动车组精准打温监控作业终端系统

动车组精准打温监控作业终端系统

郭祥德 路锟 毛魏龙 李金龙

单位全称：中国铁路兰州局集团有限公司兰州车辆段

一、前言

随着数字化工业的变革，铁路客运和服务行业也面临着转型升级和创新的时刻。客运服务创新首先体现在提高服务质量和客户满意度上。通过数字化技术，可以实现更高效、更便捷的客运服务，为广大旅客提供更为舒适的和满意的旅行体验。

兰州动车所银川动车所以数字技术作为创新能力，根据实际作业中的需要，设计并研制动车打温系统，实现动车打温作业的智能监测、智能派工、智能管理和智能统计，一方面充分实现了节能降耗，改变了传统打温作业中人工点温造成的资源浪费；另一方面避免了人工点温存在误差造成的车辆过打温或者漏打温度的情况，解决了动车组寒冷冬季打温作业困难的问题。

二、业务困境

兰州动车所银川动车所车辆运行保障的关键任务之一是动车组打温工作，因其工作性质、内容，成为了动车所冬季防寒工作中的重点工作。但是，经过对近几年打温工作情况分析，打温工作长期面临困境，首先，配属车组多，配属车型多，配属车型复杂，对打温人员有了更高的要求；其次，作业效率低下。由于不能掌握停留车内即时温度，作业人员只能靠经验在可靠时间内上车进行点温，采取现场采集温度的办法进行温度监控，发现需要打温时进行作业；同时，考虑到整体工作安排，有一定比例车组未达到打温温度时就开始作业；作业效果不可控。管理人员通常通过打温人员填报的相关记录来卡控作业质量，不能及时反映对作业不良的情况。

三、动车打温系统设计

（1）整体工作流程设计

根据设计理念和实际工作情况需求，计划使用固定在动车组车体内部的检测终端，在动车组断电情况下进行温度采集，通过检测终端内的信号发射器，以可靠的网络形式为媒介，由集成监控平台作为收集终端，收集温度数据和作业资料。

（2）检测终端设计

根据实际工作检测需求和工作环境要求，对检测终端的设计如下：

高容量、低功耗设计。为了减少终端设备的充电频率，提升检测终端的使用率，采用了8800mA大容量电池。同时，将终端主板元件进行低功率设计，即区分未工作模式和休眠模式，仅在采集并发送温度数据时启用工作模式，其余时间进行休眠。休眠模式功耗仅为工作模式的2%。

耐低温设计。为了满足检测终端冬季的使用需求，检测终端进行耐低温设计。选用工作温度-20℃~ +60℃，检测温度-40℃ ~ +125℃，检测精度±0.3℃的检测元件。

采用GPRS数据传输。使用更加可靠的GSM传输模式，内置GSM天线，芯片支持4种频段，采用物联卡数据传输。内存可存储4320条温度数据。

（3）温度监控系统（平台）设计

温度监控系统（平台）由打温监控人员使用，共分为管理首页、温度监控、基础设置、消息中心、数据下载，共计5个模块。其核心模块为温度监控模块，通过温度监控模块，在车厢温度发生变化时进行声光与报警，亦可以实时观察到各个车组的温度数据。

温度监控模块。温度监控模块是温度监控系统的核心模块，是管理人员人机交互界面的主要观测界面，是发挥温度监控系统观察检测功能的重要反馈平台。在温度监控界面上，直观地可以看到每一个温度检测终端的温度情况。根据安装温度检测终端时预设好的对应车号，就可以监控到车组当前的温度情况。支持颜色标志预设。当前预设的颜色标志是：绿色表示温度正常，不需要进行打温作业；黄色表示温度达到预警温度，应安排打温人员进行作业；红色表示温度达到报警温度，应立即安排人员上车打温，否则有冻车危险；灰色表示监测终端有故障或电量不足，不能继续进行监控，需立即安排人员进行维修，如来不及进行维修，该车组应按无温度监控系统的动车组打温要求进行管理。同时，。可由作业人员根据作业标准或相关文件的要求进行预报警温度，当前设置的预警温度为≤10℃，报警温度为≤5℃。

基础设置模块。基础设置模块主要是对监控系统的基础信息进行设置和管理。主要包括系统设置、人员管理、分组管理等界面。系统设置界面可以对系统进行基本的功能性设置。主要包括：语言、时区。用于消息中心、报警等功能语言模板；存储间隔设置，系统保存数据的间隔。时间类型设置。查询数据索引条件，默认使用服务器时间进行查询，然后以 RTC 时间对数据进行排序。温度单位设置，支持华氏度、摄氏度切换设置。

数据下载模块。主要是对搜集到的温度信息进行初步的汇总分析，给该车组的温度情况进行一个评价。管理人员可通过温度曲线，结合车组具体的供断电情况，综合判断车组的抗寒性能、空调性能。生成温度曲线的同时，还可以进行电池电量曲线的生成，方便作业人员及时进行更换。

打温作业APP设计。打温作业APP是为了方便打温作业人员，实现作业派工、作业记录好和资料上传。通过手持终端进行登录，创建任务即可进行打温作业。作业人员进行作业时，使用作业终端的打温作业APP记录打温作业过程，回到车间后，通过数据线将打温作业情况上传至服务器电脑。管理人员可对打温作业人员的作业情况进行查看和管理。

五、系统核心价值

（1）定性价值

实现打温作业智能监控。通过该系统可替代传统巡视盯控测温环节，监管人员只需在监控室监控，当系统显示车辆温度低于报警值后，指派相关人员到车上升弓打温，从而大大缩减当前打温人员规模。系统采用专业温度传感器，每10分钟测量1次温度，较现行每1-2小时测温1次，大大缩短测温间隔，提高打温效率；传感器安装位置统一，从而避免人为打温因每次打温点不统一而造成的测量误差以及人为误读等情况的发生，大大提高了列车打温的安全性。

实现打温作业智能派工。系统记录全部车辆温度实时数据，根据数据对是否需要升弓作业进行决策及预测；针对升弓作业，实现智能派工，向指定人员发出派工任务，并发送至手持终端。同时，针对打温工作人员工作效率及处理时间情况，可通过系统记录进行分析、比对，为打温人员考核、追责等提供依据，进一步规范打温人员的管理与考评。

实现打温作业智能管理。系统采用设备为低功耗设备，采用电池供电，电池正常情况可支持整个冬季无需更换。所有设备具有自检功能，可对电量、信号强度、故障等状态实现监控与回传，系统对相关设备故障进行预判及报警，便于管理人员实时掌握设备状态。

实现打温作业智能统计。系统将设备测量结果全部存储到数据库，管理人员可实时通过系统管理端人机交互界面通过车号、时间等关键字对实时数据及历史数据进行查询；系统可记录监控人员信息、打温人员、打温车辆信息，自动生成、导出打温工作情况统计报表。统计报表可显示相关时段所有列车温度情况，监控人员信息、打温车辆信息、升弓人员情况、列车温度回升情况等，从而实现台账履历的电子化管理。

（2）定量价值

而根据目前实际情况核算，我车间现工作人员为45人（三班倒），同比去年减少30.77%，与此同时在人均工作量上未发生变化。通过系统使用和分析，将每日96列动车组中不符合作业条件（未达到5℃以下），不予安排打温作业，从而实际只需完成66列动车组的工作量即可，在工作总量上减少31.25％。

（3）系统创新点

温度监测自动化程度创新。动车打温系统实现了通过现有数据对配属动车组冬季车厢温度进行实时监控。这是该系统的一项基本功能，从温度检测终端到温度检测平台，采用点对点的方式进行了温度数据的准确传输。同时，检测平台具备预报警功能，有效的降低了人工上动车组点温造成的人员成本浪费，和无效打温时间造成的电能浪费。

温度监测数据精准性创新。通过长时间对动车组温度数据的收集，和对温度曲线的分析，可以对某车型的动车组温度下降情况进行预估，从而在没有检测系统的情况下，也能够在保证安全不冻车的前提下，为充分优化打温作业提供数据支持。