CMD系统功能介绍

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,Page,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,CMD系统功能介绍,Page,2,目录,一、,CMD,系统概述,二、车载子系统,三、数据传输子系统,四、地面综合应用子系统,Page,3,随着铁路政企分开，实行公司化运转，为加快货运组织改革，实现运输组织由内部生产型向市场导向型转变 ，需要信息化做为技术支撑手段，机务做为铁路运输中的重要环节，更加需要通过信息技术手段提高管理水平。,机务信息化是铁路信息化的重要组成局部，铁路机务信息化要以机车的管理为核心内容，表达机务信息管理的动静结合，中国机车远程监测与诊断系统CMD系统是机务信息化中机车动静态信息的采集、传输、地面诊断分析平台，为机务信息化应用功能提供信息支撑。,1,、研发背景,一、,CMD,系统概述,一、,CMD,系统概述,2、CMD系统的定义根据铁总2021 21号文件,CMD系统是机务信息系统的核心子系统，是机务车载数据及平安信息的集成、车地无线传输平台；采集、处理和传输TCMS、6A系统、LKJ等车载设备运行记录信息及故障信息；提供机车定位、实时状态数据监测、实时故障报警、远程诊断、视频点播、机车车载电子履历管理、专家支持系统、信息共享和功能接口等功能。,实现了对机车运用平安信息、机车状态信息、机车监测信息和机车位置信息的实时采集、处理及无线传输、视频点播等功能。,结合配套的地面分析系统对机车在线数据进展实时分析，到达对机车远程监测及诊断目的。,Page,5,CMD系统由车载子系统、数据传输子系统和地面综合应用子系统三大局部组成。,车载子系统主要实现机车信息数据的采集、存储、在线诊断、信息处理以及数据传输。,数据传输子系统主要实现车载子系统与地面综合应用子系统间的远程信息传输、大容量记录信息转储功能。,地面综合应用子系统实现对机车状态信息、机车平安信息和机车监测信息的实时检测、分析、存储，提供机车运行状态、司机操作信息的查询功能，提供故障的诊断分析、统计功能，为机车的状态修提供技术支持。,其主要系统构造如下图：,3、系统体系构造,一、,CMD,系统概述,Page,6,地面应用工作站,地面效劳器,车载子系统,传输子系统,地面综合应用子系统,无线传输网络3G/北斗/WLAN等,基于无线通信技术、地面网络技术的机车远程状态监测、故障诊断及维护支持系统,系统构造图,一、,CMD,系统概述,Page,7,一、,CMD,系统概述,4,、,系统,目标,二、,CMD,车载子系统,Page,8,CMD车载子系统采集、汇总机车状态信息、6A检测信息、机车平安信息，完成不同系统之间的信息交换，机车履历存储、机车关键信息及故障记录，实现信息的统一传输，记录文件的自动下载，信息的通信管理，可配置的机车状态监视与报警。,1,、车载子系统构成,2,、车载子系统构成,CMD车载子系统由车载主机LDP、合路器、天线及通信线缆组成。,主机采用一个5U*84R的插箱。内部的功能板卡包括电源板卡、网络接口板卡、以太网板卡、主处理板卡、无线通信板卡、北斗/GPS板及记录插件。,Page,9,LDP,天线,合路器,二、,CMD,车载子系统,车载系统关联构造示意图,Page,10,通过以太网、HDLC、MVB、RS422与TCMS通信，获取机车状态数据,通过RS485总线承受TAX的播送数据,通过以太网获取6A平台的综合监测信息,与6A平台进展数据交互,定位系统采用双模式，包含北斗与GPS。,3G、WLAN、GPS采用三合一天线完成无线信号的承受与发送,TCMS,CMD车载主机,TAX,6A,其它系统,ETHHDLCRS422,RS485,ETH,ETHRS485（预留）,北斗通信天线,WLAN3G定位天线,合路器预留,TSC,LAIS天线,ETH,LKJ,二、,CMD,车载子系统,Page,11,二、,CMD,车载子系统,3、车载子系统总体构造,车载子系统是车载信息采集、传输及综合应用平台，主要实现机车数据采集、数据处理、数据传输、数据防护存储等功能。,二、,CMD,车载子系统,电源板将机车直流电源DC110V或DC74V进展变换后，给装置内部的各功能板供电，具有防浪涌保护、输入欠压保护、输入反向保护、输入过流、过压保护、输出过流保护、输出短路保护功能。,、,LDP,主要板卡及组件功能介绍,-,电源板,序号,名称,技术指标,1,输入电源范围,DC77 V,DC137.5V,，标称电压,(Un),为,DC110V,DC 48 V,DC 92.5 V,，标称电压,(Un),为,DC 74 V,2,额定输出,DC12V,：额定输出不小于,5A,DC5V,： 额定输出不小于,12A,3,输出功率,不小于,120W,4,输出电压精度,不大于,+1%,5,输出电压纹波,不大于,+120 mV,6,输出过压保护,DC13.7V,DC14.9V,（输出电压,DC12V,）和,DC5.8V,DC6.2V,（输出电压,DC5V,）,二、,CMD,车载子系统,、,LDP,主要板卡及组件功能介绍,-,防护记录板,防护记录器由数据管理单元和防护存储单元组成，具备防火、防水、防振、抗强冲击等特种防护性能,用于机车关键信息，机车履历信息的特种存储。防护记录器面板及外壳需涂成橙色，色卡号为,RAL 2003,。,。,序号,名称,技术指标,1,防护存储单元防护标准,IEC62625-1:2013,的,B,级,2,重量,不大于,3.5 kg,3,存储容量,不小于,8 GB,4,功率,小于,12 W,5,通信接口,2,路以太网通信接口,6,供电,DC 5 V,二、,CMD,车载子系统,、,LDP,主要板卡及组件功能介绍,-,主处理器板,主处理器板是,LDP,的主控制板，负责数据的处理、内外部通信控制、自检、远程访问控制等功能。,序号,名称,技术指标,1,处理器主频,不小于,1.6 GHz,2,内存,不小于,1GB,3,以太网接口,支持至少,2,路以太网接口，,2,路以太网物理上相互独立,4,USB,接口,支持两路,USB2.0 Host,接口，电流不大于,1 A,5,串口,1,路以上串口（,RS232,）,6,操作系统,采用多任务实时操作系统,7,功耗,小于,15W,8,供电电源,DC5V,二、,CMD,车载子系统,、,LDP,主要板卡及组件功能介绍,-,网络接口板,网络接口板具备RS485通信接口、RS422通信接口，用于接收LKJ的播送数据，可用于TCMS、其它扩展设备的总线通信，并将采集到的数据通过内部总线传输给主处理器板，由主处理器板完成数据的处理。,序号,名称,技术指标,1,接口,提供,2,路,RS485,通信接口，,1,路,RS422,通信接口，,1,路,RS232,接口,(,调试,),2,波特率,最高支持,115200bps,3,隔离,2 kV,光电隔离保护,4,通信介质,双绞屏蔽线,5,功耗,小于,8W,6,供电电源,DC5V,二、,CMD,车载子系统,、,LDP,主要板卡及组件功能介绍,-,以太网板,以太网板为,LDP,内部的单板及外部的设备提供以太网数据的交换。,序号,名称,技术指标,1,接口,不少于,5,路,10/100Mbase TX,以太网接口，采用,D,编码,M12,连接器,2,网络控制,支持网络风暴控制,3,速率自适应,支持自动协商功能,4,连接自适应,自动,MDI/MDI-X,连接,5,功耗,小于,15W,6,供电电源,DC5 V,二、,CMD,车载子系统,、,LDP,主要板卡及组件功能介绍,-,无线通信板,无线通信板实现车到地，地到车的数据无线传输，提供,WLAN,、,3G,无线传输通道，用于实时信息、记录文件、远程命令的传输。,序号,名称,技术指标,1,支持的远程网络,网络制式：,GSM GPRS/3G,、,GPRS,2,支持的,WLAN,网络,遵循的网络标准：,IEEE802.11b:1999,、,IEEE802.11g,：,2003,最大发射功率：可达,20dBm11Mbps,接收灵敏度：可达,-87dBm11Mbps,、,-72dBm54Mbps,3,功耗,小于,15W,4,供电电源,DC5V,、,LDP,主要板卡及组件功能介绍,-BD/GPS,板,二、,CMD,车载子系统,BD/GPS板提供与卫星导航系统的通信接口，用于北斗短报文信息的接收及发送，并能获取机车的定位信息，为CMD系统的机车定位跟踪业务提供数据效劳。 OX1为蓄电池电源，在控制系统断电的情况下，为该板卡供电。,序号,名称,技术指标,1,定位精度（,RMS,）,水平：,10 m,；高程：,10 m,2,授时精度（,RMS,）,100 ns,3,捕获时间,冷启动,30 s,；热启动,15 s,；失锁重捕,1 s,4,通信成功率,大于,95%,5,跟踪灵敏度,-161 dBm,6,功耗,小于,15 W,7,供电电源,DC12V,机车蓄电池电源（备用）,110V/74V,二、,CMD,车载子系统,、,LDP,主要板卡及组件功能介绍,-,合路器板,合路器板将,WLAN,无线通信信息、,3G,通信信息处理后，发送给,WLAN/3G/,定位天线。,二、,CMD,车载子系统,、北斗天线,北斗通信天线集成了北斗发射天线与北斗接收天线 ，负责接收北斗系统的定位信号，及北斗短报文的发送。,机车具有两套定位天线，一是北斗，二是,GPS,，北斗是首选定位信号。,二、,CMD,车载子系统,、,WLAN/3G/,定位天线,WLAN/3G/,定位天线为多频段集成天线，集成了,WLAN/3G,天线、定位天线 ，,三方面的功能,一是在设有地面无线局域网的站场内，完成,CMD,系统数据的自动下载；,二是链接,3G,通信网，实现,CMD,系统数据的在线播放和数据查询；,三是,GPS,定位。,Page,22,5,、车载子系统功能,二、,CMD,车载子系统,数据采集,车载子系统通过RS-485接口从TAX采集机车平安信息，通过以太网接口从6A系统采集机车监测信息，通过以太网或HDLC接口从TCMS采集机车状态信息。其中时间信号来自LKJ主机，整个系统的时间信息与LKJ一致。,数据处理,车载子系统根据通信协议，向地面综合应用子系统实时传输重要的机车状态信息，包含机车根本运行信息、司机操作命令信息等。从获取的数据中识别机车故障的功能，在故障的发生时，提取相应的环境数据，并实时向地面综合应用子系统报警，同时把相应数据传输至地面综合应用子系统。,Page,23,二、,CMD,车载子系统,数据存储,可对采集到的TCMS、6A、LKJ等相关联的信息进展存储，并确保事件分析时数据的同步性主要指的是时间上同步及一致性。,数据传输与转储,包括实时信息的传输和记录文件的转储，能根据不同需求采取不同的策略，将数据传输至传输子系统；具备将6A视频信息传输到地面外网视频效劳器的功能；具有无线自动转储与人工手动转储记录文件的功能。,北斗短报文通讯与定位功能,具备北斗短报文通信的功能，短报文信息包括机车的位置信息、故障信息、司机操作信息等；具备BD/GPS定位功能，提供机车位置、海拔、速度、行进方向、时间等信息。,6,、安装位置,车载主机LDP安装位置,6A柜中的6A主机下方预留了CMD车载主机LDP的安装位置，适用于所有安装了6A柜的车型。,Page,24,扎线杆,LDP,6A,主机,二、,CMD,车载子系统,7,、电气接口及功能,Page,25,二、,CMD,车载子系统,单板名称,接口定义,说明,合路器板,J1,3G,馈线接口,J2,WLAN,馈线接口,ANT,3G/WLAN,天线馈线接口,主处理器板,AA,、,AB,USB,接口（,Type A,），数据转储用,AX1,1,路以太网接口，使用,D,编码标准,M12,连接器,以太网接口板,CX1,CX3,3,路以太网接口，使用,D,编码标准,M12,连接器,网络接口板,JX1,1,路,RS485,总线接口，异步半双工通信方式,JX3,1,路同步,/,异步,485,总线接口，同步,/,异步半双工通信方式,JX4,1,路,RS422/RS485,总线接口，异步全双,/,半双工通信方式,无线主控,WLAN,WLAN,馈线接口,3G,3G,馈线接口,BD/GPS,板,BD/GPS,北斗,/GPS,定位天线馈线接口,TX,北斗短报文发送天线馈线接口,RX,北斗短报文接收天线馈线接口,OX1,北斗电源输入接口,DC110V,或,DC74V,防护记录器,DX1,、,DX2,以太网,1,接口、以太网,2,接口,电源板,OX2,电源输入接口,DC110V,或,DC74V,Page,26,二、,CMD,车载子系统,三、数据传输子系统,Page,27,CMD系统网络架构分为三局部：车载网络、车地无线通信网络和地面有线网络。,车载网络主要指与TAX、TCMS、6A系统之间的接口网络，通过这些网络LDP采集机车平安信息、机车状态信息、机车综合监测信息。车地无线传输网络采用GPRS/3G、北斗和WLAN。GPRS/3G和北斗主要用于在途机车远程实时信息传输。,车地无线通信网络主要实现机车入段后将TCMS、6A系统、LDP等车载设备记录的数据转储到地面。,地面有线网络利用已经建成的铁路综合IT网络系统，主要完成总公司、铁路局、机务段/检修段三级网络范围内的数据信息传递。,三、数据传输子系统,Page,28,TCMS,信息采集模块,TSC,CMD,车载子系统,6A平台,无线传输模块,其它系统,以太网,以太网,以太网,TAX2,RS485,1、车载网络构造,三、数据传输子系统,Page,29,2、无线传输网络构造,数据处理中心,数据处理中心,入库机车,数据传输,WLAN AP,GSM,基站,铁路广域网,在途机车,数据传输,无线转储储,服务器,路由器,防火墙,数据库,数据库,外网,服务器,内网通讯,服务器,应用数据,服务器,站段数据,服务器,WLAN和3G网络构造,三、数据传输子系统,Page,30,北斗网络构造,CMD系统利用北斗进展定位以及周期性每60S生成一次短报文传输重要的列车状态信息。由于具备更强的环境适应性，基于北斗的通信链路能够保证机车具有更高的在线率和实时监控特性，以支持机车“运、管、修的各类应用。,CMD系统的北斗卫星通信链路主要由车载卫星信号收发设备、北斗导航通信卫星、北斗地面站、总公司地面数据效劳器组成。,三、数据传输子系统,Page,31,3、地面网络构造,三、数据传输子系统,Page,32,4,、数据传输方案,四、地面综合应用子系统,Page,33,CMD,地面综合应用子系统应用功能包括：机车运用、机车整备和检修、专家诊断、数据共享、机车电子履历、统计分析、系统管理和数据下载等模块。,日车公里,总走行公里,超劳信息,机车运行时间,机车站停时间,远程添乘统计,6A,下载,TCMS,下载,LKJ,下载,JK430,下载,基本信息,配属动态,检修,/,整备动态,主要技术参数,在车部件信息,走行公里,试验记录,技术改造情况,破损记录,机车事件,操作手册,LDP,管理,CMD,系统维护,点播设置,故障预案,知识库,数据分析,诊断规则定义,实时故障报警,远程诊断指导,地面,110/120,故障统计查询,机车动态图,远程添乘,司机超劳预警,机车设备状态,走行公里自动统计,机车实际周转信息,运安信息共享,地面,110/120,共享,机车周转系统共享,整备信息共享,检修信息共享,铁路运输平台共享,其他系统共享,机车运用,机车整备和检修,专家诊断,系统管理,统计分析,数据下载,C,M,D,地,面,综,合,应,用,子,系,统,信息共享,机车电子履历,机车动态图：,通过GIS地图对在途机车进展查询和位置跟踪，能从宏观上概览所辖区的机车概况，微观上查询具体机车的各种类别信息。,Page,34,四、地面综合应用子系统,机车设备状态：,使用图形化方式展示机车设备的实时状态，并可以深入查看故障设备的详细状况。,四、地面综合应用子系统,Page,35,机车设备状态,-6A,状态信息：,Page,36,四、地面综合应用子系统,机车设备状态,-TCMS,状态信息：,四,、地面综合应用子系统,Page,37,四、,地面综合应用子系统,走行公里自动统计：,系统自动统计机车的实时走行公里数，包括日走行公里数、累计走行公里、各修程的修后公里数。,Page,38,机车实际周转信息：,查询配属机车的实际周转信息，实现机车运行轨迹跟踪。,Page,39,四、,地面综合应用子系统,远程添乘：,Page,40,四、,地面综合应用子系统,司机值乘超劳预警,Page,41,四、,地面综合应用子系统,实时故障报警：,查询,CMD,车载子系统发回的故障预警、报警信息，包含故障名称、发生时间、发生车次、故障类别。,Page,42,四、,地面综合应用子系统,远程诊断指导：,对在途机车故障和动态故障进展远程诊断，并对故障进展分析和排除，减少故障误报,Page,43,四、,地面综合应用子系统,机车电子履历：,实现机车电子履历在全路范围内的统一标准管理，以保证机车电子履历的标准性、准确性、时效性。,Page,44,四、,地面综合应用子系统,谢谢大家！,