铁路车辆的运行安全是铁路运输安全的重要组成部分，车辆运用、检修质量是车辆运行安全的保证。车辆运用、检修各车间和各工序之间应通力合作，强化车辆运用、检修过程中的相互监督，把好质量关，实现质量互控，是提高车辆运用、检修质量的有效手段之一。此外，对因列车直通等原因不能及时、彻底处置的故障，在采取安全保障措施的前提下，预警车辆运行前方车间要进行及时解决，防止故障扩大，保障铁路车辆安全可靠运行十分重要^[1]。

在车辆实际运用和检修作业中，对车辆质量的控制除实施传统的三级检查制度外，不同生产作业单位之间缺少互控环节。因此，为适应铁路车辆运用和检修质量管理要求，有效地防止漏检、漏修，实现车辆运行故障早发现早处置，杜绝车辆安全运行隐患，推进与现有车辆系统数据共享和综合应用，为相关管理和作业人员提供信息服务支撑，迫切需要引入先进的信息处理技术，建立一套比较完善的铁路车辆质量互控及预警系统^[2]。

1   系统目标及可行性分析

1.1   系统目标

系统通过B/S集成构架设计，利用中央服务器进行数据处理，节约大量硬件和人工维护的投入。根据不同作业的检查范围和质量标准，对上一环节技术检查作业进行质量控制，实现车辆质量互控和预警。通过该系统预警模块录入信息向下一个作业环节进行预警，告知该车带有故障，下一个作业环节通过该系统可查看到预警信息，该车到达后及时通知现场进行检查处理。构建信息化系统建设，需涵盖上述业务流程，实现以下目标。

（1）车辆运用互控。运用车间内部，现场检查作业对动态检查作业的质量进行互控，始发作业对到达作业质量进行互控；进行到达、中转作业的运用车间对前方进行始发作业、动态检查作业的运用车间作业质量进行互控。

（2）车辆检修互控。检修车间、修配车间和轮轴车间内部，由下道工序对上道工序的检修质量进行互控；检修车间对修配车间、轮轴车间的车辆配件检修质量进行互控。

（3）运用车间始发作业时，对检修车间检修后首次投入运用的入段厂修、段修及临修车辆质量进行互控；检修车间站修作业场对运用车间扣修故障的临修车发现情况进行互控。

（4）动态检查作业发现直通列车中的车辆故障，在故障不影响车辆运行安全或采取必要安全保障措施的前提下，向列车运行前方列检作业场进行预警，通知前方列检作业场对故障进行彻底检查处理。

1.2   可行性分析

1.2.1   技术可行性

系统是一个数据库故障管理和查询的系统，涉及的现有软件、硬件技术都非常成熟，利用现有的技术条件，完全可以达到构建的功能目标。

1.2.2   经济可行性

系统采用B/S架构^[3]，服务端部署在兰州局集团公司现有服务器设施上，客户端各级用户使用科室、车间在用生产、办公计算机即可，无需重新投资；软件系统的开发，采用与专业软件公司合作的方式，纳入中国铁路兰州局集团有限公司科研课题，为后期在全路的推广应用提供可能。

1.2.3   社会可行性

系统采用B/S架构，各级用户均具备相应的操作技能；将原有人工进行的互控、预警管理工作进行了电子化、网络化，对业务流程进行了重组、优化，更有利于互控、预警工作的开展。

2   系统设计

2.1   系统功能模块

系统功能结构，如图1所示。

图  1  系统功能结构

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2.1.1   质量互控管理模块

互控信息管理，包括互控信息的录入、发布、接受及考核，完成没有争议的互控信息的全管理，实现互控故障从发现到消除、兑现考核的闭环管理；申诉信息管理，包括申诉信息的转入、处置及裁决信息的处置、考核，完成争议的互控信息的全管理，实现申诉故障从处置到裁决、兑现考核的闭环管理。

2.1.2   故障预警管理模块

主要包括预警信息的发布、接受及故障处置、追踪，完成预警信息的全过程管理，实现预警故障从发现到消除、反馈的闭环管理。

2.1.3   查询分析管理模块

主要包括主控、被控、申诉、预警信息及互控奖励、考核，信息的查询、统计，可以通过用户限定的时间范围、部门名称、故障类别和故障部位等自定义条件进行查询统计并输出报表；同时具备强大、灵活的报表统计、分析功能，对关键数据提供饼状图、柱状图多样化的图表显示、分析，使安全质量管理的重要数据在系统中直观呈现。

2.1.4   字典维护管理模块

主要包括数据字典维护，即车种车型、故障字典、故障分级字典的维护，对系统功能实现提供底层技术支撑，以上数据需符合铁路行业技术规范和国铁集团相关规定；组织机构维护，即创建站段、车间、作业场、班组、工序和人员信息，实现相关基础数据的实时、动态管理。

2.2   系统数据字典

2.2.1   车种车型

车种车型符合《铁路货车车种车型车号编码》^[4]及其修订内容确定车号后系统自动判定车种车型，确保车种车型的准确，同时减轻录入人员工作量。

2.2.2   故障字典

故障字典采用铁路货车技术管理信息系统（HMIS）故障字典^[5]。HMIS包含了铁路货车从新造、运用、检修到报废的全过程、全部技术数据；同时根据新车型、新配件的应用，数据库在不断更新，是铁路货车最基础、最规范、最实效、最权威的技术数据。采用HMIS故障字典，就是有了故障分类、名称和施修单位、方法在全路货车系统的通行证，使故障分类、名称标准化；为进一步自动接入5T系统特别是TFDS发现的车辆故障铺平道路。

在实际运用中，从HMIS中直接导出故障字典，再导入系统，避免重复录入，确保故障字典准确性。

2.2.3   故障分级字典

故障严重程度等级分级与兰州局集团有限公司安全检查信息管理系统问题等级分级保持一致，避免相同质量问题考核标准不一致问题的发生。

2.3   故障范围和质量标准

2.3.1   互控范围和质量标准

对运用车间互控的故障范围和质量标准，按《铁路货车运用维修规程》^[6]及《兰州铁路局运用货车质量控制考核办法》^[7]等文件相关要求执行；对检修车间互控的故障范围和质量标准，按《铁路货车厂修规程》^[8]《铁路货车段修规程》^[9]《铁路货车站修规程》^[10]《兰州铁路局铁路货车检修系统“零故障检验”管理办法》^[11]等文件相关要求执行。

2.3.2   预警范围和质量标准

预警的故障范围和质量标准，按《铁路货车运用维修规程》《兰州局集团公司铁路货车运用工作管理细则》^[12]等文件相关要求执行。

3   系统关键技术

采用B/S架构，客户端通过计算机浏览器直接访问系统，通过分配的用户名和登录密码标识唯一的系统使用人员。所有相关班组、作业场、车间、车辆段和业务部室作为系统客户端可通过浏览器在任一计算机上直接访问系统，通过分配的用户名和登录密码标识唯一的系统使用人员。

通过ACL（Access Control List）访问控制列表的模式对不同权限的系统使用人员进行授权和认证^[13]。系统应具有树形组织机构设置，即集团公司、车辆段、车间、作业场和班组，相应在每个父级组织机构下能够自由创建隶属于该机构的子机构，并能添加不同权限的系统用户。

互控信息管理和预警信息管理作为该系统的核心功能模块，详细记录了互控、预警信息内所应包含的各类基础数据，从数字、文字和图像等多方面客观、详细的描述互控、预警信息实体。在信息处理流程上引入工作流引擎（Work Flow Engine）处理机制，根据不同的业务参与者和业务逻辑在“定制”的流程中流转、闭环^[14]。

3.1   互控信息处理

互控信息管理是该系统的核心功能模块之一，互控信息的处理流程，如图2所示。

图  2  质量互控流程

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3.2   预警信息处理

预警信息管理是该系统的另一核心功能模块，预警信息的处理流程，如图3所示。

图  3  预警信息流程

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3.3   系统用例分析

该系统中的所有用户根据角色主要划分为：班组级用户、作业场级用户、车间级用户、段级用户和局级用户。其中，作业场级用户和车间级用户面向该系统使用类似的用例，主要用例分析，如图4所示。

图  4  主要用例分析

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4   结束语

系统目前已经在兰州局集团有限公司兰州西、嘉峪关车辆段试运用，通过向前预警、向后互控，实现了对货车运用、检修质量的全方位控制，有效减少了漏检，提高了货车质量，确保了货车运行安全；下一步将在客车、动车中推广应用。

通过电子化存档功能，实现了故障互控、预警信息的闭环和可追溯性，规范了管理。随着不断累积数据，通过统计分析结果，可以实现对各车间作业质量的客观评价；对管理人员而言，可以掌握各班组作业情况及近期车辆质量易发、易漏故障情况，以便更好的指导生产作业和质量盯控。