動車組維修物聯(lián)網(wǎng)及其關鍵技術研究.pdf

1、高質(zhì)量、高效率的運用維護是保障高速列車運營安全及服務質(zhì)量的重要基礎。動車組是高新技術集成體，技術含量高，運用、維修方式與既有機車、車輛存在較大差異，其特點是高度的專業(yè)化、程序化、集約化和社會化。對于運用維護的生產(chǎn)組織、技術管理、安全質(zhì)量控制等工作提出了更高的要求，本文依托于鐵路重大工程項目“動車組管理信息系統(tǒng)”開展關于物聯(lián)網(wǎng)管理技術的研究。
　　動車組維修物聯(lián)網(wǎng)是既有維修信息系統(tǒng)中信息在自動感知與關聯(lián)應用方面的提升完善，利用物聯(lián)網(wǎng)

2、技術實現(xiàn)動車組運用維護體系中動車組、配件、人員、設備的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理服務。物聯(lián)網(wǎng)的泛在感知與可視化能力，及其高度強調(diào)“信息空間”與“物理過程”融合的特征，為妥善解決傳統(tǒng)信息系統(tǒng)一系列固有問題提出新的解決思路。
　　利用RFID、傳感器等物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)信息感知，通過數(shù)據(jù)集成對業(yè)務對象的屬性、位置和狀態(tài)信息進行整合;研究動車組維修物聯(lián)網(wǎng)設計方法;構建綜合集成的動車組維修物聯(lián)網(wǎng)總體架構;集中突破各項系統(tǒng)關鍵技術;尋找

3、合適的物聯(lián)網(wǎng)技術應用場合，優(yōu)化既有業(yè)務流程，深化設計應用功能;形成基于物聯(lián)網(wǎng)的創(chuàng)新型應用實踐。
　　論文主要工作包括:
　　(1)總結物聯(lián)網(wǎng)的基本概念和發(fā)展現(xiàn)狀，選擇具有參考價值的物聯(lián)網(wǎng)典型應用，通過應用模式分析得出經(jīng)驗和啟示?？偨Y物聯(lián)網(wǎng)技術在動車組維修中的初步應用成果，分析當前維修信息系統(tǒng)存在的問題，提出動車組維修對物聯(lián)網(wǎng)的需求，以及動車組維修物聯(lián)網(wǎng)的研究目標、研究內(nèi)容和技術路線。
　　(2)通過對動車組維修業(yè)務需求

4、的深入分析，依據(jù)業(yè)務特征把應用場景劃分為“維修現(xiàn)場高端綜合應用”、“行車安全監(jiān)控與狀態(tài)修”兩個部分，指出物聯(lián)網(wǎng)技術在其中的應用思路與實現(xiàn)難點。
　　(3)給出物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的一般設計原則，參考技術接受模型(TAM)，歸納出影響物聯(lián)網(wǎng)技術被用戶接受的采納因素，研究物聯(lián)網(wǎng)技術方案定性和定量的評價決策方法，結合以上方法提出規(guī)范嚴謹?shù)膭榆嚱M維修物聯(lián)網(wǎng)設計流程。
　　(4)遵循動車組維修物聯(lián)網(wǎng)的設計流程，借鑒有影響力的物聯(lián)網(wǎng)架構參考模型，

5、提出動車組維修物聯(lián)網(wǎng)的總體架構，并定義各種功能組件及其相互關系。
　　(5)總結物聯(lián)網(wǎng)硬件設備選型與設計的重要參考因素，設計實現(xiàn)動車組維修物聯(lián)網(wǎng)的前端感知系統(tǒng)，提出關于配件識別、人員識別、動車組識別、檢修裝備識別監(jiān)測、動車組運行狀態(tài)感知、以及室內(nèi)生產(chǎn)對象定位的完整技術方案。
　　(6)研究動車組維修物聯(lián)網(wǎng)所涉及的關鍵技術，包括①數(shù)據(jù)質(zhì)量控制:提出“硬件級-中間件級-應用級”層次化的RFID數(shù)據(jù)質(zhì)量控制機制，基于設備冗余性和應

6、用上下文設計相應的數(shù)據(jù)清洗策略，通過仿真進行方法有效性驗證，并給出設備的布局優(yōu)化建議;②高層業(yè)務信息提取:提出以事件為中心的RFID數(shù)據(jù)處理架構，基于Petri網(wǎng)理論研究RFID復雜事件的檢測技術，通過發(fā)現(xiàn)在線數(shù)據(jù)流的關聯(lián)性關系，實現(xiàn)實時的高層業(yè)務信息提取;③海量數(shù)據(jù)存儲處理:提出關于動車組運行及故障信息的海量數(shù)據(jù)存儲管理策略，以及針對超大規(guī)模數(shù)據(jù)集的高性能處理技術;④信息安全和隱私保護:對物聯(lián)網(wǎng)新技術應用所帶來的信息安全隱患進行深入研