CMD系统功能介绍(铁总司机技师版)

中国机车远程监测与诊断系统（CMD系统）2015.5.16Page2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Page3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部分，铁路机务信息化要以机车的管理为核心内容，体现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2015[21]号文件）CMD系统是机务信息系统的核心子系统，是机务车载数据及安全信息的集成、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。实现了对机车运用安全信息、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行实时分析，达到对机车远程监测及诊断目的。Page5CMD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部分组成。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、机车安全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。其主要系统结构如图所示：3、系统体系结构一、CMD系统概述Page6地面应用工作站地面服务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结构图一、CMD系统概述Page7一、CMD系统概述4、系统目标二、CMD车载子系统Page8CMD车载子系统采集、汇总机车状态信息、6A检测信息、机车安全信息，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。Page9LDP天线合路器二、CMD车载子系统车载系统关联结构示意图Page10通过以太网、HDLC、MVB、RS422与TCMS通信，获取机车状态数据通过RS485总线接受TAX的广播数据通过以太网获取6A平台的综合监测信息,与6A平台进行数据交互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接受与发送TCMSCMD车载主机TAX6A其它系统ETH\HDLC\RS422RS485ETHETH\RS485（预留）北斗通信天线WLAN\3G\定位天线合路器预留TSCLAIS天线ETHLKJ二、CMD车载子系统Page11二、CMD车载子系统3、车载子系统总体结构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）进行变换后，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。4.1、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DC77V～DC137.5V，标称电压(Un)为DC110VDC48V～DC92.5V，标称电压(Un)为DC74V2额定输出DC12V：额定输出不小于5ADC5V：额定输出不小于12A3输出功率不小于120W4输出电压精度不大于+1%5输出电压纹波不大于+120mV6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4.2、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RAL2003。。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3.5kg3存储容量不小于8GB4功率小于12W5通信接口2路以太网通信接口6供电DC5V二、CMD车载子系统4.3、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1.6GHz2内存不小于1GB3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4USB接口支持两路USB2.0Host接口，电流不大于1A5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15W8供电电源DC5V二、CMD车载子系统4.4、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的广播数据，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115200bps3隔离2kV光电隔离保护4通信介质双绞屏蔽线5功耗小于8W6供电电源DC5V二、CMD车载子系统4.5、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10/100MbaseTX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15W6供电电源DC5V二、CMD车载子系统4.6、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：GSMGPRS/3G、GPRS2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20dBm@11Mbps接收灵敏度：可达-87dBm@11Mbps、-72dBm@54Mbps3功耗小于15W4供电电源DC5V4.7、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服务。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：10m；高程：10m2授时精度（RMS）100ns3捕获时间冷启动30s；热启动15s；失锁重捕1s4通信成功率大于95%5跟踪灵敏度-161dBm6功耗小于15W7供电电源DC12V机车蓄电池电源（备用）110V/74V二、CMD车载子系统4.8、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4.9、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4.10、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。Page225、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采集机车安全信息，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，包含机车基本运行信息、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。Page23二、CMD车载子系统数据存储可对采集到的TCMS、6A、LKJ等相关联的信息进行存储，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服务器的功能；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。Page24扎线杆LDP6A主机二、CMD车载子系统7、电气接口及功能Page25二、CMD车载子系统单板名称接口定义说明合路器板J13G馈线接口J2WLAN馈线接口ANT3G/WLAN天线馈线接口主处理器板AA、ABUSB接口（TypeA），数据转储用AX11路以太网接口，使用D编码标准M12连接器以太网接口板CX1～CX33路以太网接口，使用D编码标准M12连接器网络接口板JX11路RS485总线接口，异步半双工通信方式JX31路同步/异步485总线接口，同步/异步半双工通信方式JX41路RS422/RS485总线接口，异步全双/半双工通信方式无线主控WLANWLAN馈线接口3G3G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DC74VPage26以太网以太网HDLCRX-BD1北斗通信天线TX-BD1TCMS系统（HDLC接口）TCMS系统（以太网接口）走行步监测系统制动监测系统高压检测系统火灾报警系统列供监测系统视频监视系统6A显示器WLAN/GPRS二合一天线WLANGPRSTAL93接线盒JX4JX3JX2TAX2装置TX1TX8TX2车载通话器RT2RT1总线扩展盒X1X8X4GPS-2000装置GPX3GPX5GPX1LKJ-GPS天线CANTSC1无线数据传输装置TS2TS9WLANGPRSTS6110VTS1RS485RS485RS485LKJ-2000型监控装置X36X37CAN/RS485CANCMD共用LAIS传输时连接LDP110V机车电源110V机车电源RS485合路器