁路货车检修信息管理系统：(1) 信息采集层包含传感器、Zigbee模块、传感器信息融合中心与网关四部分，传感器采集铁路货车检修相关信息；利用SPI接口连接Zigbee盲节点与电子标签，通过协调器解调与解码采集信息，并传输至Zigbee参考节点协调器；传感器信息融合中心利用小波神经网络融合铁路货车检修信息；网关具备提供通信接口的作用，用于实现底层信息发送与应用层指令接收；(2) 网络层是管理网络管理，实现检修信息分组传输，为管理系统提供高效、可靠、经济的服务。

1、采集铁路货车检修信息的传感器。利用多个传感器采集铁路货车检修信息，传感器采集并存储铁路货车检修过程中的温度与压力等相关信息；读写器的作用是读取电子标签内的信息，通过中间件将读取的信息经由控制器传输至数据库内，有效存储采集的铁路货车检修相关信息。

2、铁路货车检修信息的多传感器信息融合。利用小波神经网络融合传感器采集的铁路货车检修信息。传感器i与j采集的铁路货车检修信息xi和xj间差值的绝对值是绝对距离 =|xi-xj|，两者的融合程度zu为：式中，wu是xi和xj的融合权重。铁路货车检修信息步骤为：(1)通过小波技术分层处理多个传感器采集的铁路货车检修信息，去除铁路货车检修信息内部噪声，获取每层的低频系数与高频系数；(2)阈值处理高频系数，通过小波神经网络优化低频系数，得到优化后的低频系数；(3)通过高频系数重构优化后的低频系数；(4)求解每段时间铁路货车检修信息的 C 与 u，利用 C 与 u 按照式(5)求解传感器的可信度，依据可信度，融合多个传感器采集的铁路货车检修信息，获取最终的融合结果。

3、铁路货车检修工序信息。铁路货车中车钩缓冲装置至关重要，直接影响铁路货车运行安全，因此，需要对其进行检修，车钩缓冲装置检修工序的功能为：(1)架车计划通过共享方式获取驾车计划，共享当日架车车型、车号、股道、台位等信息；(2)钩缓收入根据架车信息核实和HMIS车辆履历信息接口，自动下载钩缓装置详细信息，完善钩缓装置信息；(3)钩缓分解指在成套钩缓装置分解机工位对钩缓装置进行分解，利用移动设备对电子标签进行扫描识别，进行信息核对，分解这些部件并送至配件检修车间进行检修；(4)缓冲器检修通过缓冲器上的电子标签进行信息核对及共享，通过手持机扫描电子标签，对检查信息进行录入，信息管理系统根据外观检查录入信息结合缓冲器基本信息，自动判定报废信息，供检查者确认，确认组装工序。(5)设备管理利用设备台帐维护设备基本信息，采用点检项维护实现设备点检内容等信息维护，自动生成设备点检记录卡，根据设备点检情况，自动生成设备点检、运转记录卡。

综上所述，通过对铁路货车检修进行分析，能够发现虽然我国货运交通行业的发展速度较快，然而在配套的检修规范与技术工艺等方面却存在一些问题，不利于铁路运输行业的稳定发展。因此信息管理对于铁路货车高效检修与安全运行具有重要意义，为此设计基于传感器的铁路货车检修信息管理系统。

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