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HXD2型机车数据采集及远传系统软件设计
| 论文题名： | HXD2型机车数据采集及远传系统软件设计 |
| 关键词： | HXD2型机车;数据采集;远传系统;软件设计;MVB总线 |
| 摘要： | 随着无线网络传输技术及信息化技术的发展，机车状态监测及机车检修信息化的需求也不断增加。借助信息化手段可保障机车运行安全、提高机车检修效率。 现有机车的运行信息只记录并存储在各车载设备中，这些信息不能实时传输到地面指挥中心，当机车运行中出现故障时，指挥中心人员只能依据司乘人员的描述及经验给出故障解决方案。由于无法直观看到机车实时信息，因而不能提供更好的技术支持。司乘人员常通过隔离设备或启动复位按钮操作以消除故障，以保证机车能正常行驶回机务段。待机车入段后，由地面检修人员通过U盘或以太网接口方式下载数据并对故障进行分析及处理，这种事后分析的方法已不能满足指挥中心高效性及检修信息化的要求。 针对机车目前存在的以上问题，本文给出了由数据采集、数据远程传输及地面数据应用三部分组成的 HXD2型机车车载数据采集及故障智能诊断系统的设计方案，并重点介绍车载端数据采集及传输的方案设计。 车载数据采集通过车载终端设备采集数据，选用低功耗的ARM处理器及Linux多任务嵌入式操作系统。在保证机车安全运行的前提下，由多功能车辆总线（MVB总线）采集卡实时采集并封装机车监控系统（TCMS）总线数据，采用单进程多线程的方式完成数据处理操作。依据需求不同，采集的数据可以分为机车运用信息（如机车网压、原边电流、受电弓状态以及司乘人员通过扳键开关等发出的各种操作指令）和机车故障信息（如通信故障，过压故障等）。为了提高机车故障定位水平，文中增加了关键点数据预警信息传输及故障点播功能。关键点数据预警通过实时监测设备关键数据信息，当数据出现异常时，能第一时间监测到这些异常信息，从而在故障产生之前发出数据预警警告。故障点播功能实现了在接收到地面端发出故障点播请求后，发送故障相关的环境变量信息的功能。地面工作人员通过环境变量信息可以实时了解到故障发生前后相关变量有哪些异常，从而为故障在线定位及诊断提供数据支持。 数据远程传输采用socket套接字实现TCP或UDP远程传输数据。针对机车运用信息数据量较大且存在重复数据的问题，文中借鉴大数据存储中的重删消冗技术(将传输的数据分成不同的数据块，并通过MD5算法计算数据的特征值，从而判断数据是否冗余)，避免冗余数据的重复发送，减少地面端的数据处理工作量、降低数据传输成本。 本文所设计的系统已在迎水桥机务段装车试运行，并在中车大连机车研究所建立地面数据应用系统，系统运行状态良好。 |
| 作者： | 曲长萍 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 刘全利 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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