靳 俊

列控设备动态监测系统 （以下简称DMS）综合运用了监测、计算机、网络通信和数据传输技术，在动车组运行过程中，完成列控车载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，及列车运行速度、位置、司机操控情况等动车组运行状态信息的实时采集，并对所采集的数据进行实时存储、处理、组包和发送，实现对动车组列控车载相关设备工作状态的实时监测和报警分析。2007年开始，DMS在全路逐步推广应用，目前已全部安装在上线运行的1500多列动车组上，覆盖了铁路总公司的17个铁路局，为电务部门的列控设备应急故障处理和维修、维护提供了技术支持手段，在动车组运营维护管理中发挥了重要作用。

1 现状及问题

1．DMS车载设备稳定性和扩展性不高。2006年，在着手DMS研发、测试和试验时，车载设备的硬件结构是针对当时CTCS2－200H单一类型进行设计的，并在此基础上，针对引进的多种ATP类型接口，DMS车载设备进行了局部改造。近几年，按照业务需求，DMS车载设备扩展了多种插板和软件模块，可以向车载工务晃车仪、车载综合无线通信平台 （简称CIR）、动车组司机操控信息分析系统 （简称EOAS）、车辆电子标签等设备提供基础数据。DMS车载设备需要适应性改造，以支持多种类型ATP设备的接口和协议解析，需要与其他专业系统共享、处理、分发必要的数据，这些都对DMS车载设备的运算处理能力、扩展空间及硬件稳定性提出更高的要求。同时，早期设计中也未考虑关键板卡的冗余热备，造成DMS车载设备运用中设备宕机、软件运行占用内存大、数据处理延迟等故障时有发生。

2．DMS误报、漏报比较多。目前在用的DMS软件是2011年发布的版本，通过现场运用并结合实例分析发现，DMS运用过程中经常出现误报、漏报、报警不准确和用户使用不方便等问题，原因是DMS数据中心的数据处理和报警逻辑设计不周全、相关数据综合分析不到位。另外，随着列控车载设备软件的多次升级，DMS没有及时同步升级解析部分新扩展的数据，也造成漏报警。

3．DMS数据智能分析和统计分析功能比较弱。目前，铁路局电务维护人员的日常数据查询下载、分析和检修维护的工作量越来越大，DMS系统虽存储了列控设备日常运用过程中的大量数据，但对数据的应用仅仅局限于实时查询、报警和回放，没有实现对数据的整合分析，以达到细化指导运用检修的目的。DMS软件对数据的分析仅停留在实时分析，没有有效地考虑数据的相互关联性，实现智能分析；未能充分挖掘已积累的大量数据中蕴含的有用信息，未能进行有效的融合，实现专项统计、对比分析等。

4．重要的信息源采集不够。DMS报警信息描述还不具体，故障原因指向还不准确。有些非正常停车无法识别是机控还是人控触发的；有些断电无法识别是外部车辆供电出现故障，还是系统内部出现问题；有些报不出备份设备工作状态等。DMS无法明确故障报警信息的原因大多是因为信息源采集还不够，尤其缺少进路、列控车载设备转换开关、主／备系工作状态、关键继电器、故障代码、结合部和EOAS中司机操控等重要信息。

2 DMS优化升级研究

针对以上DMS运用中存在的问题，结合系统使用人员反馈的意见和建议，研究提出DMS软硬件框架优化整改措施和方案，对DMS进行标准化、规范化、智能化升级，并对下一步DMS发展和提高，提出思路和见解。

DMS系统优化升级工作总体设想：完善DMS软硬件设计，提高DMS车载设备稳定性、可扩展性，增强DMS数据中心智能分析和统计水平，强化DMS车载和地面中心局域网网络管理，提高全网设备运行监控能力。

2．1 完善DMS车载设备设计和地面数据中心、终端软件

2．1．1 提高DMS车载设备稳定性

1．选用具备高运算能力、高稳定性和多扩展接口的处理器，摒弃现有DMS车载设备的普通处理器。

2．设备的关键单元采用冗余方式配置，例如电源插板和CPU插板，并充分考虑板卡热源分布和散热均匀。

3．将设备目前的分布式多插板架构方式调整为组合式、高集成结构，实现硬件上较小的空间占用和布局，既可实现目前系统的基本功能，又提高系统的扩展空间和扩展能力。

2．1．2 提高DMS软件可用性

1．组织设备厂家对目前系统暴露出来的漏报、误报等问题，结合现场运用进行分析，对因软件自身处理逻辑产生的问题，通过优化DMS地面服务器和用户端的软件进行解决。包括：部分C2线路动车组运行里程判断不准确；部分站内发生的非正常停车判断不准确；列控设备近期扩展的部分DMI文本报警信息DMS不显示；软件界面对部分报警信息分类不合理、不方便用户查询等。

2．组织DMS厂家和列控车载设备相关厂家，规范各类型ATP车载设备与DMS之间的通信接口及协议，明确电务维护人员所关注的所有DMI文本、故障代码的含义，加入DMS实时报警信息栏，完善DMS报警信息。

3．增加信息源点采集，增加列控车载设备开关位置信息采集等功能，显示列控车载设备隔离开关及冗余开关等位置，用于确定是否隔离，及哪一系处于工作状态，方便故障定位及指导故障处理，增加无线通道传输质量监测，采集EOAS司机操控相关信息等。

4．在DMS软件优化的同时，对DMS地面设备及软件的安全性进行完善，包括增加防火墙、网闸等安全设备，加强数据包加密、用户身份验证等安全措施，提高DMS系统安全性。

2．2 扩展DMS智能分析和统计分析

2．2．1 实现应答器报文智能分析报警功能

在既有DMS系统采集，并展示列控车载设备报出的应答器丢失和链接不一致报警的基础上，实现对应答器报文内部的ETCS－5、21、27等数据包的完全解析，增加以下功能。

1．根据应答器报文中的链接关系包和［CTCS－1］包结合分析，实现对动车组进路的预判，分析进站应答器报文信息的覆盖完整性，信息不完整即报警，提醒电务人员及时解决，避免出现列控车载设备因应答器信息不完整而发生的停车。

2．通过对应答器报文的解析，获取应答器位置信息、分相区位置信息和线路限速等信息，并与各铁路局提供的线路基础数据进行对比分析，发现不一致即报警。提醒电务人员及时分析，是属于应答器报文或安装位置错误，还是线路基础数据未更新，并及时调整。

3．增加应答器报文内容发生变化时的提醒功能。系统通过记录应答器报文的历史数据，与实时解析出的报文数据进行对比分析，发现报文发生变化即报警，可以方便电务人员对线路应答器更换或报文更换后，及时实现动态验证。同时也有利于实现应答器日常维护工作的规范化管控。

2．2．2 完善补充RBC报文智能分析和运用功能

在既有DMS系统对部分RBC报文解析和实时查看功能的基础上，扩展RBC全部报文的解析处理，并增加以下功能。

1．在DMS用户端软件主功能栏，增加RBC报文功能区。除了目前图形界面上对单个RBC报文的实时点击查看功能外，增加RBC报文查询功能 （支持按照车次、车号、时间、里程等查询条件）、回放功能和下载功能，方便用户日常运用。

2．根据所解析的RBC报文数据内容，与应答器报文内容进行对比分析，对共同涵盖的信息进行核对。同时结合部分列控系统内部逻辑进行分析，发现不一致即报警。

2．2．3 实现各类型列控设备故障信息的统计分析

目前DMS可以获取全路不同动车组、线路、列控设备类型的相关信息，已经形成了大数据库。在系统既有实时、独立报警的基础上，通过对数据的关联分析、统计分析和展示，可以为电务用户更快捷的判断故障原因、制定解决方案和更科学的应急指挥提供技术支持。主要增加以下功能。

1．实现应答器故障关联分析。若不同动车组在不同时间，运行至同一线路，经过同一组应答器时，均触发应答器故障，DMS应能实现关联分析，并给出该应答器组可能存在问题的提示。若同一动车组在运行至不同线路时，均频繁触发应答器故障，而经过该线路的其他动车组无异常报警，DMS应能实现关联分析，并给出该动车组列控设备可能存在问题的提示。

2．实现应答器故障统计分析。DMS需支持任意时间段内，任一应答器的全部报警统计分析，并将报警数量较高的应答器编号进行报警，提示电务人员及时分析解决。

3．实现无线超时故障统计分析和关联分析。DMS需支持任意时间段内、任意线路的所有无线链接超时报警信息的统计分析。并根据报警触发的位置进行统计，自动筛选出发生无线超时报警几率较高的里程或区间，给出报警提示，为电务人员及时筛查、判断该位置网络是否存在干扰提供数据。同时也支持通过DMS统计出列控车载设备惯性无线超时的动车组车号，为电务人员及时筛查、判断列控车载设备工作不稳定提供数据依据。

4．实现同一列控设备类型、不同故障类型数据的统计分析。例如：目前DMS能够获取CTCS2－200H类型列控车载设备的 “STM信息不合理”、“DMI传送不良”、“STM故障”、VC1故障、“应答器故障”等报警，DMS需实现任意时间段内，任一列动车组或批量动车组不同故障类型的触发数量统计，并结合动车组运行里程或运行时间，计算故障率，为电务人员和列控设备厂家分析故障原因提供统计数据参考。

5．实现不同列控车载设备类型、同一故障类型数据的统计分析。为电务维护人员对本路局内配属不同类型的列控车载设备故障对比分析，督促设备厂家制定解决方案提供数据支撑。

6．实现列控车载设备故障与列控车载设备软、硬件版本的关联分析，为电务人员查找不同列控设备软、硬件版本与现场运行故障之间的关系提供数据支撑。

2．3 强化DMS车载和地面中心设备运行监控功能

2．3．1 实现DMS车载设备的自检和自诊断功能

1．增加DMS与外部通信接口的监测，及时判断ATP、EOAS等设备工作是否处于良好状态。

2．增加DMS车载设备自诊断监测，定时对自身的运行情况进行诊断，能够自动无缝切换热备板卡工作，板卡或装置发生故障，及时通知地面维护人员进行处理。

2．3．2 实现总公司DMS数据中心全网络监督管理功能

实时监督全路在线动车组DMS车载设备运行工作状态，在线统计动车组出库、入库DMS车载设备工作状态，无故掉线、缺失及时报警，实时统计列控设备运行工作里程等。同时通过铁路办公网，实现总公司DMS数据中心对各铁路局数据中心的工作状态监控。各铁路局数据中心将关键服务器的工作状态信息、网络状况，以及各用户终端的上线运行情况等信息定时发送给总公司数据中心，发现异常可以及时报警，提醒电务数据中心的网管人员及时处理故障，不影响系统的正常运用。

3 优化升级实施建议

DMS系统优化升级应针对目前系统应用中凸显的问题及现场用户的需求进行，新一代DMS重点体现在：进一步提高DMS系统稳定性和可用性；在DMS所获取和累计的大数据背景下，加强动车组列控设备相关报警的智能分析；实现针对不同类型列控设备及报警信息的统计分析，为电务维护部门日常的列控设备维修、维护、管理提供数据统计支持。

DMS系统优化升级工作也可分步实施：

第1步，完成DMS软件处理逻辑和安全策略的优化，对DMS用户端软件进行升级，解决目前需求最为急迫的误报、漏报和数据缺失问题，提高报警准确性。

第2步，安排部署新版DMS车载设备样机的研发、测试和上道试验工作，经方案、试验和技术评审后，结合动车组高级修逐步进行DMS车载设备更新。

第3步，根据用户需求规范DMS与列控车载设备、CIR、EOAS以及结合部等设备的通信标准、数据格式等，完成新一代DMS技术条件的制定，组织完成DMS智能分析和统计分析功能的软件开发，该项工作受DMS车载设备更新影响不大，也可提前进行。

4 结束语

通过对既有DMS系统在运用中存在的问题分析，并结合现场用户对DMS的新需求，提出了系统优化升级工作的研究思路、主要工作内容和实施推进步骤。新一代DMS实施部署后，系统将更加稳定、功能更加强大，更贴近总公司、铁路局、站段不同层面用户的需求，将为电务维护人员提供更好的维修维护分析平台，在设备的维修维护和应急故障处理指导工作中发挥更大的作用。

［1］ 靳俊．列控设备动态监测系统 ［M］北京：中国铁道出版社，2014