基于LKJ的铁路内网的检测诊断系统及诊断方法与流程

本发明涉及基于LKJ的铁路内网的检测诊断系统及诊断方法，属于诊断装置及方法技术领域。

背景技术：

列车运行监控装置(简称LKJ)是列车运行控制系统体系的组成部分，是用于防止列车冒进信号、运行超速事故和辅助机车司机(含动车组司机)提高操纵能力的重要行车设备。LKJ是机车、动车组的组成部分。

由于LKJ采用车载数据存储的方式，因地面线路施工、线路限速调整等引起的LKJ数据变化，不可避免地增加了LKJ车载设备数据换装工作量和安全隐患，另一方面，伴随着铁路运输体制改革，长交路和单司机值乘方式的变化，给LKJ系统管理带来了新课题。目前，LKJ系统实行以车载设备配属单位为主的管理方式，兼顾机车实际运用情况，实行LKJ设备跨局、跨段检测维修，数据跨局、跨段异地委托换装作业方式。

以前LKJ的出入库检测作业标准化的执行完全依赖作业者的自觉性和管理人员的事后监督，无法实现LKJ设备运行质量的智能诊断、检修检测作业标准的实时分析，存在漏检漏修的问题，不能用技术手段实现检测作业过程控制由“人控”向“机控”的转变，也不能从根本上保证设备出入库质量。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有基于“人控”LKJ检测诊断存在的上述缺陷，提出了一种基于LKJ的铁路内网的检测诊断系统，系统通过LKJ运行文件的检索分析，能实时报警显示设备各类质量隐患信息，及时指导检测人员及时进行检查处理，提高了检测作业效率，解决因分析不及时导致的设备质量问题；系统通过CDMA网络向地面服务器发送版本信息，采用诊断仪预置LKJ数据换装计划方式，实现了手持诊断仪和地面服务器的LKJ数据版本冗余诊断功能，确保了LKJ版本准确率。

本发明是采用以下的技术方案实现的：一种基于LKJ的铁路内网的检测诊断系统，包括地面操作端和客户端，其中，地面操作端包括CDMA模块、服务器、防火墙、电务段铁路内网、车载车间铁路内网，服务器包括通信服务器和SQLSEVER数据库；客户端包括LKJ便携式诊断仪，LKJ便携式诊断仪集成有机车LKJ参数版本管理模块、换装计划管理模块、LKJ版本查询模块、综合查询模块、检测参数设置模块、短信管理模块；LKJ便携式诊断仪的信号通过CDMA模块传递到通信服务器，通信服务器通过SQLSEVER数据库对比后将信号经由防火墙传递给电务段铁路内网或者车载车间铁路内网。

进一步地，电务段铁路内网包括信息技术科、安全科和调度科，信息技术科、安全科和调度科均负责实时跟踪及查询LKJ换装情况；车载车间铁路内网包括车载车间和至少一个班组，车载车间负责换装计划下达、计划实时跟踪及查询，班组负责检修计划执行。

进一步地，通信服务器与至少一台LKJ便携式诊断仪相连。

进一步地，LKJ便携式诊断仪采用Windows CE操作系统，地面操作端采用Windows操作系统，SQLSEVER数据库采用SQLserver2000结构，CDMA模块采用华为EM200。

进一步地，通信服务器由CDMA通信模块、电源模块、通信电平转换电路、RS232串口组成。

进一步地，LKJ便携式诊断仪采用具有ARM920T内核的ARM9微处理器，主频400MHz；系统嵌入微软Windows CE操作系统，内置SD卡扩充存储容量，具备USB和RS232通信端口，系统采用纯文本短信方式传送LKJ版本信息。

一种检测诊断系统的诊断方法，包括如下步骤：

步骤一：系统检测诊断：

第一步：初始化串口：LKJ便携式诊断仪通过串口下载设置参数和版本，程序采用自定义算法，合成诊断索引形成数据表；

第二步：读取LKJ数据版本和检测数据：从LKJ串口接收记录数据时，通过自定义专家逻辑模块，运用多线程并行运算；

第三步：实时进行数据处理；

第四步：与诊断标准逻辑比较：对获取的当前机车型号、监控数据版本，主备轴轮径、紧急、常用制动试验、机车信号测试检测数据进行逻辑比对，即时报警显示不合格作业项目，实现检测作业对标评定；

步骤二：LKJ运行质量分析：

第一步：初始化串口；

第二步：读取LKJ运行记录数据；

第三步：实时进行数据处理；

第四步：数据分析：按照铁路总公司《LKJ检修规程》确定的质量分析标准，设定分析项点，通过自定义算法编辑专家逻辑模块，通过对LKJ记录数据的检索分析，即时报警显示设备故障信息，实现LKJ设备质量诊断功能；

步骤三：LKJ数据换装验证：

第一步：读取机车基本信息和监控版本信息：LKJ便携式诊断仪从地面服务器下载LKJ数据换装计划、换装机车号和LKJ数据版本及基本参数；

第二步：换装计划中是否存在；

第三步：读取的信息同LKJ便携式诊断仪中的信息对比：系统在地面服务器端安装通信服务器，实现文本短信接发功能；

第四步：读取的信息同地面服务器中信息对比；

第五步：两次对比结果是否一致：当LKJ便携式诊断仪和地面服务器双验证通过后，LKJ便携式诊断仪、地面服务器记录换装信息一致，标志LKJ数据换装成功。

进一步地，步骤二中第四步数据分析的分析项点包括主备轴轮径、关机判断、单机运行判断、速度通道故障、A/B机切换、工况异常、信号灭灯、硬件复位和过机校正异常。

进一步地，步骤三中第五步中的换装信息包括机车型号、日期、时间、换装作业人员。

进一步地，系统设置了人工确认功能：考虑到通信网络可能存在的短信阻塞、通信异常问题，当因网络原因，地面服务器收不到LKJ便携式诊断仪传送的LKJ版本信息时，系统采用LKJ便携式诊断仪验证和人工确认的双验证方式，保证LKJ版本准确。

本发明的有益效果是：

(1)本发明所述的基于LKJ的铁路内网的检测诊断系统，便携式诊断仪内置诊断索引数据表，通过对LKJ检测作业记录数据的分析、比对，实现LKJ系统检测作业对标的现场评定；同时具备LKJ文件转储和校时功能；

(2)本发明所述的基于LKJ的铁路内网的检测诊断系统，便携式诊断仪获取地面系统设定的质量分析标准和诊断逻辑，通过对LKJ运行记录数据的分析、比对，实现设备质量信息的即时分析和故障报警显示；

(3)本发明所述的基于LKJ的铁路内网的检测诊断系统，便携式诊断仪可载入LKJ数据换装计划，实现现场LKJ车载设备数据版本与换装计划兑现情况的验证；

(4)本发明所述的基于LKJ的铁路内网的检测诊断系统，便携式诊断仪采用ARM9系统平台、WINCE嵌入式操作系统、MVC系统结构和独立的双时钟结构，系统设计合理；通过自定义算法合成诊断索引数据表，运用多线程并行运算，提高了系统的实时性；

(5)本发明所述的基于LKJ的铁路内网的检测诊断系统，地面系统具有网络应用条件，应用软件功能设置合理，扩展性强。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是通信服务器的电气连接图。

图3是本发明的系统检测诊断流程示意图。

图4是LKJ运行质量分析流程示意图。

图5是LKJ数据换装诊断流程示意图。

图中：1LKJ便携式诊断仪；2CDMA模块；3地面服务器；4通信服务器；5SQLSEVER数据库；6防火墙；7电务段铁路内网；8车载车间铁路内网；9信息技术科；10安全科；11调度科；12车载车间；13班组。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明所述的一种基于LKJ的铁路内网的检测诊断系统，包括地面操作端和客户端，其中，地面操作端包括CDMA模块2、服务器3、防火墙6、电务段铁路内网7、车载车间铁路内网8，地面服务器3包括通信服务器4和SQLSEVER数据库5；客户端包括LKJ便携式诊断仪1，LKJ便携式诊断仪1集成有机车LKJ参数版本管理模块、换装计划管理模块、LKJ版本查询模块、综合查询模块、检测参数设置模块、短信管理模块；LKJ便携式诊断仪1的信号通过CDMA模块2传递到通信服务器4，通信服务器4通过SQLSEVER数据库5对比后将信号经由防火墙6传递给电务段铁路内网7或者车载车间铁路内网8。

电务段铁路内网7包括信息技术科9、安全科10和调度科11，信息技术科9、安全科10和调度科11均负责实时跟踪及查询LKJ换装情况；车载车间铁路内网8包括车载车间12和至少一个班组13，车载车间12负责换装计划下达、计划实时跟踪及查询，班组13负责检修计划执行。通信服务器4与至少一台LKJ便携式诊断仪1相连。LKJ便携式诊断仪1采用Windows CE操作系统，地面操作端采用Windows操作系统，SQLSEVER数据库5采用SQLserver2000结构，CDMA模块2采用华为EM200。通信服务器4由CDMA通信模块、电源模块、通信电平转换电路、RS232串口组成。LKJ便携式诊断仪1采用具有ARM920T内核的ARM9微处理器，主频400MHz；系统嵌入微软Windows CE操作系统，内置SD卡扩充存储容量，具备USB和RS232通信端口，系统采用纯文本短信方式传送LKJ版本信息。

如图3至图5所示，基于LKJ的铁路内网的检测诊断系统通过对LKJ检测记录文件的实时分析，实现检测作业对标评定；具备LKJ运行记录数据的智能分析功能，实现LKJ设备质量诊断，对各类质量隐患信息进行报警显示和地面回传功能；采用便携式诊断仪下载LKJ数据换装计划的方式，实现诊断仪和地面服务器3LKJ版本双重冗余验证功能；具备LKJ文件转储和校时功能。

按照铁路总公司《LKJ检修规程》确定的检测作业内容和技术标准，结合机车信号设备入库检测作业项点，开发检测作业标准诊断分析程序。诊断系统地面软件设置车载设备参数信息，经通信串口上传LKJ便携式诊断仪1，通过连接LKJ监控记录插件转储接口，实现检测作业的实时分析，对不合格作业项目进行报警显示。系统可以设定LKJ时钟允许误差范围、轮径值允许误差、常用制动减压量、紧急排风时间各项量化标准，也可以选择设定检测文件标志、检测作业项目，实现检测作业过程控制和执标情况的精细分析，提高检测作业质量。

按照铁路总公司《LKJ检修规程》确定的LKJ运行记录数据基本质量分析标准，开发LKJ运行质量分析诊断程序，经诊断仪串口高速接收LKJ记录文件，实现LKJ运行文件的检索分析，对各类质量隐患信息实时进行报警显示，指导检测作业人员及时进行检查处理，提高了检测作业效率，解决因分析不及时导致的设备质量问题，提高了检测作业质量。系统可以设定机车LKJ基本参数信息，解决因车型不同、设备安装差异引起的分析不准问题，提高了诊断分析准确度。

系统对LKJ数据换装验证采用诊断仪验证和地面服务器3比对确认的双验证方式。诊断仪从地面服务器3下载LKJ数据换装计划、换装机车号和LKJ数据版本及基本参数；系统在地面服务器3端安装通信服务器4，实现文本短信接发功能。

LKJ数据换装时，诊断仪连接LKJ转储口下载LKJ版本及基本参数信息，与预先载入的LKJ换装版本进行验证，同时诊断仪采用纯文本短信方式向地面服务器3传送LKJ版本信息，实现诊断仪和地面服务器3同步验证LKJ版本功能，提高了LKJ数据版本验证可靠性。当诊断仪和地面服务器3二次验证通过后，诊断仪、地面服务器3记录换装信息，标志LKJ数据换装成功。换装信息包括机车型号、日期、时间、换装作业人员。

考虑到通信网络可能存在的短信阻塞、通信异常问题，系统设置了人工确认功能。当因网络原因，地面服务器3收不到诊断仪传送的LKJ版本信息时，系统采用诊断仪验证和人工确认的双验证方式，保证LKJ版本准确。

系统地面软件编制LKJ数据换装施工计划，诊断仪联机后经高速串口下载换装计划。数据换装时，系统即时验证，新旧版本做到无缝链接，解决错换、漏换问题，确保LKJ数据换装正确性。施工计划包括软件厂家、换装版本号、机车号、换装作业时间、数据版本启用时间。

系统采用双时钟结构，诊断仪系统时钟可接受地面GPS标准时间系统授时，另一路为独立时钟电路，提供标准时间供校时确认。诊断仪连接LKJ转储口，具备人工校时功能，也可按用户要求设置自动校时方式。

诊断仪具备LKJ转储器功能，同时具备机号数据、录音文件经U盘或CF卡的转存功能。

基于LKJ的铁路内网的检测诊断系统主要由LKJ便携式诊断仪1和通信服务器4、诊断系统服务器软件和客户端软件组成。便携式诊断仪采用Windows CE操作系统，地面系统采用Windows操作系统，系统数据库采用SQLserver2000结构。

LKJ便携式诊断仪1采用具有ARM920T内核的ARM9微处理器，主频400MHz。系统嵌入微软Windows CE操作系统，内置SD卡扩充存储容量，具备USB和RS232通信端口，系统采用纯文本短信方式传送LKJ版本信息。诊断仪采用锂电池供电方式，具备串口同步充电功能。

通信服务器4组成：通信服务器4由CDMA通信模块、电源模块、通信电平转换电路、RS232串口组成。如图2所示，CDMA模块2采用EM200模块电路。

车载诊断系统软件分为诊断仪控制软件和地面操作软件两部分。

通信服务器4由通信模块、电源模块、通信电平转换电路、RS232串口组成。通信模块选用华为EM200，性能稳定，数据接发可靠，符合工业级应用要求。通信服务器4采用RS232串口技术，方便与服务器3的通信连接，内置高可靠性模块电源，适应长期不间断工作。

具体地，一种所述的基于LKJ的铁路内网的检测诊断系统的诊断方法，包括如下步骤：

步骤一：系统检测诊断：

第一步：初始化串口：诊断仪通过串口下载设置参数和版本，程序采用自定义算法，合成诊断索引形成数据表；

第二步：读取LKJ数据版本和检测数据：从LKJ串口接收记录数据时，通过自定义专家逻辑模块，运用多线程并行运算；

第三步：实时进行数据处理；

第四步：与诊断标准逻辑比较：对获取的当前机车型号、监控数据版本，主备轴轮径、紧急、常用制动试验、机车信号测试检测数据进行逻辑比对，即时报警显示不合格作业项目，实现检测作业对标评定；

步骤二：LKJ运行质量分析：

第一步：初始化串口；

第二步：读取LKJ运行记录数据；

第三步：实时进行数据处理；

第四步：数据分析：按照铁路总公司《LKJ检修规程》确定的质量分析标准，设定分析项点，通过自定义算法编辑专家逻辑模块，通过对LKJ记录数据的检索分析，即时报警显示设备故障信息，实现LKJ设备质量诊断功能；

步骤三：LKJ数据换装验证：

第一步：读取机车基本信息和监控版本信息：诊断仪从地面服务器3下载LKJ数据换装计划、换装机车号和LKJ数据版本及基本参数；

第二步：换装计划中是否存在；

第三步：读取的信息同诊断仪中的信息对比：系统在地面服务器3端安装通信服务器4，实现文本短信接发功能；

第四步：读取的信息同地面服务器3中信息对比；

第五步：两次对比结果是否一致：当LKJ便携式诊断仪1和地面服务器3双验证通过后，诊断仪、地面服务器3记录换装信息一致，标志LKJ数据换装成功。

步骤二中第四步数据分析的分析项点包括主备轴轮径、关机判断、单机运行判断、速度通道故障、A/B机切换、工况异常、信号灭灯、硬件复位和过机校正异常。

记录换装信息包括机车型号、日期、时间、换装作业人员。

系统设置了人工确认功能：考虑到通信网络可能存在的短信阻塞、通信异常问题，当因网络原因，地面服务器3收不到诊断仪传送的LKJ版本信息时，系统采用诊断仪验证和人工确认的双验证方式，保证LKJ版本准确。

当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。