摘要:基于多功能车辆总线的动车组自动化调试系统的核心技术是数据的采集技术与调试自动化执行方式,它是基于MVB数据车上状态在调试流程自动执行与结果解析的方法,是要解决的目前在调试过程中的车上状态数据采集问题,突破现有人工调试的效率瓶颈,并能够提供调试流程的自动化执行所需要的数据基础,完成按照调试工艺流程的自动化执行。
关键词:多功能车辆总线;自动化调试系统;数据交换
1引言
在动车组的生产、调试过程中,为了保证车辆的质量和各个分系统技术状态的完好性,需要对车辆进行深入地调试与分析,在常规的调试过程中,由于车辆自身数据接口的限制,难以实现调试数据的自动化采集,随着车内信息采集技术的发展,当前的车辆已经具有一定的数据采集功能,尤其是在中国标准动车组中,其MVB网络中采集并存储了大量的车辆状态、故障等信息,数据接口的不断完善,促进了车辆调试工艺的改进,为了提高调试过程的质量与效率,需要充分利用车辆数据接口,实现数据采集、分析、流程执行等过程的自动化。
2基于多功能车辆总线的动车组自动化调试系统的设计
2.1总体设计
基于多功能车辆总线的动车组自动化调试系统是针对车辆进行调试的综合调试信息管理系统,系统采用调试管理平台、现场操作试验台、分布式数据采集设备三级结构实现,管理平台主要实现系统中所有数据的存储与管理,实现调试任务的管理与维护。当调试任务开始后,综合调试系统作为现场端的数据管理中心和状态监视中心,实时接收现场调试的各种数据进行显示,同时监控整车的调试状态,并及时根据需求的变化调整调试任务。现场操作端为调试工人提供调试任务下载、查看、记录与反馈的操作环境,通过MVB采集设备对车上状态信息与故障信息配合对操作流程进行校验,支持按照操作提示完成相应步骤完成调试和自动执行调试流程进行调试,同时现场端调试人员采用便携式移动终端的方式进行质检记录与故障信息的提交。
2.2模块设计
基于多功能车辆总线的动车组自动化调试系统主要包括任务执行模块、车上状态监控模块、流程控制与分析模块。任务执行模块主要进行调试任务的规划与制定,并根据实际的业务要求进行管理,车上状态监控模块主要实现车内MVB网络数据的实时采集,并根据对应的规则进行数据提取与分析,流程控制模块主要依据调试流程的逻辑关系进行设备的调用与控制,并实现对应数据的传输。本系统在设计过程中需要实现车内多个分系统中不同类型数据的实时采集与分析,由于数据类型、数据协议种类很多,且需要实现数据与调试流程的关联与实时交互,所以在系统设计过程中,需要针对数据与流程的关系,制定标准化的数据分析规则,并实现规则的定制与扩展,便于系统的扩展应用。
3系统应用分析
通过系统的测试与应用,通过MVB网络解析设备,可以进行车内复杂数据的提取与分析,并结合调试业务流程数据,实现调试过程中的数据采集、分析与存储等过程的自动化,提高整体调试效率。
针对MVB采集的数据,需要把车上所有系统的状态特征信息按照车型、列号、车厢号、系统信息、故障信息、项目号地特征值提取出来,根据相关通信协议对数据进行解析,把相关的数据转化成调试结果需要的数据格式,再存储到数据库中或者写到XMI文件中进行存储,此时与综合调试系统下发的调试任务中的调试要领书特征值进行比对,通过匹配找到能够对应的调试要领书与车上状态数据或故障信息,然后调试状态数据会通过与数字化调试要领书中的调试结果正则表达式进行匹配,最后进行调试结果的自动填充,填充结束后,调试结果自动上传的数据库中并在综合调试系统中生成报表数据,完成调试后,车上状态数据会对下一个调试要领书的特征值进行校验,完成调试的自动化执行。
系统应结合试验设备实际情况和调试现场实际需求,制订适合标准统一的数据通信协议和调试终端数据解析协议,标准的数据通信协议原则上应分为两级,第一级是针对数据帧的组织方式制定的数据协议,主要包括数据组帧算法、数据组织方式等,保证每台试验设备发送的数据都可以按照统一的方式进行提取。第二级是结合业务需求,将解析后的数据进行进一步处理,采用不同的帧头来进行标识,每一类帧都具有其对应的解析方式,通过对数据帧的解包,获取其发送数据的真实意义。具体过程如下:需要选择某一工艺流程,按照操作提示完成相应步骤,一个工艺流程结束后,可将试验数据通过无线网发送给手持终端和综合调试系统,通过解析后的车上状态信息与故障信息,会根据调试要领书中的项目信息、操作步骤信息、确认信息进行特征值的匹配,然后在进行调试结果的验证,每一个调试结果(正则表达式)都会对应唯一的车上数据,在车上状态数据完全与特征值进行校验后,车上状态数据与调试结果数据进行自动匹配与结果的录入。接着开始下一个工艺流程,直到试验结束。完成调试任务,这种自动化的调试方式大大提高了调试效率与质量。
通过解析后的车上状态信息与故障信息,经过数据判读后,以图形或者列表的形式显示在界面上,给现场操作负责人提供决策依据。MVB数据会通过采集卡进行数据的采集,不同的系统信息对应的端口号是唯一确定的,再对数据进行解密,由于数据中包含多种类型的数据,我们需要先把多种类型的数据进行数据解析,按照位偏置和字偏置地顺序,对每一位进行单独的解析,根据需要展现的数据分别针对十六进制数、八进制数、十进制数、ASCII码等数值进行解析。
在不同的平台和环境下组织对应的数据,通过标准化可扩展的数据分析协议的研究,本方法可以地提高调试过程中数据采集、分析、判定的效率,大大减少因操作问题而造成的主观性质量问题。有效地实现了工艺流程的自动化,设备采集的智能化水平。通过数据的解析与调试流程的自动执行。在综合调试系统中设计了基于MVB数据车上状态的任务执行功能模块和车上状态监控功能模块。所有的调试任务和要求都进行了标准转化,在综合调试系统下,可以将设备需要进行测量的任务进行提取和下发,综合调试系统实时通过接收的MVB车上状态数据获取测试的车辆信息特征值,并根据特征值要求启动相关的调试工艺流程,将测量完毕的数据与调试任务和要领书进行自动关联存储,并按照标准的数据通信协议将数据进行发送与接收。完成与调试设备的控制指令匹配的信号采集、处理、传输和输出控制,为后续生产信息化水平提供了充分的技术基础。
4总结
在动车组调试过程中,需要实时获取车辆状态数据,但由于车内系统接口的不完善,导致车辆状态数据获取困难,难以有效地辅助调试工作,为了使调试过程中车辆数据可以得到实时的采集与分析,并结合数据采集流程制定自动化调试流程,基于多功能车辆总线的自动化调试系统可以在实现调试流程标准化的前提下,实现系统与总线数据环路的实时交互,并在调试流程自动执行的过程中,实时获取并分析车辆状态。具有广泛应用的实用价值。
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