列控设备动态监测系统dms毕业论文(编辑修改稿)

列控设备动态监测系统dms毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

动态监测系统及动车组司机操控信息分析系统同时具备五种 车型动车组司机操控信息的解析功能 ， 融合五种司机操控信息数据解析协议。 司机操控信息包括制动信息、控制手柄位置信息、方向手柄位置信息和司机对 DMI 的操作记录信息。 退勤检索分析项点包括：隔离模式、目视行车、非正常转 LKJ、 超速触发常用制动、紧急制动、非正常停车等 6 项。 综合分析：机务段安全科专职分析人员对段动车组司机操控信 息进行综合分析。  支持基本检索分析。  支持数据汇总分析。  支持以 EXCEL 方式自动生成日、旬、月报表并导出为 EXCEL 表格。  支持动车组司机操控信息文件的下载和导出。  的运行途中发生的设备故障、重要情况等进行实时监控。 （ 3） 动车组运行信息的解析 实时监控：调度台业务人员对动车组运行基本状态实施动态监 控，对于运行途中的动车组运行情况及运行位置、报警信息进行实 时跟踪并及时安排调度计划。 综合分析：调度台专职业务分析人员对动车组运行状态进行综合分析，动车组调度通过动车组运行信息查询系统 实时掌握动车组运行情况，及时安排调度计划并综合分析。  动车组运行数据文件的下载和管理功能。  报警信息导出、保存功能。  关键数据支持以 EXCEL 方式自动生成日、旬、月报表功能。 第 2 章 体系结构 1） 每列动车组匀配置车载信息采集装置，完成对 GPS、 STM、 BTM、 ATP 信息的采集，通过 GPRS/GSMR 网络发送到地面数据中心，各铁路局、电务段、维护中心、动车段（所）通过互联网 /铁路生产网接收数据。 2） 300H ATP 车载设备中的 DMS 系统组成 DMS 设备组成 车上设 备： 列控设备动态监测装置地面设备： 1） 地面数据中心 ； 2） 数据查询终端 体系结构 系统总体架构 （ 1） 列控设备动态监测系统及动车组司机操控信息分析系统系统总体架构框图如右图所示： （ 2）列控设备动态监测系统及动车组司机操控信息分析系统由六个模块组成： 系统物理架构 由系统物理架构框图可看出系统的硬件架构设计共分为四层： 第一层：列控车载信息采集装置； 第二层：铁道部列控动态数据中心（包含网络传输部分硬件）； 第三层：铁路局列控动态数据中心 ； 第四层：各站、段用户终端。 第一层：列控车载信息采集装置 ： 车载信息采集装置采用标准 CPCI 结构设计、嵌入式操作系统。 在列车运行过程中完成司机操作信息、列控设备状态和报警信息、轨道电路信息、应答器及报文信息、 RBC 报文等列控信息和动车组运行状态信息的实时采集，数据通过 GPRS 或 GSMR 无线网络发送到地面数据中心。 （ 1）设备构成 列控车载信息采集装置主机包含机箱、 CPU 插板、 GSMR 插板、 GPRS 插板、 GPS 插板、 TCR 插板、 ATP 插板（ MVB 插板、 C2 插板）、 CIR 插板、 TEST 插板和 POWER 插板。 列控车载信息采集装置主机框图如下图所示： （ 2） 各模块功能介绍 ① GPRS 插板实现所采集数据通过 GPRS 的实时传输。 ② GSMR 插板实现所采集数据通过铁路 GSMR 进行实时传输。 ③ GPS 插板为列控车载信息采集装置提供动车组位置信息和时钟信息。 ④ TCR 插板实现轨道电路信号的采集和计算。 ⑤ ATP 插板实现与列控车载 ATP 设备接口，接收列控车载设备运行、故障信息及应答器、 RBC信息。 ⑥ CIR 插板实现与 CIR 设备接口，接收列车车次号等信息的同时，向 CIR 输出里程标和列车速度等信息。 ⑦ TEST 插板实现设备各单元故障指示，提供主机调试接口。 ⑧ POWER 插板接入 DC110V 电源转化为 DC12V 和 DC5V，为设备提供电源。 ⑨ CPU 插板为列控车载信息采集装置设备核心处理单元，负责数据核心处理、数据传输控制、总线管理、通信调度功能；负责具有数据存储和数据 USB 自动下载功能。 ⑩ 其他空白面板为扩展单元提供预留空间。 第二层：铁道部列控动态数据中心 ： 铁道部列控动态数据中心硬件：由数据库服务器、数据接收处理分析服务器、数据分发服务器、数据存储设备、维护工作站等构成。 ① 数据库服务器 数据库服务器主要负责业务数据及基础数据的存取和访问控制。 数据库服务器提供数据管理服务和数据集成分析服务，主要用来保存列控设备监测信息和动车组运行信息等过程业务数据，以及信号库、应答器库等基础数据。 数据库服务器选用高性能小型机。 数据库采用双机热备方式，保证整个数据存储的安全性。 ② 数据接收处理服务器 数据接收处理服务器主要负责接收通过 GSMR 和 GPRS 网络传输的列控动态数据，包括数据传输控制、数据解压、数据序列处理和原始数据存储等工作。 通过数据接收处理服务器处理后传输给数据应用服 务器结合基础数据进行进一步数据分析。 硬件配置可采用 PC 服务器。 ③ 数据分发服务器 数据分发服务器主要负责将数据分析结果按照不同路局的数据分发权限，将数据分发给各铁路局列控动态数据中心。 根据业务数据类型分为电务数据、机务数据和调度数据。 数据分发服务器可采用刀片服务器。 ④ 数据存储设备 列控设备动态监测系统对基础数据和业务数据进行存储。 ⑤ 数据共享服务器 数据共享服务器具备高性能计算和良好的可扩展性，安装数据共享处理分析模块，部署信息交换共享平台。 其它部门的业务系统经由数据共享服务器提供的数据接 口、数据协议得到系统所需要数据，实现本系统与铁路其他业务部门和信息系统的信息共享。 共享服务器可采用 PC 服务器。 第三层： 铁路局列控动态数据中心 ： 铁路局列控动态数据中心硬件：由数据库服务器、数据应用服务器和数据存储设备、维护工作站等构成。 ① 数据库服务器 数据库服务器，负责应用数据存取和访问控制。 主要用来保存本路局权限范围内的列控设备监测信息、司机操控信息和动车组运行信息等（ 15 天至一个月）即时业务数据，以及信号库、应答器库、司机编号库等基础数据。 数据库服务器可选用小型机，数据库采用双机热备方式， 保证整个数据存储的安全性。 ② 数据应用服务器 数据应用服务器主要完成数据处理、数据分发和基础数据维护三部分工作。 数据处理指业务数据结合部分基础数据（例如司机编号信息）的处理分析；数据分发指是将数据按照不同业务，分发给不同的站段用户终端；基础数据维护指开放基础数据维护端口，使用户可以根据基础数据的变更即时更新系统所用基础数据。 应用服务器可采用刀片服务器。 ③ 存储设备 列控设备动态监测及动车组司机操控信息分析系统对基础数据、业务数据和分析结果等内容进行存储。 第四层：各站段用户终端 ： 根据不同的 业务部门，各站段用户终端分为： ① 电务用户终端 ② 机务用户终端 ③ 调度用户终端 用户终端采用商用 PC 机。 分别安装列控设备动态监测系统软件、动车组司机操控信息分析系统软件和动车组运行信息查询软件，通过铁路内部网实现列控信息、司机操控信息和动车组运行信息的查询、分析、下载，以及关键数据及重点分析数据的存储。 程序设计 （ 1） 程序信息流程 列控设备动态监测及动车组司机操控信息分析系统，信息处理流程框图如右图所示： （ 2） 程序模块 列控设备动态监测系统程序模块由 4 个模块组成： 软件测 试 为了保证列控设备动态监测系统软件产品的最终质量，对 该系统的软件按照 CMMI V3 的要求进行了单元测试、集成测 试、确认测试、系统测试和验收测试等质量保证。 每个生命周 期的软件测试都有严格的测试计划、测试方案、测试规范，按 要求严格实施测试，对测试记录进行分析，并根据回归测试情 况撰写测试报告，保证列控设备动态监测系统软件的质量。 主要界面 （ 1）列控动态实时监测系统主要界面如下图所示： 实时跟踪监控 非正常停车报警信息 动车跟踪示意图 （ 2）司机操控信息分析系统主要界面如图下图所示： 实时监测数据 退勤分析查询 签署退勤意见 传输方案 （ 1） 铁道部、铁路局级传输方案 列控车载信息采集装置安装在动车组上，在动车组运行中完成 动车组运行状态信息、 ATP 设备的状态及故障信息、地面应答器状 态、报文、 RBC 报文数据、轨道电路传输信息及司机操控信息的实时采集，形成列控动态数据，并通过无线网络传回铁道部列控动态数据中心。 （ 2） 铁路局与用户终端 间传输方案 ①各铁路局列控动态数据中心应用服务器通过铁路内部生产网获得铁道部列控动态数据中心所分发的数据，结合基础数据库进行解析、存储。 铁路局列控动态数据中心负责本路局基础数据库的维护和管理工作。 ②电务、机务和调度部门分别利用电务、机务和调度用户终端通过铁 路内部生产网从路局列控动态数据中心下载和查询 ATP 设备状态信息、司 机操控信息和动车组运行信息。 ③其中部 局间数据传输采用了基于 RemObject 的分布式数据传输技术，保持路局数据与数据中心数据同步；终端与路局服务器之间直接采 用基于 TCP 的查询访 问。 （ 3） 数据传输 GSMR 系统承载列控动态数据传输业务，采用集中控制模式，全路动 车组上列控车载信息采集装置将列控动态数据发送到位于北京 GSMR 核心 网机房的 MGRIS（维护用 GPRS 接口服务器），然后再转发给铁道部列控 动态数据中心设备。 列控车载信息采集装置配置 GSMR 数据通信模块，实现 GSMR 分组 数据传输功能。 在北京 GSMR 核心网机房配置监测用 GPRS 接口服务器（ MGRIS），与北京 GGSN 连接，通过 GSMR网络实现与列控车载信息采集 装置间的无线数据传输。 MGRIS 通过防火墙和数 据专线与铁道部列控动态数据中心设备进行 数据传输，保证业务应用系统与 GSMR 系统的隔离。 （ 4） 技术要求 ①通信协议 列控车载信息采集装置与 MGRIS 间采用 TCP/UDP 协议。 MGRIS 与小型机数据接收处理分析（ GSMR）间采用 TCP/IP 协 议。 ②下行数据传输 列控车载信息采集装置在上电获取 IP 地址后，应向铁道部列控动态数 据中心申请用户注册，注册信息中包含车次号、 PDP 激活用户名、 MSISDN 号、列控车载信息采集装置设备号等。 铁道部列控动态数据中心在收到注册信息后，核对各项信息无误后，记 录该列控车载信息采集装置当前状态。 在铁道部列控动态数据中心需要向列控车载信息采集装置发送数据传输确认等信息时，直接查表得到列控车载信息采集装置的 IP 地址，填入数据帧 后发送给 MGRIS。 MGRIS 根据数据帧中目标 IP 地址直接建立与列控车载 信息采集装置的连接，将数据帧发送给列控车载信息采集装置。 数据传输频度：  动车组停车时，列控车载信息采集装置发送数据的最小间隔不小于 1 分钟。  动车组运行时，列控车载信息采集装置发送数据的平均间隔为 3 秒。 功能设计 （ 1）软件功能架构 根据列控设备 监测及动车组司机操控信息分析系统的需求分析，整个系统的软件功能架构设计为信息采集 /处理 /传输、动车组运行信息查询管理、动车组司机操控信息分析管理、列控设备动态监测管理、数据共享服务和基础数据维护管理六个功能部分，以上六大功能模块的设计思想贯穿整个系统 的设计方案中。 （ 1） 应用功能设计 列控车载信息采集功能设计： ①完成列控车载设备状态信息和报警信息、地面应答器信息、无线列控 RBC 信 息、 GPS、轨道电路、司机操作信息及扩展设备信息的实时采集，采集数据经处理后 通过 GSMR 和公网 GPRS 网络实时发送到地面数 据中心； ②具备上电自检及远程自诊断功能； ③具备软件远程。